安全驾驶辅助系统及其控制方法与流程

本发明总体上涉及车辆安全控制领域，尤其涉及安全驾驶辅助系统以及用于该安全驾驶辅助系统的控制方法。

背景技术：

目前，公路交通事故已经成为全球范围内日益严重的公共安全问题。并且，导致这些公路交通事故的驾驶员的人为因素主要包括人员因素(驾驶员疲劳驾驶、注意力不集中以及行人的各种交通行为)、环境因素(路面状况、包括交通标志和照明设备等的安全设置)以及车辆因素(主动安全性和被动安全性等)。

因此，为了减少更多的交通事故，通常会在在车辆上设置安全驾驶辅助系统，例如碰撞预警系统等，其能够通过雷达、激光、超声波、红外线及机器视觉等传感器技术对道路环境进行检测，并接着根据所检测到的信息判定碰撞发生的可能性，从而在可能发生危险时，给驾驶员及行人及时的报警。

但是，在检测道路环境时，由于有些移动目标(例如，行人、自行车甚至车辆)可能会被其他物体遮挡或隐藏，因此车辆的安全驾驶辅助系统可能也就无法获取这些移动目标的真实信息或者根本获取不到这些移动目标的任何信息，以致也就无法做出正确的危险判定，从而导致交通事故的发生。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本发明提出了一种能够通过预测被遮挡的移动目标(下面被称为消失目标)的移动轨迹来判定主车辆与消失目标之间是否可能发生危险的安全驾驶辅助系统，并且还提出了用于该安全驾驶辅 助系统的控制方法。

根据本发明的实施例，提出了一种安全驾驶辅助系统，包括移动目标检测部，其被构造为对主车辆周围预定范围内的移动目标进行检测并将与该移动目标对应的状态参数存储在该安全驾驶辅助系统的存储部中，并且还被构造为将不能够再次检测的和/或不能够直接检测到的移动目标定义为消失目标；移动轨迹预测部，其被构造为在该存储部中搜寻与该消失目标相对应的状态参数，并且基于该消失目标的状态参数预测该消失目标的移动轨迹；危险判定部，其被构造为通过比较该消失目标的预测移动轨迹和该主车辆的预期行驶轨迹，来判定该主车辆与该消失目标之间是否存在危险；以及危险预警部，其被构造为基于该危险判定部的判定结果执行危险预警控制。因此，根据本发明的安全驾驶辅助系统，即使在车辆前行或倒退时出现了消失目标，也能够通过预测该消失目标的移动轨迹，来判定该消失目标与该主车辆之间是否存在危险(例如摩擦或碰撞等)，并且接着根据判定结果执行危险预警控制，从而降低交通事故的发生几率。

根据本发明的优选实施例，该危险判定部还被构造为当该消失目标的预测移动轨迹和该主车辆的预期行驶轨迹发生交汇时，计算该消失目标与该主车辆之间的碰撞时间，并且该危险预警部还被构造为通过将该碰撞时间与预先设定的多个阈值进行比较来执行不同的危险预警控制。因此，如果该消失目标的预测移动轨迹和该主车辆的预期行驶轨迹发生交汇，则这意味着该主车辆与该消失目标之间可能会发生危险，例如碰撞或摩擦等。在这种情况下，根据本发明的安全驾驶辅助系统可以对该消失目标与该主车辆之间的碰撞时间进行计算，并基于该碰撞时间执行不同的危险预警控制。例如，当该碰撞时间小于第一阈值时，发出预警信号；当该碰撞时间小于或等于第二阈值时，控制该主车辆实现自动制动和/或自动转向，该第二阈值小于该第一阈值；当该碰撞时间小于等于第三阈值时，触发该主车辆的被动安全系统，该第三阈值小于该第二阈值。

根据本发明的优选实施例，该移动轨迹预测部被构造为当该主车辆行驶了预定距离、该移动目标检测部再次检测到该消失目标、距第一次检测到该消失目标的时间大于第一预定时间长度或距该消失目标消失的时间大 于第二预定时间长度时，停止预测该消失目标的移动轨迹。因此，根据本发明的安全驾驶辅助系统，仅仅对消失目标的移动轨迹进行预测，并且将在上述情况下停止预测，因此能够减少错误预警并能够降低计算成本，从而提高了车辆控制的响应性。

根据本发明的优选实施例，该预警信号包括视觉预警信号、听觉预警信号、触觉预警信号以及经由车对车通信所发送的通信信号。

根据本发明的优选实施例，该视觉预警信号包括显示在该主车辆的显示屏上、在该消失目标消失之前所获取的该消失目标的图像。

根据本发明的又一实施例，提出了一种用于安全驾驶辅助的控制方法，该控制方法包括以下步骤：对主车辆周围预定范围内的移动目标进行检测并存储与该移动目标对应的状态参数，并且将不能够再次检测的和/或不能够直接检测到的移动目标定义为消失目标；搜寻与该消失目标相对应的状态参数，并且基于该消失目标的状态参数预测该消失目标的移动轨迹；通过比较该消失目标的预测移动轨迹和该主车辆的预期行驶轨迹，来判定该主车辆与该消失目标之间是否存在危险；以及基于该危险判定部的判定结果执行危险预警控制。因此，根据本发明的控制方法，即使在车辆前行或倒退时出现了消失目标，也能够通过预测该消失目标的移动轨迹，来判定该消失目标与该主车辆之间是否存在危险(例如摩擦或碰撞等)，并且接着根据判定结果执行危险预警控制，从而降低交通事故的发生几率。

根据本发明的优选实施例，该控制方法还包括以下步骤：当该消失目标的预测移动轨迹和该主车辆的预期行驶轨迹发生交汇时，计算该消失目标与该主车辆之间的碰撞时间，并且通过将该碰撞时间与预先设定的多个阈值进行比较来执行不同的危险预警控制。在这种情况下，根据本发明的控制方法可以对该消失目标与该主车辆之间的碰撞时间进行计算，并基于该碰撞时间执行不同的危险预警控制。例如，当该碰撞时间小于第一阈值时，发出预警信号；当该碰撞时间小于或等于第二阈值时，控制该主车辆实现自动制动和/或自动转向，该第二阈值小于该第一阈值；当该碰撞时间小于等于第三阈值时，触发该主车辆的被动安全系统，该第三阈值小于该 第二阈值。因此，如果该消失目标的预测移动轨迹和该主车辆的预期行驶轨迹发生交汇，则这意味着该主车辆与该消失目标之间可能会发生危险，例如碰撞或摩擦等。

根据本发明的优选实施例，该控制方法还包括以下步骤：当该主车辆行驶了预定距离、该消失目标被再次检测到、距第一次检测到该消失目标的时间大于第一预定时间长度或距该消失目标消失的时间大于第二预定时间长度时，停止预测该消失目标的移动轨迹。因此，根据本发明的控制方法，仅仅对消失目标的移动轨迹进行预测，并且将在上述情况下停止预测，因此能够减少错误预警并能够降低计算成本，从而提高了车辆控制的响应性。

由此可见，根据本发明的安全驾驶辅助系统能够通过预测消失目标的移动轨迹来判定该消失目标与主车辆之间是否存在危险，并且能够基于该判定结果执行危险预警控制，从而降低交通事故的发生几率。

附图说明

图1示出了未安装有根据本发明的安全驾驶辅助系统的车辆在行驶时遇到前方正在过马路的移动目标时可能所发生的情况；

图2示出了根据本发明实施例的安全驾驶辅助系统的概要框图；

图3示出了根据本发明另一实施例的用于该安全驾驶辅助系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

下文中，参照附图描述本发明的实施例。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。

由于有些移动目标在经过路口时可能会被其他障碍物(例如绿化带、行人和其他车辆等)遮挡或隐藏，因此行进车辆的驾驶员难以注意到这些被遮挡或被隐藏的移动目标的消失以及难以想起这些被遮挡或被隐藏的移动目标的移动。在这种情况下，极有可能导致交通事故的发生。图1a-1c 示出了未安装有根据本发明的安全驾驶辅助系统的车辆在行驶时遇到前方正在过马路的移动目标时可能所发生的情形。例如，如图1a所示，未安装有根据本发明的安全驾驶辅助系统的车辆1正在向前行驶，并且移动目标2正沿垂直于车辆1的行驶方向的方向移动，此时，移动目标2在驾驶员的可视范围内或车辆传感器的检测范围内，即尚未被遮挡或隐藏。过了一段时间后，即当车辆1和移动目标2各自移动了一定距离后，该移动目标2可能会被遮挡，如图1b所示，此时，驾驶员无法看见该被遮挡的移动目标或车辆传感器也无法检测到该被遮挡的移动目标。接着，当主车辆继续向前行驶一段距离后，驾驶员可能会再次看见或者车辆传感器可能会再次检测到该移动目标，如图1c所示，但是此时，驾驶员已经来不及做出反应，此时极易可能发生危险。

但是，如果该车辆安装有根据发明实施例的安全驾驶辅助系统，则它就会在车辆向前或向后行驶过程中针对该隐藏或遮挡的移动目标(以下简称消失目标)进行危险预警控制，进而避免事故的发生。在本文中，将安装有根据发明实施例的安全驾驶辅助系统称为主车辆或目标车辆。

图2示出了根据本发明实施例的安全驾驶辅助系统100的示意性框图。如图2所示，该安全驾驶辅助系统100包括移动目标检测部10，被构造为对主车辆周围预定范围内的移动目标进行检测并将与移动目标对应的状态参数存储在存储部20中，并且被构造为将不能够再次检测的目标和/或不能够直接检测到的目标界定识别为消失目标；移动轨迹预测部30，被构造为在所述存储部20中搜寻与该消失目标相对应的状态参数，并且基于该消失目标的状态参数预测所述消失目标的移动轨迹；危险判定部40，被构造为通过比较所述消失目标的预测移动轨迹和所述主车辆的预期行驶轨迹来判定所述主车辆与所述消失目标是否存在危险；以及危险预警部50，被构造为基于所述危险判定部的判定结果，执行危险预警控制。因此，即使在车辆前行或倒退时出现了消失目标，根据本发明实施例的安全驾驶辅助系统100也能够通过预测该消失目标的移动轨迹，来判定该消失目标与该主车辆之间是否存在危险(例如摩擦或碰撞等)，并且接着根据判定结果执行危险预警控制，从而降低交通事故的发生几率。

首先，移动目标检测部10判定主车辆周围预定范围内是否存在移动目标。例如，移动目标检测部10通过安装在该主车辆上的各种传感器(未示出)来获取该主车辆周围预定范围内的环境信息，并基于这些环境信息来解析该预定范围内是否存在移动目标。这些传感器可以是雷达、激光中的任一种或者组合。这些传感器可以设置在主车辆的前、后保险杠等位置处，也可以安装在该主车辆的任何合适位置处。这些传感器通过将激光或雷达波(例如微波或高带宽的毫米波等)发送到外部并接收来自物体(例如移动物体)的反射波，来确认主车辆周围预定范围内是否存在移动目标并且测量该移动目标的状态数据，包括位置数据和运动动力学数据。

例如，以激光传感器为例进行说明。参考图1a-1c和图2，当主车辆行驶到如图1a所示的位置时，移动目标检测部10使激光传感器以预定的采样周期从主车辆发送激光波等并接收该激光波的回波，以此来判定该主车辆周围是否存在移动目标。如果判定为该主车辆周围存在移动目标，则移动目标检测部10进一步使该激光传感器获取该移动目标的状态参数，例如所处位置、移动速度、移动加速度和移动方向等，并且将这些状态参数存储在存储部20中。该安全驾驶辅助系统100也可以通过使用安装在该主车辆的任何其他合适传感器来获取该主车辆的动力学参数。

当移动目标检测部10检测到该主车辆周围预定范围内存在移动目标时，它将对该移动目标进行持续检测。一段时间后，如果移动目标检测部10不能够再次检测到该移动目标，而是突然检测到该移动目标与该主车辆之间出现障碍物时，移动目标检测部10将该移动目标定义为消失目标。

具体地，如上所述，移动目标检测部10使激光传感器以预定的采样周期发送激光波并接收该激光波的回波来检测移动目标。当激光传感器在某个采样周期检测到了一个移动目标(例如，在如图1a所示的位置检测到了一个移动目标)，但是在该采样周期之后的某个或某几个采样周期内未能够检测到该移动目标，反而突然检测到该移动目标与该主车辆之间出现障碍物时(例如，当主车辆处于图1b所示的位置时)，移动目标检测部10将该移动目标界定为消失目标。此外，当结果显示出一个移动目标的至少一部分或全部被其他物体(例如，指示牌、绿化带或其他主车辆) 遮挡时，也就是说，当移动目标检测部10不能够全部检测到该移动目标时，移动目标检测部10也将其界定为消失目标。

在本实施例中，存储部20被设置在安全驾驶辅助系统100中。但是，安全驾驶辅助系统100也可以使用主车辆中的任何其他存储单元来存储移动目标的状态参数。

当移动目标检测部10界定了消失目标后，移动轨迹预测部30在所述存储部20中搜寻与该消失目标相对应的状态参数，例如位置数据和动力学数据(移动速度、移动加速度、移动方向)等，并且基于该消失目标的状态参数预测上述消失目标的移动轨迹。

危险判定部40通过将上述消失目标的预测移动轨迹和主车辆的预期行驶轨迹进行比较，来判定该主车辆与该消失目标之间是否存在危险。具体地，危险判定部40判定消失目标的预测移动轨迹与主车辆的预期行驶轨迹是否发生交汇或重合，其中消失目标的预测移动轨迹由移动轨迹预测部30输出，并且主车辆的预期行驶轨迹则是危险判定部40基于从各种传感器输出的、与该主车辆有关的信息提前计算得到的。如果判定结果显示消失目标的预测移动轨迹与主车辆的预期行驶轨迹没有产生交汇，则危险判定部40判定为该消失目标与该主车辆之间不存在危险。相反，如果判定结果显示消失目标的预测移动轨迹会与主车辆的预期行驶轨迹发生交汇，则危险判定部40判定为该消失目标与该主车辆之间存在危险，即有可能发生摩擦或碰撞。

如果危险判定部40判定为该消失目标与该主车辆之间存在危险，则它接着会根据主车辆的预期行驶轨迹和消失目标的预测移动轨迹来估计该主车辆和该消失目标之间的碰撞时间ttc。具体地，危险判定部40将主车辆的预期行驶轨迹与消失目标的预测移动轨迹出现交汇的初始时间，作为该主车辆和该消失目标之间的碰撞时间ttc，并且将该碰撞时间ttc输出到危险预警部50。

危险预警部50基于从危险判定部40输出的判定结果和碰撞时间来控制主车辆是否发出危险预警。具体地，当危险判定部40判定为该消失目标与该主车辆之间不存在危险时，危险预警部50无需执行危险预警控 制。此外，当危险判定部40判定为该消失目标与该主车辆之间存在危险时，危险预警部50进一步将危险判定部40计算的碰撞时间ttc与预先设定的多个阈值ttcths进行比较，并且基于比较结果做出不同的危险预警，例如，发送危险预警信号或执行危险预警动作。

例如，如果碰撞时间ttc小于第一阈值ttcth1(例如，2s)，则危险预警部50向驾驶员、消失目标发出预警信号，以提示他们注意潜在的危险。其中，该预警信号包括视觉预警信号、听觉预警信号或触觉预警信号。此外，预警信号也可以包括经由车对车通信发送给该主车辆周围其他交通参与者(例如，正在过马路的移动目标或旁边车道行驶的其他车辆等)的通信信号，例如，主车辆经由云端服务器向周围车辆发送的通信信号。

例如，危险预警部50可以利用显示在车载显示器上的图像信息、文字信息以及这两者结合、安装车辆仪表盘上的led等发光元件的亮灯或闪烁来向驾驶员发出视觉预警信号。车载显示器包括平视显示器、车辆导航系统的显示器、安装或连接到主车辆的任何其他显示器。优选地，显示在车载显示器上的视觉预警信号包括被突出显示地、在消失目标消失之前所获取的消失目标的图像。该图像可以包括在实时获取的外界环境的视频中，其中，该消失目标在该视频中的位置与移动轨迹预测部30所预测到的消失目标的实际位置一致。以此方式，驾驶员可以类似于透过“透明障碍物”的方式看见该消失目标。此外，危险预警部50可以通过主车辆的照明灯、信号灯、警告灯等向消失目标(例如，行人、自行车、或者设置意图转向的其他车辆)发出视觉预警信号。

危险预警部50还可以利用扬声器、蜂鸣器、喇叭等扬声器系统发出听觉预警信号。另外，危险预警部50还可以通过驾驶员座椅、方向盘的振动向驾驶员发出触觉预警信号。

如果碰撞时间ttc小于等于第二阈值ttcth2(例如，1s)，危险预警部50控制该主车辆以使该主车辆实现自动转向或自动制动。其中，第二阈值ttcth2小于第一阈值ttcth1。

如果碰撞时间ttc小于等于第三阈值ttcth3(例如，0.5s)，则危险 预警部50触发该主车辆的被动安全系统，例如内部/外部安全气囊、驾驶员头颈保护系统等，以将碰撞过程中对驾驶员和消失目标的损失降到最低。其中，第三阈值ttcth3小于第二阈值ttcth2。

因此，即使在主车辆前行或倒退时出现了消失目标，根据本发明的安全驾驶辅助系统也能够通过预测该消失目标的移动轨迹，来判定该消失目标与该主车辆之间是否存在危险(例如摩擦或碰撞等)，并且接着根据判定结果执行危险预警控制，从而降低交通事故的发生几率。因此，安装有根据本发明的安全驾驶辅助系统的主车辆能够避免如图1c所示的情形。

优选地，当主车辆行驶一段时间后，存储部20会自动地消除与该预定范围内的移动目标相对应的状态参数，从而减少该安全驾驶辅助系统100的数据存储，进一步加快数据处理效率和处理精度。优选地，当移动目标检测部10再次检测到消失目标时，存储部20自动地清除与该消失目标相对应的状态参数，同时移动轨迹预测部30也将停止对该消失目标的移动轨迹的预测。此外，当距第一次检测到消失目标的时间大于第一预定时间长度或距消失目标消失的时间大于第二预定时间长度时，移动轨迹预测部30也将停止预测消失目标的移动轨迹。

因此，根据本发明实施例的安全驾驶辅助系统，仅仅对消失目标的移动轨迹进行预测，并且将在上述情况下停止预测，因此能够减少错误预警并能够降低计算成本，从而提高了车辆控制的响应性。

下面，通过图3所示的流程图来描述用于上述安全驾驶辅助系统100的控制方法。图3示出了根据本发明另一实施例的用于该安全驾驶辅助系统的控制方法的流程图。

参考图3，在步骤s1中，根据来自各种车辆传感器的环境信息来判定主车辆周围预定范围内是否存在移动目标。上文已经对移动目标的判定进行了描述，因此在此不再赘述。如果判定为存在移动目标，则对环境信息进行再次分析以获取该移动目标的状态参数，例如所处位置、移动速度、移动加速度和移动方向等，并存储这些状态参数，处理接着进入到步骤s2。

在步骤s2中，判定是否存在消失目标。具体地，当在步骤s1中判定 为存在移动目标，对该移动目标进行持续检测，并且当不能够再次检测到某移动目标时或者当检测到某移动目标与该主车辆之间出现另一物体时，将该移动目标定义为消失目标，此时处理进入到步骤s3。

在步骤s3中，搜寻与该消失目标相对应的状态参数，并且基于这些状态参数预测该消失目标的移动轨迹并输出该移动轨迹，接着处理进入到步骤s4。

在步骤s4中，通过将在步骤s3中所预测的消失目标的移动轨迹和该主车辆的预期行驶轨迹进行比较，来判定该消失目标与该主车辆之间是否会发生危险，其中，主车辆的预期行驶轨迹进则是基于从各种传感器输出的、与该主车辆有关的信息提前计算得到的。具体地，在步骤s4中，判定消失目标的预测移动轨迹与主车辆的预期行驶轨迹是否发生交汇或重合。如果判定为消失目标的预测移动轨迹与主车辆的预期行驶轨迹没有产生交汇，则这表明该消失目标与该主车辆之间不存在危险，处理返回到步骤s1。相反，如果判判定为消失目标的预测移动轨迹会与主车辆的预期行驶轨迹发生交汇，则这意味着该消失目标与该主车辆之间存在危险，即有可能发生摩擦或碰撞，处理前行到步骤s5。

在步骤s5中，根据主车辆的预期行驶轨迹和消失目标的预测移动轨迹来计算该主车辆和该消失目标之间的碰撞时间ttc。例如，将主车辆的预期行驶轨迹与消失目标的预测移动轨迹出现重合的初始时间，作为该主车辆和该消失目标之间的碰撞时间ttc，然后处理进入到步骤s6。

在步骤s6中，通过将碰撞时间ttc与预先设定的多个碰撞时间阈值ttcths进行比较以区分危险的程度，并且根据危险程度，执行不同的危险预警控制。例如，如果碰撞时间ttc小于第一阈值ttcth1(例如，2s)，则向驾驶员、消失目标或主车辆周围的其他交通参与者发出预警信号等。又如，如果碰撞时间ttc小于等于第二阈值ttcth2(例如，1s)，则控制该主车辆以使该主车辆实现自动转向或自动制动，其中第二阈值ttcth2小于第一阈值ttcth1。再如，如果碰撞时间ttc小于等于第三阈值ttcth3(例如，0.5s)，则触发该主车辆的被动安全系统，例如内部/外部安全气囊、驾驶员头颈保护系统等，以将碰撞过程中对驾驶员和消 失目标的损失降到最低，其中第三阈值ttcth3小于第二阈值ttcth2。

因此，即使在主车辆前行或倒退时出现了消失目标，根据本发明的控制方法也能够通过预测该消失目标的移动轨迹，来判定该消失目标与该主车辆之间是否存在危险(例如摩擦或碰撞等)，并且接着根据判定结果执行危险预警控制，从而降低交通事故的发生几率。

此外，该处理在满足下列条件下将前行到步骤s7：主车辆行驶一段时间、消失目标时被再次检测时，距第一次检测到消失目标的时间大于第一预定时间长度、或距消失目标消失的时间大于第二预定时间长度。在步骤s7中，自动地消除与该预定范围内的移动目标相对应的状态参数，并停止对该消失目标的移动轨迹的预测。

因此，根据本发明实施例的控制方法，仅仅对消失目标的移动轨迹进行预测，并且将在上述情况下停止预测，因此能够减少错误预警并能够降低计算成本，从而提高了车辆控制的响应性。

尽管上面参考附图描述了用于根据本发明的安全驾驶辅助系统的一些示例性示例，但是，这些示例性示例并不以在限制本发明，其他实施例也是可行的。

在前述实施例中，移动目标检测部使用雷达、激光传感器、红外线传感器等来检测主车辆周围预定范围内的目标。但是，移动目标检测部还可以使用车载照相机来检测移动目标。在将车载照相机用作传感器的情况下，该安全驾驶辅助系统可以通过对由该照相机识别出的移动体进行图案匹配处理，以瞬间辨别出该移动体的种类。

在前述实施例中，移动目标检测部将不能够再次检测的目标和/或不能够直接检测到的目标界定识别为消失目标。但是，移动目标检测部还可以通过其他方式界定消失目标。例如，移动目标检测部在检测到移动目标时为每个移动目标配置id号码，并且以预定的采样周期对每个id号码进行监测。当移动目标检测部10再次检测不到某id号码息时或者当移动目标检测部10检测到某id号码与主车辆之间出现另一id号码时，将与该id号码相对应的移动目标界定为消失目标。

尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不 限于上述实施例的构造和方法。相反，本发明意在覆盖各种修改例和等同配置。另外，尽管在各种示例性结合体和构造中示出了所公开发明的各种元件和方法步骤，但是包括更多、更少的元件或方法的其它组合也落在本发明的范围之内。