用于基于融合雷达传感器避免车辆碰撞的方法和装置的制造方法_2

文档序号:9572745阅读:来源:国知局
防碰撞响应器可执行控制以支持车辆的加速并且将车道改变至右侧车道。
[0029] 防碰撞响应器可以通过比较使用多个雷达传感器中的前置长距雷达传感器的操 作测量的距前面车辆的距离与预定距离,支持车辆的加速或者减速的控制,并且即使确定 前方没有任何车辆,也支持车辆的加速。
[0030] 根据本发明的用于基于融合雷达传感器避免具有低功耗的车辆碰撞的方法和装 置,在喧闹市区中,可以避免以小于60km/h的低速度行驶的具有低功耗的车辆之间的碰 撞,在市区或者高速公路上,可以避免以60km/h~120km/h的中等速度行驶的具有低功耗 的车辆之间的碰撞,并且在高速公路上,可以避免以120km/h的高速行驶的具有低功耗的 车辆之间的碰撞。此外,其具有能够通过的雷达传感器的低功耗操作减少燃料消耗的效果。
[0031] 此外,通过利用诸如车辆前置照相机和3轴加速度传感器等辅助设备,其很大程 度上适用于斜坡道路行驶、弯曲道路行驶、恶劣道路条件与恶劣天气条件(例如,下雨、下 雪、强风、雾等),并且可以提高防碰撞的精确度,可以减少对车间距离和环境(例如,道 路条件、天气条件等)进行感测的雷达传感器的不正确信息的发生率,从而实现诸如自适 应性(响应)巡航控制(ACC)、盲点监测(BSD)、车道变化辅助系统(LCA)、车道偏离警报 (LDW)、车道保持支持(LKS)、交通标志识别(TSR)、倒车侧方盲点监视器(RCTA)、车尾预防 冲撞(RPC)等各种功能。
【附图说明】
[0032] 从下面结合附图进行的详细描述中,本发明的上述和其他目的、特性和优点将变 得更为显而易见,其中:
[0033] 图1是示出了根据本发明的实施方式的用于基于融合雷达传感器避免具有低功 耗的车辆碰撞的装置的框图。
[0034] 图2是示出了根据本发明的实施方式的融合雷达传感器的布置的示图。
[0035] 图3是示出了根据本发明的实施方式的用于避免车辆碰撞的装置的操作概念的 示图。
[0036] 图4是根据本发明的实施方式的用于避免车辆碰撞的装置的操作概念的处理的 流程图。
[0037] 图5是示出了根据本发明的实施方式的用于避免车辆碰撞的装置的低功耗行驶 算法的不图。
[0038] 图6A、图6B以及图6C是根据本发明的实施方式的用于避免车辆碰撞的装置的防 碰撞和车辆控制算法的处理的流程图。
[0039] 图7是示出了根据本发明的实施方式的用于避免车辆碰撞的装置的数据库管理 算法的实例的流程图。
【具体实施方式】
[0040] 在下文中,将参考附图详细描述本发明。此时,在各个附图中,如果可以,则相同部 件以相同参考标号表示。此外,省去了对之前已知的特征和/或配置的具体描述。在下面 描述中,将优先解释根据各种实施方式的需要理解各种操作的部件,省去了对使该描述的 要旨变得模糊的元件的描述。还示意性地示出了图中的一些元件被放大或者省去了。没有 完全反映各个元件尺寸的实际尺寸,因此,其并不旨在通过图中分别所绘制的各个元件的 相对尺寸和间距而限制本发明中所规定的内容。
[0041] 图1是示出了根据本发明的实施方式的用于基于融合雷达传感器避免具有低功 耗的车辆碰撞的装置100的框图。
[0042] 参考图1,根据本发明的实施方式的用于基于融合雷达传感器避免具有低功耗的 车辆碰撞的装置100。如图所示,装置100包括融合传感器110、防碰撞响应器120、车辆控 制器130、行驶管理器140、警报和行驶转换器150。用于避免车辆碰撞的装置100安装在车 辆上并且执行用于避免具有低功耗的车辆碰撞的控制功能,并且上述各部件的配置可被实 施为硬件(例如,半导体处理器)、软件、或者其组合。
[0043] 融合传感器110可包括第一雷达传感器111 (例如,以24GHz的操作组成)、第二雷 达传感器112 (例如,以77GHz操作)、制动踏板传感器113、以及方向盘传感器114。此处, 第一雷达传感器111可包括以24GHz频率操作的四个传感器(未示出),即,SLR(侧置左 侧雷达,24GHz)传感器、SRR(侧置右侧雷达,24GHz)传感器、RCR(后置中心雷达,24GHz) 传感器、以及FCR (前置中心雷达,24GHz)传感器,并且第二雷达传感器112可包括一个以 77GHz频率操作的传感器(即,FCLRR(前置中心远程雷达,77GHz)传感器)。
[0044] 当检测到靠近驾驶员车辆的前方、后方、侧方、或者盲点(驾驶员很难识别)的车 辆时,上述融合(24GHz/77GHz)雷达传感器11U112生成信号数据,以用于碰撞管理和防 止,并且为了确定驾驶员是否识别到潜在的碰撞,制动踏板传感器113生成制动踏板的移 动检测信号数据并且方向盘传感器114生成对应的移动检测信号数据。在本发明中,通过 使用五个(5)传感器,以下被称为总共5个,即,如上所述的一个77GHz的雷达传感器和四 个24GHz的雷达传感器,考虑到雷达传感器的成本和功耗同时覆盖周围移动车辆的所有检 测范围,构成最优组合。融合传感器110根据图5中所示的低功率驱动算法(即,本发明的 核心算法)操作情况检测器121。
[0045] 在以下描述中,通过说明上述所述由总共5个组成的融合(24GHz/77GHz)雷达传 感器11U112的操作来描述本发明,但并不局限于此,其可根据需要由以不同频率操作的 不同数目的传感器组成,在这种情况下,同样适用本发明的概念。
[0046] 防碰撞响应器120包括:包括安装在车辆上的前置照相机311的情况检测器121、 包括3轴加速度传感器315的距离检测器122、数据库123、碰撞管理器124和防碰撞管理 器125,并且防碰撞响应器120被配置为执行融合传感器110的雷达传感器111、112的低功 率控制和用于避免其车辆的碰撞的驱动控制。
[0047] 情况检测器121分析通过前置照相机311拍摄的前方图像并且可检测诸如道路的 地面状况等道路条件和行驶条件,诸如,斜坡/弯曲/交叉/直线行驶、夜间行驶、最左侧车 道行驶、最右侧车道行驶、以及天气条件(例如,下雨、下雪、强风、雾等)等。是本发明的核 心算法的低功率驱动算法(参考图5)被应用于情况检测器121。由前置照相机311所拍摄 的前方图像和由融合传感器110的各个传感器所提供的检测信号被用于通过低功率驱动 算法实施低功率防碰撞(参考图5)。
[0048] 通过使用预定的相对距离计算算法,距离检测器122对从雷达传感器11U112生 成的雷达信号(无线微波信号)和从前面车辆及周围物体反射的接收信号进行比较,并且 可计算距诸如前面车辆或者周围物体的周围车辆的相对距离,通过使用相对压差(A V)或 者相对相差(Α Θ)计算前面车辆的速度/加速度。此外,距离检测器122可检测车辆的速 度和加速度信息以及通过使用3轴加速度传感器315检测车辆是否在斜坡/弯曲/交叉/ 直线道路上行驶。
[0049] 数据库123保持在融合传感器110、情况检测器121以及距离检测器122中所测量 或者计算的数据,从而,可以通过各部分的比较计算来使用所述数据。数据库123可存储并 且管理由融合传感器110的雷达传感器11U112所生成的雷达信号、从前面车辆或者周围 物体所反射的接收信号、经分析的相对压差(AV)、相对相差(△ Θ)、制动踏板传感器113 和方向盘传感器114的检测信号等。此外,数据库123可存储并且管理由情况检测器121 的前置照相机311所拍摄的前方图像数据、以及通过情况检测器121所分析的道路条件和 行驶环境(诸如,斜坡/弯曲/交叉/直线行驶、夜间行驶、道路的地面状况、最左侧车道行 驶、最右侧车道行驶、以及天气条件(例如,下雨、下雪、强风、雾等))的信息。此外,数据 库123可存储并且管理距离检测器122的3轴加速度传感器315的检测信号数据以及车辆 行驶信息等,所述车辆行驶信息包括如上所述进行分析或者检测的车辆的速度和加速度信 息、通过使用检测信号数据所分析的车辆是否在斜坡/弯曲/交叉/直线道路上行驶、以及 距前面车辆或者周围物体的相对距离、前面车辆的速度/加速度等。
[0050] 本发明的防碰撞算法(参考图6)被应用于碰撞管理器124和防碰撞设备125。
[0051] 碰撞管理器124通过使用数据库123的数据库信息确定是否存在与周围车辆或者 物体发生碰撞的风险,并且通过使用防碰撞算法分析和管理碰撞风险(参考图6)。
[0052] 首先,将情况划分为相对压差(AV)或者相对相差(△ Θ)大于〇、等于〇、以及小 于〇的情况,并且因为其是能够评估车间距离的变化量的参考距离元素,所以通过确定距 离周围车辆或物体的距离远离或接近的程度来确定各风险。碰撞管理器124可根据距上述 周围车辆或者物体的参考距离元素的变化确定风险性,此时,例如,如果碰撞比预定安全制 动距离2m的基准更接近,则可以管理防碰撞以避免发生碰撞。碰撞管理器124可根据距前 面车辆和周围物体的相对距离同时跟踪相对压差(A V)或者相对相差(△ Θ)的变化计算 车辆的速度/加速度、前面车辆的速度/加速度、碰撞风险值。
[0053] 防碰撞设备125通过使用数据库信息根据从碰撞管理器124所接收的碰撞风险确 定有关车道变化的前方、侧方、后方碰撞警报、协助、有关后方交叉碰撞和加速度/减速度 支持的警报等。
[0054] 车辆控制和驱动算法被应用于车辆控制器130和行驶管理器140。
[0055] 车辆控制器130可包括方向盘驱动发动机(steering wheel driving motor) 131、 DC驱动发动机132、方向盘/制动系统133、以及致动器134,并且通过控制这些系统,可控 制车辆的行驶,诸如车辆DE加速/减速。车辆控制器130被配置为通过控制与方向盘/ 制动系统133交互作用的方向盘驱动发动机131执行车辆前轮的角度控制以通过车辆加速 改变车道,通过控制DC驱动发动机132执行车辆后轮控制以使车辆加速,并且根据从碰撞 管理器124接收的碰撞风险性,通过与盘/制动系统133交互作用的致动器134执行用于 使车辆减速的控制以避免碰撞。
[0056] 为了确定方向盘是否被操作,方向盘传感器和制动踏板传感器是否被操作,DC发 动机是否被操作,车辆的速度是否被控制等,根据诸如道路条件和天气条件的行驶条件,能 够包括E⑶(引擎控制单元)的行驶管理器140被配置为从E⑶接收有关制动踏板传感器 113、方向盘传感器114、
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