专利名称：用于车辆的碰撞评估的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及车辆领域，且更具体地涉及用于评估可碰撞车辆的目标的方法和系统。
背景技术：
现今，某些车辆包括用于监测车辆相对于附近车辆的运动并且提供其有关信息给车辆驾驶员的系统。例如，某些车辆包括这样的系统，该系统提供附近目标(例如，另一车辆)是否可能与安置有该系统的车辆碰撞的确定以及这种碰撞的估计时间。然而，这种系统不总是最优地提供这种确定，尤其当首先检测到目标时，例如如果车辆在弯曲表面上行驶。因此，期望的是提供一种用于评估接近车辆的目标的改进方法，例如估计当车辆沿着弯曲表面行驶时主车辆与邻近目标之间的碰撞概率。还期望的是，提供用于评估接近车辆的目标的改进系统，例如估计当车辆沿着弯曲表面行驶时主车辆与邻近目标之间的碰撞概率。此外，本发明的其它期望特征和特性从本发明的下述详细说明和所附权利要求书结合附图和本发明的该背景技术将显而易见。
发明内容
根据示例性实施例，提供一种用于评估接近车辆的目标的方法。该方法包括获得目标的位置和速度；将所述位置和速度经由处理器映射到极坐标系统上；以及使用所述映射确定车辆和目标将碰撞的概率。根据另一示例性实施例，提供一种用于评估接近车辆的目标的方法。该方法包括步骤确定目标的位置和速度；确定车辆的转向中心、轨迹和转向半径；使用所述位置和速度计算目标预期到达轨迹的第一估计时间值；使用转向中心和转向半径计算在车辆和目标要碰撞时车辆将接触目标的第二估计时间值；以及经由处理器确定在第一估计时间值小于或等于第二估计时间值时车辆与目标之间的碰撞可能发生。根据又一示例性实施例，提供一种评估接近车辆的目标的系统。所述系统包括检测单元和处理器。所述检测单元配置成提供涉及目标的位置和速度的信息。处理器联接到检测单元且配置成将所述位置和速度映射到极坐标系统上，从而产生映射；以及使用所述映射确定车辆和目标将碰撞的概率。该极坐标系统具有极点，所述极点包括车辆的转向中心。方案1. 一种用于评估接近车辆的目标的方法，所述方法包括以下步骤 获得目标的位置和速度；
将所述位置和速度经由处理器映射到极坐标系统上；以及使用所述映射确定车辆和目标将碰撞的概率。方案2.根据方案1所述的方法，其中，极坐标系统的极点包括车辆的转向中心。方案3.根据方案1所述的方法，还包括步骤
使用映射计算目标路径预期到达车辆轨迹的估计时间值，用于确定车辆和目标将碰撞的概率。方案4.根据方案3所述的方法，还包括步骤
使用所述速度确定目标沿着来自车辆转向中心的半径的速度分量； 确定轨迹相对于目标的最接近部分；以及计算最接近部分与所述位置之间的距离； 其中，估计时间值使用速度分量和距离来计算。方案5.根据方案4所述的方法，还包括步骤 计算位置和转向中心之间的第二距离；以及
确定车辆的转向半径；
其中，计算距离的步骤包括步骤使用第二距离和转向半径来计算所述距离。方案6.根据方案4所述的方法，还包括步骤
使用映射计算在车辆和目标要碰撞时车辆将接触目标的第二估计时间值；以及如果估计时间值小于或等于第二估计时间值，那么确定可能发生车辆与目标之间的碰方案7.根据方案6所述的方法，还包括步骤
使用所述速度确定目标垂直于来自转向中心的半径的第二速度分量；以及使用第二速度分量计算目标切向于轨迹的第三速度分量； 其中，使用第三速度分量计算第二估计时间值。方案8.根据方案7所述的方法，还包括步骤 计算车辆相对于极坐标系统的极轴的第一角度； 计算目标相对于极轴的第二角度；以及
使用第一角度和第二角度计算车辆与最接近部分之间的第三距离； 其中，使用第三速度分量和第三距离计算第二估计时间值。方案9. 一种用于评估接近车辆的目标的方法，所述方法包括步骤 确定目标的位置和速度；
确定车辆的转向中心、轨迹和转向半径； 使用所述位置和速度计算目标预期到达轨迹的第一估计时间值； 使用转向中心和转向半径计算在车辆和目标要碰撞时车辆将接触目标的第二估计时间值；以及
如果第一估计时间值小于或等于第二估计时间值，经由处理器确定可能发生车辆与目标之间的碰撞。方案10.根据方案9所述的方法，还包括步骤 获得目标沿着来自转向中心的半径的速度分量； 计算目标与转向中心之间的距离；以及
使用所述距离和转向半径计算在目标与轨迹相对于目标的最接近部分之间的第二距
1 ；
其中，还使用速度分量和第二距离计算第一估计时间值。方案11.根据方案10所述的方法，还包括步骤 获得目标垂直于来自转向中心的半径的第二速度分量；使用第二速度分量计算目标切向于轨迹的第三速度分量； 计算车辆相对于极轴的第一角度； 计算目标相对于极轴的第二角度；以及
使用第一角度和第二角度计算车辆与最接近部分之间的第三距离； 其中，使用第三速度分量和第三距离计算第二估计时间值。方案12. —种评估接近车辆的目标的系统，所述系统包括
检测单元，所述检测单元配置成提供涉及目标的位置和速度的信息；和处理器，所述处理器联接到检测单元且配置成 将所述位置和速度映射到极坐标系统上，从而产生映射；以及使用所述映射确定车辆和目标将碰撞的概率。方案13.根据方案12所述的系统，其中，极坐标系统具有极点，所述极点包括车辆的转向中心。方案14.根据方案12所述的系统，其中，处理器还配置成使用映射计算目标路径预期到达车辆轨迹的估计时间值，用于确定车辆和目标将碰撞的概率。方案15.根据方案14所述的系统，其中，处理器还配置成 使用所述速度确定目标沿着来自车辆转向中心的半径的速度分量； 确定轨迹相对于目标的最接近部分；以及
计算最接近部分与所述位置之间的距离；以及使用速度分量和距离来计算估计时间值。方案16.根据方案15所述的系统，其中，处理器还配置成 计算位置和转向中心之间的第二距离；
确定车辆的转向半径；以及使用第二距离和转向半径来计算所述距离。方案17.根据方案15所述的系统，其中，处理器还配置成
使用映射计算在车辆和目标要碰撞时车辆将接触目标的第二估计时间值；以及如果估计时间值小于或等于第二估计时间值，那么确定可能发生车辆与目标之间的碰方案18.根据方案17所述的系统，其中，处理器还配置成 使用所述速度确定目标垂直于来自转向中心的半径的第二速度分量； 使用第二速度分量计算目标切向于轨迹的第三速度分量；以及使用第三速度分量计算第二估计时间值。方案19.根据方案18所述的系统，其中，处理器还配置成 计算车辆相对于极坐标系统的极轴的第一角度；
计算目标相对于极轴的第二角度；
使用第一角度和第二角度计算车辆与最接近部分之间的第三距离；以及使用第三速度分量和第三距离计算第二估计时间值。方案20.根据方案12所述的系统，还包括
警告发生器，所述警告发生器联接到处理器并且配置成基于车辆和目标将碰撞的概率提供警告。
此外，所述方法和系统的其它期望特征和特性从后述详细说明和所附权利要求书结合附图以及前述技术领域和背景技术将显而易见。
将在下文结合以下附图来描述一个或多个实施例，在附图中相同的附图标记指代相同的元件，在附图中
图1是根据示例性实施例示出了主车辆、接近主车辆的目标、目标的位置和速度基于主车辆的转向中心在极坐标系统上的映射的示意图，用于评估目标以及确定在主车辆与目标之间的碰撞概率；
图2是根据示例性实施例用于评估车辆附近的目标以及车辆和目标之间碰撞概率的系统的功能框图，所述系统可结合图1中的映射来实施；
图3A和;3B是根据示例性实施例用于评估车辆附近的目标以及车辆和目标之间碰撞概率的过程的流程图，所述过程可结合图1中的映射以及图2中的系统来实施；
图4是根据示例性实施例示出了在目标与主车辆之间不发生碰撞的第一示例性情形中主车辆的轨迹以及目标相对于主车辆的相对路径的图表；
图5是根据示例性实施例示出了在目标与主车辆之间不发生碰撞的图4中的第一示例性情形中主车辆与目标路径之间的可能碰撞时间的相应确定的图表，包括使用图3A和;3B 中过程的技术的一个这种确定；
图6是根据示例性实施例示出了在目标与主车辆之间不发生碰撞的图4中的第一示例性情形中目标路径可能到达主车辆轨迹的路径时间的确定的图表，这使用图3A和;3B中过程的技术；
图7是根据示例性实施例示出了在目标与主车辆之间发生碰撞的第二示例性情形中主车辆的轨迹和目标相对于主车辆的相对路径的图表；
图8是根据示例性实施例示出了在目标与主车辆之间发生碰撞的图7的第二示例性情形中主车辆与目标路径之间的可能碰撞时间的相应确定的图表，包括使用图3A和;3B中过程的技术的一个这种确定；以及
图9是根据示例性实施例在目标与主车辆之间发生碰撞的图7的第二示例性情形中目标路径可能到达主车辆轨迹的路径时间的图表的确定，这使用图3A和;3B中过程的技术。
具体实施例方式下述详细说明本质上仅仅是示例性的且不旨在限制本发明或其应用和使用。图1是根据示例性实施例示出了主车辆100和在主车辆100附近的目标102的示意图。目标102可以是车辆，但目标102还可表示其它类型的移动物体(例如，投射体)或不可移动物体。主车辆100和目标102被描述相对于彼此处于其当前位置。主车辆100沿着主车辆轨迹104在弯曲表面上行驶，所述弯曲表面具有转向中心108和具有长度或距离Dl的转向半径106。主车辆100和目标102彼此接近。如本文所引用的，“接近”意味着主车辆100 和目标102足够邻近，藉此在其间可能发生碰撞。在一个示例中，主车辆100和目标102在彼此处于一百英尺内时可彼此接近。在另一示例中，主车辆100和目标102在彼此处于五百英尺内时可彼此接近。在又一示例中，主车辆100和目标102在彼此处于一千英尺内时可彼此接近。这可在不同实施例中变化和/或根据不同车辆、车辆速度、驾驶表面、驾驶状况和/或各种其它因素而变化。速度矢量(ν) 110代表目标102相对于主车辆100的当前速度。速度矢量(v) 110 包括速度分量ViIU和ν」114，其中速度分量Vi112沿着来自转向中心108的半径106，而速度分量Vj114垂直于转向中心108的半径106。如将在下文结合图2-9中进一步描述的，速度矢量(ν) 110用于计算目标102预期到达主车辆轨迹104的路径时间(TTP) 120。主车辆100和目标102的当前相对位置在图1中根据笛卡尔坐标系统被描述。笛卡尔坐标系统具有χ轴101和y轴103，其原点(0，0)位于主车辆100的重心105。目标102 相对于主车辆轨迹104最接近的平面107的中心也在图1中根据笛卡尔坐标系统被描述为点(χ,图1还表示从笛卡尔坐标系统到极坐标系统上的映射(例如，目标102的位置和速度)。主车辆转向中心108用作极坐标系统的极点，χ轴101用作极坐标系统的极轴。映射根据在下文关于图2-9进一步描述的系统和方法进行并且与其结合使用以估计在主车辆 100与目标102之间的碰撞概率。使用到极坐标系统上的映射，投影目标116代表目标102置于主车辆轨迹104最接近目标102的最接近部分(优选地，最近点)处。投影目标116优选地由转向半径106与主车辆轨迹104之间的相交点确定。因而，表示主车辆100的转向半径106的长度或距离的第一距离Dl还代表转向半径108与投影位置116之间的距离。在所描述的实施例中，主车辆100的前部保险杠的中心130也在主车辆轨迹104中被描述。在中心130与转向中心 108之间的距离大约(但不精确地)等于第一距离Dl。投影目标116在主车辆轨迹104中最接近平面(或面向主车辆100的最接近表面或侧面)132的中心设置成距主车辆转向中心108 —定距离，基于主车辆轨迹104是圆形的工作假设，所述距离至少大约等于第一距离D1。目标102的最接近平面107的中心距主车辆转向中心108第二距离D2。在所述实施例中，第二距离小于第一距离。然而，在其它实施例中这可变化。主车辆100的前部保险杠中心130沿着主车辆轨迹104距投影目标116的最接近平面132的中心第三距离D3，目标102的最接近平面107的中心距投影目标116的最接近平面132的中心第四距离D4。此外，主车辆100设置为与χ轴101成第一角度109，目标 102设置为与χ轴101成第二角度111。在所述实施例中，第一角度109大于第二角度111。 然而，在其它实施例中这可变化。标度速度Vp 118代表目标102在投影目标116位置在切向于主车辆轨迹104的方向上的速度分量。如将在下文结合图2-9进一步描述的，标度速度Vp 118还使用映射产生并且用于计算在可能发生碰撞时在主车辆100与目标102之间的碰撞时间(TTC) 122。具体地，碰撞时间122表示直到主车辆100预期到达投影目标116位置的时间量。图2是根据示例性实施例用于评估车辆附近的目标和其间碰撞概率的系统200的功能框图。系统200可结合图1中的主车辆100和映射使用。具体地，系统200优选地设置在图1中的主车辆100上，并且实施并使用图1中的映射来估计图1中的目标102以及在主车辆100与目标102之间的碰撞概率。如图2所示，主车辆100包括一个或多个检测单元202、计算机系统204、其它车辆系统206 (例如，自动制动发生器和/或碰撞避免控制器)、声音警告发生器208以及视觉警告发生器210。检测单元202测量目标的位置和速度。优选地，检测单元202测量目标相对于主车辆的相对位置和相对速度。参考图1，检测单元202测量目标102的位置以及相对于笛卡尔坐标系统的速度矢量(ν) 110及其速度分量Vi112和、114。优选地，检测单元202包括下述中的一个或多个雷达系统212、激光雷达系统214和/或照相机系统216。在某些实施例中，一个或多个检测单元202可驻留在独立系统上，例如一个或多个其它车辆系统 206 (例如，作为主车辆的现有车道偏离警告系统(LDWS)或侧面盲区警告(SBZA)系统的一部分)。在任一情况下，位置和速度测量值被提供给计算机系统204，用于处理。其它车辆系统206向计算机系统204提供关于主车辆的当前位置、速度和轨迹的信息。其它车辆系统206例如可包括惯性传感器或系统；车轮传感器或系统；转向柱传感器或系统；和/或全球定位装置(GPS)系统(在图1中未示出)，其向计算机系统204提供关于主车辆的当前位置、速度和轨迹的测量值和/或其它信息；和/或发送器和接收器，用于经由无线网络与中央控制中心或处理器(在图1中也未示出)通信和/或用于使用车辆对车辆通信与其它车辆通信。计算机系统204联接到检测单元202、其它车辆系统206以及声音和视觉警告发生器208、210。计算机系统204处理检测单元202和其它车辆系统206所提供的测量值。计算机系统204使用被处理的信息以在图1中的极坐标系统上面产生映射；计算目标预期到达主车辆轨迹时的路径时间(TTP)；计算目标和主车辆在可能发生碰撞时预期碰撞的碰撞时间(TTC)；以及基于路径时间(TTP)和碰撞时间(TTC)估计这种碰撞的概率。计算机系统204包括处理器220、存储器222、计算机总线224、接口 2 和存储装置228。此外，虽然检测单元202被描述在计算机系统204之外，但是应当理解的是，在各种实施例中检测单元202可以是计算机系统204的一部分。处理器220执行计算机系统204的计算和控制功能或其一部分，并且可包括任何类型的处理器或多个处理器、诸如微处理器的单个集成电路、或协作工作以完成处理单元功能的任何合适数量的集成电路装置和/或电路板。在操作期间，处理器220执行优选存储在存储器222中的一个或多个程序223，且由此控制计算机系统204的总体操作。优选地根据将在下文关于图3A和;3B中的过程300进一步描述的步骤，处理器220产生目标位置和速度到极坐标系统上的映射、计算路径时间(TTP)和碰撞时间(TTC)、以及估计这种碰撞的概率。处理器220还可配置成基于碰撞概率和/或碰撞时间的确定提供或有助于提供各种警告，和/或可基于碰撞概率和/或碰撞时间的确定控制或有助于控制主车辆(例如，主车辆的制动、加速和/或转向)。如上所述，存储器222存储执行过程(例如，关于图3A和下文描述的过程300 和/或其各个步骤)的一个或多个实施例的程序或多个程序223。存储器222可以是任何类型的合适存储器，包括各种类型的动态随机存取存储器(DRAM)(例如，SDRAM)、各种类型的静态RAM (SRAM)、和/或各种类型的非易失性存储器(PROM、EPROM和闪存)。应当理解的是，存储器222可以是单一类型存储器部件或者可包括许多不同类型的存储器部件。此外，存储器222和处理器220在总的构成计算机系统204的数个不同计算机上分布。例如， 存储器222的一部分可驻留在具体设备或过程中的计算机上，另一部分可驻留在远程计算机上。在优选实施例中，存储器222位于处理器220上或至少与处理器220位于同一芯片上。计算机总线2M用于在计算机系统204的各个部件之间传输程序、数据、状态和其它信息或信号。计算机总线2M可以是连接计算机系统和部件的任何合适物理或逻辑机构。这包括但不局限于直接硬线连接、光纤、红外和无线总线技术。接口 2 允许例如从车辆乘员、系统操作员和/或另一个计算机系统通信到计算机系统204，并且可使用任何合适方法和设备来实施。在一些实施例中，接口 2 将来自于检测单元202的信息提供给处理器220并且将来自于处理器220的任何警告或其它指令直接或间接提供给主车辆100和/或任何邻近车辆的驾驶员和/或其它乘员和/或用于处理器220以控制主车辆(例如，主车辆的制动、加速和/或转向)。接口 2 可包括在其它系统或部件内通信或者与其它系统或部件通信的一个或多个网络接口、与技术人员通信的一个或多个终端接口、以及连接到存储设备(例如，存储装置228)的一个或多个存储接口。存储装置2 可以是任何合适类型的存储设备，包括直接存取存储装置，例如硬盘驱动器、闪存系统、软盘驱动器和光盘驱动器。在一个示例性实施例中，存储装置2 是程序产品，存储器222可从该程序产品接收执行下文将更详细描述的图3A和;3B中的过程 300和/或其步骤的一个或多个实施例的程序223。在一个实施例中，这种程序产品可实施为系统200的一部分、插入到系统200中或以其它方式联接到系统200。如图2所示，存储装置2 可包括硬盘驱动器，其使用磁盘230来存储数据。作为一个示例性实施方式，计算机系统204还可使用互联网网站，例如用于提供或维护数据或者在其上执行操作。还将理解的是，虽然该示例性实施例在完全功能型计算机系统的环境中被描述， 但是本领域技术人员将认识到，本发明的机构能够分布为各种形式的程序产品，通过使用用于实施该分布的计算机可读介质来实现。计算机可读介质的类型包括闪存、软盘、硬盘驱动器、存储卡和光盘(例如，磁盘230)。类似地将理解的是，计算机系统204还可以其它方式不同于图2中所述的实施例，例如，计算机系统204可联接到一个或多个远程计算机系统和/或其它控制系统或者可以其它方式使用一个或多个远程计算机系统和/或其它控制系统。图3A和;3B是根据示例性实施例用于评估接近车辆的目标以及目标和车辆之间碰撞概率的过程300的流程图。过程300可结合图1中的主车辆100、目标102和映射以及图 2中的系统200来实施。如图3A和;3B所示，该过程从获得涉及主车辆轨迹的信息的步骤开始(步骤302)。 在步骤302，图2中的处理器220优选地获得关于主车辆的轨迹或路径的信息，并且还可包括涉及主车辆加速、车轮角度、车轮滑移、车辆运动、转向柱角度或运动、全球定位系统 (GPS)信息和/或惯性传感器信息的其它信息，以及基于这种信息确定主车辆轨迹。替代性地，主车辆轨迹可已经由图2中的其它车辆系统206 (例如，经由独立处理器)中的一个确定并在步骤302期间提供给图2的处理器220。轨迹信息优选地在步骤302的各种迭代期间在车辆操作期间被连续地获得，且其当前值优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。在某些实施例中，主车辆的位置使用来自于步骤302的信息确定(步骤303)。主车辆位置优选地表示为主车辆的前部保险杠中心的位置，其对应于图1中的中心130。主车辆位置优选地由图2中的处理器220确定。替代性地，主车辆位置可已经由图2中的其它车辆系统206 (例如，经由独立处理器)中的一个确定并且在步骤303期间被提供给图2中的处理器220。主车辆位置优选地在步骤303的各种迭代期间在车辆操作期间被连续地确定，且其当前值优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。在执行时，步骤303的主车辆位置优选地包括主车辆相对于地面(例如，主车辆所行驶的道路)的绝对位置。在某些实施例中，主车辆的这种绝对位置可结合车辆对车辆通信 (例如，使用全球定位系统(GPS)装置)或中央控制器(不在车辆上且远离车辆，例如经由无线网络联接到车辆和/或其全球定位系统(GPS))使用，以便产生远离车辆的相对距离。在某些实施例中，主车辆相对于地面的绝对速度也在步骤303获得。然而，在某些其它实施例中，不需要执行步骤303。例如，在某些实施例中，不需要主车辆的绝对位置，因为仅确定目标关于(即，相对于)主车辆的相对位置、运动和速度。优选地使用来自于步骤302的信息确定主车辆的转向中心(步骤304)。主车辆转向中心优选地由图2中的处理器220确定。替代性地，主车辆转向中心可已经由图2中的其它车辆系统206 (例如，经由独立处理器)中的一个确定并且在步骤304期间被提供给图 2中的处理器220。在任一情况下，主车辆转向中心优选地对应于图1中的主车辆转向中心 108。主车辆转向中心优选地在步骤304的各种迭代期间在车辆操作期间被连续地确定，且其当前值优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。还使用来自于步骤302的信息确定主车辆的转向半径(步骤305)。主车辆转向半径优选地由图2中的处理器220确定。替代性地，主车辆转向半径可已经由图2中的其它车辆系统206 (例如，经由独立处理器)中的一个确定并且在步骤305期间被提供给图2中的处理器220。在任一情况下，主车辆转向半径优选地对应于图1中具有第一距离Dl的转向半径106。主车辆转向半径优选地在步骤305的各种迭代期间在车辆操作期间被连续地确定，且其当前值优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。此外，获得目标的位置(步骤306)。根据图1中的笛卡尔坐标系统(其中，前部保险杠105的主车辆中心用作原点)，目标位置优选地被获得为图1中目标102相对于图1中主车辆100的最接近平面107的中心。目标位置优选地由图2中的一个或多个检测单元202 测量并且提供给图2中的处理器220。替代性地，目标位置可由一个或多个其它车辆系统 206确定并且提供给处理器220。图2中的处理器220还基于由图2中的一个或多个检测单元202和/或其它车辆系统206提供给处理器220的信息确定目标位置。目标位置优选地在步骤306的各种迭代期间在车辆操作期间被连续地确定，且其当前值优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。还获得目标速度(步骤307)。目标速度优选地包括速度矢量(ν) 110，其使用图1 中的笛卡尔坐标系统表示目标相对于主车辆的相对速度并且具有图1中的相对速度分量Vi 112 (沿着来自转向中心108的半径106)和Vj 114(垂直于来自转向中心108的半径106)。 目标速度优选地由图2中的一个或多个检测单元202测量并且提供给图2中的处理器220。 替代性地，目标速度可由一个或多个其它车辆系统206确定并且提供给处理器220。在又一示例中，图2中的处理器220可基于由图2中的一个或多个检测单元202和/或其它车辆系统206提供给处理器220的信息确定目标速度。目标速度优选地在步骤307的各种迭代期间在车辆操作期间被连续地确定，且其当前值优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。
目标的位置和速度被映射到极坐标系统上(步骤308)。步骤308的映射对应于图 1中的映射，且优选地通过图1中的处理器220来实施。极坐标系统的极点为步骤304的主车辆转向中心(对应于图1中的主车辆转向中心108)。极坐标系统的极轴为图1中的χ轴 101。此外，极坐标系统具有平行于主车辆行驶的当前前进方向的零角度。映射提供主车辆相对于极轴设置的第一角度(对应于图1中的第一角度109)以及目标相对于极轴设置的第二角度(对应于图1中的第二角度111)。该映射优选地在步骤308的各种迭代期间在车辆操作期间连续地实施，且当前映射优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。使用映射计算在目标和主车辆转向中心之间的距离(步骤309)。目标和主车辆转向中心之间的距离对应于图1中目标102的最接近平面107(优选地，代表目标102最接近地面向主车辆100或从主车辆100可见的最接近平面、表面或侧面的中心)与主车辆转向中心108之间的第二距离D2。步骤309的距离优选地在步骤309的各种迭代期间在车辆操作期间由图2中的处理器220连续地计算，且其当前值优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。使用步骤308中的映射产生投影目标位置(步骤310 )。投影目标位置对应于图1中主车辆轨迹104相对于图1中目标102的最接近部分。具体地，在一个优选实施例中，投影目标位置代表图1中主车辆轨迹104最接近图1中目标102的点。步骤310的投影目标位置优选地对应于图1中的投影目标116的位置且优选地在步骤310中通过识别图1中的转向半径106与图1中的主车辆轨迹104之间的相交点来确定。步骤310的投影目标位置优选地通过图2中的处理器220使用步骤302的主车辆轨迹、步骤306的目标位置、步骤307 的目标速度以及步骤308的映射来产生。投影目标位置优选地在步骤310的各种迭代期间在车辆操作期间连续地产生，且其当前值优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。于是，目标速度相对于主车辆转向半径标度(步骤312)。具体地，对于切向于步骤 302的主车辆轨迹的方向，产生新的标度目标速度分量。标度速度分量对应于图1中的标度速度vp 118。步骤312的标度速度分量优选地由图2中的处理器220使用步骤304的主车辆转向中心、步骤306的目标位置、步骤307的目标速度、步骤308的映射以及步骤310的投影目标位置来产生。在一个实施例中，步骤312的标度速度分量使用下述方程计算
Vp = (D 1 / D2) * Vj (方程 1)
其中VP是标度速度分量，Dl表示步骤305的主车辆转向半径(也对应于图1中的第一距离D1)，D2表示步骤309的目标与主车辆转向中心之间的距离(也对应于图1中的第二距离D2)，以及Vj表示来自于步骤307的目标垂直于来自图1中转向中心108的半径106的速度分量(也对应于图1中的速度分量\ 114。标度速度分量优选地在步骤312的各种迭代期间在车辆操作期间连续地产生，且其当前值优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。此外，计算沿着主车辆轨迹在主车辆与步骤310的投影目标位置之间的距离(步骤314)。步骤314的距离优选地由图2中的处理器使用步骤303的主车辆位置、步骤306 的目标位置、步骤308的映射以及步骤310的投影目标位置来计算。在一个实施例中，步骤 312的距离使用下述方程来计算
D3 =(第一角度-第二角度)* Dl (方程2)
其中，D3是主车辆与投影目标位置之间的距离(对应于图1中第三距离D3)，第一角度表示从步骤308的映射产生的主车辆与主车辆转向中心之间的角度(对应于图1中的第一角度109)，第二角度表示也从步骤308的映射产生的目标与主车辆转向中心之间的角度 (对应于图1中的第二角度111)，以及Dl表示步骤305的主车辆转向半径(对应于图1中的第一距离D1)。第一角度和第二角度均以弧度表示。主车辆与投影目标位置之间的距离优选地在步骤314的各种迭代期间在车辆操作期间连续地产生，且其当前值优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。还计算目标与投影目标位置之间的距离(步骤315)。步骤315的距离优选地由图 2中的处理器220使用步骤305的主车辆转向半径以及步骤309的目标和主车辆转向中心之间的距离来计算。在一个实施例中，使用下述方程计算步骤315的目标与投影目标位置之间的距离
D4 = Dl - D2 (方程 3)
其中，D4是目标与投影目标位置之间的距离(对应于图1中的第四距离D4)，D1是步骤 305的主车辆转向半径(对应于图1中的第一距离D1)，以及D2是步骤309的目标与主车辆转向中心之间的距离(对应于图1中的第二距离D2)。目标与投影目标位置之间的距离优选地在步骤315的各种迭代期间在车辆操作期间连续地产生，且其当前值优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。计算路径时间(TTP)(步骤316)。路径时间代表目标预期到达步骤302的主车辆轨迹的时间量。步骤316的路径时间优选地对应于图1中的路径时间(TTP) 120。路径时间优选地由图2中的处理器220使用步骤306的目标位置、步骤307的目标速度以及步骤 310的投影目标位置来计算。具体地，路径时间优选地使用下述方程来计算
TTP = D4 / Vi (方程 4)
其中TTP表示路径时间，D4表示在目标与投影目标位置之间的步骤315的距离(对应于图1中的第四距离D4)，以及Yi表示沿着从图1中转向中心108朝向步骤310的投影位置的半径的步骤307的目标速度分量Vi。路径时间优选地在步骤316的各种迭代期间在车辆操作期间连续地产生，且其当前值优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。计算碰撞时间(TTC)(步骤318)。碰撞时间表示在要发生碰撞时主车辆与目标会碰撞的时间量(或者在不发生碰撞时主车辆将经过目标的时间)。具体地，碰撞时间表示步骤310的投影目标预期到达主车辆的前部保险杠(或图1中的中心130)的时间量。步骤 318的碰撞时间优选地对应于图1中的碰撞时间(TTC)122。碰撞时间优选地由图2中的处理器220使用步骤302中得到的主车辆位置和速度以及步骤310的投影目标位置计算。具体地，碰撞时间优选地根据下述方程来计算
TTC = D3 / Vp (方程 5)
其中，TTC表示碰撞时间，D3表示步骤314的主车辆与投影目标位置之间的距离(对应于图1中的第三距离D3)，以及Vp表示步骤312的标度速度(对应于图1中的标度速度Vp 118)。碰撞时间优选地在步骤318的各种迭代期间在车辆操作期间连续地产生，且其当前值优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。确定步骤316的路径时间是否小于或等于步骤318的碰撞时间(步骤320)。该确定优选地由图2中的处理器220在步骤318的各种迭代期间在车辆操作期间连续进行，且其当前值优选地由图2中的处理器220使用，用于处理。
如果确定路径时间小于或等于碰撞时间，那么确定在主车辆与目标之间可能发生碰撞(步骤322)。如果关于其中不期望这种碰撞的实施方式(例如，如果目标代表道路上的另一车辆或抛射体且要避免这种碰撞)使用该过程，那么可提供警告(步骤314)。警告由图 2中的声音警告发生器208和/或视觉警告发生器210基于由图2的处理器220向其提供的指令来提供。声音警告可由声音警告发生器提供，视觉警告由视觉警告发生器提供。替代性地，声音警告可在没有视觉警告的情况下被提供，或者反之亦然。在某些情况下，还可采取补救动作(步骤326)。例如，这种补救动作可包括一个或多个其它车辆系统206(例如， 仅作为示例，车辆制动或车辆转向)的动作，所述一个或多个其它车辆系统206嵌入图2的处理器220向这种系统提供的指令。该过程优选地返回至步骤302，此时在主车辆的操作期间步骤优选地连续以新的迭代重复。相反，如果确定路径时间大于碰撞时间，那么确定在主车辆与目标之间不可能发生碰撞(步骤328)。如果关于期望这种碰撞的实施方式(例如，在飞机降落到航空母舰上的情况下，或者期望一个车辆或目标着落到或以其它方式接触或接合主车辆的其它情况下) 使用该过程，那么可提供警告(步骤330)。警告可由图2中的声音发生器208和/或视觉发生器基于由图2中的处理器220向其提供的指令提供。声音警告可由声音警告发生器提供，视觉警告由视觉警告发生器提供。替代性地，声音警告可在没有视觉警告的情况下被提供，或者反之亦然。在某些情况下，还可采取补救动作(步骤332)。例如，这种补救动作可包括一个或多个其它车辆系统206 (例如，仅作为示例，车辆制动或车辆转向)的动作，所述一个或多个其它车辆系统206执行由图2的处理器220向这种系统提供的指令。该过程优选地返回至步骤302，此时在主车辆的操作期间步骤优选地连续以新的迭代重复。图4-9描述了过程300的某些实施方式，且描述了相比于现有技术的可能优势。 首先，图4是在示例性实施例中在主车辆和目标不碰撞的第一示例性情形中示出了具有外边缘402 (表示主车辆宽度)的预计主车辆轨迹404连同各个目标位置点406的图表400。 主车辆对应于图1中的主车辆100，目标对应于图1中的目标102。每个目标位置点406表示目标在不同时间点的实际位置或路径。主车辆的实际位置在图4中被描述为固定点407 (0，0)。在图4的示例中，预计主车辆轨迹404和实际目标位置点406在相对意义上相交， 但主车辆和目标绝不碰撞。具体地，如图4所示，目标的目标位置点406 (相对于地面)绝不到达表示主车辆的绝对位置(相对于地面)的固定点407。图5是示出了使用各种技术在主车辆与目标之间不发生碰撞的图4中第一示例性情形中的主车辆与目标之间碰撞时间的相应确定的图表500。具体地，图表500包括使用图 3A和;3B中过程300的技术的第一确定502、使用简单距离对比距离变化率计算的第二确定 504 (没有关于图1-3上述的映射和计算)以及使用简单距离对比速度计算的第三确定506 (同样没有关于图1-3上述的映射和计算)。如图5所示，第一确定502更精确地且更早地预计可能碰撞的时间。例如，第一确定502正确地预计出大约十秒，即，可能碰撞的时间是十秒。图6是示出了在示例性实施例中在主车辆与目标之间不发生碰撞的图4中第一示例性情形中使用图3A和;3B中的过程300的技术实现路径时间的确定602的图表600。具体地，在该示例中，图表600示出了目标路径在三秒之后立即与主车辆轨迹相交。于是，直到接近大约七秒可能有或可能发生碰撞，在该点目标经过主车辆轨迹，且不再可能与当前车辆轨迹发生碰撞。现转到图7，提供图表700，其示出了在示例性实施例中在主车辆与目标碰撞的第二示例性情形中具有外边缘702 (表示主车辆宽度)的预计主车辆轨迹704连同各个目标位置点706。主车辆对应于图1中的主车辆100，目标对应于图1中的目标102。每个目标位置点706表示在不同时间点的目标实际位置或路径。主车辆的实际位置在图7中被描述为固定点707 (0,0)o在图7的示例中，主车辆和目标在固定点707碰撞。具体地，如图4所述，车辆的绝对位置与实际目标位置点706 (相对于地面)在固定点707相交，从而表示碰撞。图8是示出了在示例性实施例中使用各种技术在主车辆与目标之间发生碰撞的图7中第二示例性情形中主车辆与目标之间的碰撞时间的相应确定的图表800。具体地，图表800包括使用图3A和;3B中过程300的技术的第一确定802、使用简单距离对比距离变化率计算的第二确定804 (没有关于图1-3上述的映射和计算)以及使用简单距离对比速度计算的第三确定806 (同样没有关于图1-3上述的映射和计算)。如图8所示，第一确定 802更精确地且更早地预计可能碰撞的时间。例如，第一确定802正确地预计出大约十秒， 即，可能碰撞的时间是十秒。图9是示出了在示例性实施例中在主车辆与目标之间发生碰撞的图7中第二示例性情形中使用图3A和;3B中过程300的确定的路径时间的确定902的图表900。具体地，在该示例中该图表900示出了目标路径在六秒之后立即与主车辆轨迹相交。于是在该事件的持续时间中可能有或可能发生碰撞，且主车辆与目标碰撞。因此，提供用于车辆的碰撞评估的改进方法和系统。当主车辆在弯曲表面上行驶时，改进方法和系统提供在主车辆与邻近车辆或其它目标之间的碰撞的更精确预计。例如， 所公开的方法和系统可以更高的精度更早地预计可能的碰撞将会发生的时间。此外，基于使用主车辆和目标在主车辆转向中心代表极点的极坐标系统上面的映射计算的碰撞时间和路径时间的比较，所公开的方法和系统可以更高的精度预计碰撞实际上将是否发生。这可导致可能更少的碰撞和/或车辆乘员的更少担忧。将理解的是，所公开的系统和过程可不同于在附图中描述的和/或在上文说明的。例如，映射、主车辆、目标和/或与其相关的值可不同于图1中和/或上文说明的。类似地，系统200和/或其各个部件可不同于图2中和/或上文说明的。此外，过程300的一些步骤可能不是必要的和/或可与图3A和;3B中和/或上文说明的不同。类似地将理解的是，过程300的各个步骤可同时发生或按照不同于图3A和;3B中和/或上文说明的顺序进行。实施方式也可不同于在图4-9中描述或上文说明的。类似地将理解的是，所公开的方法和系统可结合任何数量的不同类型车辆以及结合其任何数量的不同系统和与其有关的环境来使用。虽然已经在前述详细说明中阐述了至少一个示例性实施例，但是应当理解的是， 存在大量的变型。还应当理解的是，示例性实施例仅是示例且不旨在以任何方式限制本发明的范围、应用或配置。相反，前述详细说明将向本领域技术人员提供用于实施示例性实施例的便捷途经。应当理解的是，在不偏离由所附权利要求书及其合法等价物阐述的范围的前提下可作出在元件的功能和配置上的各种变化。
权利要求
1.一种用于评估接近车辆的目标的方法，所述方法包括以下步骤 获得目标的位置和速度；将所述位置和速度经由处理器映射到极坐标系统上；以及使用所述映射确定车辆和目标将碰撞的概率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，极坐标系统的极点包括车辆的转向中心。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括步骤使用映射计算目标路径预期到达车辆轨迹的估计时间值，用于确定车辆和目标将碰撞的概率。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括步骤使用所述速度确定目标沿着来自车辆转向中心的半径的速度分量； 确定轨迹相对于目标的最接近部分；以及计算最接近部分与所述位置之间的距离； 其中，估计时间值使用速度分量和距离来计算。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括步骤 计算位置和转向中心之间的第二距离；以及确定车辆的转向半径；其中，计算距离的步骤包括步骤使用第二距离和转向半径来计算所述距离。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括步骤使用映射计算在车辆和目标要碰撞时车辆将接触目标的第二估计时间值；以及如果估计时间值小于或等于第二估计时间值，那么确定可能发生车辆与目标之间的碰
7.根据权利要求6所述的方法，还包括步骤使用所述速度确定目标垂直于来自转向中心的半径的第二速度分量；以及使用第二速度分量计算目标切向于轨迹的第三速度分量； 其中，使用第三速度分量计算第二估计时间值。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括步骤 计算车辆相对于极坐标系统的极轴的第一角度； 计算目标相对于极轴的第二角度；以及使用第一角度和第二角度计算车辆与最接近部分之间的第三距离； 其中，使用第三速度分量和第三距离计算第二估计时间值。
9.一种用于评估接近车辆的目标的方法，所述方法包括步骤 确定目标的位置和速度；确定车辆的转向中心、轨迹和转向半径； 使用所述位置和速度计算目标预期到达轨迹的第一估计时间值； 使用转向中心和转向半径计算在车辆和目标要碰撞时车辆将接触目标的第二估计时间值；以及如果第一估计时间值小于或等于第二估计时间值，经由处理器确定可能发生车辆与目标之间的碰撞。
10.一种评估接近车辆的目标的系统，所述系统包括检测单元，所述检测单元配置成提供涉及目标的位置和速度的信息；和处理器，所述处理器联接到检测单元且配置成 将所述位置和速度映射到极坐标系统上，从而产生映射；以及使用所述映射确定车辆和目标将碰撞的概率。
全文摘要
提供用于评估接近车辆的目标的方法和系统。获得目标的位置和速度。将目标的位置和速度经由处理器映射到极坐标系统上。使用映射确定车辆和目标将碰撞的概率。
文档编号B60R21/01GK102328656SQ20111016057
公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月15日 优先权日2010年6月15日
发明者C.T.扎戈尔斯基, D.甘地 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司