用于控制警告模块的方法和设备与流程

本发明涉及一种用于控制警告模块的方法和设备，尤其涉及一种用于抑制自动电子紧急制动系统(AEBS)在动态情况中的过早报警的方法。

背景技术：

在现代车辆中越来越多的辅助系统被使用，以便一方面进一步提高安全性，另一方面接近自主行驶。在此，一个特别重要的方面是，识别危急情况并在此基础上触发相应的反应。特别是在错误行为会导致事故的紧急情况下，相应地支持驾驶员是很重要的。对此的一个例子是，触发紧急制动，该紧急制动应该避免或至少减少即将发生的碰撞。为了不由于自动触发紧急制动而使驾驶员吃惊，这样的系统具有警告模块，其向驾驶员指明即将发生紧急制动。

文献EP 1 539 523 B1公开了一种方法和装置，其中，在警告时长期满后触发自动紧急制动过程，在该警告时长期间给予驾驶员这种可能性：通过以驾驶员制动要求的形式进行干预来避免自动紧急制动过程。警告时长在时间上分为两个阶段，其中，在第一时间段内发出视觉的、听觉的或触觉的驾驶员警告。如果驾驶员对此没有响应，则在第二时长段以小于预定(最大)紧急制动减速度的部分制动减速度发起部分制动。当驾驶员让第二警告阶段时长也经过了而没有操纵至少一个操作元件时，紧急制动过程才被自动触发。因此，在警告时长期间，驾驶员有可能例如通过操纵制动器来避开危险情况。

在此，警告时长固定地预给定或者根据车辆质量、车辆的车轮制动器的摩擦系数、道路状况或能见度情况来调整。此外，在该常规方法中，为了确定触发警告的条件，求得所求取的车辆加速度和该车辆与在前行驶的车辆之间当前存在的相对加速度。

所述文献使用车辆之间的相对加速度以便利用运动方程来求得障碍物的停止时间点。然而，如果尝试不采用文献EP 1 539 523 B1中提出的方式，而是基于瞬时的相对运动情况来固定地设定警告，则经常会发生对驾驶员的过早警告或多余警告，这使得这些系统的接受程度明显降低。尤其当在前行驶的车辆停车并且相对加速度突然下降到零值时会发生错误行为，例如当将在前行驶的车辆的减速度(负加速度)外推到将来并且认为在前行驶的车辆继续减速从而与在前行驶的车辆的距离更快递减小时。在这个假设下，警告将会相应地提前发出给驾驶员。但是，如果在前行驶的车辆的加速度(即减速)突然从非零值下降到零值，则在前行驶的车辆的速度不再进一步下降。但是，如果认为会进一步减小，则在这种情况下将导致过早发出警告。换言之，在车辆停止或即将停止的情况下将需要在稍晚的时间点才发出警告。

技术实现要素：

因此，需要一种方法，该方法避免特别是在障碍物即将停止时将不紧要的警告发出给驾驶员，并且经得住可信性检验。

本发明通过根据权利要求1或权利要求10的用于基于直到碰撞前的预期时长来控制警告模块的方法和设备以及根据权利要求11的计算机程序产品来解决上述技术问题。从属权利要求涉及进一步的有利扩展。

本发明涉及一种用于基于直到车辆与障碍物碰撞前的预期时长来控制警告模块的方法。该警告模块被构造为产生关于即将触发车辆的自主紧急制动过程以避免碰撞的警告。该方法包括：(仅)当直到碰撞前的预期时长小于取决于障碍物速度和/或车辆相对于障碍物的相对速度的边界值函数时才允许向车辆的驾驶员发出所产生的警告。如果不是这种情况，则抑制对驾驶员的警告。当然，允许警告并不意味着驾驶员必然被警告。而是在这种情况下不阻止警告模块警告驾驶员。警告时间点由警告模块确定。

术语“警告”在当前公开范围内应宽泛地解释，并且既包括产生警告信号也包括发出警告。相应地，抑制警告的步骤一方面可以意味着，不由警告模块产生相应的警告信号，或者可以意味着，仅抑制向驾驶员发出警告信号，使得驾驶员不知道可能存在的警告。相应地，“向驾驶员警告”可理解为这样发出信号：促使驾驶员做出潜在反应。因而，该警告必须被驾驶员清楚地感知为警告，无论以何种形式。

但原则上应当只在警告合理时才发出警告。否则存在这样的危险：驾驶员将多余的或不紧要的警告视为干扰并试图相应地关闭或停用该系统，这与此类系统的目的相背。因此，重要的是，只在实际存在紧急情况时才警告驾驶员。

警告模块例如可以被构造为用于分析评价周期性(例如每100ms或每40ms至少一次)感测(例如由雷达、激光雷达、相机)的关于车辆周围环境的传感器数据。基于此可以探测车道上的静止的以及移动的物体，其中，与已静止的物体相比，移动的物体通常在更远距离处已被探测到。因此，车辆的停止可以在较远距离处已被检测到，而静止的物体在相对较近时才被检测到。当然，只要直至潜在碰撞前的预计时间足够长，两种情况是等价的。在实施例中，在其潜在风险方面区分这些不同情况。

因此，根据另外的实施例，该方法包括，如果直到碰撞前的预期时长高于最大值，则抑制对驾驶员的警告。该最大值例如可以是固定地预给定的时长(例如3秒，3.2秒，5秒)。该最大值一般选择得如此大，使得驾驶员在任何情况下都有足够的时间做出反应，确切地说与具体情况无关。相应地，(还)没有理由警告驾驶员。

在另外的实施例中，当障碍物具有恒定速度时，边界值函数由固定值给出。对于恒定速度尤其也理解为这种情况：速度等于零(即车辆静止)。

在另外的实施例中，边界值函数是一参数的函数，其中，该参数定义障碍物的速度与车辆相对于障碍物的相对速度的比例。边界值函数是参数的函数意味着，该参数的变化导致边界值函数的变化。因而，边界值函数以某种形式与该参数相关。当然，在另外的实施例中，边界值函数还可以与附加地改善所说明的方法的功能方式的其他参数相关。

在另外的实施例中，边界值函数可以被描述为该参数中的区段式非齐次线性函数，使得如果直到碰撞前的预期时长小于最小值则总是允许警告，而如果直到碰撞前的预期时长大于该最小值则边界值函数与该参数成比例地增加。所述线性函数仅是一个例子，其可以容易且快速地计算和处理，使得相应的计算可以在最短时间内执行，这尤其对于所描述的紧急情况是重要的。然而，如果有相应的资源可用，当然也可能的是，线性函数也可以是将允许警告的区域与抑制警告的区域分开的一般性曲线。

在另外的实施例中，最小值由第一值和第二值给出(例如作为总和)，其中，第一值定义驾驶员为了能够响应警告所需要的最小警告时间，第二值定义校正值，该校正值被这样设定，使得在障碍物即将停止前由警告模块产生的非紧要的警告被抑制。

在另外的实施例中，通过优化来确定第二值，使得第二值足够小以抑制不紧要的警告并且足够大以将由警告模块产生的紧要的警告发出给驾驶员，特别是当障碍物的速度高于阈值时。

这里所说的优化可以通过模拟来实现，在该模拟中演示不同的交通状况。一方面，这种交通状况涉及这种情况：障碍物仍然足够快地运动(例如比20公里/小时快或比30公里/小时快或比50公里/小时快)，因而不能考虑即将发生停止。在这种情况下应将由警告模块产生的所有警告发出给驾驶员。另一方面，在模拟中也掌握这种情况：其中车辆即将停止，即在前行驶的车辆或障碍物比确定的速度更慢地运动(例如速度小于5公里/小时或小于10公里/小时)，从而可预期在触发警告之前或刚刚触发之后停止。在这种情况下应过滤掉在模拟中不导致碰撞(例如因为驾驶员可充分地反应)的非紧要警告。

通过由于改变第二值而使边界值函数偏移来实现该过滤。如果该值变小，则更多警告被抑制，而如果该值变大，则更多警告被允许。在模拟中也可以考虑车辆/障碍物的参数和驾驶员的反应，例如车辆的最大减速度或驾驶员反应的各种可能性(例如他何时以及以何种程度开始制动)。模拟中的其他参数是车辆的类型(例如它是商用车辆还是轿车)、车辆的重量，天气条件或道路情况。

如同常规系统一样，在其他实施例中，所产生的警告可以具有两个彼此相继的级，其中，在第一级内在视觉上、听觉上或触觉上警告驾驶员，而不触发车辆的自动减速。在接下来的第二级中又以预定的减速度触发车辆的自动减速。该预定的减速度尤其应小于在紧急制动时触发的最大减速度。另一方面，该预定的减速度应该足够大以便被驾驶员明确地识别为减速并且使车辆已经明显减速。这个值也可以又与车辆本身以及与车辆的重量相关并且可以适配与具体情况。

在另外的实施例中，该方法还包括，当驾驶员没有显示出对所产生的警告的预定反应时触发紧急制动过程，其中，例如一直执行该自动紧急制动过程，直到达到与障碍物的预定安全距离。预定反应可以包括由驾驶员触发的制动过程、转向过程、打闪光灯过程或表明驾驶员意识到当前紧急情况的其他反应。

该方法还可以以指令的形式在软件中或在计算机程序产品上实现或存储，其中，所存储的指令能够在处理器(例如车辆控制单元中的一个)上运行该方法时执行该方法的步骤。因此，本发明还涉及具有存储在其上的软件代码(软件指令)的计算机程序产品，该软件代码被构造为当处理单元执行该软件代码时执行上述方法之一。处理单元可以是任何形式的计算机或控制单元，并且也包括所描述的具有能够执行软件代码的相应微处理器的控制模块或警告模块控制装置。

本发明还涉及用于基于直到碰撞前的预期时长来控制警告模块的设备。该警告模块又被构造成用于产生关于即将触发车辆的自动紧急制动过程以避免与障碍物碰撞的警告。该设备包括警告模块控制装置，该警告模块控制装置被配置为，(仅)当直至碰撞前的预期时长小于边界值函数时允许将所产生的警告发出给车辆驾驶员。边界值函数与障碍物的速度和/或车辆相对于障碍物的相对速度相关。如果直至碰撞前的预期时长大于(或等于)边界值函数，则抑制对驾驶员的警告发出。

附图说明

根据下面对不同实施例的详细说明和附图，可更好地理解本发明的实施例，然而不应该理解为它们使公开内容制于这些特定实施例，而是仅用于解释和理解。

图1示意性地示出了根据本发明实施例的用于基于直至碰撞前的预期时长来控制警告模块的设备，

图2示出了示例性交通状况，

图3示出了示例性边界值函数，

图4示出了警告模块可产生的两级警告的示例。

具体实施方式

图1示出了根据本发明实施例的用于基于直至碰撞前的预期时长来控制警告模块210的设备200的实施例。设备200例如发出警告W和用于触发紧急制动的控制信号S_NB。这些发出根据输入值来产生，输入值除其它值外还可以包括障碍物速度vH、车辆速度vF、障碍物与车辆之间的距离d以及其他参数。例如还可能的是，一并考虑天气条件或道路情况或与道路的摩擦系数，因为这些参数也对要执行的紧急制动具有影响。

警告模块210被构造为用于产生关于即将触发车辆的自动紧急制动过程以避免与障碍物碰撞的警告W。尤其是，警告模块210还确定发出警告W的时间点。紧急制动本身通过在较晚的时间点发出控制信号S_NB来启动。示出的输入值作为输入参数进入设备200中，以便基于此在正确的时间点向驾驶员发出警告W。

在所示的实施例中，警告模块210经由耦合器215与警告模块控制装置220耦合。如果不满足确定的条件，则耦合器215使警告模块210抑制警告的产生或不发出所产生的警告。这些条件尤其包括，直至碰撞前的预期时长小于边界值函数，其中，边界值函数取决于障碍物速度vH和/或车辆相对速度vF。因此，可选地，耦合器215可以仅阻止在不满足所述条件时由警告模块210产生的警告被发出。

这也意味着，警告模块控制装置220不需要改变警告模块210本身的功能方式，而仅能够根据所述条件来控制警告的发出。相应地，在另外的实施例中，警告模块210也不是设备200的一部分，而是可以作为外部的(传统的)部件存在，其中，警告模块控制装置220控制警告模块210的警告的发出和/或控制警告向驾驶员的传送。

图2示出了的一种示例性交通状况，在此，障碍物120(例如另一车辆)在道路上以速度vH运动。在障碍物120后面，车辆110以速度vF运动。车辆110的速度大于障碍物的速度(vF>vH)，因此存在负的相对速度vR，其导致车辆110与障碍物120之间的距离d随时间减小。如果车辆110和障碍物保持其速度vF，vH不变，将必然发生碰撞。为了防止这种情况，车辆110的驾驶员必须或者启动制动过程，或者进行车道变换以经过障碍物120(假设障碍物120不改变其运动)。

图3示出了第一和第二边界值函数101,102的示例，它们可与参数P相关并且根据参数P将警告被抑制的区与允许警告的区分割开。该分割基于可由警告模块210计算的、直至碰撞前的预期时长ttc。如图3所示，尤其是，当直至碰撞前的预期时长ttc小于边界值函数101,102时，允许警告。分割线本身(ttc＝边界值函数101,102)可以被分配给一个或另一个区，即，对于这些特定的ttc值，警告可以是允许的或者在其它实施方式中是被抑制的。

第一边界值函数101描述了障碍物具有恒定速度的情况，即无加速度地运动(其中，障碍物尤其也可以静止)。在这种情况下，边界值函数101与参数P无关，而是由固定值ttc_fest限定，即，对于ttc<ttc_fest，允许警告，对于ttc>ttc_fest，警告被抑制。

第二边界值函数102涉及障碍物具有非恒定速度的情况(即，障碍物减速或加速)。在这种情况下，边界值函数102是参数P的函数，其中，对于时长ttc高于最大值ttc_max，警告原则上被抑制，而时长低于最小值ttc_min则原则上被允许。在最小值ttc_min和最大值ttc_max之间，边界值函数102可以被描述为曲线(在所示示例中为线性曲线)，对于参数P的值增加的情况，该曲线导致直至与障碍物碰撞前的预期时长ttc的值增加。

在另外的实施例中，固定值ttc_fest可以与最大值ttc_max或与最小值ttc_min一致或者不一致(如图3所示)。

在这种情况下，边界值函数G可以用下面的公式表示：

G＝ttc_min+tFactor*P＝tFixedttc+tWarningTimeMin+tFactor*vObst/vRel

其中，在这种情况下，参数P由障碍物速度vH与车辆速度vF的比例给出，并且最小值ttc_min包括两个值：tFixedttc和tWarningTimeMin。值tWarningTimeMin代表第一值，为了原则上给予驾驶员相应地对交通状况做出反应的可能性，必须至少等待该第一值。该值例如在0.5...1.5秒的范围内。但它可以自由选择。此外，最小值ttc_min由第二值tFixedttc定义，其中，该第二值表示通过模拟求得的校正值。同样，增长因子tFactor是另一参数，其通过模拟来适配于具体情况。

在用于确定所述值tFixedttc和tFactor的模拟的范畴内，尤其研究和考虑以下情况：

(a)障碍物不处于即将停止状态(例如障碍物速度vH大于阈值)。在这种情况下不应抑制由警告模块产生的警告，所有模拟事件都应该在允许区域内(曲线左侧)，

(b)障碍物处于即将停止状态，但状况并不紧要(例如模拟结果不导致碰撞)。在这种情况下应该抑制所产生的警告，使得所有模拟事件应该位于抑制区域内(曲线右侧)。这涉及多余的警告。

因此，通过模拟来确定系统将发出警告的时间点，这些时间点相应于图3的线图中的点。边界值函数则被这样设计：使得对于警告合理的紧要情况，这些点相应地处于允许范围内，而对于非紧要情况，警告应被抑制。在图3中，这具体通过边界值函数102平行于ttc轴偏移、确切地说通过增加或减小第二值tFixedttc来完成，使得非紧要的警告处于边界值函数102之下的区域中并因此被抑制。由此避免了对驾驶员的错误警告。

图4示出了借助于车辆110的加速度a的两级警告的示例。首先，直至时间点t0，车辆110没有加速度(a＝0)，即它以恒定速度vF运动。在时间点t0，设备200已经向驾驶员发出警告W。

警告W在起始时间t0到第一时间t1之间的第一级中仅包括驾驶员可以感知的视觉、听觉或触觉警告信号。如果驾驶员对该警告信号没有反应，则在等待时间T1之后，在第一时间t1，车辆110以制动减速度a1制动。该制动减速经过时长T2持续到第二时间t2。如果驾驶员对该第二警告也没有反应，或者没有相应反应，则在第二时间t2启动具有第二制动减速度a2的紧急制动(通过发出信号S_NB)。该紧急制动例如可以一直执行至车辆110已达到与障碍物120的最小距离或停止。

第一制动减速度a1和第二制动减速度a2是可自由选择的。然而，第一制动减速度a1应该足够大，以便它被驾驶员清楚地感觉到并且使驾驶员得知即将发生紧急制动。但同时，它不应该将车辆110置于紧要状况。第二制动减速度a2例如可以这样求得，即，车辆110以最大可能的减速度制动以消除危险状况。

等待时间T1和时长T2可以选择为相同的，但也可以选择为彼此不同。这两个时长分别应该至少这样长：使得驾驶员能够将其感知为警告时长并相应地做出反应。例如，等待时间T1和时长T2可以分别在0.7s...1,5s之间的范围内选择。

本发明的基本方面可以总结如下：

本发明这样解决了开头提出的技术问题：一方面，当障碍物120执行不减速的运动时，使用固定的阈值(特别是在警告被触发之前障碍物120恒定运动、静止状态、停止的情况下)。此外，基于相对加速度的剩余影响来适配该固定阈值，其中，该影响通过障碍物120的速度相对于相对速度的比例来估计。该比例的值越高，障碍物120的减速运动有效时间越长并且还没有达到上述紧要情况(就在车辆110即将停止之前)。

因此，实施例避免了替代做法的缺点并且抑制了过早警告，因为为直至碰撞前的时间使用了可变的边界值以过滤掉过早的警告。根据实施例，边界值被这样适配：使得过滤掉不紧要的、过早的警告，而“一般”情况(例如直至碰撞前具有较长的时长或者在障碍物速度vH较高的情况下)仍被视为警告有效。因此，系统的可靠性得以保持。如果采用固定的边界值，则系统的功效将明显降低。

根据本发明，边界值G由线性公式确定，该线性公式考虑驾驶员能够根本上做出反应的最小警告时间。也就是说，必须至少给予驾驶员这个时长，以便他可以更合理地根本上做出反应。该最小警告时间通过校正值(tFixedttc)来进一步适配，该校正值可以通过模拟确定。为此，首先将在模拟中出现的最大可能ttc值用于静止物体，这些静止物体应确定该值并且不受ttc阈值的影响。下一步确定用于运动物体的最大可能ttc值，该运动物体在警告级被激活之前已经停止。固定值不应影响已停止的车辆的行为，确切地说直至达到行驶的车辆的最大速度。

此外，确定用于动态测试情况的ttc值。固定值tFixedttc应足够小，以便抑制警告级，直至障碍物120在这些特定情况下停止。错误警告发生在障碍物120即将停止状态之前。此外，这样求得正在制动的障碍物120的最大可能的和有效的ttc值，使得如果相对加速度的影响始终非常高则阈值不应该抑制警告级联。在这些情况下，阈值的动态部分应该足够大。如果在尽可能早的时间点开始警告，则形成的阈值不会对测试情况有影响。这应确保该方法的功效。

该方法也可以是计算机执行的，即，它可以通过存储在存储介质上并且当其在处理器上运行时能够执行该方法的步骤的指令来实现。这些指令典型地包括一个或多个能够以不同的类型存储在控制单元(具有处理器)中或周围的不同介质上的指令，这些指令在它们被读取并且被控制单元执行时使控制单元执行为实施本发明方法所必需的功能、应用和操作。

在说明书、权利要求和附图中公开的本发明的特征既可以单独地也可以任意组合地对于实现本发明有重要意义。

附图标记列表

101,102 边界值函数

110 车辆

120 障碍物

200 用于控制警告的设备

210 警告模块

220 警告模块控制装置

W 警告

S_NB 紧急制动信号

vH 障碍物的速度

vF 车辆的速度

a 车辆的加速度

vR 障碍物和车辆之间的相对速度

d 障碍物和车辆之间的距离