车辆前方盲点检测和警告系统的制作方法

本申请涉及一种车辆前方盲点检测和警告系统，其能够更可靠地检测相邻车道内前方盲区中的车辆。

背景技术：

目前，汽车成为人们的主要出行工具。当驾驶员在某个车道上驾驶车辆时，如果车辆前方存在遮挡视线的车辆，例如大型车辆，则驾驶员可能无法看到相邻车道上的前方区域，因而在相邻车道上的存在盲点，驾驶员无法看到相邻车道前方区域中的车辆。在这种情况下，当驾驶员向相邻车道并线时，可能会突然看到相邻车道前方存在车辆并且该车辆的速度小于本车辆。此时，驾驶员可能会制动以使车辆减速，也可能因判断凭紧急制动无法避免追尾而向原来车道或是向另一车道并线。不论是哪种操作，都极易发生事故。

为此，现有技术中提出了各种前方盲区检测和报警系统，利用各种视频感测元件监测前方盲区中的车辆，将前方盲区中的图像提供给驾驶员，并且在可能存在危险时给予驾驶员警告。

然而，现有的前方盲区检测和报警技术对前方盲区中的车辆的危险性的判断尚不完善。

技术实现要素：

本申请的一个目的是提供一种改进的车辆前方盲点检测和警告系统，其能够更精确地判断前方盲区中的车辆的危险性。

为此，本申请在其一个方面提供了一种车辆前方盲点检测和警告系统，包括：监视元件，其安装于本车辆前部，用于监视本车辆前方本车道及相邻车道内的状况，具有相邻车道内前方的可检测盲区范围；以及控制器，其与所述监视元件连接，以便接收监视元件的检测信息；其中，所述控制器配置成获取本车辆运转状态以及监视元件的检测信息，并且在例如下述条件满足时确定存在并线盲点危险并且向驾驶员发出并线盲点警示：(1)本车道内本车辆前方存在遮挡本车辆驾驶员视线的车辆；(2)本车道前方车辆的速度低于一速度值，该速度值基于本车辆的速度确定；(3)相邻车道内前方有车辆至少部分位于所述监视元件的可检测盲区范围内；(4)相邻车道内的该车辆的速度基本等于或低于本车道前方车辆的速度。

根据本申请的一种可行实施方式，所述监视元件包括安装在本车辆侧向位置的图像和/或视频拍摄装置。所述图像和/或视频拍摄装置优选包括摄像头和/或毫米波雷达。所述雷达可以安装于本车辆前部、例如前保险杠角部；所述摄像头可以安装于车外后视镜。

根据本申请的一种可行实施方式，在本车辆前部横向两侧分别装有监视元件；或者，在本车辆前部横向上与驾驶员座椅相距较远的一侧装有监视元件。

根据本申请的一种可行实施方式，所述监视元件还包括安装在本车辆中轴线上的摄像头和/或雷达。

根据本申请的一种可行实施方式，所述控制器配置成确定监视元件采集的图像和/或视频中物体为车辆的可信度，基于该可信度确定本车道和相邻车道中前方物体为车辆。

根据本申请的一种可行实施方式，所述控制器基于监视元件采集的图像和/或视频确定本车道和相邻车道中前方车辆的位置和速度。

根据本申请的一种可行实施方式，条件(2)中的速度值为本车辆的速度乘以一个大于1的系数，该系数优选在1.05～1.5，例如1.1。

根据本申请的一种可行实施方式，所述控制器配置成基于本车辆与相邻车道上可检测盲区范围内的车辆之间纵向距离除以本车辆速度与该相邻车道上的车辆之差得到的时间值与驾驶员正常反应下对本车辆实施制动减速以避免追尾所需的时间相比较而确定并线危险程度。

根据本申请的一种可行实施方式，所述并线危险程度分为一或多级(例如，安全、危险等)，所述控制器配置成能够发出相应一或多级的并线盲点警示。

根据本申请的一种可行实施方式，所述控制器配置成在下述条件满足时启动监视元件监视本车辆前方状况：(a)本车辆的速度位于一预设速度区间、例如在40kmh至80kmh内；并且(b)本车道宽度在一预定宽度值、例如3m以上。

根据本申请的一种可行实施方式，所述控制器配置成在确定存在并线盲点危险、并且本车辆的自动制动功能未接管整车控制的情况下，允许启动并线盲点警示。

根据本申请的一种可行实施方式，在所述控制器确定了存在并线盲点危险的情况下，一旦其检测到表示驾驶员并线意图的信号即盲点警示

根据本申请的一种可行实施方式，所述表示驾驶员并线意图的信号包括：车辆转向灯启动信号，和/或本车辆朝向相邻车道的转向角达到预定值的信号。

根据本申请，基于本车速度、本车道内前方车辆速度、欲并线相邻车道盲区内车辆速度等条件确定相邻车道盲区内车辆可能给本车辆并线带来的危险性，因此能够更精确地给予驾驶员警示，提高了车辆驾驶中的安全性和驾驶体验。

附图说明

图1是为了解释根据本申请的车辆前方盲点检测和警告系统的原理的示意图。

图2是根据本申请的一种实施方式的前方盲点检测和警告系统的组成结构的示意性框图。

图3是本申请的前方盲点检测和警告系统的一种可行操作的流程图。

具体实施方式

下面附图描述本申请的一些可行实施方式。

本申请总体上涉及一种车辆前方盲点检测和警告系统，其用于检测欲并线相邻车道盲区内的车辆并且在车辆可能存在并线危险时给予驾驶员相应的警示。

图1中展示了采用本申请的前方盲点检测和警告系统的本车辆h在行驶中的示意图，其中，本车辆h中由驾驶员a驾驶着在一个车道(以下称作本车道)内沿向前方向f行驶。驾驶员有向相邻车道内并线的意图。相邻车道内前方存在车辆t1。然而，由于本车辆h前方存在车辆t2，尤其是大型车辆，因此本车辆驾驶员的视线受阻。这样，驾驶员无法看到相邻车道内的一个区域，即驾驶员盲区，该驾驶员盲区为驾驶员未被车辆t2遮挡的最靠前视线l1前侧的区域，即图1中的阴影区域。此时，如果车辆t1位于本车辆驾驶员盲区内，则驾驶员无法看到车辆t1。若驾驶员向该车道并线，则有可能导致本车辆h撞上车辆t1。

为此，本申请的前方盲点检测和警告系统包括安装在本车辆h前部的监视元件1，该监视元件1为能够检测到其检测范围内存在的物体的各种元件，例如摄像头、激光成像仪、红外成像仪、雷达、激光雷达、它们的组合等等。监视元件1能够获取本车道前方和相邻车道前方物体的图像和/或视频，至少是外轮廓，以便能够通过监视元件1检测的图像和/或视频确定前方物体的属性。

根据本申请的一种可行实施方式，监视元件1为摄像头，该摄像头安装于本车辆侧向位置，例如安装在本车辆侧面的外后视镜上，视线指向本本车辆正前方或侧前方。

根据本申请的另一种可行实施方式，监视元件1为毫米波雷达。毫米波雷达包括雷达发射器和接收器。发射器发出的雷达波在遇到物体后反射，反射的雷达波被接收器接收，由此可确定物体的位置和轮廓。

同其它形式的监视元件例如超声传感器相比，毫米波雷达的检测范围更广。同摄像头相比，毫米波雷达对于物体的移动或速度更为敏感，受气候条件影响较小。通常，而同激光雷达相比，毫米波雷达的成本较低。

毫米波雷达安装在本车辆前部，例如前保险杠中、散热器护栅中、前风挡玻璃后面等等，并且位于侧向位置，视线指向本车辆正前方或侧前方。

根据本申请的另一种可行实施方式，监视元件1同时包括前面描述的毫米波雷达和摄像头。

根据本申请的另一种可行实施方式，监视元件1包括前面描述的安装于侧向位置的毫米波雷达和/或摄像头外，还包括安装于本车辆中轴线上的视线指向本车辆前方的摄像头和/或雷达(尤其是毫米波雷达)。

综上所述，本申请的监视元件1可以仅包括在侧向位置安装的监视元件，也可以同时包括在侧向位置安装的监视元件和在本车辆中轴线上安装的监视元件。

关于在侧向位置安装的监视元件，根据一种可选方案，可以在本车辆前部左右侧分别安装监视元件1，这样，可以检测左右两侧车道上的盲区。或者，也可以仅在左右侧之一安装监视元件1。此时，监视元件1安装在与本车辆中的驾驶员座椅相距较远的横向一侧。例如，在驾驶员座椅位于本车辆中的左侧时，将监视元件1安装在本车辆前部靠右侧的位置；在驾驶员座椅位于本车辆中的右侧时，将监视元件1安装在本车辆前部靠左侧的位置。这样，监视元件1可以检测与驾驶员座椅相距较远一侧车道上的盲区。

在仅包括在侧向位置安装的监视元件(即没有装在中轴线上的监视元件)的情况下，监视元件用于同时监视本车道前方和相邻车道前方。在同时包括在侧向位置安装的监视元件和在本车辆中轴线上安装的监视元件的情况下，在侧向位置安装的监视元件可以主要用于监视相邻车道前方，而在本车辆中轴线上安装的监视元件主要用于监视本车道前方。

不论是哪种监视元件布置方式，下面的描述中都统一称作监视元件1。

如图1中所示，监视元件1朝向相邻车道的未被车辆t2遮挡的最靠前视线l2限定了监视元件1的检测范围的前侧边界。相邻车道中位于视线l1和视线l2之间的区域，为可检测盲区范围。

如果相邻车道上的车辆t1至少有一部分位于监视元件1的可检测盲区范围内，则车辆t1会被监视元件1检测到。

图2展示了本申请的前方盲点检测和警告系统的一种可行组成，该系统主要包括控制器10，所述监视元件1通过监视元件接口2与控制器10连接。这样，控制器10能够经监视元件接口2接收监视元件1的检测信号，基于监视元件1检测的图像和/或视频确定本车辆前方物体的属性。例如，设置车辆属性的可信度，其可以表征检测到的本车辆前方物体的图像和/或视频(尤其是外轮廓)中符合车辆特征的数量。如果本车辆前方物体的图像和/或视频的可信度达到一定值，则控制器10确定本车辆前方物体为车辆。这样，控制器10基于监视元件1检测的图像和/或视频确定本车道内本车辆前方车辆t2、相邻车道上可检测盲区范围内的车辆t1。此外，控制器10基于监视元件1检测的图像和/或视频确定车辆t1、t2的位置(例如相对于本车辆h的纵向和横向位置)，并且根据车辆t1、t2位置的变化，可确定车辆t1、t2的速度。

可以理解，如果设有在本车辆中轴线上安装的监视元件，则该监视元件的检测信息被用于确定本车道内本车辆前方车辆t2的相关信息(可信度、位置等)，并且可能用于相邻车道上盲区范围的确定，而在侧向位置安装的监视元件的检测信息被用于相邻车道上可检测盲区范围的确定以及用于确定相邻车道上可检测盲区范围内的车辆t1的相关信息。如果没有设置在本车辆中轴线上安装的监视元件，则在侧向位置安装的监视元件的检测信息被用于确定全部上述信息。

此外，本车辆的转向灯3可能通过转向灯接口4与控制器10连接。

此外，控制器10还连接着系统ecu5(例如整车ecu)，以便从系统ecu5接收本车运行状态、例如速度等信息。

此外，控制器10还连接着本车辆的转向灯控制杆6，由此可得知驾驶员的并线意图。

此外，控制器10还连接着警示装置，用于在存在并线盲点危险的状况下给予驾驶员并线盲点警示。该警示装置为本车辆中的视频和/或音频装置。警示装置可由不同的装置组成。例如，第一警示装置7为视频装置，例如本车辆仪表盘上或控制面站上的灯，第二警示装置8为视频加音频装置，例如前述用作第一警示装置7的灯加上车载娱乐系统的音频装置。通过第一警示装置7和第二警示装置8，可以可针对不同的危险程度提供不同级别的警示。例如，危险程度较低时，一级警示为灯亮；危险程度较高时，二级警示为灯闪烁，并且可能有相应的警示音频提示。

控制器10经本车辆can与前述各个部件以可通讯的方式连接，以便于这些元件之间传递信息。

在本车辆行驶中，系统被启动，通过初始化过程进入预备监控状态。在预备监控状态下，控制器10确定是否进入监控状态，即控制器10在满足一定条件下进入监控状态。为了确定是否进入监控状态，控制器10经本车辆can获取本车辆h的速度，并且通过监视元件1检测的图像和/或视频确定本车道的宽度，并且在本车辆h的速度位于适宜的预设速度区间(例如在40kmh至80kmh)内、且车道宽度在一预定宽度值(例如3m)以上时，确定进入监控状态。

在监控状态下，监视元件1检测本车辆前方状况，控制器10识别监视元件1的检测信息，以便确定本车道内本车辆前方车辆t2、相邻车道上可检测盲区范围内的车辆t1以及它们的位置和速度。

并且，控制器10在确定本车道存在遮挡视线的本车辆前方车辆t2、相邻车道上可检测盲区范围内存在车辆t1，并且判断如果本车辆h如欲向该相邻车道并线存在可能撞上车辆t1的危险时，确定存在并线盲点危险。

控制器10可以基于目前行驶条件来确定并线盲点危险。目前行驶条件可以包括：本车道内本车辆前方车辆t2的速度低于一速度值，该速度值基于本车辆的速度确定，例如为本车辆h的速度乘以一个大于1的系数(一般为1.05～1.5，例如1.1)。这一条件的意义在于，如果本车辆前方车辆t2的速度很快的话，则不必执行后续的危险警示相关的操作。

目前行驶条件还可以包括：本车辆h的速度大于相邻车道上的车辆t1，且本车辆h与相邻车道上的车辆t1之间纵向距离除以本车辆h的速度与相邻车道上的车辆t1之差得到的时间值小于一预定时间(例如与驾驶员正常反应下对本车辆h实施制动而能够避免追尾所需的时间相关设定的值)。上面得到的时间值可以代表并线盲点危险程度。例如，如果该时间值小于驾驶员正常反应下对本车辆h实施制动而能够避免追尾所需的时间，则认为危险程度高；如果该时间值大于等于该避免追尾所需的时间、但小于该避免追尾所需的时间乘以一个安全系数，则认为危险程度低；如果该时间值大于等于该避免追尾所需的时间乘以一个安全系数，则认为无危险。

在控制器10确定存在并线盲点危险的状态下，一旦确定驾驶员有并线意图，例如通过驾驶员通过转向灯控制杆6打了转向灯3后获取的转向灯信号和/或通过本车辆朝向相邻车道转向导致的转向角达到一定值(这在驾驶员没有打转向灯3就并线的情况下更有实用)确定，则控制器10根据确定的危险程度指示警示装置向驾驶员发出相应级别的警示。

当然，在本车辆配备有自动制动功能(例如aeb)时，在驾驶员并线时，如果自动制动功能接管了整车控制，则即使控制器10确定存在并线盲点危险，也可以不启动并线盲点危险警示。

之后，如果控制器10启动了并线盲点危险警示一段时间后，不论驾驶员是否实施了并线行为，系统都返回到预备监控状态。

此外，在系统启动后，如果系统出现某些故障，例如雷达故障、总线故障，系统可进入关闭状态。在故障消除后，系统可再次进入启动状态。

系统的上述功能可通过适宜的流程实现。一种示例性流程在图3中示出，下面结合图3描述系统的一种可行操作和相应功能。

在步骤s1，系统被启动，进入预备监控状态。

接下来，在步骤s2，控制器10经本车辆can获取本车辆h的当前速度vh(例如从系统ecu5获取)，并且判断本车辆h的速度vh是否在适合的速度范围(例如在40kmh至80kmh)内。如果判断结果为否，则返回步骤s1；如果判断结果为是，则转到步骤s3。

在步骤s3，控制器10基于从监视元件1获取的本车辆前方图像和/或视频信息确定当前车道宽度，并且判断车道宽度是否达到一预定宽度值(例如大于等于3m)。如果判断结果为否，则返回步骤s1；如果判断结果为是，则转到步骤s4。

在步骤s4，进入监控状态，通过监视元件1(例如毫米波雷达)监控本车道及相邻车道内本车辆前方物体。

接下来在步骤s5，控制器10基于从监视元件1获取的本车辆前方图像和/或视频信息确定车道标记、道路边界、本车辆h的位置、本车辆前方物体的位置等等。

接下来在步骤s6，控制器10判断本车辆前方物体是否位于本车道内。如果判断结果为否，则转到步骤s7；如果判断结果为是，则转到步骤s8。

在步骤s7，控制器10判断本车辆前方物体是否处在本车道和相邻车道上(压线)。如果判断结果为否，则返回步骤s6；如果判断结果为是，则转到步骤s8。

在步骤s8，控制器10判断本车辆前方物体的可信度。如果判断本车辆前方物体为车辆t2，则转到步骤s9，否则，返回步骤s6。

在步骤s9，控制器10基于从监视元件1获取的本车辆前方图像和/或视频信息确定本车辆前方车辆t2的速度vt2，并且判断本车辆前方车辆t2的速度vt2是否低于一速度值(例如本车辆h的速度vh乘以一个大于1的系数)。如果判断结果为否，则返回步骤s6；如果判断结果为是，则转到步骤s10。

在步骤s10，控制器10基于本车辆h和本车辆前方车辆t2的位置、两车的横向尺寸、车道尺寸等确定可检测盲区范围。

接下来在步骤s11，控制器10基于监视元件1的检测信号确定相邻车道内是否有车辆t1至少部分地位于可检测盲区范围内。如果判断结果为否，则返回步骤s6；如果判断结果为是，则转到步骤s12。

在步骤s12，控制器10基于监视元件1有关车辆t1的检测信号确定相邻车道盲区内车辆t1的速度vt1，并且判断相邻车道盲区内车辆t1的速度vt1是否基本等于或低于本车辆前方车辆t2的速度vt2。如果判断结果为否，则返回步骤s6；如果判断结果为是，则转到步骤s13。

在步骤s13，控制器10判断本车辆的自动制动功能(例如aeb)是否已接管整车控制。如果判断结果为是，则转到步骤s14，由本车辆的自动制动功能确保本车辆安全，然后返回步骤s1；如果判断结果为否，则转到步骤s15。

在步骤s15，控制器10等待确定驾驶员的并线意图，即如果驾驶员通过转向灯控制杆6打本车辆的转向灯3的操作、或是尽管驾驶员未打转向灯3但本车辆朝向相邻车道转向的转向角超过预定值，则控制器10确定驾驶员的并线意图，然后程序转到步骤s16。

在步骤s16，控制器10基于本车辆的速度vh、欲并线的相邻车道盲区内车辆t1的速度vt1、本车辆与车辆t1之间的距离等判断并线时是否有追尾危险，用以确定启用哪个级别的并线盲点警示。如果判断结果为否，即无追尾危险，则返回步骤s1；如果判断结果为是，则在追尾可能性较小的情况下转到步骤s17，启动一级并线盲点警示(例如视频警示)，或在追尾危险程度较大的情况下转到步骤s18，启动二级并线盲点警示(例如增强的视频警示加音频警示)。

在步骤s17和s18中的一个被执行后，来到步骤s19，控制器10基于驾驶员行为判断驾驶员是否注意到警示或已经看到相邻车道内的车辆t1。如果判断结果为是，则返回步骤s1；如果判断结果为否，则转到步骤s20。

在步骤s20，控制器10判断车辆t1是否离开了相邻车道。如果判断结果为是，则返回步骤s1；如果判断结果为否，则转到步骤s21。

在步骤s21，控制器10判断车辆t2是否离开了本车道。如果判断结果为是，则返回步骤s1；如果判断结果为否，则转到步骤s22。

在步骤s22，保持并线盲点警示一段时间(例如5秒)，之后返回步骤s1。

可以理解，可以针对前面描述的各个步骤作出各种适应性修改，可以增加其它必要的步骤，也可以删除前面描述的某个或某些步骤。

综上所述，本申请提供了一种车辆前方盲点检测和警告系统，其在确定存在并线盲点危险性且检测到相邻车道内车辆时启动并线盲点警示，从而能够提高驾驶中的安全性。

此外，由于本申请设定了不同的并线盲点警示确定条件，因此，能够更精确地确定并线盲点危险级别，从而给予不同的危险警示。此外，在危险程度不够的情况下，不会给出盲点警示，因此，驾驶员不会被过度地打扰，从而能够提高驾驶驾驶体验。

此外，本申请在预备监控状态下在本车辆的速度和本车道的宽度都满足相应条件时，才进入监视状态。如条件不满足，则不进入监视状态，从而避免能量浪费。此外，在监视状态下，连续确定并线盲点危险程度，并且一旦发现驾驶员打转向灯、或是本车辆转向角变化到一定程度而确定驾驶员有并线意图，立即启动相应的危险警示，从而能够快速地提示驾驶员相应的并线危险。同先基于驾驶员有并线意图、然后检测本车道和相邻车道状况并确定并线盲点危险的方案相比，能够节约处理时间，使得驾驶员反应更快速，提供的安全级别更高。

虽然这里参考具体的实施方式描述了本申请，但是本申请的范围并不局限于所示的细节。在不偏离本申请的基本原理的情况下，可针对这些细节做出各种修改。