用于识别对象之间的相对位置的装置和方法与流程

本发明涉及用于识别对象之间的相对位置的装置和方法，且更具体地说涉及用于识别两个交通工具之间的相对位置的装置和方法。

背景技术：

防撞系统可包含盲点监视器，其检测位于驾驶员的侧面和后方区域的其它交通工具，且可向驾驶员发送警告(例如，视觉、听觉、振动或触感)。然而，基于相机的监视器在不良天气条件(例如大雾或暴雨)下无法准确检测其它交通工具。因此，期望的是开发可在不良天气条件下准确发挥功能的防撞系统。

技术实现要素：

根据本发明的一些实施例，一种计算机实施的方法包含：接收第一对象的第一度量；接收第二对象的第二度量；基于所述第一度量和所述第二度量计算所述第一对象与所述第二对象之间的距离；比较所述计算出的距离与预定距离；基于所述第一度量和所述第二度量识别所述第二对象是否正接近所述第一对象；计算所述第一对象与所述第二对象之间的高程差；以及响应于所述计算出的距离小于所述预定距离、所述第二对象被识别为正接近所述第一对象且所述第一对象与所述第二对象之间的所述计算出的高程差小于预定值而产生通知。

根据本发明的一些实施例，一种用于识别第一对象与第二对象之间的相对位置的系统包含接收器和处理器。所述接收器经配置以接收所述第一对象的第一度量和所述第二对象的第二度量。所述处理器经配置以：基于所述第一度量和所述第二度量计算所述第一对象与所述第二对象之间的距离；比较所述计算出的距离与预定距离；基于所述第一度量和所述第二度量识别所述第二对象是否正接近所述第一对象；计算所述第一对象与所述第二对象之间的高程差；以及响应于所述计算出的距离小于所述预定距离、所述第二对象被识别为正接近所述第一对象且所述第一对象与所述第二对象之间的所述计算出的高程差小于预定值而产生通知。

根据本发明的一些实施例，提供一种非暂时性计算机可读媒体，其上存储有指令，所述指令当由一或多个处理器执行时致使所述一或多个处理器执行方法。所述方法包含：接收第一对象的第一度量；接收第二对象的第二度量；基于所述第一度量和所述第二度量计算所述第一对象与所述第二对象之间的距离；比较所述计算出的距离与预定距离；基于所述第一度量和所述第二度量识别所述第二对象是否正接近所述第一对象；计算所述第一对象与所述第二对象之间的高程差；以及响应于所述计算出的距离小于所述预定距离、所述第二对象被识别为正接近所述第一对象且所述第一对象与所述第二对象之间的所述计算出的高程差小于预定值而产生通知。

附图说明

图1图解说明根据本发明的一些实施例的碰撞检测系统的框图。

图2图解说明根据本发明的一些实施例的用于检测两个交通工具之间的可能碰撞的方法。

图3图解说明根据本发明的一些实施例的用于检测两个交通工具之间的可能碰撞的方法。

贯穿图式和具体实施方式使用共同参考编号来指示相同或类似组件。从以下结合附图做出的详细描述，本发明将是显而易见的。

具体实施方式

图1图解说明根据本发明的一些实施例的碰撞检测系统1的框图。碰撞检测系统1包含无线通信系统10。在一些实施例中，无线通信系统10可包含一或多个专用短程通信(dsrc)装置，所述装置可提供交通工具和/或路边站台之间的公共和/或私人数据通信。在本发明的上下文内无线通信系统10也可采用用于发送和接收嵌入于信号中的信息的其它无线协议，例如各种车辆通信系统。无线通信系统10包含第一收发器11、第二收发器12、第三收发器13、处理器14以及至少一天线。

第一收发器11(或接收器)可为但不限于全球定位系统(gps)接收器或收发器。第一收发器11经配置以接收配备有碰撞检测系统1的第一对象(例如，第一交通工具)的信息或度量(例如纬度、经度、高程、速度、航行方向及类似物)。举例来说，第一收发器11可操作以提供关于交通工具相对于地球的位置的信息。

第二收发器12(或广播器)经配置以发射第一交通工具相对于另一对象(例如，第二交通工具)的信息或度量(例如纬度、经度、高程、速度、航行方向及类似物)，且接收第二交通工具的信息(例如纬度、经度、高程、速度、航行方向及类似物)。在一些实施例中，第二收发器12的发射和接收操作可由任何无线网络实行，例如局域网(lan)、城域网(man)、广域网(wan)、公共数据网(例如，因特网)、短程无线网络或任何其它合适的包交换网络，例如商业所有的、专有包交换网络(例如，专有电缆或光纤网络)或类似物，或其任何组合。另外，无线网络可以是例如蜂窝式网络，且可采用各种技术，包含但不限于用于全局演进的增强型数据速率(edge)、通用包无线电服务(gprs)、全球移动通信系统(gsm)、因特网协议多媒体子系统(ims)、通用移动电信系统(umts)或类似物，以及任何其它合适的无线媒体，例如全球微波接入互操作性(wimax)、长期演进(lte)网络、码分多址(cdma)、宽带码分多址(wcdma)、无线保真(wifi)、无线lan(wlan)、蓝牙因特网协议(ip)数据播发、卫星、移动特用网络(manet)或类似物，或其任何组合。在一些实施例中，第二收发器12和第一收发器11可集成到单个收发器中。

处理器14经配置以从第一收发器11和第二收发器12接收数据，计算第一交通工具和第二交通工具的相对位置，确定第一交通工具与第二交通工具之间是否会发生碰撞，且在碰撞会发生的情况下产生警报消息。在一些实施例中，处理器14在满足所有以下条件的情况下确定碰撞会发生：(i)第一交通工具与第二交通工具之间的距离小于预定距离；(ii)第二交通工具正接近第一交通工具；以及(iii)第一交通工具与第二交通工具之间的高程差小于预定值。在一些实施例中，高程差的预定值等于或小于约10米(m)或取决于设计规范的任何其它合适的值。

可基于交通工具的纬度和经度计算第一交通工具与第二交通工具之间的距离。预定距离是基于第一交通工具和第二交通工具的最大速度而确定。如果最大速度较高，那么预定距离应当较大。举例来说，如果最大速度在从约0到约24千米/小时(km/h)的范围中，那么预定距离是约17.5米；如果最大速度在从约24到约40km/h的范围中，那么预定距离是((最大速度-24)x1.02)+17.5；如果最大速度在从约40到约56km/h的范围中，那么预定距离是((最大速度-40)x1.26)+33.8；或如果最大速度在从约56到约72km/h的范围中，那么预定距离是((最大速度-56)x1.48)+53.9。在一些实施例中，预定距离可为取决于设计规范的任何其它合适的值。

第一交通工具的路线可由线性等式表示(例如，y1＝ax1+b，其中x1和y1是第一交通工具的位置，且a和b是常数)。常数a和b可通过线性回归而计算。举例来说，第一交通工具的多个位置用于以下等式来计算常数a和b：

其中n表示数据点的数目且等于或大于5。

随后，通过将第二交通工具的位置(由x2、y2表示)置于线性等式(表示第一交通工具的路线)中而确定第二交通工具是位于第一交通工具的路线的右侧还是左侧。如果线性等式的左侧的值大于线性等式的右侧的值，那么第二交通工具在第一交通工具的左侧；否则，第二交通工具在第一交通工具的右侧。

在确定第二交通工具是在第一交通工具的左边还是右侧之后，可确定第二交通工具的移动方向(或航行方向)。在一些实施例中，假定第一交通工具的移动方向是约45度。如果第二交通工具的移动方向是约135度，那么第二交通工具正朝向第一交通工具的移动方向的左侧航行。如果第二交通工具的移动方向是约315度，那么第二交通工具正朝向第一交通工具的移动方向的右侧航行。换句话说，如果第二交通工具的航行方向等于第一交通工具的航行方向加上约90度，那么第二交通工具正朝向第一交通工具的移动方向的左侧航行。如果第二交通工具的航行方向等于第一交通工具的航行方向减去约90度，那么第二交通工具正朝向第一交通工具的移动方向的右侧航行。在一些实施例中，如果计算出的第二交通工具的航行方向大于360度，那么计算出的航行方向应当从其减去360度。如果计算出的第二交通工具的航行方向小于0度，那么计算出的航行方向应当对其加上360度。

在一些实施例中，处理器14在以下条件中的任一者下确定第二交通工具正接近第一交通工具：(i)第二交通工具位于第一交通工具的移动方向的右侧且向第一交通工具的移动方向的左侧航行；或(ii)第二交通工具位于第一交通工具的移动方向的左侧且向第一交通工具的移动方向的右侧航行。处理器14在以下条件中的任一者下确定第二交通工具正在行进远离第一交通工具：(i)第二交通工具位于第一交通工具的移动方向的右侧且向第一交通工具的移动方向的右侧航行；或(ii)第二交通工具位于第一交通工具的移动方向的左侧且向第一交通工具的移动方向的左侧航行。

处理器14随后经配置以在当计算出的距离小于预定距离、第二交通工具正接近第一交通工具且第一交通工具与第二交通工具之间的高程差小于预定值时的情况下产生消息或通知。在一些实施例中，处理器14连接到第三收发器13，且由处理器14产生的消息随后发射到第三收发器13。第三收发器13(或发射器)经配置以将消息发送到第一交通工具和/或第二交通工具的驾驶员。在一些实施例中，所述消息可通过任何无线网络(例如，作为第二收发器12)或通过布线而发送。在一些实施例中，第三收发器13可集成到处理器14中。在一些实施例中，第三收发器13以及第二收发器12和第一收发器11中的一者或两者可集成到单个收发器中。在一些实施例中，经由显示装置15向驾驶员显示通知。

在一些实施例中，处理器14可以是微控制器单元(mcu)，其包含处理单元、存储器13m(例如，随机存取存储器(ram)和只读存储器(rom))、时钟以及输入/输出(i/o)控制单元。处理器14可包含模拟和数字逻辑的可配置块以及可编程互连件。

根据本发明的一些实施例，碰撞检测系统1基于通过使用无线网络而不是相机所接收的数据计算两个交通工具的相对位置，所述数据例如纬度、经度、高程、速度、航行方向及类似物。因此，与基于相机的碰撞检测系统相比，图1中展示的碰撞检测系统1即使在不良天气条件下也可正常且准确地发挥功能。

图2图解说明展示用于检测两个交通工具之间的可能碰撞的方法的流程图。

参考步骤s21，基于交通工具的纬度和经度计算第一交通工具与第二交通工具之间的距离。在一些实施例中，第一交通工具和第二交通工具的纬度和经度是通过无线收发器(例如，gps)而获得。

参考步骤s22，将计算出的距离与预定距离(例如，准则)进行比较以检查计算出的距离是否小于预定距离。如果计算出的距离小于预定距离，那么操作移动到步骤s23；否则，碰撞检测的操作终止。

在一些实施例中，预定距离是基于第一交通工具和第二交通工具的最大速度而确定。如果最大速度较高，那么预定距离应当较大。举例来说，如果最大速度在从约0到约24km/h的范围中，那么预定距离是约17.5米；如果最大速度在从约24到约40km/h的范围中，那么预定距离是((最大速度-24)x1.02)+17.5；如果最大速度在从约40到约56km/h的范围中，那么预定距离是((最大速度-40)x1.26)+33.8；或如果最大速度在从约56到约72km/h的范围中，那么预定距离是((最大速度-56)x1.48)+53.9。在一些实施例中，预定距离可为取决于设计规范的任何其它合适的值。

参考步骤s23，计算第一交通工具和第二交通工具的移动方向和速度以检查第二交通工具是否正接近第一交通工具。第一交通工具和第二交通工具的移动方向和速度可从其纬度和经度导出。如果第二交通工具正接近第一交通工具，那么操作移动到步骤s24；否则，碰撞检测的操作终止。

在一些实施例中，可根据图3中示出的流程图确定第二交通工具是否正接近第一交通工具。参考图3和步骤s31，确定第二交通工具相对于第一交通工具的位置。在步骤s32，确定第二交通工具是否在第一交通工具的左侧。举例来说，如果第二交通工具在第一交通工具的左侧，那么操作移动到步骤s34；否则，操作移动到步骤s33。在一些实施例中，可通过使用表示第一交通工具的路线的线性等式(例如，y1＝ax1+b，其中x1和y1是第一交通工具的位置，a和b是常数)确定第二交通工具相对于第一交通工具的位置。常数a和b可通过线性回归而计算。举例来说，第一交通工具的多个位置用于以下等式来计算常数a和b：

其中n等于或大于5。

随后，通过将第二交通工具的位置(由x2、y2表示)置于线性等式(表示第一交通工具的路线)中而确定第二交通工具是位于第一交通工具的路线的右侧还是左侧。如果线性等式的左侧的值大于线性等式的右侧的值，那么第二交通工具在第一交通工具的左侧；否则，第二交通工具在第一交通工具的右侧。

在确定第二交通工具是在第一交通工具的左边还是右侧之后，可确定第二交通工具的移动方向(或航行方向)。在一些实施例中，假定第一交通工具的移动方向是约45度。如果第二交通工具的移动方向是约135度，那么第二交通工具正朝向第一交通工具的移动方向的左侧航行。如果第二交通工具的移动方向是约315度，那么第二交通工具正朝向第一交通工具的移动方向的右侧航行。换句话说，如果第二交通工具的航行方向等于第一交通工具的航行方向加上约90度，那么第二交通工具正朝向第一交通工具的移动方向的左侧航行。如果第二交通工具的航行方向等于第一交通工具的航行方向减去约90度，那么第二交通工具正朝向第一交通工具的移动方向的右侧航行。在一些实施例中，如果计算出的第二交通工具的航行方向大于约360度，那么计算出的航行方向应当从其减去约360度。如果计算出的第二交通工具的航行方向小于0度，那么计算出的航行方向应当对其加上360度。

参考步骤s34，如果第二交通工具正向第一交通工具的移动方向的右侧航行，那么确定第二交通工具正接近第一交通工具。如果第二交通工具正向第一交通工具的移动方向的左侧航行，那么确定第二交通工具正行进远离第一交通工具。

参考步骤s35，如果第二交通工具正向第一交通工具的移动方向的左侧航行，那么确定第二交通工具正接近第一交通工具。如果第二交通工具正向第一交通工具的移动方向的右侧航行，那么确定第二交通工具正行进远离第一交通工具。

返回参看图2，在步骤s24中，基于通过无线收发器(例如，gps)获得的第一交通工具和第二交通工具的高程而计算第一交通工具与第二交通工具之间的高程差。如果第一交通工具与第二交通工具之间的高程差小于预定值，那么操作移动到步骤s25；否则，碰撞检测的操作终止。在一些实施例中，高程差的预定值是约10米或取决于设计规范的任何其它合适的值。

参考步骤s25，在满足步骤s22、s23和s24中确定的所有条件的情况下产生警告(或消息)。举例来说，在计算出的距离小于预定距离、第二交通工具正接近第一交通工具且第一交通工具与第二交通工具之间的高程差小于预定值的情况下产生警告或消息。

在一些实施例中，可通过任何无线网络或通过布线将警告或消息发送到第一交通工具和/或第二交通工具的驾驶员。举例来说，由第一交通工具和/或第二交通工具发射或接收的数据可通过任何无线网络传送，例如lan、man、wan、公共数据网(例如，因特网)、短程无线网络或任何其它合适的包交换网络，例如商业所有的、专有包交换网络(例如，专有电缆或光纤网络)或类似物，或其任何组合。另外，无线网络可以是例如蜂窝式网络，且可采用各种技术，包含edge、gprs、gsm、ims、umts或类似技术，以及任何其它合适的无线媒体，例如wimax、lte网络、cdma、wcdma、wifi、wlan、蓝牙、ip数据播发、卫星、manet或类似物，或其任何组合。

根据本发明的一些实施例，基于通过使用无线网络而不是相机所接收的两个交通工具的数据而实行碰撞检测。因此，与基于相机的碰撞检测方法相比，图2中展示的碰撞检测方法即使在不良天气条件下也可正常且准确地发挥功能。

本发明的一些实施例涉及非暂时性计算机可读存储媒体，其上具有用于执行各种计算机实施的操作的计算机代码或指令。术语“计算机可读存储媒体”用以包含能够存储或编码用于执行本文所描述的操作的指令序列或计算机代码的任何媒体。计算机可读存储媒体的实例包含但不限于：磁性媒体；光学媒体；磁光媒体；以及经配置以存储程序代码的硬件装置，例如专用集成电路(asic)、可编程逻辑装置(pld)以及rom和ram装置。

计算机代码的实例包含例如由编译器产生的机器代码，以及由处理器使用解释器或编译器执行的含有较高级代码的文件。举例来说，本发明的一些实施例可以使用java、c++或其它面向对象的编程语言和开发工具来实施。计算机代码的额外实例包含经加密代码和经压缩代码。此外，本发明的实施例可以作为计算机程序产品而下载，所述计算机程序产品可从远程装置经由发射信道传递到请求装置。本发明的其它实施例可以代替于或结合于处理器可执行软件指令而在硬接线电路中实施。

量、比率以及其它数值在本文有时以范围格式呈现。应理解，这些范围格式是用于便利和简洁起见，且应灵活地理解，不仅包括明确地指定为范围限制的数值，而且包括涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每个数值和子范围一般。

虽然已参考本发明的特定实施例描述及说明本发明，但这些描述及说明并不限制本发明。所属领域的技术人员可清楚地理解，可进行各种改变，且可在实施例内替代等效元件而不脱离如由所附权利要求书定义的本发明的真实精神和范围。所述图示可能未必按比例绘制。归因于制造过程中的变量等等，本发明中的艺术再现与实际设备之间可能存在区别。可存在并未特定说明的本发明的其它实施例。应将本说明书和图式视为说明性的而非限制性的。可做出修改，以使具体情况、材料、物质组成、方法或工艺适应于本发明的目标、精神和范围。所有此类修改是既定在所附权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作描述本文中所公开的方法，但应理解，可在不脱离本发明的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序及分组并非本发明的限制。