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CN113173160B - 车辆用防碰撞装置及车辆用防碰撞方法 - Google Patents

车辆用防碰撞装置及车辆用防碰撞方法 Download PDF

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CN113173160B CN202110067804.3A CN202110067804A CN113173160B CN 113173160 B CN113173160 B CN 113173160B CN 202110067804 A CN202110067804 A CN 202110067804A CN 113173160 B CN113173160 B CN 113173160B
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steering
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Abstract

能够迅速判断驾驶员的转向意图，以能够避免碰撞的充裕时间来发出碰撞警告。本申请的车辆用防碰撞装置包括：对从驾驶车辆的驾驶员看到的存在于车辆周围死角的障碍物进行检测的死角障碍物检测部(201)；对驾驶员的转向状态进行检测的转向状态检测部(203)；根据由转向状态检测部(203)检测出的转向状态来判断驾驶员的转向意图的转向意图判断部(208)；根据死角障碍物检测部(201)和转向意图判断部(208)的结果判断障碍物与车辆碰撞的可能性的碰撞可能性判断部(210)；以及在由碰撞可能性判断部(210)判断为障碍物与车辆存在碰撞的可能性的情况下，将碰撞的可能性通知给通知对象的通知部(211)。

Description

车辆用防碰撞装置及车辆用防碰撞方法
技术领域
本申请涉及车辆用防碰撞装置以及车辆用防碰撞方法。
背景技术
作为以往的车辆用防碰撞装置，专利文献1中公开了一种车辆用防碰撞装置，包括：视频摄像头，该视频摄像头安装于车辆并对车辆的规定距离后方的道路进行拍摄；后方车辆检测单元，该后方车辆检测单元对设定的监视区域内存在的后方车辆进行检测；转向灯检测单元，该转向灯检测单元对转向灯的动作状态进行检测；判定单元，该判定单元对向通过后方车辆检测单元检测出的后方车辆所行驶的车道的方向操作转向灯的情况进行判断；以及警报单元，该警报单元在判定单元判断为转向灯的被操作方向的车道上存在后方车辆时发出警报。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特许第2641562号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
专利文献1中所公开的车辆用防碰撞装置在驾驶员不操作方向指示器(转向灯)的状况下不会发出碰撞警告。然而，碰撞的危险特别高的是在驾驶员未打出方向指示器就转向的情况等后方车辆等接近物无法提前识别驾驶员的转向意图的时候。因此，即使不操作方向指示器，也存在必须尽早判断警告的必要性以获得能够避免碰撞的充裕时间这样的技术问题。
本申请是为了解决上述那样的技术问题而完成的，其目的在于获得一种车辆用防碰撞装置，即使不操作方向指示器，也能够迅速判断驾驶员的转向意图，以能够避免碰撞的充裕时间来发出碰撞警告。
解决技术问题所采用的技术方案
本申请所公开的车辆用防碰撞装置包括：死角障碍物检测部，该死角障碍物检测部对从驾驶车辆的驾驶员看到的存在于车辆周围死角的障碍物进行检测；转向状态检测部，该转向状态检测部对驾驶员的转向状态进行检测；转向意图判断部，该转向意图判断部根据由转向状态检测部检测出的转向状态来判断驾驶员的转向意图；碰撞可能性判断部，该碰撞可能性判断部根据死角障碍物检测部和转向意图判断部的结果来判断障碍物与车辆发生碰撞的可能性；以及通知部，该通知部在由碰撞可能性判断部判断为障碍物与车辆存在碰撞的可能性的情况下，将碰撞的可能性通知给通知对象。
发明效果
根据本申请所公开的车辆用防碰撞装置，由于根据转向信息能够判断驾驶员的转向意图而无需等待转向操作的完成，因此即使不操作方向指示器也能够尽早判断碰撞警告的必要性。由此，即使不操作方向指示器，也能够以能够避免碰撞的充裕时间来发出碰撞警告。
附图说明
图1是表示安装有实施方式1所涉及的车辆用防碰撞装置的车辆的行驶状态的图。
图2是表示实施方式1所涉及的车辆用防碰撞装置的功能结构的框图。
图3是表示执行实施方式1所涉及的车辆用防碰撞装置中的防碰撞处理动作的流程图的一个示例的图。
具体实施方式
以下，使用附图对车辆用防碰撞装置以及车辆用防碰撞方法的实施方式说明其结构、动作。
实施方式1.
图1表示安装有实施方式1中的车辆用防碰撞装置的车辆的行驶状态。图1中，包括实施方式1中的车辆用防碰撞装置的车辆(也称为本车辆)101安装有对后侧方的障碍物进行检测的左右的摄像头102、103。摄像头102和摄像头103对由虚线104a、104b包围并用阴影来显示的拍摄范围104、以及由虚线105a、105b包围并用阴影来显示的拍摄范围105进行拍摄。图1表示有可能与本车辆101发生碰撞的障碍物(例如，作为其他车辆的两轮车、轿车)106、107在摄像头102、103的拍摄范围104、105行驶的状态。
接着使用图2的框图对本实施方式所涉及的车辆用防碰撞装置的功能结构进行说明，此外使用图3的流程图对功能块的动作以及车辆用防碰撞方法一并进行说明。此外，图2所示的车辆用防碰撞装置1000安装于车辆，各部的结构与图3所示的流程所涉及的动作说明一并进行说明。
首先，本车辆101的点火开关导通时，前进至图3中的防碰撞处理循环起始L301而开始防碰撞处理。
在图3的步骤S301中，判断本车辆101是否处于行驶状态。当本车辆101处于行驶状态时，继续进行防碰撞处理。当本车辆101不处于行驶状态时，脱离防碰撞处理循环并结束防碰撞处理。对于是否处于行驶状态的判断，例如利用图2中的车辆状态检测部205来获取本车辆的车速，当处于一定速度以上则判断为处于行驶状态。
在步骤S302中，根据通过相当于图2中的死角障碍物检测部201的摄像头102和摄像头103拍摄到的图像来检测后侧方的障碍物。该死角障碍物检测部201对从驾驶本车辆101的驾驶员看到的存在于车辆周围死角的障碍物进行检测。作为检测障碍物的方法，例如可以列举出以下方法。
首先，将学习用图像和障碍物的位置以及分类(例如，其他车辆和行人)的多个模式设为学习数据，并预先使神经网络进行学习。然后在执行处理时，通过摄像头102、摄像头103拍摄本车辆后侧方图像，对该图像实施神经网络所进行的物体检测处理。由此，能够知道拍摄图像内的障碍物的位置。接着，根据预先计算出的拍摄图像坐标和实际空间坐标的对应关系，能够对实际空间中的障碍物的位置进行检测。
此外，检测障碍物的方法可以不是摄像头所进行的机械学习。例如，可以根据通过摄像头拍摄到的图像上的光流来检测障碍物，也可以通过LIDAR(Light Detection andRanging：光探测和测距)检测立体物来视为障碍物。
另外，检测障碍物的位置可以不是后侧方。例如，可以是车辆后方的死角，也可以是因本车辆的车柱而产生的死角。
在步骤S303中，当检测出一个以上的障碍物时继续进行处理。当一个障碍物也没有检测出时，通过图2中的碰撞可能性判断部210判断为没有碰撞可能性，经由防碰撞处理循环终点L302返回至防碰撞处理循环起始L301。
在步骤S304中，通过相当于图2中的转向状态检测部203的助力转向传感器，来获取本车辆的方向盘的转向角、转向角速度以及转向转矩。
在步骤S305中，根据由转向状态检测部203获取到的信息，通过驾驶员转向意图判断部208来判断驾驶员的转向意图。作为判断驾驶员的转向意图的方法，例如可以列举出以下方法。
若将转向角设为θi[deg]、转向角速度设为ωi[deg/s]、转向转矩设为Ti[N·m]、驾驶员想要转向的方向设为则能够利用下式(1)来推测/>其中，下标i表示第i处理步骤时刻的值，将当前处理步骤数设为n。另外，αi、βi、γi、ki是预先设定的系数。
[数学式1]
而且，使用预定的阈值δ[deg],当时将转向意图判断为右转意图，当/>时将转向意图判断为左转意图，除此以外将转向意图判断为直行意图(没有转向意图)。即，此处，当本车辆的过去和当前的方向盘转向转矩以及方向盘转向角速度和方向盘转向角、与过去的方向盘转向意图角度的线性和超过预定的阈值时，判断为存在驾驶员的转向意图。这至少相当于至少将车辆的方向盘转向角、方向盘转向转矩以及方向盘转向角速度的线性和用于驾驶员的转向意图判断，或者，在除了车辆的方向盘转向角、方向盘转向转矩以及方向盘转向角速度的线性和以外还加上过去的方向盘转向意图角度的线性和后得到的值超过预定的阈值时，判断为存在驾驶员的转向意图。此外，相当于在除了γn以外的所有的系数αi、βi、γi、ki是0的情况下，尤其当车辆的方向盘转向转矩超过预定的阈值时判断为存在驾驶员的转向意图，另外，相当于在除了βn以外的所有的系数αi、βi、γi、ki是0的情况下，尤其当车辆的方向盘转向角速度超过预定的阈值时判断为存在驾驶员的转向意图。
此外，作为判断驾驶员的转向意图的方法可以不使用上述方法。例如，在上式(1)中，可以使用θi、ωi、Ti的时间微分或时间积分取代θi、ωi、Ti，来推测
另外，可以根据直线路和曲线路、或者平面路和斜面路等道路环境的不同，来改变系数αi、βi、γi、ki或阈值δ。此时，为了区别道路环境，例如，能够使用下述等方法，即利用图2中的道路环境检测部204来获取地图信息以及本车辆的位置，或者，利用道路环境检测部204来获取转向转矩或偏航率的时间变化，或者，使用本车辆的前置摄像头来分析本车辆前方的视频并利用道路环境检测部204来检测路面状态或有无前方车辆。
在步骤S305中，当障碍物存在的方向和驾驶员的转向意图方向相同时继续进行处理。当相同时，通过碰撞可能性判断部210判断为没有碰撞可能性，经由防碰撞处理循环终点L302返回至防碰撞处理循环起始L301。
在步骤S306中，通过图2中的驾驶员视线检测部202来检测驾驶员的视线。作为检测驾驶员的视线的方法，例如可以列举出以下方法。
使用设置于本车辆车内的摄像头，拍摄驾驶员的脸部。根据拍摄到的图像来推测驾驶员的视线方向。
在步骤S307中，在通过图2中的障碍物观察判断部207判断为驾驶员未观察到障碍物的情况下继续进行处理。在判断为正在观察的情况下，通过碰撞可能性判断部210判断为碰撞可能性较低，经由防碰撞处理循环终点L302返回至防碰撞处理循环起始L301。作为判断驾驶员是否正在观察障碍物的方法，例如可以列举出以下方法。
当在通过驾驶员视线检测部202检测到的驾驶员的视线上存在利用死角障碍物检测部201检测到的障碍物，则判断为驾驶员正在观察障碍物。
在步骤S308中，通过图2中的车辆状态检测部205获取作为表示本车辆的动向的数据的运动信息，并通过车辆运动预测部209依次进行仿真，从而对从当前到数秒后的本车辆的位置的轨迹、即本车辆的运动进行预测。此处表示本车辆动向的数据是指例如车速、加速度、偏航率、驱动转矩推测值、路面摩擦系数推测值、路面斜差(cant)、坡度推测值、推测车辆重量等。
在步骤S309中，通过图2中的障碍物运动预测部206，基于从死角障碍物检测部201获得的障碍物的位置、种类以及其时间序列数据依次进行仿真，从而对从当前到数秒后的障碍物的位置的轨迹即障碍物的运动进行预测。
在步骤S310中，通过图2中的碰撞可能性判断部210在从当前到数秒后的本车辆的预测轨迹与障碍物的预测轨迹交叉的情况下，判断为存在碰撞可能性，继续进行处理。在双方的轨迹不交叉的情况下，经由防碰撞处理循环终点L302返回至防碰撞处理循环起始L301。
在步骤S311中，通过通知部211输出将碰撞可能性通知给作为通知对象的本车辆的驾驶员的信号。此时，可以根据直到预测为发生碰撞为止的时间、或是本车辆的左右两侧存在障碍物还是仅单侧存在障碍物(即是否利用摄像头102和摄像头103同时检测障碍物)等碰撞可能性的详细内容，来改变通知方法或通知内容。作为将碰撞可能性通知给驾驶员的方法，本实施方式中包括以下多个方法。
利用声音输出部212根据碰撞可能性生成声音，并从车内扬声器217发出该声音。例如生成“两轮车正在从转向方向后方接近”这一声音并发出。此外，通过死角障碍物检测部201检测到本车辆两侧存在障碍物的情况下，以防止驾驶员过度的轨道修正为目的，来改变利用声音输出部212生成的声音。例如，生成“障碍物正在从左右后方接近”这一声音。此外，输出的声响可以不是声音，也可以仅是警告音。另外，可以根据碰撞可能性的详细内容，来改变声音内容、声响的大小、高低以及音色等。
另外，利用显示输出部213生成与碰撞可能性相对应的画面结构，在作为显示装置的车内监视器219上显示警告画面。此外，即使不是车内监视器，也可以使用灯。另外，可以根据上述的碰撞可能性的详细内容，改变画面结构、显示消息、显示图像等。
另外，利用方向盘振动部214生成与碰撞可能性相对应的振动模式，并使方向盘220振动。此外，可以根据上述碰撞可能性的详细内容，来改变振动的强弱、振动次数、振动模式。
另外，利用座位振动部215生成与碰撞可能性相对应的振动模式，并使座位221振动。此外，可以根据上述碰撞可能性的详细内容，来改变振动的强弱、振动次数、振动模式。
在步骤S312和步骤S313中，在障碍物是正在接近的行人或正在行驶的其他车辆的情况下，以期待该正在接近的障碍物(也称为接近对象)所进行的回避行动为目的，通过由声音输出部212生成的声音，利用安装于本车辆外侧的车外扬声器218，来对是接近对象且为通信对象的其他车辆驾驶员或行人发出警报音。
此外，作为对接近对象发出警告的方法，除了上述以外，还可以使用使本车辆的灯闪烁、在接近对象为其他车辆的情况下通过车车间无线通信来进行通知等。
在步骤S314中，以针对摄像头102或摄像头103的拍摄范围外的车辆通知本车辆与障碍物有可能发生碰撞的情况、以及双方可采取回避行动的情况为目的，利用无线信号从碰撞警告发送部216对一元化管理多个车辆的驾驶的车辆驾驶管制2000的碰撞警告接收部222发送警告。
由此，本实施方式所涉及的车辆用防碰撞装置即使没有方向指示器的操作，也能够判断转向意图而无需等待驾驶员的转向操作的完成。而且，能够针对驾驶的管理员以能够避免的充裕时间来发出警告。
本申请记载了示例性的实施方式，但实施方式所记载的各种特征、形态及功能并不限于特定的实施方式的适用，能单独或以各种组合适用于实施方式。
因此，可以认为未示例的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如，设包括对至少一个构成要素进行变形、增加或省略的情况。
标号说明
201 死角障碍物检测部
203 转向状态检测部
208 驾驶员转向意图判断部
210 碰撞可能性判断部
211 通知部

Claims (17)

1.一种车辆用防碰撞装置，其特征在于，包括：
死角障碍物检测部，该死角障碍物检测部对从驾驶车辆的驾驶员看到的存在于车辆周围死角的障碍物进行检测；
转向状态检测部，该转向状态检测部对所述车辆的方向盘转向角、方向盘转向转矩以及方向盘转向角速度进行检测，对所述驾驶员的转向状态进行检测；
转向意图判断部，该转向意图判断部根据由所述转向状态检测部检测出的所述方向盘转向角、所述方向盘转向转矩、所述方向盘转向角速度、以及过去的方向盘转向意图角度的线性和来判断所述驾驶员的转向意图；
碰撞可能性判断部，该碰撞可能性判断部根据所述死角障碍物检测部和所述转向意图判断部的结果判断所述障碍物与所述车辆发生碰撞的可能性；以及
通知部，该通知部在由所述碰撞可能性判断部判断为障碍物与所述车辆存在碰撞的可能性的情况下，将碰撞的可能性通知给通知对象，
所述车辆用防碰撞装置安装于所述车辆。
2.如权利要求1所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，
所述死角障碍物检测部对作为所述死角的所述车辆的后侧方进行检测。
3.如权利要求1所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，
在所述线性和超过预定的阈值时，所述转向意图判断部判断为存在所述驾驶员的转向意图。
4.如权利要求1至3中任一项所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，包括：
车辆状态检测部，该车辆状态检测部获取所述车辆的运动信息；
车辆运动预测部，该车辆运动预测部基于利用所述车辆状态检测部所获得的信息，对所述车辆的运动进行预测；以及
障碍物运动预测部，该障碍物运动预测部基于利用所述死角障碍物检测部所获得的信息，对所述障碍物的运动进行预测，
所述碰撞可能性判断部基于来自所述车辆运动预测部和障碍物运动预测部的信息，来判断碰撞可能性。
5.如权利要求1至3中任一项所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，
所述通知部从所述死角障碍物检测部获取所述障碍物是存在于所述车辆的两侧还是仅存在于所述车辆的单侧，根据获取到的信息来改变通知方法。
6.如权利要求1至3中任一项所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，包括：
驾驶员视线检测部，该驾驶员视线检测部对所述驾驶员的视线进行检测；
障碍物观察判断部，该障碍物观察判断部对所述驾驶员是否正在观察所述障碍物进行判断，
所述碰撞可能性判断部在由所述障碍物观察判断部判断为所述驾驶员正在观察所述障碍物的情况下判断为碰撞的可能性较低。
7.如权利要求1至3中任一项所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，
所述通知部的通知对象是所述车辆的所述驾驶员。
8.如权利要求1至3中任一项所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，
所述通知部的通知对象是其他车辆的其他车辆驾驶员或行人。
9.如权利要求1至3中任一项所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，
所述通知部的通知对象是对多个车辆的驾驶进行管理的车辆驾驶管制。
10.如权利要求7所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，
包括方向盘振动部，该方向盘振动部基于来自所述通知部的信息通过所述车辆的方向盘的振动来将碰撞的可能性通知给所述驾驶员。
11.如权利要求7所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，
包括座位振动部，该座位振动部基于来自所述通知部的信息通过所述车辆的座位的振动来将碰撞的可能性通知给所述驾驶员。
12.如权利要求7所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，
包括声音输出部，该声音输出部基于来自所述通知部的信息通过声音来将碰撞的可能性通知给所述通知对象。
13.如权利要求8所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，
包括声音输出部，该声音输出部基于来自所述通知部的信息通过声音来将碰撞的可能性通知给所述通知对象。
14.如权利要求7所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，
包括显示输出部，该显示输出部基于来自所述通知部的信息通过显示装置来将碰撞的可能性通知给所述通知对象。
15.如权利要求8所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，
包括显示输出部，该显示输出部基于来自所述通知部的信息通过显示装置来将碰撞的可能性通知给所述通知对象。
16.如权利要求9所述的车辆用防碰撞装置，其特征在于，
包括碰撞警告发送部，该碰撞警告发送部基于来自所述通知部的信息通过发送无线信号来将碰撞的可能性通知给所述车辆驾驶管制。
17.一种车辆用防碰撞方法，其特征在于，包括：
第一步骤，该第一步骤对从驾驶车辆的驾驶员看到的存在于车辆周围死角的障碍物进行检测；
第二步骤，该第二步骤对所述车辆的方向盘转向角、方向盘转向转矩以及方向盘转向角速度进行检测，对所述驾驶员的转向状态进行检测；
第三步骤，该第三步骤根据在所述第二步骤中所检测到的所述方向盘转向角、所述方向盘转向转矩、所述方向盘转向角速度、以及过去的方向盘转向意图角度的线性和来对所述驾驶员的转向意图进行判断；
第四步骤，该第四步骤根据所述第一步骤和所述第三步骤的结果来对所述障碍物与所述车辆发生碰撞的可能性进行判断；以及
第五步骤，该第五步骤在所述第四步骤中判断为所述障碍物与所述车辆存在碰撞的可能性的情况下，将碰撞的可能性通知给通知对象。
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