專利名稱：用于連接的自主車輛和手動車輛的快速碰撞檢測技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實施例總體涉及V2V通信和防撞系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
實時碰撞預(yù)測算法預(yù)測在兩個或多個車輛之間的可能碰撞。碰撞預(yù)測算法通常利用中央處理器來確定是否碰撞即將到來。不過，許多碰撞預(yù)測算法是計算密集型的，并且因此是費時的。由于為了滿足實時性能所要求的計算密集型一些碰撞預(yù)測系統(tǒng)為了加快處理時間而損失了準確度。因此，這樣的碰撞預(yù)測系統(tǒng)增加了錯誤檢測率，其對于車輛用戶來說將會是頭疼的。這對于自主車輛操作和它們的功能性能是潛在的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
實施例的優(yōu)點是具有V2V通信能力的第一車輛和第二車輛之間的可能碰撞的快速評估。在每個車輛周圍和每個車輛的行駛軌跡路徑周圍構(gòu)建邊界。相應(yīng)的邊界被評估，以用于確定是否在邊界之間存在交叉點?；谀男┻吔鐚⒔徊娴膬?yōu)先評估，相應(yīng)的控制工作被致動以減緩可能碰撞。此外，基于哪些邊界正在交叉，碰撞的交叉點的位置通過關(guān)于行駛軌跡路徑構(gòu)建邊界框而被快速地且有效地確定。邊界框重復(fù)地被再分并再生，以用于快速地和準確地識別可能碰撞的交叉點。實施例構(gòu)思了快速識別車輛通信網(wǎng)絡(luò)的通信車輛之間的可能碰撞威脅的方法，其用于致動車輛控制動作以減緩?fù)ㄐ跑囕v之間的可能碰撞。該方法包括確定主車輛的車輛位置和軌跡路徑。軌跡路徑周圍的軌跡路徑邊界和車輛位置周圍的車輛邊界被構(gòu)建。遠方車輛的車輛位置和軌跡路徑通過無線通信網(wǎng)絡(luò)被接收。軌跡路徑邊界在遠方車輛的軌跡路徑周圍被識別，車輛邊界在遠方車輛的車輛位置周圍被識別。在第一優(yōu)先測試中評估主車輛的車輛邊界和遠方車輛的車輛邊界之間是否存在交叉點。只有在主車輛的車輛邊界和遠方車輛的車輛邊界之間存在交叉點的情況下，第一控制動作在主車輛中被致動以減緩碰撞威脅。如果在第一優(yōu)先測試中不存在交叉點，那么在第二優(yōu)先測試中評估主車輛或遠方車輛的一個的軌跡路徑邊界和主車輛或遠方車輛的另一個的車輛邊界之間是否存在交叉點。只有在相應(yīng)的車輛邊界和相應(yīng)的軌跡路徑邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛中致動第二控制動作以減緩碰撞威脅。如果在第二優(yōu)先測試中不存在交叉點，那么在第三優(yōu)先測試中評估主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間是否存在交叉點。只有在主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛或遠方車輛的至少一個中致動第三控制動作以減緩碰撞威脅。實施例構(gòu)思了碰撞評估和緩解系統(tǒng)，其包括車輛到車輛通信模塊，其用于在主車輛和遠方車輛之間發(fā)送和接收消息。從遠方車輛接收的消息包括遠方車輛的車輛位置和遠方車輛的行駛軌跡路徑。威脅評估模塊評估主車輛和遠方車輛之間的可能碰撞。威脅評估模塊識別主車輛的車輛位置和軌跡路徑。威脅評估模式在主車輛的車輛位置周圍構(gòu)建車輛邊界，并在主車輛的軌跡路徑周圍構(gòu)建軌跡路徑邊界。威脅評估模式在遠方車輛的車輛位置周圍構(gòu)建車輛邊界，并在遠方車輛的軌跡路徑周圍構(gòu)建軌跡路徑邊界。車輛威脅評估模塊基于主車輛和遠方車輛之間相應(yīng)的邊界的交叉點評估可能碰撞。車輛控制模塊基于通過威脅評估模塊的評估致動控制動作以減緩可能碰撞。威脅評估模塊被配置用來執(zhí)行一種方法，該方法包括以下步驟在第一優(yōu)先測試中評估主車輛的車輛邊界和遠方車輛的車輛邊界之間是否存在交叉點。只有在主車輛的車輛邊界和遠方車輛的車輛邊界之間存在交叉點的情況下，第一控制動作在主車輛中被致動。如果在第一優(yōu)先測試中不存在交叉點，那么在第二優(yōu)先測試中評估主車輛或遠方車輛的一個的相應(yīng)的軌跡路徑邊界和主車輛或遠方車輛的另一個的相應(yīng)的車輛邊界之間是否存在交叉點。只有在相應(yīng)的車輛邊界和相應(yīng)的軌跡路徑邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛中致動第二控制動作。如果在第二優(yōu)先測試中不存在交叉點，那么在第三優(yōu)先測試中評估主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間是否存在交叉點。只有在主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛中致動第三控制動作。本發(fā)明還提供了以下方案 I. 一種快速識別車輛通信網(wǎng)絡(luò)的通信車輛之間的可能碰撞威脅的方法，其用于致動車輛控制動作以減緩?fù)ㄐ跑囕v之間的可能碰撞，所述方法包括以下步驟
確定主車輛的車輛位置和軌跡路徑；
在軌跡路徑周圍構(gòu)建軌跡路徑邊界和在車輛位置周圍構(gòu)建車輛邊界；
通過無線通信網(wǎng)絡(luò)接收遠方車輛的車輛位置和軌跡路徑；
識別遠方車輛的軌跡路徑周圍的軌跡路徑邊界和識別遠方車輛的車輛位置周圍的車輛邊界；
在第一優(yōu)先測試中評估主車輛的車輛邊界和遠方車輛的車輛邊界之間是否存在交叉點，并且只有在主車輛的車輛邊界和遠方車輛的車輛邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛中致動第一控制動作以減緩碰撞威脅；
如果在第一優(yōu)先測試中不存在交叉點，那么在第二優(yōu)先測試中評估主車輛或遠方車輛的一個的軌跡路徑邊界和主車輛或遠方車輛的另一個的車輛邊界之間是否存在交叉點，并且只有在相應(yīng)的車輛邊界和相應(yīng)的軌跡路徑邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛中致動第二控制動作以減緩碰撞威脅；
如果在第二優(yōu)先測試中不存在交叉點，那么在第三優(yōu)先測試中評估主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間是否存在交叉點，并且只有在主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛或遠方車輛的至少一個中致動第三控制動作以減緩碰撞威脅。2.根據(jù)方案I所述的方法，其特征在于，在第三優(yōu)先測試中確定主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間存在交叉點還包括以下步驟確定主車輛和遠方車輛之間的交叉軌跡路徑邊界內(nèi)的可能碰撞的位置。3.根據(jù)方案2所述的方法，其特征在于，確定主車輛和遠方車輛之間的可能碰撞的位置還包括以下步驟
沿主車輛的軌跡路徑識別分立的軌跡位置；
在主車輛的軌跡路徑中的分立的時間位置之間構(gòu)建線段；沿遠方車輛的軌跡路徑識別分立的時間位置；
在遠方車輛的軌跡路徑中的分立的時間位置之間構(gòu)建線段；
在主車輛的軌跡路徑邊界周圍構(gòu)建邊界框；
在遠方車輛的軌跡路徑邊界周圍構(gòu)建邊界框；
再分主車輛的邊界框和遠方車輛的邊界框；
僅再生包含相應(yīng)的交叉線段的主車輛和遠方車輛的邊界框；
確定主車輛的再生的邊界框和遠方車輛的再生的邊界框是否均包含多個線段；
如果主車輛和遠方車輛的再生的邊界框的每個包含多個交叉線段，那么重復(fù)地再分和再生包含多個線段的邊界框，直到再生的邊界框僅包含交叉線段；以及 識別主車輛和遠方車輛之間的交叉線段的位置。4.根據(jù)方案3所述的方法，其特征在于，到線段交叉點的距離為主車輛確定。5.根據(jù)方案3所述的方法，其特征在于，到線段交叉點的時間為主車輛確定。6.根據(jù)方案3所述的方法，其特征在于，主車輛的邊界框和遠方車輛的邊界框被再分為兩個部分。7.根據(jù)方案I所述的方法，其特征在于，評估主車輛或遠方車輛的一個的車輛邊界和主車輛或遠方車輛的另一個的軌跡邊界之間是否存在交叉點還包括以下步驟確定主車輛和遠方車輛之間的可能碰撞的位置。8.根據(jù)方案7所述的方法，其特征在于，確定主車輛和遠方車輛之間的可能碰撞的位置還包括以下步驟
識別與主車輛或遠方車輛的車輛邊界的當(dāng)前位置有關(guān)的線段；
沿遠方車輛或主車輛的另一個的軌跡路徑識別分立的時間位置；
在遠方車輛或主車輛的另一個的軌跡路徑中的分立的時間位置之間構(gòu)建線段；
確定遠方車輛或主車輛的另一個的軌跡路徑邊界周圍的邊界框；
再分遠方車輛或主車輛的另一個的邊界框；
再生主車輛或遠方車輛的另一個的邊界框；
確定是否在主車輛或遠方車輛的另一個的邊界框中僅存在與主車輛或遠方車輛的線段交叉的單線段；
只有在遠方車輛或主車輛的另一個的邊界框中不存在單線段的情況下，那么重復(fù)地再分邊界框和再生邊界框，直到對于遠方車輛或主車輛的另一個存在單線段；
識別主車輛和遠方車輛之間的交叉線段的位置。9.根據(jù)方案I所述的方法，其特征在于，第一控制動作包括制動應(yīng)用操作。10.根據(jù)方案9所述的方法，其特征在于，第一控制動作包括給車輛駕駛員的指示器以手動地應(yīng)用車輛制動。11.根據(jù)方案I所述的方法，其特征在于，第二控制動作包括轉(zhuǎn)向操縱和減速操作的至少一個。12.根據(jù)方案11所述的方法，其特征在于，第二控制動作包括給車輛駕駛員的指示器以手動地應(yīng)用轉(zhuǎn)向操縱和減速操作的至少一個。13.根據(jù)方案11所述的方法，其特征在于，第二控制動作包括自主車輛操作以應(yīng)用轉(zhuǎn)向操縱和減速操作的至少一個。
14.根據(jù)方案I所述的方法，其特征在于，第三控制動作包括轉(zhuǎn)向操縱和減速操作的至少一個。15.根據(jù)方案I所述的方法，其特征在于，第三控制動作是避讓的控制動作，其中主車輛和遠方車輛通信以確定主車輛或遠方車輛的哪個執(zhí)行轉(zhuǎn)向操縱和減速操作的至少一個。16.根據(jù)方案15所述的方法，其特征在于，第三控制動作包括給車輛駕駛員的指示器以手動地應(yīng)用轉(zhuǎn)向操縱和減速操作的至少一個。17.根據(jù)方案15所述的方法，其特征在于，第三控制動作包括自主車輛操作以應(yīng)用轉(zhuǎn)向操縱和減速操作的至少一個。18. 一種碰撞評估和緩解系統(tǒng)，其包括
車輛到車輛通信模塊，其用于在主車輛和遠方車輛之間發(fā)送和接收消息，從遠方車輛接收的消息包括遠方車輛的車輛位置和遠方車輛的行駛軌跡路徑；
威脅評估模塊，其用于評估主車輛和遠方車輛之間的可能碰撞，威脅評估模塊識別主車輛的車輛位置和軌跡路徑，威脅評估模式在主車輛的車輛位置周圍構(gòu)建車輛邊界，并在主車輛的軌跡路徑周圍構(gòu)建軌跡路徑邊界，威脅評估模式在遠方車輛的車輛位置周圍構(gòu)建車輛邊界，并在遠方車輛的軌跡路徑周圍構(gòu)建軌跡路徑邊界，車輛威脅評估模塊基于主車輛和遠方車輛之間相應(yīng)的邊界的交叉點評估可能碰撞；
車輛控制模塊，其基于通過威脅評估模塊的評估致動控制動作以減緩可能碰撞；
其中威脅評估模塊被配置用來執(zhí)行一種方法，所述方法包括以下步驟
在第一優(yōu)先測試中評估主車輛的車輛邊界和遠方車輛的車輛邊界之間是否存在交叉點，并且只有在主車輛的車輛邊界和遠方車輛的車輛邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛中致動第一控制動作；
如果在第一優(yōu)先測試中不存在交叉點，那么在第二優(yōu)先測試中評估主車輛或遠方車輛的一個的相應(yīng)的軌跡路徑邊界和主車輛或遠方車輛的另一個的相應(yīng)的車輛邊界之間是否存在交叉點，并且只有在相應(yīng)的車輛邊界和相應(yīng)的軌跡路徑邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛中致動第二控制動作；
如果在第二優(yōu)先測試中不存在交叉點，那么在第三優(yōu)先測試中評估主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間是否存在交叉點，并且只有在主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛或遠方車輛的至少一個中應(yīng)用第三控制動作。19.根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，其還包括用于提醒主車輛或遠方車輛的一個的駕駛員應(yīng)用轉(zhuǎn)向操縱和減速操作的至少一個。20.根據(jù)方案I所述的系統(tǒng)，其特征在于，第三控制動作是避讓的控制動作，其中主車輛和遠方車輛通信以確定主車輛或遠方車輛的哪個執(zhí)行轉(zhuǎn)向操縱和減速操作的至少一個。


圖I是在V2V通信網(wǎng)絡(luò)中的車輛的交通流量圖。圖2是為了評估碰撞威脅構(gòu)建的邊界的示意圖。
圖3是用于執(zhí)行可能碰撞的快速評估的方法的流程圖。圖4是為了碰撞評估構(gòu)建的第一組邊界框的示意圖。圖5是再分的邊界框的示意圖。圖6是再生的邊界框的示意圖。圖7是再分的再生的邊界框的示意圖。圖8是代表碰撞位置的交叉線段的示意圖。
具體實施方式
·圖I中總體示出了交通流量圖，其顯示了第一車輛10和第二車輛12。遠方車輛12具有與第一車輛10的通信能力，其稱為車輛到車輛(V2V)通信。第一車輛10和第二車輛12在相應(yīng)的車輛間通信網(wǎng)絡(luò)(例如，DSRC)上彼此傳播無線消息以交換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可以包括車輛位置數(shù)據(jù)以及用于確定車輛軌跡路徑的信息。軌跡路徑數(shù)據(jù)可以基于地圖路線，其被輸入到基于車輛的GPS裝置或其他類似裝置中。此外，軌跡路徑可以基于來自駕駛車輛前方的車輛的信息，其中前車發(fā)送它們的軌跡和/或車輛位置數(shù)據(jù)給后車，使得軌跡路徑可以由后車構(gòu)建。通信車輛10和12的每個包括車輛通信模塊14，其具有用于發(fā)送消息的發(fā)射器16和在車輛通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)接收消息的接收器18。通信車輛10和12可以進一步包括威脅評估模塊20。威脅評估模塊20可以是獨立模塊，例如安全抑制模塊或碰撞評估模塊，或可以集成為共享微處理器的其他模塊的部件。第一車輛10的威脅評估模塊20通過評估當(dāng)前車輛位置和兩個車輛的行駛軌跡路徑來評估與第二車輛12的可能碰撞。圖2示出了由威脅評估模塊20構(gòu)建的邊界的示意圖，其用于確定與第二車輛12的可能碰撞威脅。第一車輛10被顯示為沿著軌跡路徑22行駛。軌跡路徑22是對應(yīng)于GPS路徑點位置的多個軌跡指標(biāo)位置。車輛邊界24在第一車輛10周圍被構(gòu)建。使用車輛的位置，車輛的尺寸，和額外的安全余量構(gòu)建車輛邊界24。車輛邊界24可以在車輛的周邊周圍形成圓形、橢圓形、長方形、方形，或其他多邊形。安全余量并不要求在車輛周圍是均勻的并且可在車輛的不同位置處變化。例如，相比于車輛后面，在車輛前面邊界可以具有更大的邊緣。在車輛周圍構(gòu)建邊界時可被考慮的其他因素可以包括但不限于GPS準確度和車輛速度。軌跡路徑邊界26在第一車輛10的軌跡路徑22周圍被構(gòu)建。軌跡路徑26是對應(yīng)于GPS路徑點位置的多個軌跡指標(biāo)位置。軌跡路徑邊界26典型地為多邊形形狀，其代表行駛路徑和車道寬度。軌跡路徑邊界26的長度基于第一車輛10的速度和車輛前面預(yù)計的清晰行駛路徑。軌跡路徑邊界26的寬度取決于車輛寬度或車輛車道的寬度。長度和寬度可以包括額外的安全余量。第二車輛12被顯示為沿著軌跡路徑30行駛。車輛邊界32在第二車輛12周圍被構(gòu)建，軌跡路徑邊界34在第二車輛12的軌跡路徑30周圍被構(gòu)建。車輛邊界32和軌跡路徑邊界34以如上所述的相似方式中被構(gòu)建。第一車輛10從第二車輛12接收數(shù)據(jù)，第二車輛12的車輛邊界32和軌跡路徑邊界34基于接收的數(shù)據(jù)被構(gòu)建。一旦相應(yīng)的車輛邊界和相應(yīng)的軌跡路徑邊界被構(gòu)建，主車輛10評估可能碰撞威脅。應(yīng)理解如這里所用的術(shù)語“主車輛”是從遠方車輛接收數(shù)據(jù)并評估與遠方車輛的可能碰撞的車輛。因此，當(dāng)車輛相對于自己遠方的車輛評估其自己的安全性的時候，每個車輛被認為是主車輛。圖3示出了流程圖，其用于執(zhí)行可能碰撞的快速評估。本文所述的優(yōu)點在于主車輛遵循分等級的決定流程序列以評估是否可能與其他車輛發(fā)生碰撞?？焖僭u估與遠方車輛的可能碰撞的效果是首先評價可能碰撞即將到來的那些情況，其典型地具有最少量的計算需求。在它們的碰撞即將到來時，在被識別時這種情況要求立刻動作。不是即將到來的那些情況要求更大的計算機需求，因為碰撞的位置必須被確定。此外，這里描述的技術(shù)沿著碰撞將發(fā)生處的軌跡路徑快速地評估并識別位置。邊界框再生技術(shù)在圖4-7中在后面詳細描述。在步驟40中，威脅評估程序被啟動。在步驟41中，車輛邊界和軌跡路徑邊界為主車輛構(gòu)建，車輛邊界和軌跡路徑邊界為遠方車輛構(gòu)建。
在步驟42中，在進行主車輛周圍的車輛邊界是否與遠方車輛周圍的車輛邊界交叉的確定時，啟動第一優(yōu)先測試。如果主車輛的車輛邊界和遠方車輛的車輛邊界彼此交叉，那么能夠容易地確定車輛在即將發(fā)生碰撞的彼此的相應(yīng)距離內(nèi)。由于即將到來的碰撞，不需要關(guān)于碰撞的額外分析并且控制動作立刻被致動。因此，如果車輛邊界彼此交叉，程序進行到步驟43。如果進行了主車輛的車輛邊界和遠方車輛的車輛邊界在第一優(yōu)先測試中不交叉的確定，那么程序前進到步驟44。在步驟43中，控制動作被致動以減緩可能碰撞。由于車輛相對于彼此在接近的距離內(nèi)使得可能碰撞即將到來，抵抗作用將包括對車輛應(yīng)用制動?；隈{駛模式(即，手動控制操作模式或自動控制操作模式)，通知駕駛員應(yīng)用制動或自主制動將被應(yīng)用。如果車輛在手動控制操作模式下被駕駛，給車輛駕駛員的通知將是指示器(例如，視覺的或聽覺的)以應(yīng)用車輛制動。手動控制操作模式是在駕駛員被要求手動地應(yīng)用車輛制動的情況下。自主制動涉及車輛的制動系統(tǒng)，其自動地應(yīng)用車輛制動而無需駕駛員應(yīng)用制動力到車輛的制動踏板，或能夠包括車輛制動系統(tǒng)，其除了已經(jīng)由車輛駕駛員應(yīng)用的制動以外應(yīng)用增加的制動給車輛。在控制動作被實施以后，程序返回到步驟40以監(jiān)視下一車輛。在步驟44中，在進行主車輛的車輛邊界或軌跡路徑邊界是否與遠方車輛的車輛邊界或軌跡路徑邊界的另一個交叉的確定時，啟動第二優(yōu)先測試。即，將確定主車輛的車輛邊界是否與遠方車輛的軌跡路徑邊界交叉，或?qū)⒋_定主車輛的軌跡路徑邊界是否與遠方車輛的車輛邊界交叉。在相應(yīng)的車輛邊界和相應(yīng)的軌跡路徑邊界之間的交叉點指示可能碰撞的可能性。如果進行了在第二優(yōu)先測試中存在交叉的確定，那么程序進行到步驟45以啟動控制動作；否則，程序進行到步驟46。在步驟45中，控制動作被致動以減緩可能碰撞。相比于在步驟42中描述的條件，由于車輛之間的空間距離，有更多的時間可以用來采取正確動作而不是制動。因此，進行確定以識別將發(fā)生相應(yīng)的碰撞的位置。用于沿著行駛的路線快速地識別可能碰撞的位置的子程序參考圖4-9被描述?；诳赡芘鲎驳拇_定的位置，涉及非制動事件的控制動作可以被執(zhí)行。這樣的控制動作可以涉及改變車輛的速度(例如，減小車輛速度)和/或執(zhí)行轉(zhuǎn)向介入(例如，轉(zhuǎn)向操縱以避免可能碰撞的位置)?；谲囕v的駕駛模式(例如手動駕駛模式)，控制動作可以包括警告指示器，其給駕駛員提供將采取的推薦的行動過程(例如，推薦減小速度和繞碰撞點的轉(zhuǎn)向)。控制動作可以是自主控制動作，其將自動地減小車輛速度并提供轉(zhuǎn)向介入以避免可能碰撞的位置。控制動作也可以包括組合的手動控制動作和自動的控制動作，例如當(dāng)車輛的速度自動地減小的時候推薦駕駛員執(zhí)行轉(zhuǎn)向操縱(例如，轉(zhuǎn)向以避免碰撞位置)。在控制動作被實施以后，程序返回到步驟40，以監(jiān)視下一車輛。在步驟46中，在進行主車輛的軌跡路徑邊界是否與遠方車輛的軌跡路徑邊界交叉的確定時，啟動第三優(yōu)先測試。在主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間的交叉點指示可能碰撞的可能性。如果進行了在軌跡路徑邊界之間存在交叉的確定，那么程序進行到步驟47以啟動控制動作。在步驟47中，控制動作被致動以減緩可能碰撞。相比于在步驟45中描述的條件，有更多的時間可以用來采取正確動作。因此，進行確定以識別碰撞的位置。用于沿著行駛的路線快速地識別碰撞點的位置的子程序參考圖4-7被描述?；谂鲎驳奈恢煤偷脚鲎驳木嚯x，適當(dāng)?shù)目刂苿幼鞅粓?zhí)行以減緩可能碰撞?？刂苿幼骺梢园ㄜ囕v之間的避讓，其可以包括一個車輛減速或執(zhí)行轉(zhuǎn)向操縱。避讓可以是一個車輛啟動單一控制動作以避免可能碰 撞。替代地，控制動作可以包括主車輛和遠方車輛的二者的部件上的雙動作。雙動作可以被同時或依次地執(zhí)行，如果時間允許的話。另外，防撞操縱可以由駕駛員手動地執(zhí)行，或由車輛自主地執(zhí)行，或二者的結(jié)合。在控制動作被實施以后，程序返回到步驟40，以監(jiān)視下一車輛。在步驟46中，如果進行了主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界不交叉的確定，那么程序前進到步驟48。在步驟48中，進行沒有碰撞風(fēng)險的確定被確定，所以沒有控制動作被實施。程序返回到步驟40，以監(jiān)視下一車輛。圖4-9示出了應(yīng)用快速地識別可能碰撞的位置的示例性步驟。圖4示出了主車輛的軌跡路徑22和遠方車輛的軌跡路徑30。主車輛的軌跡路徑22被顯示為多個線段，其中在時間位置之間構(gòu)建每條線段。例如，第一線段由
^3(O)和之間構(gòu)建的線代表。第二線段由和之間構(gòu)建的線代表，等等。遠方車輛的軌跡路徑也被顯示為時間位置之間構(gòu)建的線段。例如，第一線段由和之間構(gòu)建的線代表。第二線段由匕①和匕⑶之間構(gòu)建的線代表，等等。主車輛的軌跡路徑和遠方車輛的軌跡路徑的可能交叉點的位置處于由和Vo代表的主車輛的線段(此后稱
為線段50)處的位置，該線段與由和匕，代表的遠方車輛的線段(此后稱為
線段52)交叉。如果所有的主車輛的線段和遠方車輛的線段要求交叉分析，交叉點位于哪里的確定會是大計算量的。即，綜合分析將要求主車輛的軌跡路徑的第一線段和遠方車輛的軌跡路徑的第一線段被分析，以確定交叉點是否存在。如果沒有交叉點存在，那么主車輛的軌跡路徑的第一線段隨后被檢查與遠方車輛的軌跡路徑的所有的其余線段的交叉。如果沒有檢測到交叉點，那么軌跡路徑的第二線段將隨后被分析與遠方車輛的軌跡路徑的所有的線段的交叉。主車輛的軌跡路徑的每個其余線段將隨后被分析與遠方車輛的軌跡路徑的每個線段的交叉，直到檢測到交叉點。取決于線段的數(shù)量，這樣的評估會是費時的和大計算量的。
本文所述的實施例的優(yōu)點提供快速評估以確定兩個軌跡路徑的交叉點。如圖4所示，邊界框60在軌跡路徑邊界26周圍被構(gòu)建，邊界框62在軌跡路徑邊界34周圍被構(gòu)建。邊界框60和62以長方形形狀形成每個車輛的整個軌跡路徑邊界周圍的封閉軌跡。在圖5中，每個邊界框60和62的中途位置指標(biāo)位置被識別為分別由位置指標(biāo)64和66代表。應(yīng)該理解包含邊界框的指標(biāo)位置的中途用于將邊界框分成部分，其可以不是邊界框本身的中途點。因此，再分的邊界框可以不是相等的兩半。包含邊界框60和62的位置指標(biāo)的每個都在位置標(biāo)記64和66處被再分為兩個部分。包含有交叉線段50和52的每個相應(yīng)的軌跡路徑的再分的邊界框被選擇為以68和70為代表。在圖6中，再分的邊界框68和70被再生。邊界框可以基于每個車輛的軌跡路徑由長度和/或?qū)挾仍偕?。再生的框不被要求對齊到之前邊界框定位的相同軸線。而是，程序允許每個邊界框被配置到路線被分析的軌跡路徑的目標(biāo)部分。結(jié)果，邊界框能夠重新定位以適應(yīng)沿軌跡路徑的方向的可變變化。對于每個再生，邊界框被配置為適應(yīng)在碰撞位置的軌跡路徑。
在圖7中，識別了每個再生的邊界框68和70的中途位置指標(biāo)位置。邊界框68和70使用位置指標(biāo)72和74進一步被再分成部分。再分的部分的交叉點被確定，下一組相交邊界框被再生。下一組再生的邊界框包括軌跡路徑的交叉點。程序重復(fù)地再分和再生邊界框，直到僅有相應(yīng)的交叉線段50和52被包含在最后的邊界框內(nèi)。應(yīng)該理解邊界框的再分會要求比已知的更多或更少的再分。當(dāng)相應(yīng)的其余邊界框僅包含兩個位置指標(biāo)位置的時候，邊界框的再分結(jié)束。兩個位置將形成線段。圖8示出了最終組再生的邊界框76和78，其中線段50和52在它們相應(yīng)的余量內(nèi)交叉。如所示的，僅設(shè)置在每個相應(yīng)的邊界框內(nèi)的線段是它們相應(yīng)的線段。應(yīng)該理解所述的
技術(shù)能夠使用一組指標(biāo)位置以識別與線段相對的交叉。例如，確定了對于主車輛在 ;#,和之間發(fā)生交叉，并且確定了主車輛的相應(yīng)的邊界框可基于包含相對于線段的點組指標(biāo)^<M-1>和^< )的邊界框被再分和再生。通過確定可能碰撞的位置、到碰撞位置的距離和時間可被確定。這允許車輛評估碰撞和為駕駛員提供推薦或自主地實施抵抗動作以減緩兩個車輛之間的碰撞。由于確定是否會存在可能碰撞快速的評估，用于評估與多個車輛碰撞的計算時間可在每50-100 ms被執(zhí)行。因此，與主車輛通信的多個遠方車輛均可以由主車輛評價以評估與每個遠方車輛的可能碰撞。優(yōu)點在于一般評估是利用交叉邊界首先確定是否存在可能碰撞。基于是否在邊界之間存在交叉點，程序通過再分邊界框允許兩個車輛的可能碰撞會在哪里發(fā)生的快速評估，其否定必須以遠方車輛的軌跡路徑的每個線段評價主車輛的軌跡路徑的每個線段，這是計算密集型的和費時的。應(yīng)該理解如果在第一車輛的車輛邊界和第二車輛的軌跡路徑邊界之間存在交叉點，在圖4-9中描述的程序僅需要應(yīng)用于第二車輛的軌跡路徑邊界，第一車輛的車輛邊界將僅具有單線段。因此，程序僅要求僅第二車輛的軌跡路徑邊界需要再分和再生以確定在什么點軌跡路徑將交叉代表第一車輛的車輛邊界的線段。盡管本發(fā)明的某些實施例已經(jīng)進行了詳細描述，本發(fā)明涉及領(lǐng)域的技術(shù)人員將認識到由下面權(quán)利要求所限定的實踐本發(fā)明的各種替代設(shè)計和實施例?！?br> 權(quán)利要求
1.一種快速識別車輛通信網(wǎng)絡(luò)的通信車輛之間的可能碰撞威脅的方法，其用于致動車輛控制動作以減緩?fù)ㄐ跑囕v之間的可能碰撞，所述方法包括以下步驟 確定主車輛的車輛位置和軌跡路徑； 在軌跡路徑周圍構(gòu)建軌跡路徑邊界和在車輛位置周圍構(gòu)建車輛邊界； 通過無線通信網(wǎng)絡(luò)接收遠方車輛的車輛位置和軌跡路徑； 識別遠方車輛的軌跡路徑周圍的軌跡路徑邊界和識別遠方車輛的車輛位置周圍的車輛邊界； 在第一優(yōu)先測試中評估主車輛的車輛邊界和遠方車輛的車輛邊界之間是否存在交叉點，并且只有在主車輛的車輛邊界和遠方車輛的車輛邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛中致動第一控制動作以減緩碰撞威脅； 如果在第一優(yōu)先測試中不存在交叉點，那么在第二優(yōu)先測試中評估主車輛或遠方車輛的一個的軌跡路徑邊界和主車輛或遠方車輛的另一個的車輛邊界之間是否存在交叉點，并且只有在相應(yīng)的車輛邊界和相應(yīng)的軌跡路徑邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛中致動第二控制動作以減緩碰撞威脅； 如果在第二優(yōu)先測試中不存在交叉點，那么在第三優(yōu)先測試中評估主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間是否存在交叉點，并且只有在主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛或遠方車輛的至少一個中致動第三控制動作以減緩碰撞威脅。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在第三優(yōu)先測試中確定主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間存在交叉點還包括以下步驟確定主車輛和遠方車輛之間的交叉軌跡路徑邊界內(nèi)的可能碰撞的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，確定主車輛和遠方車輛之間的可能碰撞的位置還包括以下步驟 沿主車輛的軌跡路徑識別分立的軌跡位置； 在主車輛的軌跡路徑中的分立的時間位置之間構(gòu)建線段； 沿遠方車輛的軌跡路徑識別分立的時間位置； 在遠方車輛的軌跡路徑中的分立的時間位置之間構(gòu)建線段； 在主車輛的軌跡路徑邊界周圍構(gòu)建邊界框； 在遠方車輛的軌跡路徑邊界周圍構(gòu)建邊界框； 再分主車輛的邊界框和遠方車輛的邊界框； 僅再生包含相應(yīng)的交叉線段的主車輛和遠方車輛的邊界框； 確定主車輛的再生的邊界框和遠方車輛的再生的邊界框是否均包含多個線段； 如果主車輛和遠方車輛的再生的邊界框的每個包含多個交叉線段，那么重復(fù)地再分和再生包含多個線段的邊界框，直到再生的邊界框僅包含交叉線段；以及識別主車輛和遠方車輛之間的交叉線段的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，到線段交叉點的距離為主車輛確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，到線段交叉點的時間為主車輛確定。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，主車輛的邊界框和遠方車輛的邊界框被再分為兩個部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，評估主車輛或遠方車輛的一個的車輛邊界和主車輛或遠方車輛的另一個的軌跡邊界之間是否存在交叉點還包括以下步驟確定主車輛和遠方車輛之間的可能碰撞的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，確定主車輛和遠方車輛之間的可能碰撞的位置還包括以下步驟 識別與主車輛或遠方車輛的車輛邊界的當(dāng)前位置有關(guān)的線段； 沿遠方車輛或主車輛的另一個的軌跡路徑識別分立的時間位置； 在遠方車輛或主車輛的另一個的軌跡路徑中的分立的時間位置之間構(gòu)建線段； 確定遠方車輛或主車輛的另一個的軌跡路徑邊界周圍的邊界框； 再分遠方車輛或主車輛的另一個的邊界框； 再生主車輛或遠方車輛的另一個的邊界框； 確定是否在主車輛或遠方車輛的另一個的邊界框中僅存在與主車輛或遠方車輛的線段交叉的單線段； 只有在遠方車輛或主車輛的另一個的邊界框中不存在單線段的情況下，那么重復(fù)地再分邊界框和再生邊界框，直到對于遠方車輛或主車輛的另一個存在單線段； 識別主車輛和遠方車輛之間的交叉線段的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，第一控制動作包括制動應(yīng)用操作。
10.一種碰撞評估和緩解系統(tǒng)，其包括 車輛到車輛通信模塊，其用于在主車輛和遠方車輛之間發(fā)送和接收消息，從遠方車輛接收的消息包括遠方車輛的車輛位置和遠方車輛的行駛軌跡路徑； 威脅評估模塊，其用于評估主車輛和遠方車輛之間的可能碰撞，威脅評估模塊識別主車輛的車輛位置和軌跡路徑，威脅評估模式在主車輛的車輛位置周圍構(gòu)建車輛邊界，并在主車輛的軌跡路徑周圍構(gòu)建軌跡路徑邊界，威脅評估模式在遠方車輛的車輛位置周圍構(gòu)建車輛邊界，并在遠方車輛的軌跡路徑周圍構(gòu)建軌跡路徑邊界，車輛威脅評估模塊基于主車輛和遠方車輛之間相應(yīng)的邊界的交叉點評估可能碰撞； 車輛控制模塊，其基于通過威脅評估模塊的評估致動控制動作以減緩可能碰撞； 其中威脅評估模塊被配置用來執(zhí)行一種方法，所述方法包括以下步驟 在第一優(yōu)先測試中評估主車輛的車輛邊界和遠方車輛的車輛邊界之間是否存在交叉點，并且只有在主車輛的車輛邊界和遠方車輛的車輛邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛中致動第一控制動作； 如果在第一優(yōu)先測試中不存在交叉點，那么在第二優(yōu)先測試中評估主車輛或遠方車輛的一個的相應(yīng)的軌跡路徑邊界和主車輛或遠方車輛的另一個的相應(yīng)的車輛邊界之間是否存在交叉點，并且只有在相應(yīng)的車輛邊界和相應(yīng)的軌跡路徑邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛中致動第二控制動作； 如果在第二優(yōu)先測試中不存在交叉點，那么在第三優(yōu)先測試中評估主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間是否存在交叉點，并且只有在主車輛的軌跡路徑邊界和遠方車輛的軌跡路徑邊界之間存在交叉點的情況下，在主車輛或遠方車輛的至少一個中應(yīng)用第三控制動作。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于連接的自主車輛和手動車輛的快速碰撞檢測技術(shù)。具體地，提供了一種快速識別車輛通信網(wǎng)絡(luò)的通信車輛之間的可能碰撞威脅的方法，其用于致動車輛控制動作以減緩?fù)ㄐ跑囕v之間的可能碰撞。車輛邊界和軌跡路徑邊界被構(gòu)建用于通信車輛以有效地識別可能碰撞。優(yōu)先的評估被執(zhí)行以確定哪些相應(yīng)的邊界彼此交叉?；谙鄳?yīng)的邊界是否彼此交叉，將確定是否控制車輛控制動作被啟動和哪個控制動作被模仿。一旦交叉邊界被識別，可能碰撞的位置能夠由再分和再生車輛的交叉軌跡路徑的技術(shù)快速地識別。到可能碰撞的距離可以被確定，其用于進一步地增強為了減緩可能碰撞所采取的控制動作。
文檔編號B60W30/095GK102806912SQ20121017802
公開日2012年12月5日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月1日
發(fā)明者U.P.馬達利奇 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司