在反向操作期間基于前輪跑偏的避撞的制作方法
【專利摘要】一種在反向操作車輛時避免碰撞的方法包括：利用至少一個傳感器檢測接近車輛的物體，包括檢測位于車輛側(cè)面的物體；以及確定預(yù)測的車輛路徑，包括車輛前輪的跟蹤路徑。當(dāng)車輛反向行進(jìn)時，利用位于車輛內(nèi)的控制器確定車輛的前角和側(cè)面之一與物體碰撞的可能性；以及基于碰撞的可能性利用控制器確定至少一個避撞響應(yīng)。
【專利說明】在反向操作期間基于前輪跑偏的避撞
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本公開要求2015年4月10日提交的美國62/146,011號臨時申請的優(yōu)先權(quán)，且該申請通過引用被并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開涉及機(jī)動車輛且更特別地涉及用于機(jī)動車輛的駕駛員輔助系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]可用的傳感器技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)導(dǎo)致改進(jìn)車輛的安全系統(tǒng)的能力。用于檢測和避免碰撞的裝置和方法正變得可用。這樣的駕駛員輔助系統(tǒng)使用位于車輛上的傳感器來檢測接近的碰撞。該系統(tǒng)可以警示駕駛員各種駕駛狀況來防止或最小化碰撞。此外，傳感器和攝像機(jī)也用于當(dāng)車輛反向行進(jìn)時提醒駕駛員可能的障礙物。這樣的系統(tǒng)對于增加在自動或半自動條件下操作的車輛中的安全性是特別有用的。
[0005]這里中提供的背景描述是出于一般地呈現(xiàn)本公開的背景的目的。當(dāng)前列出的
【發(fā)明人】的工作，對于它在這一【背景技術(shù)】部分中描述的程度，以及不可以另外在提交時被證明作為現(xiàn)有技術(shù)的該描述的各方面，既未明確地也未隱含地被承認(rèn)作為相對于本公開的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]—種在反向操作車輛時避免碰撞的方法包括:利用至少一個傳感器檢測接近車輛的物體，包括檢測位于車輛側(cè)面的物體；以及確定預(yù)測的車輛路徑，包括車輛前輪的跟蹤路徑。當(dāng)車輛反向行進(jìn)時，利用位于車輛內(nèi)的控制器確定車輛的前角和側(cè)面之一與物體碰撞的可能性；以及基于碰撞的可能性利用控制器確定至少一個避撞響應(yīng)。
[0007]—種當(dāng)反向操作車輛時避免碰撞的方法包括:利用至少一個傳感器檢測接近車輛的物體，包括檢測位于車輛側(cè)面的物體；以及利用用于拖車倒退輔助系統(tǒng)的獨(dú)立輸入裝置控制車輛轉(zhuǎn)向和制動系統(tǒng)?？刂破鞔_定預(yù)測的車輛路徑，包括車輛前輪的跟蹤路徑，以基于車輛的轉(zhuǎn)向角度確定前輪路徑與后輪路徑的偏離。當(dāng)車輛正在反向行進(jìn)時，利用位于車輛內(nèi)的控制器確定車輛的前角和側(cè)面之一與物體碰撞的可能性以及基于碰撞的可能性利用控制器確定至少一個避撞響應(yīng)。
[0008]—種用于車輛的倒退系統(tǒng)包括:攝像機(jī)，被安裝用于觀看車輛的反向路徑;能夠檢測到車輛側(cè)面的物體的至少一個傳感器;和轉(zhuǎn)向角度傳感器，用于檢測車輛的轉(zhuǎn)向角度?？刂破靼ㄓ糜谌缦虏僮鞯闹噶?利用至少一個傳感器檢測接近車輛的物體，包括檢測位于車輛側(cè)面的物體;確定預(yù)測的車輛路徑，包括車輛前輪的跟蹤路徑；以及確定物體與車輛的前角和側(cè)面中的至少一個碰撞的可能性。最后，基于碰撞的可能性確定至少一個避撞響應(yīng)。
[0009]本公開的應(yīng)用的另外領(lǐng)域根據(jù)下面提供的詳細(xì)描述將變得顯而易見。應(yīng)理解的是，詳細(xì)描述和特定示例雖然指示了本公開的優(yōu)選實(shí)施方式，但僅意圖出于說明的目的，且并不意圖限制本公開的范圍。
【附圖說明】
[0010]根據(jù)詳細(xì)描述和附圖，將更全面地理解本公開，其中:
[0011]圖1是具有所公開的倒退系統(tǒng)的車輛的頂視圖的示意圖示；
[0012]圖2是具有所公開的倒退系統(tǒng)的車輛和拖車的頂視圖的示意圖示；
[0013]圖3是具有所公開的倒退系統(tǒng)的車輛的頂視圖的示意圖示，圖示了基于前輪跑偏的碰撞預(yù)測;和
[0014]圖4是車輛的頂視圖的示意圖示，圖示了針對各個車輪角度的前輪跑偏。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面的描述實(shí)質(zhì)上僅是示例性的，且決不意圖限制本公開、其應(yīng)用或使用。出于清楚的目的，相同的附圖標(biāo)記將在附圖中用于標(biāo)識相似元件。
[0016]參考圖1和2，示意性地示出了包括駕駛員輔助系統(tǒng)(特別是倒退系統(tǒng)12)的車輛
10。當(dāng)車輛10處于反向時倒退系統(tǒng)12提供輔助，并且也可以用來在自動和半自動車輛操作期間制動車輛10。貫穿本申請，前方和后方的相對方向參考車輛10的操作者在公路上在傳動機(jī)構(gòu)中操作車輛10時通常將面對的方向。因此，在倒退系統(tǒng)12操作中，車輛10將處于倒檔且操作者可以面向后。
[0017]倒退系統(tǒng)12可與其它安全系統(tǒng)(諸如電子制動系統(tǒng)(EBS)16) —起使用。共用或單獨(dú)控制器18可由系統(tǒng)12、14和16使用。特別地，如圖2中所示，當(dāng)拖車11固定到車輛10時，倒退系統(tǒng)12可以與拖車倒退輔助系統(tǒng)14 一起使用。拖車倒退系統(tǒng)14可以提供獨(dú)立輸入以在不需要方向盤的倒退時控制車輛1和拖車11的轉(zhuǎn)向和方向，并因此對操作者來說更容易。例如，拖車倒退系統(tǒng)14可從遠(yuǎn)程裝置提供對車輛10的無線控制，該遠(yuǎn)程裝置當(dāng)位于接近車輛10和拖車11處時能夠被控制。當(dāng)使具有附接的拖車11的車輛10倒退時，車輛操作者通常難以同時觀察到車輛10和拖車11的所有角落。倒退系統(tǒng)12可以輔助操作者監(jiān)視車輛10并警示駕駛員，或采取其他動作以避免碰撞。代替制動以避開物體，一個動作例如可以是限制車輛1的轉(zhuǎn)向角度以防止朝該物體轉(zhuǎn)向。
[0018]當(dāng)檢測到物體34時，倒退系統(tǒng)12或類似系統(tǒng)確定碰撞的可能性。如果碰撞可能性超過預(yù)定閾值，則控制器18指示需要至少一個車輛避撞動作。需要的動作可以采取如下形式:當(dāng)檢測到物體時對駕駛員的警示，和/或倒退系統(tǒng)12可被促動以減慢或停止車輛。警示裝置22可被安裝在車輛10內(nèi)并且包括提醒駕駛員存在物體34的信號，諸如照亮的光或聽覺信號?？蛇x地，也可以向用于拖車倒退系統(tǒng)14的輸入裝置提供警報。
[0019]倒退系統(tǒng)12還可用來制動車輛1。倒退系統(tǒng)12包括攝像機(jī)30，攝像機(jī)30被安裝用于提供車輛10的后方行駛方向的視圖。攝像機(jī)30可以是單眼攝像機(jī)、雙眼攝像機(jī)或能夠提供車輛10的后方行進(jìn)路徑的視圖的另一類型的感測裝置。攝像機(jī)30可被安裝在提供車輛10的后方行駛路徑的視野的任何位置?？刂破?8可被連接至攝像機(jī)30，以分析圖像/數(shù)據(jù)且識別圖像內(nèi)的可能是車輛10的障礙物的物體34。其他攝像機(jī)16也可以安裝在車輛10上以提供車輛10周圍環(huán)境的視圖。
[0020]除了攝像機(jī)30，倒退系統(tǒng)12可使用附加傳感器36來輔助識別物體34。特別地，傳感器36可以能夠檢測位于車輛10側(cè)面的物體，諸如圖2中所示的物體34。這些傳感器可以是添加的傳感器或已經(jīng)在汽車上并由其他系統(tǒng)使用的傳感器，諸如盲點(diǎn)檢測傳感器。傳感器36可以識別接近車輛1的物體34。此外，由于當(dāng)車輛通過彎曲軌跡反向轉(zhuǎn)向時發(fā)生的前輪跑偏，物體34不會像它們將會有可能與車輛10的后方碰撞一樣出現(xiàn)，物體34對車輛10的側(cè)面可能仍然是個問題。
[0021]附加系統(tǒng)和傳感器也可用來檢測接近車輛的物體，且包括但不限于:接近傳感器、LIDAR、RADAR、超聲波、GPS38、無線電傳感器，等等。
[0022]車輛10—被啟動且切換至倒檔，倒退系統(tǒng)12就啟動。當(dāng)檢測到障礙物時向駕駛員提供警示，并且當(dāng)物體34被確定為是障礙物的可能性超過預(yù)定閾值時還提供至少一個車輛避撞動作。
[0023]示例控制器18包括用于利用傳感器36、攝像機(jī)30和GPS系統(tǒng)38中的至少一個檢測接近車輛10的物體34的指令?？刂破?8還包括用于基于與物體碰撞的可能性確定碰撞置信度的指令，與物體碰撞的可能性基于預(yù)測模型產(chǎn)生。控制器18還包括用于基于碰撞置信度確定期望的避撞動作的指令。碰撞的可能性包括確定預(yù)測的車輛路徑40，包括預(yù)測車輛前輪可能發(fā)生的任何跑偏，由圖2和3中虛線44圖示。出于簡要的目的，僅僅示出了車輛10，然而，當(dāng)附接有拖車11且操作者正使用拖車倒退系統(tǒng)14時，倒退系統(tǒng)12將以類似的方式操作。
[0024]控制器18基于車輛路徑40和物體路徑42的預(yù)測模型執(zhí)行算法?？刂破?8算法執(zhí)行對傳感器報告的物體的可能性分析，該傳感器報告的物體包括固定物體和移動的行人、檢測到的行人的預(yù)期的和/或可能的運(yùn)動、以及預(yù)期的和/或可能的駕駛員輸入。當(dāng)前車輛路徑和可能的駕駛員輸入被用于預(yù)測可能的車輛路徑的范圍。如果預(yù)測的車輛路徑和預(yù)測的行人路徑(或靜態(tài)物體的位置)交叉，則指示可能碰撞。在檢測到的全部可能的碰撞當(dāng)中，一個碰撞將需要在其它碰撞之前介入，并且將對該碰撞采取行動。倒退系統(tǒng)12因此提供側(cè)向車輛保護(hù)。特別地，為了保護(hù)免于由于當(dāng)車輛反向時前輪跑偏而將發(fā)生的碰撞。
[0025]算法實(shí)現(xiàn)下面的循環(huán):預(yù)測全部可能的碰撞;確定我們多大程度上確信每個檢測到的碰撞將要發(fā)生;確定哪個檢測到的碰撞將需要首先介入；以及計(jì)算對于最相關(guān)碰撞的最佳響應(yīng)。當(dāng)碰撞置信度改變時，由于例如車輛移動，汽車移動時物體移動，所期望的車輛10的響應(yīng)也可以被改變?？刂破?8基于物體34和車輛10的移動而持續(xù)產(chǎn)生更新的預(yù)測模型，以實(shí)現(xiàn)隨著制動機(jī)動的過程再計(jì)算置信度數(shù)值。
[0026]參考附圖1-4，在操作中，倒退系統(tǒng)12檢測車輛運(yùn)動，包括速度、路徑和轉(zhuǎn)向角。檢測到的參數(shù)由控制器18用以產(chǎn)生在未來時間和在限定距離上的車輛路徑的預(yù)測模型。車輛路徑的預(yù)測模型包括前輪的任何跑偏，前輪的跑偏將作為沿彎曲路徑轉(zhuǎn)向車輛10的結(jié)果而發(fā)生。同時，攝像機(jī)30、傳感器36和其它檢測系統(tǒng)被用于檢測接近車輛10的物體。被識別為接近車輛的物體被分類。分類可包括:識別物體是固定的還是移動的，以及是否以什么速度和方向移動。獲得的關(guān)于接近物體的信息被用于產(chǎn)生移動物體在某個未來時間的可能位置的預(yù)測模型。預(yù)測模型可以計(jì)及與物體類型有關(guān)的移動，諸如物體是步行的行人還是騎自行車的行人。行人的移動還可以基于其它識別特性(諸如行人是成人還是兒童)而被預(yù)測。
[0027]控制器18持續(xù)更新預(yù)測模型，并因而更新碰撞置信度。當(dāng)碰撞置信度改變時，由于例如車輛移動、當(dāng)汽車移動時的物體移動，期望的車輛響應(yīng)也可以被改變。用于倒退系統(tǒng)12的控制器18確定碰撞置信度，同時單獨(dú)的控制器可以確定所期望的制動速率、轉(zhuǎn)向速率等等。可選地，相同的控制器18可以執(zhí)行兩個或多個功能。
[0028]雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了用于執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式，但本公開的真實(shí)范圍不應(yīng)被如此限制，因?yàn)槭煜け景l(fā)明所涉及的領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識到在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)用于實(shí)踐本發(fā)明的各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在反向操作車輛時避免碰撞的方法，包括: 利用至少一個傳感器檢測接近車輛的物體，包括檢測位于車輛側(cè)面的物體； 確定預(yù)測的車輛路徑，包括車輛前輪的跟蹤路徑； 當(dāng)車輛反向行進(jìn)時，利用位于車輛內(nèi)的控制器確定車輛的前角和側(cè)面之一與物體碰撞的可能性；以及 基于碰撞的可能性利用控制器確定至少一個避撞響應(yīng)。2.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中利用也被另一車輛系統(tǒng)使用的傳感器檢測車輛側(cè)面的物體。3.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中確定預(yù)測的車輛路徑包括基于車輛的轉(zhuǎn)向角度確定前輪路徑與后輪路徑的偏離。4.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中所述至少一個避撞動作是利用自動制動系統(tǒng)施加車輛制動。5.如權(quán)利要求4中所述的方法，其中施加車輛制動還包括發(fā)送指令給電子制動系統(tǒng)以施加車輛制動。6.如權(quán)利要求1中所述的方法，還包括利用控制器分析來自傳感器的數(shù)據(jù)，以確定物體的特性以及檢測到的物體是否是車輛要避開的障礙物。7.如權(quán)利要求6中所述的方法，包括基于物體的當(dāng)前特性產(chǎn)生物體的預(yù)測模型，所述預(yù)測模型包括物體在未來時間的可能位置的范圍以及關(guān)聯(lián)的可能性值。8.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中控制器包括用于在碰撞概率高于預(yù)定閾值的情況下計(jì)算轉(zhuǎn)向機(jī)動以避開位于車輛側(cè)面的物體的指令，并且將所述指令發(fā)送到電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。9.如權(quán)利要求1中所述的方法，還包括利用拖車倒退輔助系統(tǒng)和急止(hitch)輔助系統(tǒng)之一控制車輛轉(zhuǎn)向和制動系統(tǒng)。10.如權(quán)利要求9中所述的方法，還包括利用用于拖車倒退輔助系統(tǒng)的獨(dú)立輸入裝置控制車輛轉(zhuǎn)向和制動。11.如權(quán)利要求9中所述的方法，還包括利用用于急止輔助系統(tǒng)的控制器和獨(dú)立輸入裝置以自動和半自動的方式中的一種方式控制車輛轉(zhuǎn)向和制動。12.一種當(dāng)反向操作車輛和拖車時避免碰撞的方法，包括: 利用至少一個傳感器檢測接近車輛的物體，包括檢測位于車輛側(cè)面的物體； 利用用于拖車倒退輔助系統(tǒng)的獨(dú)立輸入裝置控制車輛轉(zhuǎn)向和制動系統(tǒng)； 確定預(yù)測的車輛路徑，包括車輛前輪的跟蹤路徑，以基于車輛的轉(zhuǎn)向角度確定前輪路徑與后輪路徑的偏離； 利用位于車輛內(nèi)的控制器確定與物體碰撞的可能性； 基于碰撞的可能性利用控制器確定至少一個避撞響應(yīng)。13.如權(quán)利要求12中所述的方法，其中利用也被另一車輛系統(tǒng)使用的傳感器檢測車輛側(cè)面的物體。14.如權(quán)利要求12中所述的方法，其中所述至少一個避撞動作是利用自動制動系統(tǒng)施加車輛制動。15.如權(quán)利要求12中所述的方法，還包括利用控制器分析來自傳感器的數(shù)據(jù)，以確定物體的特性以及檢測到的物體是否是車輛要避開的障礙物。16.如權(quán)利要求15中所述的方法，包括基于物體的當(dāng)前特性產(chǎn)生物體的預(yù)測模型，所述預(yù)測模型包括物體在未來時間的可能位置的范圍以及關(guān)聯(lián)的可能性值。17.一種用于車輛的倒退系統(tǒng)，包括: 安裝到車輛的反向路徑的攝像機(jī)； 能夠檢測到車輛側(cè)面的物體的至少一個傳感器； 轉(zhuǎn)向角度傳感器，用于檢測車輛的轉(zhuǎn)向角度;和 控制器，包括用于如下操作的指令: 利用至少一個傳感器檢測接近車輛的物體，包括檢測位于車輛側(cè)面的物體； 確定預(yù)測的車輛路徑，包括車輛前輪的跟蹤路徑； 確定物體與車輛的前角和側(cè)面中的至少一個碰撞的可能性；以及 基于碰撞的可能性確定至少一個避撞響應(yīng)。18.如權(quán)利要求17的倒退系統(tǒng)，其中電動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)連接到所述控制器，并且其中控制器包括用于在碰撞概率高于預(yù)定閾值的情況下計(jì)算轉(zhuǎn)向機(jī)動以避開位于車輛側(cè)面的物體的指令。19.如權(quán)利要求17的倒退系統(tǒng)，其中確定預(yù)測的車輛路徑包括基于車輛的轉(zhuǎn)向角度確定前輪路徑與后輪路徑的偏離。20.如權(quán)利要求17的倒退系統(tǒng)，其中拖車附接到車輛。21.如權(quán)利要求20的倒退系統(tǒng)，還包括用于拖車倒退輔助系統(tǒng)的獨(dú)立輸入裝置，該獨(dú)立輸入裝置以可控方式連接以轉(zhuǎn)向和制動車輛。22.如權(quán)利要求21的倒退系統(tǒng)，其中獨(dú)立輸入裝置是無線的。
【文檔編號】B60W30/095GK106043297SQ201610325995
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月10日
【發(fā)明人】D·L·阿紐, J·陳, G·L·弗勒徹爾, B·赫爾措格, J·J·麥克萊因, I·穆哈雷莫維奇
【申請人】大陸汽車系統(tǒng)公司