專利名稱：用于控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于提高燃料經(jīng)濟(jì)性并減小車輛中的廢氣排放率的系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于當(dāng)車輛接近交通堵塞時(shí)通過自動(dòng)停止發(fā)動(dòng)機(jī)來控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
通常，當(dāng)車輛停下來等待交通燈時(shí)，當(dāng)車輛由于交通堵塞而停下來時(shí)，或在這兩種情況下，由于車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)而導(dǎo)致的燃料消耗可通過關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)來減小。當(dāng)車輛停在交通燈處時(shí)，一些現(xiàn)有系統(tǒng)基于來自交通燈的信號而停止和重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。其它系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成基于在同一車道中的其它的車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來關(guān)閉和打開發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，先前公開的方法并沒有通過使用統(tǒng)計(jì)模型來提出控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)，該統(tǒng)計(jì)模型估計(jì)從安裝在車輛上的相機(jī)獲得的視覺數(shù)據(jù)來預(yù)測何時(shí)交通堵塞將出現(xiàn)或改變。

發(fā)明內(nèi)容
需要用于控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)方法，其幫助減少發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)時(shí)間并提高車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明除別的以外還提供了用于通過執(zhí)行兩個(gè)可適用的統(tǒng)計(jì)模型來控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的方法和系統(tǒng)，所述兩個(gè)可適用的統(tǒng)計(jì)模型估計(jì)從相機(jī)獲得的信息并在車輛在交通堵塞中完全停止之前確定何時(shí)停止發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明提供了用于控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括安裝在車輛上的至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備、與至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備電子通信的控制器、以及存儲(chǔ)由控制器執(zhí)行的指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器。指令使控制器基于從至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收的數(shù)據(jù)來確定車輛的當(dāng)前駕駛路徑，基于從至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收的數(shù)據(jù)來檢測在當(dāng)前駕駛路徑中的車輛前面的交通堵塞，并基于從至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收的數(shù)據(jù)確定車輛的可替換的駕駛路徑。指令還使控制器使用第一統(tǒng)計(jì)模型來計(jì)算交通堵塞在限定的時(shí)間段內(nèi)將不移動(dòng)的第一概率，并在第一概率大于第一閾值時(shí)，在車輛完全停止之前停止發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明還提供了控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。該方法包括操作安裝在車輛上的至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備，基于從至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收的數(shù)據(jù)來確定車輛的當(dāng)前駕駛路徑，基于從至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收的數(shù)據(jù)來檢測在當(dāng)前駕駛路徑中的車輛前面的交通堵塞，并基于從至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收的數(shù)據(jù)來確定車輛的可替換的駕駛路徑。該方法還包括(使用第一統(tǒng)計(jì)模型)計(jì)算交通堵塞在限定時(shí)間段內(nèi)將不移動(dòng)的第一概率，并在第一概率大于第一閾值時(shí)，在車輛完全停止之前停止車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)。本發(fā)明還提供了用于控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括所提供的相機(jī)、與相機(jī)電子通信以接收數(shù)據(jù)的控制器、以及存儲(chǔ)由控制器執(zhí)行的指令的存儲(chǔ)器。指令使控制器在車輛正移動(dòng)時(shí)停止車輛發(fā)動(dòng)機(jī)，且控制器基于對從相機(jī)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)的第一統(tǒng)計(jì)模型，來確定交通堵塞在限定的時(shí)間段內(nèi)將不移動(dòng)的第一概率大于第一閾值。指令還使控制器在車輛停止時(shí)啟動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)，且控制器基于對從相機(jī)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì)的第二統(tǒng)計(jì)模型，來確定交通堵塞在第二限定的時(shí)間段內(nèi)將移動(dòng)的第二概率大于第二閾值。在另一實(shí)現(xiàn)中，系統(tǒng)包括類似的部件(安裝在車輛上的相機(jī)、與相機(jī)電子通信的控制器、以及存儲(chǔ)由控制器執(zhí)行的指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器)。然而，指令使控制器基于從相機(jī)接收的數(shù)據(jù)停止車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)，基于從相機(jī)接收的數(shù)據(jù)確定車輛的當(dāng)前駕駛路徑，基于從相機(jī)接收的數(shù)據(jù)檢測在當(dāng)前駕駛路徑中的車輛前面的交通堵塞(或堵塞狀態(tài))，(使用統(tǒng)計(jì)模型)計(jì)算交通堵塞在限定的時(shí)間段內(nèi)將開始移動(dòng)的概率，并在該概率大于閾值時(shí)重新啟動(dòng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)。通過對詳細(xì)描述和附圖的研究，本發(fā)明的其它方面將變得明顯。


圖1示出裝配有根據(jù)本發(fā)明的用于控制車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)的車輛。圖2是用于控制車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)的示意圖。圖3是示出用于控制車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)的一般操作的流程圖。圖4是示出其中可使用用于控制車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)的交通堵塞的示例的視圖。圖5是示出由用于控制車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉過程的框圖。圖6是示出由用于控制車輛發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)執(zhí)行的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程的框圖。
具體實(shí)施例在詳細(xì)說明本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，應(yīng)理解，本發(fā)明在其應(yīng)用中不限于在以下描述中闡述或在附圖中示出的部件的結(jié)構(gòu)和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠存在其它實(shí)施例并能夠以各種方式被實(shí)施或?qū)崿F(xiàn)。圖1示出包括車輛10的系統(tǒng)5，系統(tǒng)5具有安裝在車輛10上的至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備(即，相機(jī))15。系統(tǒng)5還包括控制器20?？刂破?0可采用具有合適的I/O設(shè)備或芯片、微控制器或類似設(shè)備的可編程微處理器的形式。如下面更詳細(xì)地描述的，控制器借助于操作系統(tǒng)(未示出)來執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序(即，軟件)。可替換地，控制器包括硬件，使得本文所述的功能由硬件部件來執(zhí)行。例如，控制器20可由專用集成電路(“ASIC”)、專用部件等實(shí)現(xiàn)。在各種實(shí)施例中，控制器20處理從相機(jī)15獲得的數(shù)據(jù)圖像，并控制相機(jī)15和車輛(圖1)的內(nèi)燃機(jī)25的操作。在可替換實(shí)施例中，系統(tǒng)5還可包括用于感測并報(bào)告車輛10周圍的各種物體的位置的一個(gè)或多個(gè)傳感器35 (例如雷達(dá)傳感器)。雖然傳感器和雷達(dá)設(shè)備可用于補(bǔ)充相機(jī)15的操作并提供更精確的數(shù)據(jù)，然而這些設(shè)備在系統(tǒng)5的所有實(shí)現(xiàn)中并不都是必要的。通常，相機(jī)15連接到諸如控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(“CAN”)總線30的網(wǎng)絡(luò)，其連接到控制器20。CAN總線30連接到其它車輛系統(tǒng)。相機(jī)15安裝在車輛10的擋風(fēng)玻璃后面。相機(jī)15定位在擋風(fēng)玻璃的中央并指向前方。相機(jī)的視場32覆蓋車輛前面的空間，其延伸到車輛10的寬度以外。相機(jī)15監(jiān)控車輛的駕駛路徑、周圍環(huán)境的各種物體，并連續(xù)捕獲在可見光和/或近紅外光譜中的數(shù)據(jù)圖像。相機(jī)15捕獲并報(bào)告連同位于車輛10前面和周圍的移動(dòng)或靜止物體一起的環(huán)境中的條件。相機(jī)向控制器20提供圖像數(shù)據(jù)，控制器20處理圖像以檢測靜止物體(諸如人行道、墻壁、停放的車輛或電線桿)、或移動(dòng)物體(諸如行人或移動(dòng)車輛)。此外，控制器20可檢測周圍環(huán)境的特征，諸如交通標(biāo)志、行人燈、交叉路口車道交通、交通燈信號、前行車輛的剎車燈
信號等。系統(tǒng)5的相機(jī)15的位置可根據(jù)系統(tǒng)的不同實(shí)施例和在那些實(shí)施例中使用的相機(jī)的類型而改變。系統(tǒng)5還可包括多于一個(gè)的相機(jī)15。例如，另外的相機(jī)可安裝在擋風(fēng)玻璃的每個(gè)角中，并可提供位于車輛10的兩側(cè)的物體的更好視野。可以用很多方式配置相機(jī)15。例如，在一種配置中，相機(jī)15包括單目相機(jī)模塊。在另一配置中，相機(jī)包括雙目相機(jī)模塊。此外，可基于一種或多種檢測技術(shù)例如互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(“CMOS”)或電荷耦合器件(“CXD”)技術(shù)來設(shè)計(jì)或構(gòu)造相機(jī)。相機(jī)可捕獲單色(黑色和白色)或彩色圖像。在一特定實(shí)施例中，相機(jī)15包括640x480像素CXD芯片，盡管具有其它像素?cái)?shù)目和長寬比的檢測器也是可行的。相機(jī)15將一系列圖像傳送到控制器20。在各種實(shí)施例中,相機(jī)15每秒將至少一個(gè)、五個(gè)、十個(gè)、二十個(gè)、三十個(gè)或更多的圖像傳送到控制器20，盡管其它速率也是可行的。使用這些圖像，控制器20通過測量物體的尺寸并執(zhí)行各種計(jì)算來計(jì)算車輛10與位于車輛10的前面和周圍的各種物體之間的距離。兩個(gè)不同相機(jī)透鏡中的至少一個(gè)與相機(jī)15 —起被使用標(biāo)準(zhǔn)透鏡或廣角透鏡(以放大相機(jī)的視場)。當(dāng)廣角透鏡被使用時(shí)，水平視場被放大(例如至如圖1所示的大約a =180°的角)。根據(jù)所使用的透鏡，在垂直方向上的視場被放大或保持與設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)透鏡的視場基本相同。不同類型的透鏡可用于提供期望的水平和垂直視場，使得相機(jī)15捕獲位于距車輛10在預(yù)定距離內(nèi)的物體。當(dāng)使用廣角和其它特定的透鏡時(shí)，通過控制器20執(zhí)行的失真校正算法來校正(如果期望)由透鏡引起的失真。雖然相機(jī)可單獨(dú)用于檢測觸發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉的條件，然而在可替換實(shí)施中也可以使用其它傳感器。一個(gè)或多個(gè)傳感器35附接到車輛，使得它們感測在車輛的周界外部的地區(qū)或區(qū)域中的活動(dòng)和物體。所感測的物體落在兩大類中靜止物體(諸如人行道、墻壁、停放的車輛或電線桿)和移動(dòng)物體(諸如行人或移動(dòng)車輛)。位于車輛的側(cè)面(例如，門)、前面(例如，前保險(xiǎn)杠)或后面(例如，后保險(xiǎn)杠)上的傳感器在檢測這樣的物體時(shí)是有用的?？墒褂玫膫鞲衅黝愋桶ɡ走_(dá)、超聲波、紅外光和近距離(例如電容性)傳感器。飛行時(shí)間測量(例如，使用雷達(dá)、光或超聲波)提供一種確定到車輛10附近的物體的距離的方式。在一些實(shí)施例中，每個(gè)單獨(dú)的傳感器35確定附近物體的大小和位置。在其它實(shí)施例中，來自物體傳感器35的陣列的組合信息通過三角測量法確定物體的大小和位置。在一些實(shí)施例中，傳感器35從位于車輛10的側(cè)面的水平感測區(qū)域40和50(圖1)收集信息。傳感器映射出所感測的地區(qū)，并將位于緊鄰車輛10處的一個(gè)或多個(gè)物體的大小和位置報(bào)告給控制器20。區(qū)域40和50在地面水平處開始，并連續(xù)到地面之上的預(yù)定高度(例如，大約二百五十厘米)。感測區(qū)域40和50沿著車輛10的側(cè)面(例如，十米的距離)并從車輛向外或橫向(例如，五米的距離)延伸?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)傳感器靈敏度、使用特定類型的傳感器、改變傳感器的數(shù)量、改變傳感器的位置、或這些調(diào)節(jié)的組合，來改變區(qū)域40和50的大小。例如，感測區(qū)域可位于車輛的前面和后面。圖2示意性示出控制器20的部件以及控制器和相機(jī)15和CAN總線30之間的連接?？刂破?0從相機(jī)15接收圖像(或圖像數(shù)據(jù))，并使用各種應(yīng)用程序或模塊來處理該數(shù)據(jù)，以便控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)。在一些實(shí)施例中，控制器20直接從相機(jī)15而不是通過總線30來獲得數(shù)據(jù)圖像。如上所述，在包括至少一個(gè)傳感器35的實(shí)施例中，控制器20還從這樣的傳感器35接收數(shù)據(jù)。在圖2所示的示例中，控制器20包括輸入/輸出接口 65、電子處理單元(“EPU”)70、以及一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器模塊，諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RAM”)75和只讀存儲(chǔ)器(“ROM”)77?？刂破?0與相機(jī)電子通信。輸入/輸出接口 65在總線30上發(fā)送和/或接收信息，包括來自相機(jī)15的圖像和來自傳感器35 (未示出)的傳感器讀數(shù)?？刂破?0還包括在存儲(chǔ)器(例如，RAM75或R0M77)中被存儲(chǔ)為指令并由EPU70執(zhí)行的各種系統(tǒng)模塊80。這些模塊包括駕駛路徑檢測模塊81、自動(dòng)車輛檢測模塊82、交通阻塞檢測模塊83、車道線檢測模塊84、車輛距離測量模塊85、縱向距離控制模塊86、車輛剎車燈檢測模塊87、交叉路口交通檢測模塊88、交通燈檢測模塊89、交通標(biāo)志檢測模塊90、行人燈檢測模塊91、以及駕駛模式和位置模塊92。如下面更詳細(xì)描述的那樣，模塊81-92由EPU70執(zhí)行，并被架構(gòu)成1)檢測車輛前面的交通阻塞或堵塞，2)確定是否需要應(yīng)用車輛的剎車，以便使車輛在交通堵塞的末尾處完全停止，以及3)向確定交通堵塞是否在限定的時(shí)間段內(nèi)將移動(dòng)/不移動(dòng)的第一統(tǒng)計(jì)模型93和第二統(tǒng)計(jì)模型94提供信息。第一和第二統(tǒng)計(jì)模型93、94被存儲(chǔ)到控制器的存儲(chǔ)器(例如RAM75或R0M77)，并用于確定交通在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)將移動(dòng)/不移動(dòng)的概率?？衫缫杂?jì)算機(jī)可執(zhí)行指令、查找表、或用于處理從模塊接收的數(shù)據(jù)的其它機(jī)制的形式來存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)模型?；谟筛鞣N模塊處理的數(shù)據(jù)圖像以及來自統(tǒng)計(jì)模塊93和94的結(jié)果，系統(tǒng)5確定在車輛完全停止在交通阻塞處之前何時(shí)停止車輛10的發(fā)動(dòng)機(jī)、以及何時(shí)重新啟動(dòng)在交通阻塞中靜等的車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)。EPU70從輸入/輸出接口 65接收數(shù)據(jù)(諸如，圖像數(shù)據(jù)和傳感器讀數(shù))，并通過執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序或模塊80來處理信息。應(yīng)用程序或模塊80(或由控制器20執(zhí)行的其它指令)存儲(chǔ)在諸如R0M77的存儲(chǔ)器中。EPU70將信息(例如，從總線30接收的信息或由EPU70執(zhí)行的應(yīng)用程序或模塊80所產(chǎn)生的信息)存儲(chǔ)到RAM75。此外，RAM75可接收和存儲(chǔ)來自系統(tǒng)5的所有其它部件的數(shù)據(jù)。雖然在圖2所示的實(shí)施例中使用RAM75，然而其它存儲(chǔ)器設(shè)備也可以被實(shí)施。在圖3中示出了系統(tǒng)5的操作或狀態(tài)流程。系統(tǒng)5被配置成當(dāng)基于第一統(tǒng)計(jì)模型確定車輛將由于交通堵塞而完全停止時(shí)停止移動(dòng)車輛10的發(fā)動(dòng)機(jī)。在車輛完全停止且發(fā)動(dòng)機(jī)停止之后，系統(tǒng)5配置成當(dāng)基于第二統(tǒng)計(jì)模型確定交通堵塞減輕(即，交通開始移動(dòng)或流動(dòng))時(shí)重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。最初，車輛10在道路上行駛(步驟102)，且系統(tǒng)5連續(xù)地確定在道路上是否有交通堵塞(步驟103)。當(dāng)交通堵塞被檢測到時(shí)，系統(tǒng)5隨后確定車輛是否由于所存在的交通堵塞而將完全停止(步驟105)。如果是這樣，系統(tǒng)確定是否需要持續(xù)應(yīng)用車輛的剎車以便使車輛完全停止(步驟110)。在執(zhí)行步驟105和110時(shí)，系統(tǒng)5執(zhí)行模塊81-86。如果有交通堵塞且剎車將被應(yīng)用，則系統(tǒng)使用第一統(tǒng)計(jì)模型93來確定所檢測的交通在第一限定的時(shí)間段內(nèi)將不移動(dòng)的概率(步驟115)。第一統(tǒng)計(jì)模型93使用從模塊87-92提供的信息和輸出。如果該概率大于第一閾值(步驟120)，則系統(tǒng)5在車輛到達(dá)交通堵塞并完全停止之前停止發(fā)動(dòng)機(jī)(步驟125)。
雖然發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉(步驟130)且車輛不移動(dòng)，系統(tǒng)5連續(xù)使用第二統(tǒng)計(jì)模型94來確定交通在第二限定的時(shí)間段內(nèi)將移動(dòng)的概率(步驟135)。第二統(tǒng)計(jì)模型94也使用從模塊87-92提供的信息。如果交通堵塞在第二限定的時(shí)間段內(nèi)將移動(dòng)的概率大于第二閾值(步驟140)，則系統(tǒng)5重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(步驟145)。車輛開始行駛(步驟102)，且系統(tǒng)5再次繼續(xù)監(jiān)控交通堵塞(步驟103)。如上所述，系統(tǒng)5的功能之一是確定車輛是否由于所檢測的交通條件而完全停止(步驟105)。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)，控制器20執(zhí)行駕駛路徑檢測模塊81以確定車輛10的當(dāng)前駕駛路徑。通常通過使用圖像處理技術(shù)來限定車輛的駕駛路徑，以估計(jì)道路上的多個(gè)障礙物的位置。這些障礙物包括混凝土或浙青路緣石、混凝土路障、墻壁以及規(guī)定或限制車輛10的駕駛路徑的類似物體。作為結(jié)果，這些物體的位置對確定駕駛路徑是有用的，并且這些位置被占據(jù)在駕駛檢測模塊81中。此外，控制器20使用自動(dòng)車輛檢測模塊82來識(shí)別處于相機(jī)15的視場中并位于車輛10的車道或鄰近車道中(車道由下面描述的車道線檢測模塊84來檢測)的車輛。自動(dòng)車輛檢測模塊82計(jì)算距所檢測的前面車輛和主車輛10的縱向距離。該計(jì)算基于從相機(jī)15接收的圖像來執(zhí)行，并可使用幾何計(jì)算來完成。例如，大部分汽車包括已知寬度的標(biāo)準(zhǔn)牌照，但牌照的高度可能會(huì)變化且并不總是已知的。系統(tǒng)5首先檢測車輛的下邊緣，其在地平面上。系統(tǒng)5隨后使用已知的相機(jī)安裝高度和與地平線相比為俯仰角的0，以便計(jì)算從主車輛10到前面車輛的距離?？刂破?0使用交通阻塞檢測模塊83來檢測交通堵塞并確定車輛10是否完全停止在交通堵塞處。交通阻塞檢測模塊83使用與該車輛和前面車輛之間的縱向距離以及在車輛10的當(dāng)前駕駛路徑內(nèi)的前面車輛的移動(dòng)有關(guān)的信息，以便確定交通阻塞存在。在檢測到交通堵塞之后，系統(tǒng)還確定有助于避免車輛的長期空轉(zhuǎn)的可替換駕駛路徑是否存在。系統(tǒng)5隨后可基于車輛10的動(dòng)力學(xué)和在同一車道或駕駛通道(圖4)中的車輛10與前面的車輛95之間所檢測的縱向距離“d”來確定發(fā)動(dòng)機(jī)可關(guān)閉的最早時(shí)間。接著，如關(guān)于圖3中的步驟110所述的那樣，系統(tǒng)5確定是否將在車輛的整個(gè)減速中應(yīng)用車輛的剎車，以便使車輛停在交通堵塞后面?？刂破?0首先執(zhí)行車道線檢測模塊84，其處理來自相機(jī)15的數(shù)據(jù)圖像并識(shí)別在車輛10前面的各種類型的車道線。根據(jù)車輛10的位置，當(dāng)前駕駛車道和鄰近車道被識(shí)別出?？刂破?0還執(zhí)行車輛距離測量模塊85，其使用各種視覺線索和幾何計(jì)算來確定從主車輛到前面車輛的距離。隨后，控制器20使用縱向距離控制模塊86來確定是否將在車輛的整個(gè)減速中應(yīng)用車輛的剎車，直到它到達(dá)交通堵塞并完全停止為止?？v向距離控制模塊86使用到同一駕駛車道中的前面車輛的距離和當(dāng)前車輛動(dòng)力學(xué)(速度、加速度等)來計(jì)算是否應(yīng)該應(yīng)用車輛的剎車。當(dāng)駕駛車道不可用時(shí)，縱向距離控制模塊86使用駕駛通道代替駕駛車道。在系統(tǒng)5確定需要不斷剎車以使得車輛完全停止在所檢測的交通堵塞后面之后，系統(tǒng)5使用第一統(tǒng)計(jì)模型93來確定交通在第一限定的時(shí)間段內(nèi)將不移動(dòng)的概率(步驟115)。系統(tǒng)模塊87-92由系統(tǒng)5使用以將來自各種周圍源的信息直接提供到第一統(tǒng)計(jì)模型93和第二統(tǒng)計(jì)模型94。此外，從模塊87-92接收的數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在RAM75上，并可在稍后的時(shí)間由統(tǒng)計(jì)模型93和94來訪問和使用?；趶哪K87-92提供的數(shù)據(jù)和從RAM75檢索的信息，統(tǒng)計(jì)模型93和94執(zhí)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，并確定前面的交通堵塞在限定的時(shí)間段內(nèi)將移動(dòng)/不移動(dòng)的概率。車輛剎車燈檢測模塊87檢測前面車輛的剎車燈的狀態(tài)。如圖4所示，在相機(jī)15給控制器20提供前面車輛95的圖像之后，該車輛的剎車燈可由車輛剎車燈檢測模塊87定位。模塊87隨后可確定車輛95的剎車燈是打開還是關(guān)閉。交叉路口交通檢測模塊88檢測車輛10前面的交叉路口交通，并指示車輛10的駕駛路徑何時(shí)是暢通的。例如，如圖4所示，交叉路口交通檢測模塊88將檢測到與車輛10的路徑交叉的火車96，并指示車輛的交叉路徑是不暢通的。當(dāng)火車移動(dòng)遠(yuǎn)離道路時(shí)，交叉路口交通檢測模塊88檢測到車輛的交叉路口交通是暢通的，并將該信息輸出到統(tǒng)計(jì)模塊93和94。交通燈檢測模塊89使用來自相機(jī)15的圖像數(shù)據(jù)來檢測并指示交通燈的當(dāng)前駕駛信號紅、黃或綠。在特定實(shí)施例中，模塊89還識(shí)別位于交通燈上的顯示器，該顯示器對持續(xù)時(shí)間倒計(jì)時(shí)，直到燈改變?yōu)橄乱活伾?。此外，左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)的相應(yīng)交通燈也可由交通燈檢測模塊89來識(shí)別。交通標(biāo)志檢測模塊90識(shí)別位于車輛10的當(dāng)前駕駛路徑上的交通標(biāo)志。這樣的交通標(biāo)志可包括例如“停止”標(biāo)志、“讓路”標(biāo)志、“不準(zhǔn)進(jìn)入”標(biāo)志等。這些交通標(biāo)志通常具有由控制器使用以確定交通堵塞的移動(dòng)模式的信息。行人燈檢測模塊91識(shí)別并估計(jì)行人燈信號的狀態(tài)。行人燈可包括燈指示器信號(紅色、白色等)、指示行人燈信號的狀態(tài)(行走、不行走)的顯示器、以及對持續(xù)時(shí)間倒計(jì)時(shí)直到燈改變?yōu)橄乱活伾娘@示器。行人燈檢測模塊91識(shí)別所有這些視覺指示器，并將它們用作線索以確定交通將發(fā)生改變的時(shí)間。駕駛模式和位置模塊92保留了車輛操作的交通模式的歷史。例如，如果駕駛員通常在城市交通中駕駛車輛，則模塊92記錄交通燈的長度，并可幫助系統(tǒng)5 “自學(xué)”或自適應(yīng)特定的交通模式(具有許多燈的城市交通或沒有燈的公路交通)。當(dāng)車輛處于交通中時(shí)，交通模式的這個(gè)估計(jì)和關(guān)于交通信號的長度的相對應(yīng)計(jì)時(shí)信息在系統(tǒng)5估計(jì)停止或重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的確切時(shí)刻時(shí)變得重要。在到達(dá)交通之前或在交通準(zhǔn)備移動(dòng)之前，不合時(shí)宜地停止或重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)增加了燃料消耗。因此，在系統(tǒng)做出停止/重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的決定之前，駕駛模式和位置模塊92有助于向系統(tǒng)提供更精確的信息。此外，系統(tǒng)5還可包括連接到駕駛模式和位置模塊92或與駕駛模式和位置模塊92通信的全球定位系統(tǒng)(“GPS”)。GPS在任何特定的時(shí)刻確定車輛的具體位置。GPS將關(guān)于車輛位置的信息發(fā)送到模塊92。此外，駕駛模式和位置模塊92可確定特定位置的具體信息指示器。例如，模塊92確定在特定的十字路口處的交通燈信號或行人燈信號的長度。該信息可存儲(chǔ)在控制器20的RAM75中。當(dāng)GPS通知系統(tǒng)5車輛10再次在同一位置時(shí)，駕駛模式和位置模塊92可訪問存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)，并將它與當(dāng)前接收的圖像數(shù)據(jù)一起進(jìn)行分析，以執(zhí)行交通堵塞的更快和更精確的確定。上述統(tǒng)計(jì)模型93和94是執(zhí)行各種計(jì)算并具有自適應(yīng)、“自學(xué)”能力的熟練模型。這兩個(gè)統(tǒng)計(jì)模型均從模塊87-92接收輸入，該模塊87-92從周圍環(huán)境中的多個(gè)源提供信息。此外，統(tǒng)計(jì)模型93和94可檢索由模塊87-92先前輸出并存儲(chǔ)在RAM75中的數(shù)據(jù)。模型93和94在一段時(shí)間內(nèi)“學(xué)習(xí)”，并適應(yīng)特定的駕駛路線。例如，轉(zhuǎn)彎信號燈的長度在城市與農(nóng)村地區(qū)之間變化。如果車輛在同一路線上有規(guī)律地行駛(即，在駕駛員去工作時(shí)一周5次)，統(tǒng)計(jì)模型93和94學(xué)習(xí)識(shí)別在該路線上的特定長度信號，并更有效地處理來自這些信號的數(shù)據(jù)。類似于模塊92的操作，統(tǒng)計(jì)模型93和94適應(yīng)特定的交通模式。因此，通過將當(dāng)前接收的數(shù)據(jù)圖像與以前存儲(chǔ)在系統(tǒng)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)相結(jié)合，系統(tǒng)5能夠更有效地操作，并且統(tǒng)計(jì)模型93和94在預(yù)測交通堵塞是否將移動(dòng)/不移動(dòng)方面具有更大的成功。第一統(tǒng)計(jì)模型93計(jì)算交通堵塞在第一限定的時(shí)間段內(nèi)將不移動(dòng)的第一概率。該限定的時(shí)間段可以是3秒、5秒或由系統(tǒng)確定的另一時(shí)段。限定的時(shí)間段可由駕駛員來設(shè)定，或可由系統(tǒng)基于從各種模塊接收的數(shù)據(jù)來自動(dòng)調(diào)節(jié)，該數(shù)據(jù)用于確定交通的移動(dòng)。使用統(tǒng)計(jì)計(jì)算，第一統(tǒng)計(jì)模型93處理來自模塊87-92的輸入數(shù)據(jù)和從RAM75檢索的數(shù)據(jù)。如果第一統(tǒng)計(jì)模型93確定交通堵塞在第一限定的時(shí)間段內(nèi)將不移動(dòng)的第一概率大于第一閾值，則系統(tǒng)5將在車輛完全停止在交通堵塞后面之前停止車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉且車輛在交通堵塞中等待時(shí)，第二統(tǒng)計(jì)模型94操作。通常，它花費(fèi)一些時(shí)間來重新啟動(dòng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)。使用類似于模型93的計(jì)算，第二統(tǒng)計(jì)模型94處理從模塊87-92接收的信息以及從RAM75檢索的數(shù)據(jù)。模型94確定交通堵塞在第二限定的時(shí)間段內(nèi)將移動(dòng)的第二概率。如果第二統(tǒng)計(jì)模型94確定(交通堵塞在第二限定的時(shí)間段內(nèi)將移動(dòng)的)第二概率大于第二閾值，則系統(tǒng)5恰好在駕駛員準(zhǔn)備踩加速踏板之前重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。交通將要移動(dòng)的較早檢測改進(jìn)了響應(yīng)于車輛駕駛員的系統(tǒng)5。發(fā)動(dòng)機(jī)需要在駕駛員準(zhǔn)備踩加速踏板之前重新啟動(dòng)，以避免對駕駛員的不便。剛好在交通移動(dòng)之前重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的過程被執(zhí)行，而沒有駕駛員的行動(dòng)或輸入。然而，駕駛員具有通過踩加速踏板啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或通過手動(dòng)打開發(fā)動(dòng)機(jī)來控制系統(tǒng)的能力。圖5示出方法200，其顯示當(dāng)車輛在交通堵塞中完全停止之前系統(tǒng)5關(guān)閉車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。在一些實(shí)施例中，方法200由圖2所示的控制器20來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)5的控制器20接收來自相機(jī)15的圖像(步驟205)，并且控制器20使用模塊81-92處理從相機(jī)15接收的圖像數(shù)據(jù)(步驟210)。駕駛路徑檢測模塊81和自動(dòng)車輛檢測模塊82隨后確定車輛10的當(dāng)前駕駛路徑(步驟215)。交通阻塞檢測模塊83確定交通堵塞存在(步驟220)，且系統(tǒng)5估計(jì)道路條件并確定可替換的駕駛路徑存在，以使得車輛10可以避免長期空轉(zhuǎn)(步驟225)。當(dāng)存在交通堵塞且沒有可替換的駕駛路徑存在時(shí)，交通阻塞檢測模塊83確定車輛10將完全停止在交通堵塞的末尾處(步驟230)。交通阻塞檢測模塊83估計(jì)車輛與前面車輛之間的縱向距離以及在車輛的當(dāng)前駕駛路徑內(nèi)的前面車輛的移動(dòng)，以確定車輛10是否將完全停止。在確定車輛將完全停止之后，縱向距離控制模塊86使用來自車道線檢測模塊84和車輛距離測量模塊85的信息，并確定是否應(yīng)該在整個(gè)減速中應(yīng)用車輛10的剎車，直到車輛在交通堵塞后面達(dá)到完全停止為止(步驟235)。如果系統(tǒng)5確定車輛將完全停止且剎車將被應(yīng)用，則第一統(tǒng)計(jì)模型93確定交通堵塞在第一限定的時(shí)間段內(nèi)將不移動(dòng)的第一概率，且將該概率與第一閾值進(jìn)行比較(步驟240)。當(dāng)該概率大于該閾值時(shí)，在車輛完全停止在交通堵塞后面之前，系統(tǒng)5停止車輛10的發(fā)動(dòng)機(jī)(步驟245)。這樣，系統(tǒng)5減少了發(fā)動(dòng)機(jī)的空轉(zhuǎn)時(shí)間，并提高車輛的燃料經(jīng)濟(jì)性和廢氣排放率。圖6示出方法300，其顯示了當(dāng)車輛在交通中靜等時(shí)系統(tǒng)5重新啟動(dòng)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的操作。方法300由控制器20來實(shí)現(xiàn)。首先，系統(tǒng)5的控制器20從相機(jī)15接收圖像數(shù)據(jù)(步驟305)?？刂破?0接著使用模塊81-92處理圖像數(shù)據(jù)(步驟310)。駕駛路徑檢測模塊81和自動(dòng)車輛檢測模塊82隨后確定車輛10的當(dāng)前駕駛路徑(步驟315)。交通阻塞檢測模塊83估計(jì)周圍的條件并確定交通堵塞仍然存在(步驟320)。在下一步驟中，統(tǒng)計(jì)模型94確定交通堵塞在第二限定的時(shí)間段內(nèi)將移動(dòng)的第二概率是否大于第二閾值(步驟325)。當(dāng)?shù)诙怕蚀笥诘诙撝禃r(shí)，系統(tǒng)5重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，使得在交通堵塞移動(dòng)且駕駛員壓下加速器踏板時(shí)車輛準(zhǔn)備操作。在以下權(quán)利要求中闡述了本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用于控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 安裝在所述車輛上的至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備； 與所述至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備電子通信的控制器；以及 存儲(chǔ)指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器，所述指令在由所述控制器執(zhí)行時(shí)，使所述控制器 基于從所述至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收的數(shù)據(jù)來確定所述車輛的當(dāng)前駕駛路徑， 基于從所述至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收的數(shù)據(jù)來檢測在所述當(dāng)前駕駛路徑中的所述車輛前面的交通堵塞， 基于從所述至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收的數(shù)據(jù)來確定所述車輛的可替換的駕駛路徑， 使用第一統(tǒng)計(jì)模型來計(jì)算所述交通堵塞在限定的時(shí)間段內(nèi)將不移動(dòng)的第一概率，以及 當(dāng)所述第一概率大于第一閾值時(shí)，在所述車輛完全停止之前停止所述發(fā)動(dòng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)用于駕駛路徑檢測模塊的指令和用于自動(dòng)車輛檢測模塊的指令，所述用于駕駛路徑檢測模塊的指令在由所述控制器執(zhí)行時(shí)，所述駕駛路徑檢測模塊通過估計(jì)多個(gè)障礙物的位置來確定所述車輛的駕駛路徑，所述用于自動(dòng)車輛檢測模塊的指令在由所述控制器執(zhí)行時(shí)，所述自動(dòng)車輛檢測模塊識(shí)別前面車輛并計(jì)算所述車輛與所述前面車輛之間的縱向距離，其中，所述自動(dòng)車輛檢測模塊和所述駕駛路徑檢測模塊確定所述車輛的所述當(dāng)前駕駛路徑和可替換的駕駛路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)用于交通阻塞檢測模塊的指令，所述用于交通阻塞檢測模塊的指令在由所述控制器執(zhí)行時(shí)，所述交通阻塞檢測模塊基于所述車輛與前面車輛之間的所述縱向距離和在所述當(dāng)前駕駛路徑內(nèi)的所述前面車輛的移動(dòng)，來確定交通阻塞以及所述車輛將是否因?yàn)樗鼋煌ㄗ枞耆Ｖ埂?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)用于車道線檢測模塊的指令、用于車輛距離測量模塊的指令以及用于縱向距離控制模塊的指令，所述車道線檢測模塊識(shí)別駕駛車道以及鄰近車道，所述車輛距離測量模塊計(jì)算所述車輛與位于交通阻塞的末尾處的前面車輛之間的距離，所述縱向距離控制模塊使用來自所述車道線檢測模塊和所述車輛距離測量模塊的信息，并確定是否應(yīng)該在整個(gè)減速中應(yīng)用所述車輛的剎車，直到所述車輛在所述交通堵塞后面達(dá)到完全停止為止。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)在由所述控制器執(zhí)行時(shí)當(dāng)交通阻塞檢測模塊確定所述車輛將因?yàn)榻煌ǘ氯耆Ｖ箷r(shí)、當(dāng)縱向距離控制模塊確定應(yīng)該在所述車輛的整個(gè)減速中應(yīng)用剎車時(shí)、以及當(dāng)所述交通堵塞在限定的時(shí)間段內(nèi)將不移動(dòng)的第一概率大于第一閾值時(shí)停止所述發(fā)動(dòng)機(jī)的指令。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)在由所述控制器執(zhí)行時(shí)當(dāng)所述車輛停止且第二統(tǒng)計(jì)模型確定所述交通堵塞在第二限定的時(shí)間段內(nèi)將移動(dòng)的第二概率大于第二閾值時(shí)重新啟動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的指令。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)用于交叉路口交通檢測模塊的指令，所述交叉路口交通檢測模塊監(jiān)控交叉路口交通并指示所述車輛的駕駛路徑是否是暢通的，且其中，所述第一統(tǒng)計(jì)模型至少部分地基于來自所述交叉路口交通檢測模塊的輸出來確定所述第一概率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)用于交通標(biāo)志檢測模塊的指令，所述交通標(biāo)志檢測模塊自動(dòng)識(shí)別至少一個(gè)交通標(biāo)志，且其中，所述第一統(tǒng)計(jì)模型至少部分地基于來自所述交通標(biāo)志檢測模塊的輸出來確定所述第一概率。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)用于行人燈檢測模塊的指令，所述行人燈檢測模塊識(shí)別行人燈信號的變化，且其中，所述第一統(tǒng)計(jì)模型至少部分地基于來自所述行人燈檢測模塊的輸出來確定所述第一概率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)用于駕駛模式和位置模塊的指令，所述駕駛模式和位置模塊將交通模式的歷史和所述車輛的特定位置記錄在所述控制器的存儲(chǔ)器中，且其中，所述第一統(tǒng)計(jì)模型至少部分地基于來自所述駕駛模式和位置模塊的輸出來確定所述第一概率。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備包括相機(jī)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述相機(jī)包括單目相機(jī)模塊和雙目相機(jī)模塊中的至少一個(gè)。
13.一種用于控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 安裝在所述車輛上的相機(jī)；以及 與所述相機(jī)電子通信的控制器； 存儲(chǔ)指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器，所述指令在由所述控制器執(zhí)行時(shí)，使所述控制器 基于從所述相機(jī)接收的數(shù)據(jù)停止所述車輛的所述發(fā)動(dòng)機(jī)， 基于從所述相機(jī)接收的數(shù)據(jù)確定所述車輛的當(dāng)前駕駛路徑， 基于從所述相機(jī)接收的數(shù)據(jù)檢測在所述當(dāng)前駕駛路徑中的所述車輛前面的交通堵塞， 使用統(tǒng)計(jì)模型來計(jì)算所述交通堵塞在限定的時(shí)間段內(nèi)將開始移動(dòng)的概率，以及 在所述概率大于閾值時(shí)重新啟動(dòng)所述車輛的所述發(fā)動(dòng)機(jī)。
全文摘要
提供了用于控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)。在一實(shí)施例中，系統(tǒng)包括安裝在車輛上的至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備、與至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備電子通信的控制器、以及存儲(chǔ)由控制器執(zhí)行的指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器。指令使控制器基于從至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收的數(shù)據(jù)來確定車輛的當(dāng)前駕駛路徑，基于從至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收的數(shù)據(jù)來檢測在當(dāng)前駕駛路徑中的車輛前面的交通堵塞，并基于從至少一個(gè)監(jiān)控設(shè)備接收的數(shù)據(jù)來確定車輛的可替換的駕駛路徑。指令還使控制器使用第一統(tǒng)計(jì)模型來計(jì)算交通堵塞在限定的時(shí)間段內(nèi)將不移動(dòng)的第一概率，并在第一概率大于第一閾值時(shí)，在車輛完全停止之前停止發(fā)動(dòng)機(jī)。
文檔編號F02N11/08GK103069153SQ201180039065
公開日2013年4月24日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者Y·羅, D·赫特澤 申請人:羅伯特·博世有限公司