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CN111086508A - 自动躲避或减轻碰撞的方法及控制系统、存储介质和汽车 - Google Patents

自动躲避或减轻碰撞的方法及控制系统、存储介质和汽车 Download PDF

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CN111086508A
CN111086508A CN201811241829.5A CN201811241829A CN111086508A CN 111086508 A CN111086508 A CN 111086508A CN 201811241829 A CN201811241829 A CN 201811241829A CN 111086508 A CN111086508 A CN 111086508A
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杨子剑
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一种自动躲避或减轻外部运动物体对汽车的潜在碰撞的方法，所述方法包括：在预定启动条件下检测汽车是否与外部运动物体存在潜在碰撞；以及如果确定存在潜在碰撞，则在汽车满足预定运动条件下在不改变当前方向盘所指方向的情况下自动地改变汽车的运动特性，以避免或减轻潜在碰撞的发生。还公开了一种相应的用于汽车的控制系统、一种相应的计算机可读存储介质和一种相应的汽车。根据本发明，可以相对安全和平稳地控制汽车，以自动躲避或减轻外部运动物体对汽车的潜在碰撞。

Description

自动躲避或减轻碰撞的方法及控制系统、存储介质和汽车
技术领域
本发明涉及一种自动躲避或减轻外部运动物体对汽车的潜在碰撞的方法、一种相应的用于汽车的控制系统、一种相应的计算机可读存储介质和一种相应的汽车。
背景技术
目前，汽车已经得到广泛使用，逐渐走入了千家万户。而且，随着技术的发展，汽车越来越智能化和自主化。
众所周知，对于汽车来说，安全性是至关重要的。汽车安全性通常是指汽车在行驶中避免事故、保障行人和乘员安全的性能，一般分为主动安全性和被动安全性。在道路交通事故中，汽车与运动物体、例如其他行驶汽车之间的碰撞通常占很大比例。即使在停车场或其他场合，也有可能发生这种碰撞。
然而，目前的汽车在特别是另一汽车正向它运动而接近它时不能自主地、可靠地、平稳地避免或减轻可能的碰撞。为此，存在改进的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动躲避或减轻外部运动物体对汽车的潜在碰撞的方法、一种相应的用于汽车的控制系统、一种相应的计算机可读存储介质和一种相应的汽车，以避免上述问题中的至少一种。
根据本发明的第一个方面，提供了一种自动躲避或减轻外部运动物体对汽车的潜在碰撞的方法，所述方法包括：在预定启动条件下检测汽车是否与外部运动物体存在潜在碰撞；以及如果确定存在潜在碰撞，则在汽车满足预定运动条件下在不改变当前方向盘所指方向的情况下自动地改变汽车的运动特性，以避免或减轻潜在碰撞的发生。
根据本发明的第二个方面，提供了一种用于汽车的控制系统，所述控制系统被配置成用于执行上述方法。
根据本发明的第三个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器执行时实现上述方法。
根据本发明的第四个方面，提供了一种汽车，所述汽车包括上述控制系统或上述计算机可读存储介质。
根据本发明，可以相对安全和平稳地控制汽车，以自动躲避或减轻外部运动物体对汽车的潜在碰撞。
附图说明
下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：
图1示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的汽车针对可能的外部物体碰撞自动采取相应措施的方法的流程图。
图2示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的对应于上述方法的系统架构框图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不是用于限定本发明的保护范围。
图1示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的汽车针对可能的外部物体碰撞自动采取相应措施的方法的流程图。该方法可以作为一项功能配置给汽车，例如作为“躲避功能”提供。外部物体例如可以是其他行驶车辆。
如图1所示，在步骤S1中，在预定启动条件下启动该方法。在步骤S2中，检测是否存在运动物体正向汽车(以下也称为本车)运动而存在碰撞危险的情况。在步骤S3中，如果判断可能会发生碰撞，则在不改变当前方向盘所指方向的情况下自动控制车辆的相应部件或模块，以避免或减轻碰撞事故的发生。
根据本发明的一个示例性实施例，所述预定启动条件包括用于检测运动物体、尤其是其他车辆的检测装置功能正常而没有故障。这是因为只有检测装置功能正常，才能正确地检测到周围的运动物体进而使得后续的步骤实施才有意义。当然，对于本领域的技术人员来说，预定启动条件并不局限于此，例如该功能的启动还可能需要针对可能的碰撞将要进行控制的本车部件或模块的功能也正常，否则即使检测到可能会发生碰撞，也无法采取合适的应对措施。
根据本发明的一个示例性实施例，所述检测装置可以是雷达和/或摄像机。目前，汽车通常在前、后都布置有雷达和/或摄像机，从而至少可检测前、后方向的运动物体。优选地，检测装置被配置成允许检测本车四周的任何方向上的运动物体。
对于本领域的技术人员来说，可以理解的是，是否会发生碰撞与诸多因素、例如外部物体的运动特性(例如，运动方向和速度)、本车的运动特性(例如，运动方向和速度)、外部物体与本车之间的距离等等有关。一种判断方式是，根据外部物体的运动特性预测外部物体的运动轨迹并根据本车的运动特性预测本车的运动轨迹，然后基于外部物体的预测运动轨迹与本车的预测轨迹是否存在交叉来判断是否会发生碰撞，存在交叉就会发生碰撞。例如，如果外部物体直线地向本车运动而本车又静止不动时，可以判断将会在预定时刻发生碰撞。本发明对如何判断是否会发生碰撞的方法不进行任何限制，只要能够判断即可。
根据本发明的一个示例性实施例，上述检测是否会发生碰撞的操作可通过碰撞检测模块执行，所述碰撞检测模块从检测装置接收检测信号，并基于检测信号判断是否会发生碰撞。碰撞检测模块可以是一程序模块，该程序模块可借助于控制器、例如汽车的电子控制单元实施。因此，判断是否会发生碰撞可以在控制器程序层级上实施。
根据本发明的一个示例性实施例，在检测到存在碰撞危险时，碰撞检测模块向汽车的控制装置发送一个请求信号，控制装置根据该请求信号控制汽车的相应部件或模块，以便如上所述地在不改变当前方向盘所指方向的情况下使汽车产生相应的应对措施。
例如，根据本发明的一个示例性实施例，如果汽车静止，则汽车控制装置通过控制相应部件/模块将自动控制汽车使其运动，例如向前或向后运动一段距离来避免或减轻碰撞。向前或向后的运动距离可以基于外部物体的运动特性、外部物体与本车之间的距离等确定。
当然，向前或向后的运动距离还受本车周围的障碍物的分布情况等诸多因素限制，例如当本车前、后停有其他车辆时，向前或向后的运动距离还受本车与前、后车辆的距离的限制。如果距离前车较近而距离后车较远，本车优选向后倒退，否则向前运动可能会引起另外的碰撞。如果距离前车较远而距离后车较近，则本车优选向前运动。在本车与前、后车的距离均能使本车躲避碰撞时，优选使本车向前运动，这是因为相比向后运动、汽车向前运动使得车内人员更容易接受而不会太过惊慌，而且更容易控制汽车。
目前，汽车的控制装置包括多种控制模块或子控制装置，例如但不限于：车身电子稳定系统(ESP)、发动机启动模块(ESM)、变速器控制单元(TCU)、电子驻车制动器(EPB)、车身控制模块(BCM)、发动机管理系统(EMS)和制动力自动保持模块(AVH)等。这些控制模块或子控制装置分别控制汽车的相应部件达到相应的控制目的。例如，车身电子稳定系统通过对从各传感器传来的车辆行驶状态信息进行分析，然后向防抱死系统(ABS)、驱动防滑系统(ASR)发出纠偏指令，来帮助车辆维持动态平衡。
根据本发明的一个示例性实施例，在汽车静止时，通过变速器控制单元和发动机管理系统自动使汽车运动一段距离。对于具有制动力自动保持模块和/或电子驻车制动器的汽车来说，在汽车静止时，制动力自动保持模块和/或电子驻车制动器可能处于启用状态，此时，为了使汽车运动一段距离，还要同时自动释放制动力自动保持模块和/或电子驻车制动器，以便能够允许汽车顺畅地、安全地自动运动。
显然，如果汽车不是处于静止状态而是正在行驶，则不需要执行汽车的启动步骤。
根据本发明的一个示例性实施例，如果汽车以低于预定速度、例如10km/h的速度向前行驶，则可以使汽车保持当前方向盘所指的方向自动地加速或自动地制动。这是因为当汽车低于预定速度运动时，汽车相对较为可控和安全，自动加速和制动的操作对汽车的安全性以及对车内人员影响也相对较为可控。通过加速或制动可以使汽车避免外部运动物体的碰撞或减轻运动物体的碰撞。
类似地，当汽车正以低于预定速度(可以不同于上述的预定速度)的速度倒车时，理论上讲也可以使汽车保持当前倒车方向自动加速或自动制动。然而，对于倒车而言，加速倒车操作可能会使得车内人员感到不安和惊慌。为此，在加速倒车和减速倒车均能避免或同等程度地减轻碰撞的情况下，优选使汽车自动减速倒车。
根据本发明的一个示例性实施例，汽车的加速可以通过发动机管理系统执行，汽车的制动可以通过车身电子稳定系统执行。
当检测到可能的碰撞危险而汽车处于静止或以低于预定速度的速度行驶时，无论是使汽车开始向前或向后运动还是使汽车当前的运动速度发生改变(加速或减速)，共同点都是在不改变当前方向盘所指的方向的情况下改变汽车的运动特性，目的是汽车避让开或减轻外部物体的碰撞。在能实现这一目的的情况下，使汽车运动特性的变化尽可能平缓，以使得车内人员具有更好的感受。
上面虽然以使汽车从静止开始要么开始向前、要么开始向后运动或沿着当前的行驶方向要么加速、要么减速为例描述了如何改变汽车的运动特性，然而，对于本领域的技术人员来说，本发明并不局限于此。例如，也可以根据外部物体的运动特性、例如运动轨迹的变化随时动态地调节汽车的运动特性，例如可能先加速然后又要减速。为此，根据本发明的一个示例性实施例，汽车的运动特性在不改变当前方向盘所指方向的情况下根据外部物体的运动特性动态地调整。
对于本领域的技术人员来说，除了外部物体的运动特性之外，汽车的运动特性的改变也可能会受其他因素的限制。例如，本车的运动特性的改变还要考虑到不要引起新的碰撞以及不要违反交通规则等。
根据本发明的一个示例性实施例，在检测到存在碰撞危险的情况下自动改变汽车的运动特性时，优选通过输出装置让车内人员、特别是驾驶员获悉，以减轻他们的惊慌或不安。
根据本发明的一个示例性实施例，在无法完全避免碰撞的情况下，汽车的运动特性可以根据碰撞损失、碰撞危险等改变。具体地讲，在无法避免碰撞的情况下，可以考虑如何控制汽车的运动特性以减轻碰撞。碰撞的减轻可以基于碰撞产生的财产损失和人员伤害等进行表征。换言之，在无法避免碰撞的情况下，要考虑如何改变汽车的运动特性，以减轻碰撞。
如果汽车正以高于或等于预定速度、例如10km/h的速度运动，自动地改变汽车的运动特性、例如自动地使汽车加速或制动，可能将汽车置于失控的危险之下，也可能会使车内人员处于紧张恐慌之下。因此，在这种情况下，优选不自动地改变汽车的运动特性，而仅控制相应的警报装置。例如，当检测到汽车后方存在碰撞危险时，可以控制相应的车辆部件、例如仪表板或中控台发出警报声，以提醒驾驶员注意可能的碰撞而由驾驶员改变汽车的运动特性，例如使汽车加速；当检测到汽车前方存在碰撞危险时，可以控制相应的车辆部件、例如前灯或喇叭，以提醒前方运动物体、例如前方正向本车运动的车辆注意，当然此时本车的驾驶员也可以改变本车的运动特性。
根据本发明的一个示例性实施例，碰撞警报的触发通过车身控制模块执行。
如上所述，在通过检测装置判断存在碰撞危险时，控制装置需要通过相应的控制模块或子控制装置来控制汽车。为此，如上所述，该避让操作的执行可能还需要一些控制模块或子控制装置功能正常而没有故障，这些控制模块或子控制装置优选包括但不限于车身电子稳定系统、发动机管理系统、变速器控制单元、电子驻车制动器和车身控制模块。换言之，所述预定启动条件还包括这些控制模块或子控制装置功能正常而没有故障。
根据本发明的一个示例性实施例，在该功能启动时，制动力自动保持模块自动启动，而上坡辅助功能自动关闭。
图2示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的对应于上述方法的系统架构框图。
如图2所示，该功能可通过一个按钮启动，如图2中的框1所示。还如图2中的框2所示，设有用于检测周围运动物体的检测装置。检测装置将检测信号发送给例如实施于控制器程序3中的碰撞检测模块4，该碰撞检测模块4对接收到的检测信号进行分析，以判断汽车与运动物体是否会发生碰撞，同时如框5所示对相应的功能模块的状态进行控制，例如使制动力自动保持模块自动启动，而上坡辅助功能自动关闭。
如果碰撞检测模块4判断出存在碰撞危险，则向控制装置发送控制请求信号，如图2中的框6所示，否则，不发出请求信号，如图2中的框7所示。
控制装置根据所述请求信号控制相应的控制模块或子控制装置产生相应的控制操作。例如，框8表示的是发动机管理系统，其例如可以使汽车自动地加速，如框9所示；框10表示的是变速器控制单元，其例如可以使汽车自动地改变档位，例如变换到前进档或倒档，如框11所示；框12表示的是车身电子稳定系统，其例如可以使制动力自动保持模块停用和/或进行制动干预，如框13所示；框14表示的是车身控制模块，其例如可以控制前灯闪烁和/或控制喇叭，如框15所示；框16表示的是电子驻车制动器，其例如可以释放制动器，如框17所示。
对于本领域的技术人员来说，易于理解的是，本发明的方法或其中的某些步骤或过程可以通过程序模块实现，该程序模块可以通过计算机可读程序介质、例如可读存储器等实施。
根据本发明，本发明的方法并不是改变转向、进而改变运动路径，而是在汽车满足预定运动条件时，例如汽车的运动速度低于预定速度时，在不改变汽车的运动方向的情况下改变汽车的运动特性，以避免或减轻碰撞。
对于本领域的技术人员而言，本发明的其他优点和替代性实施方式是显而易见的。因此，本发明就其更宽泛的意义而言并不局限于所示和所述的具体细节、代表性结构和示例性实施例。相反，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的基本精神和范围的情况下进行各种修改和替代。

Claims (12)

1.一种自动躲避或减轻外部运动物体对汽车的潜在碰撞的方法，所述方法包括：
在预定启动条件下检测汽车是否与外部运动物体存在潜在碰撞；以及如果确定存在潜在碰撞，则在汽车满足预定运动条件下在不改变当前方向盘所指方向的情况下自动地改变汽车的运动特性，以避免或减轻潜在碰撞的发生。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述预定启动条件是用于检测外部运动物体的检测装置功能正常且改变汽车的运动特性所涉及的汽车部件功能正常；和/或
所述预定运动条件是汽车运动速度低于预定速度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述汽车部件包括车身电子稳定系统、发动机管理系统、变速器控制单元、电子驻车制动器和车身控制模块中的至少一种；和/或
所述预定速度是10km/h。
4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，
如果汽车处于静止状态，使汽车自动地向前或向后运动预定距离；和/或
如果汽车满足预定运动条件但处于非静止状态，使汽车自动地加速或减速。
5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，
汽车的运动特性至少基于外部运动物体的运动特性的动态变化和/或汽车所处环境的动态变化动态地改变。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
汽车通过变速器控制单元和发动机管理系统从静止状态开始向前或向后运动；和或
汽车通过发动机管理系统自动地加速；和/或
汽车通过车身电子稳定系统自动地减速。
7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于，
如果确定存在潜在碰撞但汽车未满足预定运动条件，则发出相应的警报。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
如果判断潜在碰撞发生于汽车后方，则通过汽车驾驶室内的警报装置发出警报，以提醒驾驶员；和/或
如果判断潜在碰撞发生于汽车前方，则通过汽车喇叭和/或前灯发出警报，以提醒前方的外部运动物体。
9.根据权利要求1-8中任一所述的方法，其特征在于，
在无法避免碰撞的情况下，基于减轻碰撞的目标来改变汽车的运动特性。
10.一种用于汽车的控制系统，其特征在于，所述控制系统被配置成用于执行权利要求1-9中任一所述的方法。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器执行时实现权利要求1-9中任一所述的方法。
12.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括如权利要求10所述的控制系统或如权利要求11所述的计算机可读存储介质。
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