本發明大致上涉及車輛碰撞系統，并且更具體地涉及一種配置成檢測和緩解碰撞的車輛碰撞系統。
背景技術：
：傳統的車輛碰撞系統用于警告或者提醒駕駛員與物體或另一車輛碰撞的潛在碰撞。然而，這樣的警告系統通常限于前進或倒退主車輛軌跡中的其它車輛或物體。通常難以檢測面臨對車輛側面的碰撞威脅的物體或其它車輛。技術實現要素：根據本發明的實施例，提供一種用于結合車輛碰撞系統使用的方法。該方法包括檢測主車輛的視野中的一個或多個物體、對每個檢測到的物體計算經過時間估計值，其中該經過時間估計值表示主車輛的參考平面經過檢測到的物體的參考平面的預期時間，以及基于該經過時間估計值確定主車輛與該一個或多個檢測到的物體之間的潛在碰撞。根據本發明的另一個實施例，提供一種用于結合車輛碰撞系統使用的方法，該方法包括檢測主車輛的視野中的至少一個物體、計算相對于該至少一個檢測到的物體的預期主車輛路徑，以及確定該至少一個檢測到的物體與主車輛的前側、后側、左側或右側之間的碰撞潛在性，其中碰撞潛在性是基于該預期主車輛路徑以及關于該主車輛和該至少一個檢測到的物體的參考平面的相交。根據本發明的又一實施例，提供一種車輛碰撞系統，其具有多個傳感器，該傳感器配置成識別主車輛的視野中的一個或多個物體；以及控制模塊，該控制模塊配置成對每個檢測到的物體計算經過時間估計值，其中該經過時間估計值表示主車輛的參考平面經過檢測到的物體的參考平面的預期時間，以及基于該經過時間估計值確定主車輛與該一個或多個檢測到的物體之間的潛在碰撞。附圖說明下文將結合附圖描述本發明的一個或多個實施例，其中相同標號標示相同元件，且其中：圖1是示出具有示例性車輛碰撞系統的主車輛的示意圖；以及圖2是示出與另一車輛和固定物體的潛在側面碰撞的表示的示意圖；圖3是示出停車案例中與固定物體的潛在側面碰撞的表示的另一個示意圖；圖4是可以用于實施圖1中所示的車輛碰撞系統10的示例性模塊架構配置；圖5是示出用于結合車輛碰撞警告系統(諸如圖1中所示的示例性系統)使用的示例性方法的流程圖；圖6是示出用于確定用于結合車輛碰撞警告系統(諸如圖1中所示的示例性系統)使用的潛在碰撞的示例性方法的流程圖；圖7示出與用于確定潛在碰撞的方法(諸如圖6中所示的示例性方法)相關聯的參考平面的示例性表示；以及圖8示出與用于確定潛在碰撞的方法(諸如圖6中所示的示例性方法)相關聯的參考平面的另一個示例性表示。具體實施方式本文所述的示例性車輛碰撞系統和方法可以用于檢測和避免固定或移動車輛的潛在或即將碰撞以及特定地相對較低速度和/或停車案例下的側面碰撞。為了本申請的目的，術語“低速”意味著30mph或更小的車速。所公開的車輛碰撞系統實施用于檢測車輛周邊周圍的物體的方法，并且基于車輛的軌跡以及檢測到的物體的位置確定是否存在碰撞潛在性。在一個實施例中，確定與檢測到的物體的潛在碰撞包括確定潛在碰撞的類型和計算對應的碰撞時間。基于此信息，該系統接著確定哪個檢測到的物體面臨最高威脅，在一個實施例中，這可能考慮了碰撞時間和潛在碰撞的類型。接著比較最高威脅物體與多個閾值以確定避免或緩解碰撞的最適當補救措施。參考圖1，示出了安裝在主車輛12上的示例性車輛碰撞系統10的概圖和示意圖。應當明白的是，本系統和方法可以結合任何類型的車輛使用，該車輛類型包括傳統的車輛、混合動力電動車(hev)、增程型電動車(erev)、電瓶車(bev)、摩托車、客車、運動型多用途車(suv)、跨界車、卡車、貨車、公共汽車、娛樂車(rv)等。這些僅僅是某些可能應用，因為本文所述的系統和方法不限于圖中所示的示例性實施例，并且可以任何數量的不同方式來實施。根據一個實例，車輛碰撞系統10采用物體檢測傳感器14、慣性測量單元(imu)16和控制模塊18，在一個實例中，該控制模塊是外部物體計算模塊(eocm)。物體檢測傳感器14可以是單個傳感器或傳感器組合，并且可以包括(但不限于)光檢測和測距(lidar)裝置、無線電檢測和測距(radar)裝置、視覺裝置(例如，攝像機等)、激光二極管指示器或其組合。物體檢測傳感器14可以單獨或結合其它傳感器使用，以產生表示檢測到的物體相對于主車輛12的估計位置、速度和/或加速度的讀數。這些讀數可以具有絕對本質(例如，相對于地面的檢測到的物體的速度或加速度)或它們可以具有相對本質(例如，是檢測到的物體和主車輛速度之間的差的相對速度讀數(δv)或是檢測到的物體和主車輛加速度之間的差的相對加速度讀數(δa)。碰撞系統10不限于任何特定類型的傳感器或傳感器裝置、用于搜集或處理傳感器讀數的具體技術，或用于提供傳感器讀數的方法，因為本文所述的實施例僅僅意味著示例性。任何數量的不同傳感器、部件、裝置、模塊、系統等可以給車輛碰撞警告系統10提供可由本方法使用的信息或輸入。應當明白的是，物體檢測傳感器14以及位于碰撞系統10中和/或由碰撞系統10使用的任何其它傳感器可以在硬件、軟件、固件或其某個組合中實施。這些傳感器可以直接感測或測量它們所設置的條件，或它們可以基于由其它傳感器、部件、裝置、模塊、系統等提供的信息間接地評估這樣的條件。另外，這些傳感器可以直接耦合至控制模塊18、經由其它電子裝置、車輛通信總線、網絡等間接地耦合，或根據本領域中已知的某種其它裝置耦合。這些傳感器可以集成在另一個車輛部件、裝置、模塊、系統等中(例如，傳感器集成在發動機控制模塊(ecm)、牽引控制系統(tcs)、電子穩定性控制(esc)系統、防抱死制動系統(abs)等內)，或它們可以是獨立部件(如圖1中示意地示出)。各種傳感器讀數中的任一個讀數可由車輛12中的某個其它部件、裝置、模塊、系統等提供，而非由實際傳感器元件直接提供。在某些實例中，可能采用多個傳感器來感測單個參數(例如，用于提供信號冗余度)。應當明白的是，前述案例僅表示某些可能性，因為任何類型的合適傳感器裝置可以由碰撞系統10使用。如圖1中所示，物體檢測傳感器14可以位于車輛側視鏡、車輛前保險杠和/或車輛后保險杠中。雖然未示出，但是物體檢測傳感器14也可以放置在車門中。本領域一般技術人員明白，雖然圖1中說明了六個物體檢測傳感器14，但是所需的傳感器的數量可以取決于其它類型的傳感器和車輛而不同。無關于所使用的傳感器的位置和數量，物體檢測傳感器14是可校準的并且配置成創建視野20，其從車輛的前端延伸至車輛的后端并且從車輛12的每一側向外延伸。以此方式，車輛碰撞系統10能夠檢測和防止與如圖2和3中所示的各種物體的側面碰撞。例如，圖2說明由于主車輛12正在轉彎而與另一車輛和固定物體(諸如路邊、消防栓、行人、電桿等)的潛在側面碰撞的圖形表示。類似地，圖3說明低速停車案例中的潛在側面碰撞的實例，其中主車輛12從停車位倒出、或者駕駛、離開停車位。術語“物體”應當廣義地解釋為包括視野20中可檢測到的任何物體(包括其它車輛)。為了說明目的，圖1中的視野20被示為主要沿著主車輛12的側面延伸。然而，本領域一般技術人員明白，典型的物體檢測和跟蹤系統以各種組合在主車輛12的所有側上實施，使得可以檢測并且跟蹤車輛12周圍360度內的物體。imu16是使用加速度計、陀螺儀和/或磁力計的組合測量并且報告車速、定向和重力的電子裝置。imu16通過使用一個或多個加速度計檢測當前加速速率而工作并且使用一個或多個陀螺儀檢測旋轉屬性，如俯仰、滾動和偏航。某些還包括磁力計，其主要是輔助校準定向漂移。角加速度計測量車輛如何在空間中旋轉。通常，三個軸線中的每個軸線具有至少一個傳感器：俯仰(機頭上下)、偏航(機頭左右)和滾動(從車輛駕駛艙順時針或逆時針)。線性加速度計測量車輛的非重力加速度。因為其可在三個軸線上移動(上和下、左和右、前和后)，所以每個軸線具有線性加速度計。計算機不斷地計算車輛的當前位置。首先，對于六個自由度中的每個自由度(x、y和z及θx、θy和θz)，其將感測到的加速度連同重力估計值在時間上進行積分，以計算當前速度。接著其將速度積分以計算當前位置。控制模塊18可以包括任何各樣的電子處理裝置、存儲器裝置、輸入/輸出(i/o)裝置和/或其它已知部件，并且可以執行各種控制和/或通信相關功能。取決于特定實施例，控制模塊18可以是獨立車輛電子模塊(例如，物體檢測控制器、安全控制器等)，其可以結合或包括在另一個車輛電子模塊(例如，停車輔助控制模塊、制動控制模塊等)內，或其可以是較大網絡或系統(例如，牽引控制系統(tcs)、電子穩定性控制(esc)系統、防抱死制動系統(abs)、駕駛員輔助系統、自適應巡航控制系統、車道偏離警告系統等)的部分，這里僅僅列舉幾種可能性。控制模塊18不限于任何一個特定實施例或裝置。例如，在示例性實施例中，控制模塊18是包括存儲各種傳感器讀數(例如，來自于物體檢測傳感器14的輸入，和來自于imu16的位置、速度和/或加速度讀數)的電子存儲器裝置、查找表或其它數據結構、算法等的外部物體計算模塊(eocm)。存儲器裝置還可以存儲關于車輛12的相關特性和背景信息，諸如關于停車距離、減速度極限值、溫度極限值、水分或沉淀物極限值、駕駛習慣或其它駕駛員行為數據等的信息。eocm18還可以包括執行用于存儲在存儲器裝置中并且可以掌控本文所述的程序和方法的軟件、固件、程序、算法、腳本等的指令的電子處理裝置(例如，微處理器、微控制器、專用集成電路(asic)等)。eocm18可以經由合適的車輛通信電子地連接至其它車輛裝置、模塊和系統并且必要時可與它們交互。當然，eocm18僅存在某些可能的裝置、功能和能力，因為還使用了其它實施例。圖4是可以用于實施圖1中所示的車輛碰撞系統10的示例性模塊架構配置。如上文所陳述，在示例性實施例中，控制模塊18是具有用于實施用于檢測和緩解側面車輛碰撞的所公開方法的多個輸入和輸出的eocm。除從如上文討論的物體檢測傳感器14和imu16接收輸入外，eocm18還配置成從傳感器接收與節氣門踏板22的位置、制動踏板24的位置和方向盤26的角度有關的數據。eocm18使用這些輸入來確定是否可能與車輛的視野中檢測到的相對低速的物體碰撞，且如何避免或緩解碰撞。eocm18進一步配置成與各種其它車輛部件通信并且發送命令至各種其它車輛部件，該各種其它車輛部件包括電子制動控制模塊28、電動轉向模塊30和儀表板群集32。如下文更詳細地陳述，eocm18配置成檢測與相對較低速度的物體的潛在碰撞，以及特定地與車輛12的側表面的潛在碰撞，并且通過以下項緩解此碰撞的潛在性：通過電動轉向模塊30選擇性地控制車輛轉向、通過電子制動控制模塊28控制車輛制動以及通過儀表板群集32對車輛乘客起始警告。現在轉向圖5，示出了示例性方法100，其可以結合車輛碰撞系統10使用以檢測和避免與物體或另一車輛的潛在或即將碰撞。開始于步驟102，系統10確定是否啟用碰撞系統10。碰撞系統10的啟用取決于各種準則，包括(但不限于)處于“開啟”位置中的車輛點火。在步驟104處，系統經由eocm18參考來自于至少一個物體檢測傳感器14的傳感器數據以確定主車輛12的視野20內是否檢測到物體或其它車輛。根據一個特定實施例，步驟104接收關于表示物體和主車輛速度之間的差的相對速度讀數(δv)、物體加速度讀數(aobj)以及表示物體和主車輛12之間的范圍或距離的相對距離讀數(δd)的傳感器數據。可以在步驟104中搜集的潛在讀數的某些其它實例包括物體速度讀數(vobj)、主車輛速度讀數(vhost)、主車輛加速度讀數(ahost)以及表示物體和主車輛加速度之間的差的相對加速度讀數(δa)。在步驟106處，基于接收自各種車輛部件(諸如，例如imu16、節氣門踏板傳感器、制動踏板傳感器和方向盤角度傳感器)的數據計算車輛的預期路徑。在步驟108處，做出初步評定以使用車輛的預期路徑和傳感器數據確定與檢測到的物體的碰撞的潛在性。在一個實施例中，此評定包括關于車輛的預期路徑以及檢測到的物體的當前位置的航向估計值。基于這些航向估計值，該系統確定主車輛12與檢測到的物體之間是否存在碰撞的潛在性。如果與任何檢測到的物體不存在碰撞的潛在性，那么該程序返回至步驟104處的參考傳感器數據。如果與一個或多個檢測到的物體存在碰撞的潛在性，那么在步驟110處，該系統起始初步威脅評定，其包括確定每個潛在碰撞的碰撞時間。該系統確定哪個檢測到的物體面臨最高威脅并且計算主車輛12與最高威脅物體之間的最終碰撞時間。在一個實施例中，最高威脅物體是具有最低碰撞時間的物體。簡言之，基于車輛12和檢測到的物體這二者的位置、移動和軌跡之間的關系，第一物體有可能與主車輛12碰撞。在其它實施例中，基于碰撞時間與碰撞類型的組合來確定最高威脅物體。在步驟108的一個特定實施例中，碰撞評定包括確定主車輛12與檢測到的物體之間是否存在碰撞的潛在性，并且還確定潛在碰撞的類型。下文參考圖6中說明的流程圖描述用于實施步驟108的碰撞評定的示例性方法。碰撞評定通過對每個檢測到的物體計算相對于主車輛12的前表面、后表面和側表面的經過時間(ttp)估計值而開始于步驟108a。ttp估計通常是指一個參考平面經過(或通過)另一個平面的預期時間，以及特定的主車輛12的參考平面跨越檢測到的物體的參考平面的預期時間。可以使用諸如外推和回歸方法的已知技術使用步驟104處檢索的傳感器數據和步驟106處計算的預計主車輛路徑來計算ttp估計值。在一個實施例中，可以基于主車輛12與檢測到的物體之間的相對速度和距離來計算ttp估計值。本領域一般技術人員明白的是，在某些實例中，ttp估計值計算包括關于檢測到的物體的尺寸的假設。特定地，平行參考平面之間的距離。圖7中示出ttp估計值的示例性視覺表示。為了便于解釋，圖7僅說明大致上表示為圓的一個檢測到的物體34。本領域一般技術人員明白的是，實際上，主車輛的視野中通常檢測到一個以上物體且對每個檢測到的物體施用步驟108的碰撞評定方法。參考圖7，主車輛12和檢測到的物體34各自具有據此計算ttp估計值的四個參考平面。本領域一般技術人員認識到，每個參考平面通常是指表示主車輛12和檢測到的物體34的每個周邊表面的二維平面。例如，主車輛12的參考平面包括前平面36、后平面38、左側平面40和右側平面42。檢測到的物體34的參考平面包括第一表面平面44、第二表面平面46、第三表面平面48和第四表面平面50。在此實例中，主車輛12的前平面36和后平面38平行于檢測到的物體34的第一表面平面44和第三表面平面48。同樣地，主車輛12的左側平面40和右側平面42平行于檢測到的物體34的第二表面平面46和第四表面平面50。應當注意的是，檢測到的物體的表面平面可以或可以不對應于物體本身的物理平面-如圖中所示，該物體可以為圓形或具有不平行的物理平面。另外，對于本文所公開的特定實施例，假設檢測到的物體的第一表面平面44是平行于主車輛的前面和/或后面的最接近平面，檢測到的物體的第三表面平面48是平行于主車輛的前面和/或后面的最遠平面，檢測到的物體的第二表面平面46是平行于主車輛的左側和/或右側的最接近平面，且檢測到的物體的第四表面平面50是平行于主車輛的左側和/或右側的最遠平面。對主車輛12與檢測到的物體34之間的平行參考平面計算ttp估計值。換言之，計算主車輛12的前平面36和后平面38與檢測到的物體34的第一表面平面44和第三表面平面48中的每一個以及主車輛12的左側平面40和右側平面42與檢測到的物體34的第二表面平面46和第四表面平面50中的每一個之間的ttp估計值。圖7中示出對每個這樣的平行平面的ttp估計值，即，ttp-ft_1st、ttp-ft_3rd、ttp-rr_1st、ttp-rr_3rd、ttp-lt_2nd、ttp-lt_4th、ttp-rt_2nd、ttp-rt_4th。每個ttp估計值是表示一個參考平面經過或跨越另一個平面的估計時間的標量。因此，例如，ttp-ft_lst表示主車輛12的前平面36經過檢測到的物體34的第一表面44的平面的預期時間。再次參考圖6中的流程圖且繼續參考圖7，在步驟108b處，評估關于ttp估計值的條件以確定主車輛12與檢測到的物體34之間是否存在碰撞的潛在性，且如果存在，那么確定碰撞類型。存在某些條件，在該條件下，主車輛12與檢測到的物體34之間可能不會發生碰撞。例如，根據如圖7中的案例，其中檢測到的物體34大致上在主車輛12的前面和右側，如果主車輛12的后表面經過檢測到的物體34的第三表面的估計時間(即，ttp-rr_3rd)小于主車輛12的右側經過檢測到的物體34的第二表面的估計時間(即，ttp-rt_4th)，那么可能不會碰撞，因為主車輛12的后面將在橫向平面相交之前經過檢測到的物體34。本領域技術人員認識到，定位至主車輛12的前面和左側的檢測到的物體以及定位至主車輛12后面的左側或右側的物體沒有類似碰撞條件。在步驟108c處，基于ttp估計值確定潛在碰撞的類型。例如，當主車輛12的側表面越過檢測到的物體34的最接近橫向平面(即，平行于主車輛的側表面平面的檢測到的物體的最接近平面)之后、但在主車輛12的另一個遠側表面將越過檢測到的物體的最遠橫向平面之前該主車輛12的前表面將越過檢測到的物體34的最接近平行表面時，檢測到的物體34與主車輛12前面之間將確定有可能發生碰撞(即，正面碰撞)。換言之，當主車輛12的前平面36越過檢測到的物體34的最接近平行表面的平面預期的時間大于主車輛12的側表面平面越過檢測到的物體34的最接近側表面的平面預期的時間但小于主車輛12的相對遠側表面平面越過檢測到的物體34的最遠側表面的平面預期的時間時，發生正面碰撞。使用具體實例且參考圖7中所示的案例，當主車輛12的前平面36越過檢測到的物體34的最接近平行平面44的平面預期的時間大于主車輛12的右側平面42越過檢測到的物體34的最接近平行平面46預期的時間(即，ttp-rt_2nd)但小于主車輛12的左側平面40越過檢測到的物體34的最遠平行平面50預期的時間(即，ttp-rt_4th)時，檢測到的物體34與主車輛12前面之間發生潛在碰撞(即，正面碰撞)。此關系在數學上表示為ttp-rt_2nd＜ttp-ft_1st＜ttp-lt_4th。下表中總結相對于主車輛12的前表面、后表面和側表面的碰撞評定以及特定地用于確定關于主車輛12的碰撞類型的ttp估計值條件。主車輛正面碰撞主車輛后碰撞ttp-rt_2nd＜ttp-ft_1st＜ttp-lt_4thttp-rt_2nd＜ttp-rr_1st＜ttp-lt_4thttp-lt_2nd＜ttp-ft_1st＜ttp-rt_4thttp-lt_2nd＜ttp-rr_1st＜ttp-rt_4th主車輛左側碰撞主車輛右側碰撞ttp-ft_3rd＞ttp-lt_2nd＞ttp-ft_1stttp-ft_3rd＞ttp-rt_2nd＞ttp-ft_1stttp-rr_3rd＞ttp-lt_2nd＞ttp-rr_1stttp-rr_3rd＞ttp-rt_2nd＞ttp-rr_1st本領域一般技術人員認識到，上文關于圖7描述的參考系僅僅是示例性的且用于解釋步驟108的碰撞評定方法的目的。例如，雖然參考具有四個表面的檢測到的物體34描述先前實施例，其中每個參考平面表示不同表面，但是本領域一般技術人員明白的是，檢測到的物體可以不受四個表面限定，而是受具有兩個相交平面的點限定。在此實例中，如圖8中所說明，檢測到的物體34的參考平面僅包括第一平面60和第二平面62，其中第一平面60平行于主車輛12的前平面36和后平面38，且第二平面62平行于主車輛12的左側平面40和后側平面42。因此，根據所公開方法，僅使用檢測到的物體34的第一和第二平面計算ttp估計值，如下表中所示。返回參考圖5，在步驟112處，比較最高威脅物體的碰撞時間與制動動作閾值。如果最高威脅物體的碰撞時間小于或等于制動動作閾值，那么在步驟114處，向電子制動控制模塊(未示出)發送車輛減速并停止的命令。在一個實施例中，基于存儲在eocm18或制動控制模塊中的當前傳感器讀數和/或校準表來確定減速速率。此后，該程序返回至步驟102以連續地檢查是夠改變補救動作和/或外部條件。如果在步驟112處，最高威脅物體的碰撞時間不小于或等于制動動作閾值，那么在步驟116處，比較最高威脅物體的碰撞時間與轉向動作閾值。如果最高威脅物體的碰撞時間小于或等于轉向動作閾值，那么在步驟118處，該系統確定轉向操控以避免與最高威脅物體的碰撞。部分基于車輛12和檢測到的物體這二者的位置、移動和軌跡之間的關系確定轉向操控。在一個實施例中，步驟118還可以包括在命令轉向操控之前向駕駛員發送制動脈沖命令作為觸覺指示符。在起始計算的轉向操控之前，在步驟120處，該系統評估車輛的新軌跡以確定車輛12的新路徑中是否有任何物體。如果新路徑中的物體繼續面臨碰撞的潛在性，那么該程序返回至步驟114并且通過向電子制動控制模塊發送車輛減速和停止的命令來起始緊急制動特征。如果新路徑中沒有物體，那么在步驟122處，向動力轉向模塊(未示出)發送轉向請求命令以執行轉向操控來避免碰撞。此后，該程序返回至步驟102以連續地檢查是夠改變補救動作和/或外部條件。返回參考步驟116，如果最高威脅物體的碰撞時間不小于或等于轉向動作閾值，那么在步驟124處，比較最高威脅物體的碰撞時間與警告動作閾值。如果最高威脅物體的碰撞時間小于或等于警告動作閾值，那么在步驟126處，向儀表板群集(未示出)發送提醒以警告潛在碰撞的車輛乘客。該提醒可為(不限于)經由儀表板群集的消息、聽覺提醒、觸覺提醒和/或制動脈沖。應當理解的是，前文是本發明的一個或多個實施例的描述。本發明不限于本文公開的特定實施例，而是由下面的權利要求書來唯一限定。另外，包括在前述描述中的聲明涉及特定實施例，并且不能解釋為限定本發明的范圍或限定權利要求書中所使用的術語，除非術語或措詞在上面進行了明確限定。各個其它實施例和對所公開實施例的各種改變以及修改對本領域技術人員而言顯而易見。所有這樣的其它實施例、改變和修改均旨在屬于所附權利要求書的范圍。如本說明書和權利要求書中所使用，屬于“例如(e.g.)”、“例如(forexample)”、“例如(forinstance)”、“諸如”和“等”以及動詞“包括(comprising)”、“具有”、“包括(including)”和它們的其它動詞形式在結合一個或多個部件或其它項目的列表使用時，各自被解釋為開放式，意指所述列表不應被視為排除其它、另外的部件或項目。其它術語是使用它們的最廣泛的合理含義來解釋，除非它們用于要求有不同解釋的上下文中。當前第1頁12