專利名稱：車載感知系統(tǒng)、防撞系統(tǒng)、車輛、物體狀態(tài)改變評價方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛的車載感知系統(tǒng)。本發(fā)明進一步涉及一種包括這種車載感知系統(tǒng)的車輛防撞系統(tǒng)以及一種包括這種防撞系統(tǒng)的車輛。此外，本發(fā)明還涉及一種方法，用于評估位于搭載車載感知系統(tǒng)的車輛附近的第一外部物體的狀態(tài)改變原因。
背景技術(shù)：
每年都有許多人因交通相關(guān)的事故導(dǎo)致傷亡。為了降低事故數(shù)量和/或降低它們的影響，已開發(fā)了車輛安全系統(tǒng)。 諸如保險杠、安全帶、撞擊緩沖區(qū)和氣囊的保護性安全系統(tǒng)已有多年的應(yīng)用歷史。這些系統(tǒng)通過分散從碰撞產(chǎn)生的動能而工作，從而保護車內(nèi)乘客。除了保護性安全系統(tǒng)之外，近年來還推出了另一種安全系統(tǒng)。這些車內(nèi)系統(tǒng)設(shè)計成用于幫助駕駛?cè)藛T防止、避免或減輕即將發(fā)生的碰撞或事故。因此，這些系統(tǒng)被稱作預(yù)防性安全系統(tǒng)。先進的預(yù)防性安全系統(tǒng)不僅通過對搭載該系統(tǒng)的車輛的運動進行感測、而且通過感應(yīng)車輛周圍的交通狀況來工作。這些系統(tǒng)能夠向駕駛?cè)藛T通知可能發(fā)生的危險，以向駕駛?cè)藛T警告即將發(fā)生的事故，并對危險情況進行探測和分類。此外，這種系統(tǒng)能夠在車輛運行期間主動輔助或干預(yù)，從而防止事故發(fā)生或減輕事故后果。防撞系統(tǒng)是預(yù)防性安全系統(tǒng)的實例。若可能發(fā)生碰撞且系統(tǒng)探測到駕駛?cè)藛T未以適當?shù)拇胧┳鞒龇磻?yīng)，則該系統(tǒng)可能會采取緊急操作和/或警告駕駛?cè)藛T。例如，在系統(tǒng)確定碰撞不可避免時，可對車輛應(yīng)用自主制動。若車速過高以致于不能避開前方障礙物(例如前車)，則系統(tǒng)可至少有助于降低車速，從而降低碰撞后果。如本文所述，術(shù)語“防撞系統(tǒng)”用于適于避免碰撞的系統(tǒng)以及用于減輕碰撞后果的系統(tǒng)。通常，能否避免碰撞取決于主車的車速及障礙物的相對速度。術(shù)語“主車(host vehicle)”在本文中用于指搭載有車載感知系統(tǒng)的車輛。術(shù)語“車載(onboard)”是指該系統(tǒng)適于用于車輛中或車輛上。通常情況下，車載感知系統(tǒng)構(gòu)成如下所述的防撞系統(tǒng)的一部分。術(shù)語“前車(lead vehicle)”是指離主車最近的并位于主車前方的車輛。通常，前車和主車基本上沿相同的方向駕駛?！闱闆r下，防撞系統(tǒng)包括三個獨立的子系統(tǒng)感知系統(tǒng)、探測系統(tǒng)及動作系統(tǒng)。感知系統(tǒng)包括不同的傳感器，所述傳感器用于確定主車運動并感應(yīng)主車周圍的交通狀況。探測系統(tǒng)利用感知系統(tǒng)的輸出，以便探測可能存在的不利情況，并決定來通知、警告或干預(yù)。動作系統(tǒng)執(zhí)行由探測系統(tǒng)決定的動作。對可能干預(yù)的執(zhí)行是一種在防撞系統(tǒng)的效果與錯誤干預(yù)的風險之間的權(quán)衡。例如，若實際上不存在真正的緊急情況，則不期望防撞系統(tǒng)對主車執(zhí)行制動。在交通擁擠時段，車流密度通常較大，并且車輛之間的時間間隙可能較小。通過連續(xù)或間歇地評估自身車輛(即主車)與前車(即主車前方的車輛)之間的距離，防撞系統(tǒng)能夠為駕駛?cè)藛T提供幫助。如果主車距離前車過近，則防撞系統(tǒng)會主動干預(yù)，以避免碰撞或至少減輕碰撞后果。
文獻DE 10 2006 040 651A1公開了一種車輛碰撞探測裝置。該裝置使用了非定向向空氣聲音傳感器系統(tǒng)來對碰撞物體進行特征化。該信息與來自沖擊聲音傳感器的信息相結(jié)合。該信息可用于啟動個人保護裝置，例如氣囊、安全帶收緊器或主動座椅。文獻中的獨立權(quán)利要求進一步包括一種用于探測車輛與碰撞物體之間的碰撞的方法。因此，根據(jù)DE 10 2006 040 651A1的系統(tǒng)探測主車本身與另一物體之間已發(fā)生的碰撞。但防撞系統(tǒng)的作用在于避免碰撞或至少減輕碰撞的后果。如果先發(fā)生碰撞再探測碰撞，則可能為時已晚。現(xiàn)有防撞系統(tǒng)依賴于其感知系統(tǒng)來提取與前車的位置和速度有關(guān)的噪聲傳感器測量，例如雷達測量。這些感知系 統(tǒng)利用濾波器來減小前車位置及速度信號的動態(tài)，從而使防撞系統(tǒng)是穩(wěn)定的以防止傳感器異常。但是，在前車發(fā)生意外事件的情況下，諸如前車卷入碰撞，則由于前車實際上已突然改變其運動(例如突然停車)，因此便難以基于傳感器觀測來區(qū)別傳感器異常。在這種情況下，動態(tài)行為與正常交通情況所期望的動態(tài)行為明顯不同，因此傳統(tǒng)感測系統(tǒng)難以應(yīng)對這種情況。因此，期望提供一種車載感知系統(tǒng)，其在傳感器異常仍可穩(wěn)定，并且在高動態(tài)的情況下(諸如，當被追蹤的車輛卷入碰撞時)仍具有適當性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于降低或改善現(xiàn)有技術(shù)的缺點中的至少一項，或提供有用的
替代方案。通過提供一種車載感知系統(tǒng)來實現(xiàn)這一目的。為此，本發(fā)明涉及一種用于車輛的車載感知系統(tǒng)。該車載感知系統(tǒng)包括-狀態(tài)評估裝置，適于至少評估位于搭載車載感知系統(tǒng)的車輛的附近區(qū)域中的第一外部物體的狀態(tài)，-至少一第一傳感器組件，用于評估聲音信息，以及-評價裝置，適于利用評估的聲音信息來評價第一外部物體的狀態(tài)改變的原因。本文中“主車” 一詞是指搭載有車載感知系統(tǒng)的車輛?！败囕d” 一詞是指該感知系統(tǒng)適于用于車輛之內(nèi)或之上。第一外部物體通常指前車，但也可指反向行駛的車輛或交叉行駛的車輛或者其它類型的物體?！巴獠俊笔侵杠囕v的外部?？商鎿Q地，第一外部物體可能是另一道路使用者，例如行人、騎自行車的人、摩托車或動物。第一外部物體的狀態(tài)改變可能是較大且突然的。第一外部物體的狀態(tài)可包括多個狀態(tài)變量，例如第一外部物體的位置、速度、加速度、方位角、角速度、側(cè)傾角、側(cè)傾率、俯仰角、俯仰率和/或形狀或以上狀態(tài)的組合。可相對于地面或相對于另一車輛來評估這些狀態(tài)變量。尤其是，可相對于主車來評估第一外部物體的狀態(tài)變量。僅作為示例，相對于主車來評估第一外部物體的位置將給出主車與第一外部物體之間的距離。在該實例中，狀態(tài)改變可對應(yīng)于主車與第一外部物體之間的評估距離的減小?！案浇鼌^(qū)域”一詞用于指從車輛安全角度來說位于主車周圍的關(guān)注區(qū)域，S卩，該區(qū)域的特點在于，如果在該區(qū)域發(fā)生安全事故，如果未采取措施，則主車可能受到影響。附近區(qū)域與主車相關(guān)，并因此隨著主車的移動而移動。其可能包括車輛在接下來的幾秒(例如在接下來的1、2或3秒中)中可能通過的區(qū)域。尤其是，附近區(qū)域可包括主車在接下來的幾秒中預(yù)計通過的區(qū)域，即主車在既定行進路徑中或靠近該路徑的區(qū)域。附近區(qū)域的形狀和尺寸可取決于速度，從而使得(例如)附近區(qū)域的尺寸隨著主車的速度的增加而增大。形狀可為細長形，例如橢圓形，但也可能是包括更為復(fù)雜的幾何構(gòu)造的其它形狀。形狀和尺寸還可能受到外部因素的影響，外部因素諸如為交通狀況(例如為小的或大的車流)、天氣情況(例如降水)、或路況(例如泥濘、積雪或結(jié)冰道路)。典型地，附近區(qū)域的最大延伸長度(即主車與附近區(qū)域的另一邊緣的最大距離)為100米到200米之間。附近區(qū)域的尺寸還可能受到防撞系統(tǒng)中所使用的傳感器的探測范圍的影響，使得傳感器能夠在這個區(qū)域內(nèi)探測物體。導(dǎo)致第一外部物體的狀態(tài)改變可以(至少部分地)由于第一外部物體卷入碰撞所導(dǎo)致。于是，第一外部物體會突然大量減速或增速。若第一外部物體是前車，則與主車之間的距離會快速減小。第一外部物體可能與第二外部物體(例如，行駛于第一外部物體前方的車輛、反向行駛的車輛或交叉行駛的車輛)相撞。第二外部物體可能是另一道路使用者，例如行人、騎自行車的人或摩托車。其也可能是與然進入道路的物體，例如跳入道路上的動物。第一外部物體還可能與靜止的第二外部物體(例如路牌、護欄、下水道蓋、交通燈或道路上的孔)相撞。導(dǎo)致狀態(tài)改變的原因還可以是第一外部物體具有毀滅性故障，例如掉落車輪、爆胎或在破壞擋風玻璃的速度下的車蓋的突然打開。第一外部物體的狀態(tài)改變的另一實例是，如果沿用于反向交通的相反車道行駛的車輛已停下來并向左轉(zhuǎn)彎，并且然后被后面的另一車輛突然撞到。這種情況造成的后果是，第一外部物體被推出到主車的右前方。而另一實例是，在交通燈處停下并等待綠燈交叉行駛的車輛被從后方撞擊并被推出到十字路口中。再一實例是，一車輛正在變換車道并且撞上位于其前方的另一車輛的后部，從而將該其它車輛推入主車的車道中?？赏ㄟ^測量來評估第一外部物體的狀態(tài)。也可(例如)從第一外部物體或基礎(chǔ)設(shè)施將狀態(tài)而將該狀態(tài)以通信方式傳送至主車?？商鎿Q地，可基于GPS信息或另一外部系統(tǒng)來評估狀態(tài)。由于能夠?qū)⒃u估的狀態(tài)與評估的聲音信息結(jié)合起來，因此較之于傳統(tǒng)車載感知系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明的車載感知系統(tǒng)在正常交通過程中對傳感器異常能夠具有更好的穩(wěn)定性。并且，根據(jù)本發(fā)明的車載感知系統(tǒng)在高動態(tài)情況下(例如涉及第一外部物體的碰撞)仍具有適當?shù)男阅?。如在傳統(tǒng)車載感知系統(tǒng)中，如果僅使用一個信息源，并且探測到意外事件，則該系統(tǒng)不能確定意外狀態(tài)評估是否是因為傳感器異?；蚴欠駥嶋H發(fā)生了意外事件。因此，傳統(tǒng)系統(tǒng)在判定實際發(fā)生了意外事件之前，通常需要執(zhí)行附加的狀態(tài)估計。該附加的狀態(tài)估計需要花費一定時間，而在嚴峻的交通情況下，時間是非常寶貴的。車載感知系統(tǒng)的狀態(tài)評估有時會是錯誤評估，即所謂的混雜觀測。其原因在于，評估的不是第一外部物體的狀態(tài)，而是另一物體(例如路牌或下水道蓋)的狀態(tài)。但是，由于單輛主車很少觀察碰撞，因此在評估指示例如碰撞的聲音時，不太可能同時執(zhí)行這種混雜觀測。相反，如果(例如)在評估碰撞的聲音時實際上同時進行了意外事件的評估，則很可能實際上發(fā)生了碰撞。因此，這兩種信息源彼此增強，并有助于系統(tǒng)做出正確判定。根據(jù)本、發(fā)明的系統(tǒng)利用了與傳統(tǒng)系統(tǒng)的這種區(qū)別，以便比傳統(tǒng)系統(tǒng)更快地做出判定和/或做出更準確的判定。根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還進一步考慮到聲速遠低于光速這一事實。因此，碰撞聲音到達主車需要一定時間。僅作為示例，聲音比雷達信號的傳送速度慢得多。但系統(tǒng)能夠補償聲音的這種延時。因此，術(shù)語“同時”與聲音相關(guān)，并且意外狀態(tài)評估是指相同的事故(例如碰撞)。即使在利用例如雷達信號在執(zhí)行狀態(tài)評估之后記錄聲音，各個信號源仍是同時產(chǎn)生的,例如碰撞。在評估聲音信息時，不必須要執(zhí)行狀態(tài)評估，只要這兩種不同的信號源均與改變第一外部物體狀態(tài)的相同事故(例如碰撞)相關(guān)即可。例如，若在發(fā)生狀態(tài)改變事故時狀態(tài)評估裝置臨時被另一外部物體遮擋，則根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)能夠例如進行處理。在這種情況下，可在事故過程中評估聲音。一小段時間之后，當狀態(tài)評估裝置不再受到遮擋時，可進行狀態(tài)評估，并由此向前關(guān)聯(lián)到相同事故。另一實例是，如果在碰撞時碰撞第一外部物體發(fā)生在狀態(tài)評估裝置的視野之外，但卻可以評估聲音。一小段時間之后，在第一外部物體處于狀態(tài)評估裝置的視野之內(nèi)時，可執(zhí)行狀態(tài)評估，并由此向前關(guān)聯(lián)到相同事故。狀態(tài)評估裝置可包括用于測量第一外部物體的至少一種狀態(tài)的第二傳感器組件。上面給出了狀態(tài)變量的示例。第二傳感器組件可包括以下中的至少一個雷達傳感器、激光雷達傳感器、攝像頭、立體攝像頭、超聲波傳感器或IR傳感器。第二傳感器組件中可使用一個、兩個或更多個傳感器。第一傳感器組件可包括多個聲音探測傳感器。若使用了多于一個的傳感器，則可優(yōu)選地以陣列方式布置這些傳感器，這樣就能夠探測聲音的來源位置。第一傳感器組件可位于車輛的內(nèi)部及/或外部。位于車輛內(nèi)部的傳感器具有較好的防環(huán)境影響保護，例如不會接觸雨、雪、泥或風。位于車輛外部的傳感器將更靠近聲源，且車輛不會減弱聲音。外部傳感器不容易拾取車輛內(nèi)部產(chǎn)生的聲音，例如談話聲或音樂聲。車載感知系統(tǒng)可針對車輛的附近區(qū)域考慮兩種平列的交通情況假設(shè)，第一種假設(shè)是正常交通情況，并且第二種假設(shè)是碰撞情況。于是，車載感知系統(tǒng)還可適于基于評估的聲音信息并選擇性地基于車輛與第一外部物體之間的所評估的狀態(tài)來選擇其中一種假設(shè)。優(yōu)選地利用如下兩種信息源來計算哪一種假設(shè)在當前可能是正確的可能性評估的狀態(tài)和評估的聲音信息。這兩種信息源均應(yīng)優(yōu)選地同意假設(shè)的可能性足夠高。在正常交通情況假設(shè)中，對車載感知系統(tǒng)的濾波器的動態(tài)進行調(diào)整，以便在正常交通情況下發(fā)揮所需的性能。在碰撞假設(shè)中，濾波器設(shè)計成覆蓋碰撞過程中的高動態(tài)。由于碰撞的特定行為，因此車載感知系統(tǒng)可設(shè)計成使得非常準確地描述碰撞車輛的位置和運動。車載感知系統(tǒng)的輸出可包括第一外部物體的狀態(tài)估計。上面給出了狀態(tài)變量的示例。由于可使用兩種獨立的信息源，即，評估的狀態(tài)及評估的聲音信息，因此較之于僅基于一種信息源的估計(傳統(tǒng)系統(tǒng)中就是這樣)，可更準確地估計。輸出還可包括關(guān)于第一外部物體是否及何時受到安全事故(例如碰撞)影響的信息、以及關(guān)于其是哪種事故及嚴重程度如何的信息。在本發(fā)明的第二方面中,提供了一種包括上述車載感知系統(tǒng)的車輛防撞系統(tǒng)。
通過提高車載感知系統(tǒng)的性能，包括這種車載感知系統(tǒng)的防撞系統(tǒng)的性能也可得以提高。這將有助于避免碰撞或至少減輕碰撞后果。在多車相撞的情況下，其尤其有用。在本發(fā)明的第三方面中，提供了一種包括上述車輛防撞系統(tǒng)或上述車載感知系統(tǒng)的車輛。在本發(fā)明的第四方面中，提供了一種用于在車載感知系統(tǒng)中評價第一外部物體的狀態(tài)改變的原因的方法，其中第一外部物體位于搭載車載感知系統(tǒng)的車輛的附近區(qū)域中。方法包括-利用第一傳感器組件來評估來自車輛的附近區(qū)域的聲音信息，以及-分析聲音信息，以評價第一外部物體的狀態(tài)改變的原因。 -第一外部物體的狀態(tài)改變原因可以是涉及第一外部物體的碰撞。上面給出了狀態(tài)變量的示例。第一外部物體可與第二外部物體(例如，行駛于第一外部物體前方的車輛、反向行駛的車輛或交叉行駛的車輛)相撞。第二外部物體可能是另一道路使用者，例如行人、騎自行車的人或摩托車。也可能是與突然進入道路的物體，例如跳入道路上的動物。第一外部物體還可能與靜止的第二外部物體(例如路牌、護欄、下水道蓋、交通燈或道路上的孔)相撞。導(dǎo)致狀態(tài)改變的原因還可以是第一外部物體具有毀滅性故障，例如掉落車輪、爆胎或在破壞擋風玻璃的速度下的車蓋突然打開。方法還可包括-測量第一外部物體的狀態(tài)，以及-在評估第一外部物體的狀態(tài)改變的原因時，將測量的狀態(tài)與聲音信息結(jié)合起來。方法還可包括-給出對第一外部物體的狀態(tài)的估計，所述估計是基于聲音信息和/或第一外部物體的所評估的狀態(tài)的。上面給出了狀態(tài)變量的示例。由于可使用兩種獨立的信息源(即，評估的狀態(tài)及評估的聲音信息)，因此較之于僅基于一種信息源的估計，可更準確地估計。方法還可包括-對附近區(qū)域考慮兩種平列的交通情況假設(shè)，第一種假設(shè)是正常交通情況，第二種假設(shè)是碰撞情況，以及-基于聲音信息并選擇性地基于第一外部物體的所評估的狀態(tài)來選擇所述假設(shè)中的一種。在正常交通情況假設(shè)中，對車載感知系統(tǒng)的濾波器的動態(tài)進行調(diào)整，以便在正常交通情況下發(fā)揮所需的性能。在碰撞假設(shè)中，濾波器設(shè)計成覆蓋碰撞過程中的高動態(tài)。優(yōu)選地，使用聲音信息和所評估的狀態(tài)兩者來選擇假設(shè)。在本發(fā)明的第五方面中，提供了一種在用于車輛的車載感知系統(tǒng)中對聲音評估傳感器組件的應(yīng)用，用于探測車輛的附近區(qū)域是否發(fā)生了碰撞。在本發(fā)明的第六方面中，提供了一種在用于車輛的車載感知系統(tǒng)中對聲音評估傳感器組件和狀態(tài)評估裝置的組合的應(yīng)用，用于探測車輛的附近區(qū)域是否發(fā)生了碰撞。


下面將以非限制性實例的方式并參照所附附圖來進一步解釋本發(fā)明，其中圖I為一交通情況的示意圖2為在碰撞發(fā)生后交通情況的示意圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種車載感知系統(tǒng)；圖4為一種車輛的示意圖，其示出了第一傳感器組件的可能位置；以及圖5為根據(jù)本發(fā)明的一種方法的流程圖。
具體實施例方式下面將通過實施例的形式來講述本發(fā)明。但應(yīng)明白的是，這些實施例被包括進來旨在說明本發(fā)明的原理，并不用于限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求來限定。可將兩個或更多個實施例的細節(jié)彼此結(jié)合在一起。在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可進一步修改本發(fā)明。因此，不應(yīng)將本發(fā)明視為局限于本說明書的實施例和附圖。相反地，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求確定。在下述實例中，與主車之間的距離用作第一外部物體的評估狀態(tài)的實例。上文中給出了其它狀態(tài)變量的實例，但下文未通過實例示出。即使下述實例所描述的情況涉及前車，但對于涉及反向行駛或交叉行駛的車輛，也可應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的車載感知系統(tǒng)和方法。圖I示意性地示出了道路2上的交通情況。搭載車載感知系統(tǒng)的主車4正在道路2上行駛。在主車4的前方存在第一外部物體，在該情況下，是指前車6。主車4與第一外部物體6之間的距離以d表示。在前車6的前方存在第二外部物體，在該情況下，是指沿與主車4和前車6大體相同的方向行駛的另一車輛8。還存在反向的交通工具，其表示為反向的車輛10。物體在這里表示車輛，但其也可能是其它道路使用者，例如摩托車駕駛?cè)藛T、騎自行車的人或行人。圖I進一步示出了主車4的附近12。若該區(qū)域內(nèi)發(fā)生安全事故，如果未采取措施，主車4會受到影響。尤其是，附近區(qū)域12包括主車4在接下來的幾秒中預(yù)計將通過的區(qū)域，即在車輛既定行進路徑中或靠近該路徑的區(qū)域。附近區(qū)域12與主車4相關(guān)，因此隨著主車4的移動而移動。附近區(qū)域12的形狀和尺寸可取決于主車4的位置、速度和/或加速度等因素。其還可能受到外部因素的影響，外部因素諸如為交通狀況(例如為小的或大的車流)、天氣情況(例如降水)、或路況(例如泥濘、積雪或結(jié)冰道路)。附近區(qū)域可呈如圖所示的橢圓形，其中，橢圓的主軸大致與主車4的預(yù)定行進路徑相重合。與圖I相比，圖2示出的是不久之后呈現(xiàn)的相同道路2。主車4移動到圖的右側(cè)。觀察到車輛4與第一外部物體(即前車6)之間的評估距離d減小。導(dǎo)致這種意外減小的原因是，前車6與其它車輛8之間已發(fā)生了碰撞。僅作為示例，導(dǎo)致碰撞的原因可能是前車6的駕駛?cè)藛T思想不集中且未注意到其它車輛8正在制動。因此，由于該碰撞，前車6突然且意外地改變了運動。導(dǎo)致評估距離d意外減小的原因還可以是除碰撞之外的其它原因，例如前車6行駛進入道路中的深坑、行駛到路牌上或遭受毀滅性故障(例如掉落車輪、爆胎或車蓋突然打開)。圖3示性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一種防撞系統(tǒng)100。除根據(jù)本發(fā)明的車載感知系 統(tǒng)105之外，還存在探測系統(tǒng)140和動作系統(tǒng)150。探測系統(tǒng)140利用車載感知系統(tǒng)105的輸出，以便探測危險情況并確定來告知、報警或干預(yù)。動作系統(tǒng)150執(zhí)行由探測系統(tǒng)140確定的動作。車載感知系統(tǒng)105包括-狀態(tài)評估裝置110，適于評估位于車輛附近的第一外部物體的狀態(tài)，-至少一第一傳感器組件120，用于評估聲音信息，以及-評價裝置130，適于利用被評估的聲音信息來評價第一外部物體的狀態(tài)改變的原因。在所示實例中，狀態(tài)評估裝置110用于至少評估車輛4與第一外部物體6之間的距離d。其可包括一第二傳感器組件，第二傳感器組件適于至少 測量距第一外部物體6的距離d。優(yōu)選地，第二傳感器組件還用于測量第一外部物體6的速度、加速度、方位角及/或角速度(yaw rate)。第二傳感器組件可利用電磁福射(例如無線電波)、光、紅外光或紫外光。其可包括雷達傳感器、激光雷達傳感器、攝像機、立體攝像機、超聲波傳感器或IR傳感器。第一傳感器組件120可包括一個、兩個或更多個聲音傳感器。若使用了多個傳感器，則可優(yōu)選地以陣列的方式布置傳感器，使得可以探測聲音所來自的位置。第一傳感器組件120可位于主車內(nèi)部及/或外部。第一傳感器組件120適于評估與第一外部物體的狀態(tài)的變化相關(guān)的聲音，但還可用于其它用途，例如探測路面或特殊聲音(例如指示盜竊的玻璃破碎的聲音)。常用聲音傳感器是麥克風。麥克風的一種實施方式是在麥克風的膜振動時產(chǎn)生信號，并且其對風和振動敏感。車輛的懸掛(未示出)優(yōu)選地適于保護麥克風免受恒定振動的影響。下面參照圖4描述用于第一傳感器組件120的可能位置的實例位于雷達蓋后方，500 :這個位置允許達到良好的防風保護效果。車輛正前方的位置是用于探測在主車4前方的行進路徑中所發(fā)生的情況的良好位置。發(fā)動機風扇由于其所產(chǎn)生的風可能導(dǎo)致干擾，且來自發(fā)動機本身及附件的其它聲音也可能導(dǎo)致干擾聲音。位于前保險杠后方，510 :類似于位于雷達蓋后方的位置。該位置可能是更不受環(huán)境影響的位置。側(cè)鏡內(nèi)部，520:允許達到良好的防風保護效果。不存在其它噪聲源。但如果乘客車窗被打開，則第一傳感器組件可能受到來自車內(nèi)的音樂或其它聲源的聲音干擾。車輛下方，530 :可位于車輛下方的蓋(例如塑料蓋)535的后方。如果第一傳感器組件還用于探測路況，則這會是個良好的位置?？赡鼙仨殞Φ谝粋鞲衅鹘M件進行保護，以免受到因車輪濺起的泥、雪等的影響以及車輛下方流動的風的影響。車輛內(nèi)部，540 :保護性環(huán)境。但是會削弱外部聲音。傳感器可能受到車內(nèi)的各種音樂或說話人制造的其它聲音的干擾。車頂上的鰭狀天線內(nèi)部，550:這個位置可能是有利的，因為其遠離發(fā)動機，并且傳感器將不會受到車內(nèi)聲音的干擾。車載感知系統(tǒng)105或防撞系統(tǒng)100可作為單獨的單元制造和銷售，但在銷售和使用時通常作為汽車、卡車或公交車等車輛的部件。一種用于評價第一外部物體6的狀態(tài)改變原因的方法可包括如圖5所示的下述步驟
200 :評估第一外部物體6的狀態(tài)，210 :評估來自車輛4的附近區(qū)域12的聲音信息，以及220 :分析聲音信息，以評價第一外部物體6的狀態(tài)改變原因。典型地，連續(xù)或間歇地執(zhí)行評估狀態(tài)的步驟200和評估聲音信息的步驟210。這兩個步驟可并行地進行(如圖所示)，或者可相繼進行。優(yōu)選相互獨立地執(zhí)行這兩個步驟200、210。在接下來的步驟220中，分析聲音信息，以評價第一外部物體6的狀態(tài)改變的原因。在所示的實施例中，可通過利用上述第二傳感器組件實際測量距離d而評估該距離。
僅作為示例，聲音信息可包括指示前車6已卷入碰撞的信息。然后系統(tǒng)可判定導(dǎo)致狀態(tài)意外改變的原因是碰撞。因此，系統(tǒng)可確定評估狀態(tài)(例如距離d)是因不正確的測量導(dǎo)致的錯誤值。由于已探測到碰撞，因此測量值的可靠度較高。碰撞產(chǎn)生的聲音響度大，并且具有獨特的頻譜圖形。導(dǎo)致狀態(tài)意外改變的其它原因(例如前車6行駛進入道路中的深坑、行駛到路牌、護欄、下水道蓋上或具有例如掉落車輪等的毀滅性故障)也可以具有非常獨特的頻譜圖形。由于這些聲音的音量大，因此可以如上所述在車輛內(nèi)部或外部放置聲音傳感器。來自車輛的其它聲音(諸如人們的談話或演奏音樂的聲音)具有其它的頻譜圖形，并因此可與例如碰撞等的聲音加以區(qū)分?？赏ㄟ^評估聲音的響度和頻譜圖形的方式來分析聲音。一種方法是，驛聲音進行頻率分析并將頻率組成與儲存有聲音的數(shù)據(jù)庫相比較。這種情況下的數(shù)據(jù)庫可包括碰撞聲音或在第一外部物體意外運動改變時產(chǎn)生的其它典型聲音，諸如行駛進入道路中的深坑，行駛到路牌上或具有掉落車輪等的毀滅性故障。數(shù)據(jù)庫可儲存在車載感知系統(tǒng)105中所包括的可讀存儲單兀中。若聲音響度足夠大且與所儲存的碰撞聲音相匹配，則導(dǎo)致聲音的原因可被分類為碰撞?？商鎿Q地，可將聲音分割成一序列波形。然后，可將每個波形與數(shù)據(jù)庫進行匹配，如上所述，所述數(shù)據(jù)庫儲存有碰撞樣板(template)波形或第一外部物體意外運動改變時產(chǎn)生的其它事件的波形。數(shù)據(jù)庫可儲存在車載感知系統(tǒng)中所包括的可讀存儲單元中。若一序列連續(xù)波形的響度足夠大且與所儲存的波形相匹配，則導(dǎo)致聲音的原因可被分類為碰撞。儲存有碰撞樣板波形的數(shù)據(jù)庫可取自根據(jù)實際碰撞試驗所記錄的聲音。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛(4)的車載感知系統(tǒng)(105)，所述車載感知系統(tǒng)(105)包括 -狀態(tài)評估裝置(110)，適于至少評估位于搭載所述車載感知系統(tǒng)(105)的所述車輛(4)的附近區(qū)域(12)中的第一外部物體(6)的狀態(tài)， 其特征在于 所述車載感知系統(tǒng)(105)還包括 -第一傳感器組件(120)，用于評估聲音信息，以及 -評價裝置(130)，適于通過利用評估的所述聲音信息來評價所述第一外部物體(6)的狀態(tài)改變的原因。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的車載感知系統(tǒng)(105)，其中，所述第一外部物體(6)的所述狀態(tài)是以下中的任一種所述第一外部物體￠)的位置、速度、加速度、方位角、橫擺角速度、偵_角、偵_率、俯仰角、俯仰率和/或形狀或以上的組合。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的車載感知系統(tǒng)(105)，其中，所述評價裝置(130)適于探測涉及所述第一外部物體出)的碰撞，所述碰撞至少導(dǎo)致了所述第一外部物體(6)的所述狀態(tài)改變。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的車載感知系統(tǒng)(105)，其中，所述狀態(tài)評估裝置(110)包括適于至少測量所述第一外部物體￠)的所述狀態(tài)的第二傳感器組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的所述車載感知系統(tǒng)(105)，其中，所述第二傳感器組件包括以下中的至少一個雷達傳感器、激光雷達傳感器、攝像頭、立體攝像頭、超聲波傳感器或IR傳感器。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的車載感知系統(tǒng)(105)，其中，所述第一傳感器組件(120)包括多個傳感器。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的車載感知系統(tǒng)(105)，其中，所述第一傳感器組件(120)位于所述車輛(4)的內(nèi)部和/或外部。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的車載感知系統(tǒng)(105)，其中，所述車載感知系統(tǒng)(105)適于對所述車輛(4)的附近區(qū)域(12)考慮兩種并列的交通情況假設(shè)，第一種假設(shè)是正常交通情況，并且第二種假設(shè)是碰撞情況，所述車載感知系統(tǒng)(105)進一步適于基于評估的所述聲音信息并選擇性地基于評估的所述第一外部物體￠)的所述狀態(tài)來選擇所述假設(shè)中的一種。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的車載感知系統(tǒng)(105)，其中，所述車載感知系統(tǒng)(105)的輸出包括對所述第一外部物體￠)的狀態(tài)的估計和/或關(guān)于所述第一外部物體(6)是否及何時受到安全事故影響的信息。
10.一種車輛防撞系統(tǒng)(100),其包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的車載感知系統(tǒng)(105)。
11.一種車輛(4)，其包括根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛防撞系統(tǒng)(100)或根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的車載感知系統(tǒng)(105)。
12.一種用于在車載感知系統(tǒng)(105)中評價第一外部物體(6)的狀態(tài)改變的原因的方法，所述第一外部物體(6)位于搭載所述車載感知系統(tǒng)(105)的所述車輛(4)的附近區(qū)域(12)中，所述方法包括 -利用第一傳感器組件(120)來評估來自所述車輛(4)的附近區(qū)域(12)的聲音信息(210)，以及 -分析所述聲音信息以評價所述第一外部物體￠)的所述狀態(tài)改變的原因(220)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，進一步包括 -測量所述第一外部物體￠)的所述狀態(tài)，以及 -在執(zhí)行對所述第一外部物體￠)的所述狀態(tài)改變的原因的評價時，將測量的所述狀態(tài)與所述聲音信息結(jié)合。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，進一步包括 -給出對所述第一外部物體(6)的狀態(tài)的估計，所述估計是基于所述聲音信息和/或所評估的所述第一外部物體出)的所述狀態(tài)的。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中任一項所述的方法，進一步包括 -對所述附近區(qū)域(12)考慮兩種并列的交通情況假設(shè)，第一種假設(shè)是正常交通情況，并且第二種假設(shè)是碰撞情況，以及 -基于所述聲音信息并選擇性地基于所評估的所述第一外部物體(6)的所述狀態(tài)來選擇所述假設(shè)中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車載感知系統(tǒng)、防撞系統(tǒng)、車輛、物體狀態(tài)改變評價方法。用于車輛(4)的車載感知系統(tǒng)(105)包括-狀態(tài)評估裝置(110)，適于至少評估位于搭載所述車載感知系統(tǒng)(105)的所述車輛(4)的附近區(qū)域(12)中的第一外部物體(6)的狀態(tài)。所述車載感知系統(tǒng)(105)還包括-第一傳感器組件(120)，用于評估聲音信息，以及-評價裝置(130)，適于通過利用評估的所述聲音信息來評價所述第一外部物體(6)的狀態(tài)改變的原因。
文檔編號B60W30/095GK102632887SQ201210027820
公開日2012年8月15日 申請日期2012年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月8日
發(fā)明者克里斯蒂安·阿普勒胡爾特, 安德魯·巴克豪斯, 拉爾斯·哈馬爾斯特蘭德, 馬蒂亞斯·布蘭斯特羅姆 申請人:沃爾沃汽車公司