避免后方交叉交通碰撞的系统和方法

摘要

一种用于避免后方交叉交通碰撞的系统和方法，所述系统包括：障碍物检测单元，通过接收从障碍物的反射点反射的电磁波来检测所述障碍物的位置；方向估算单元，基于由所述障碍物检测单元检测到的所述障碍物的位置来估算所述障碍物的行进方向；以及碰撞确定单元，基于由所述方向估算单元估算的所述障碍物的行进方向来确定与所述障碍物发生碰撞的可能性。根据本公开，所述避免后方交叉交通碰撞的系统和方法解决了错误地确定车辆很可能与沿平行于车辆的方向移动的障碍物发生碰撞的问题。

说明书

技术领域

本发明构思涉及一种避免后方交叉交通碰撞的系统和方法。更具体地，本发明构思涉及一种在车辆驻车或倒车时检测行进方向与该车辆的行驶方向相交的障碍物，并向驾驶员警告该障碍物的系统和方法。

背景技术

随着车辆自动驾驶相关的先进技术的发展，考虑到驾驶员的便利性和安全性，已研发出了各种车辆安全技术。这些安全技术已应用于实际车辆。

具体地，已经研发出用于确定特定车辆与另一车辆或障碍物之间的碰撞的可能性并因此警告该特定车辆的驾驶员或控制该特定车辆的技术。在这些技术中，后方交叉交通碰撞警告(Rear-Cross Traffic Collision Warning，RCCW)功能是一种在车辆驻车或倒车时识别从侧面靠近的障碍物并警告驾驶员的功能。

然而，后方交叉交通碰撞警告功能通过使用雷达识别接近特定车辆的障碍物。因此，存在由雷达通过反射识别的障碍物上的反射点的位置会根据到特定车辆的距离而变化的问题。

因此，在相关技术中，当向雷达给回反射的障碍物上的反射点移动时，会错误地识别出平行于该特定车辆行进的障碍物将与该特定车辆碰撞。

前述内容仅旨在帮助理解本公开的背景，而并非旨在表示本公开落入本领域技术人员已知的相关技术的范围之内。

发明内容

本公开旨在提供一种用于避免后方交叉交通碰撞的系统，以解决错误地确定车辆可能与平行于车辆纵向方向行进的障碍物发生碰撞的问题。

本发明构思的附加特征将在下面的描述中阐述，并且部分地将从该描述中变得显而易见，或者可以通过实践本发明构思来获知。

根据本公开，提供了一种用于避免后方交叉交通碰撞的系统，该系统包括：障碍物检测单元，通过接收从障碍物的反射点反射的电磁波来检测所述障碍物的位置；方向估算单元，基于由所述障碍物检测单元检测到的所述障碍物的位置来估算所述障碍物的行进方向；以及碰撞确定单元，基于由所述方向估算单元估算的所述障碍物的行进方向来确定与所述障碍物发生碰撞的可能性。

所述障碍物检测单元可以连接至设置在车辆的相对后端中的每一端处的雷达传感器，并且检测位于所述车辆后方或侧方的所述障碍物的位置。

所述方向估算单元可以收集由所述障碍物检测单元检测到的所述障碍物的多个位置，并且使用收集的所述障碍物的多个位置来计算所述障碍物的纵向位置的变化和所述障碍物的横向位置的变化之间的比率，从而估算所述障碍物的行进方向。

所述方向估算单元可以计算在首次检测到的所述障碍物的初始位置与所述障碍物的当前位置之间发生的所述纵向位置的变化与所述横向位置的变化之间的比率，从而实时估算所述障碍物的行进方向。

当估算的所述障碍物的行进方向与车辆的横轴之间的接近角在预设角度范围内时，所述碰撞确定单元确定不存在与所述障碍物发生碰撞的可能性。

所述障碍物检测单元可以通过使用检测到的所述障碍物的位置计算从所述车辆到所述障碍物的横向距离或所述障碍物的横向速度，并且当到所述障碍物的横向距离的变化量或所述障碍物的横向速度的变化量等于或小于预设变化量时，所述碰撞确定单元确定不存在与所述障碍物发生碰撞的可能性。

所述系统还可以包括：可靠性评估单元，其收集由所述方向估算单元估算的所述障碍物的多个行进方向，并通过使用收集的行进方向的数目和收集的行进方向之间的方差或标准差来评估所述障碍物的行进方向的估算可靠性等级，其中，当由所述可靠性评估单元评估的所述估算可靠性等级等于或大于预设可靠性等级时，所述碰撞确定单元基于所述障碍物的行进方向来确定与所述障碍物发生碰撞的可能性。

所述障碍物检测单元可以通过使用检测到的所述障碍物的位置来计算从车辆到所述障碍物的横向距离和所述障碍物的横向速度，以及所述碰撞确定单元基于计算出的所述横向距离和计算出的所述横向速度来计算碰撞时间，并且当所述障碍物位于预设区域内并且所述碰撞时间等于或小于预设时间，可以确定存在与所述障碍物发生碰撞的可能性。

所述碰撞确定单元可以基于所述障碍物的行进方向，通过使用先前检测到的所述障碍物的横向速度和当前检测到的所述障碍物的横向速度来设置所述障碍物的横向速度。

所述碰撞确定单元可以基于所述障碍物的行进方向调整所述预设区域，以便从所述预设区域中排除与所述车辆相邻的部分区域。

所述系统还可以包括通知提供单元，当由所述碰撞确定单元确定存在与所述障碍物发生碰撞的可能性时，向车辆的驾驶员提供通知。

根据本公开，提供了一种避免后方交叉交通碰撞的方法，所述方法包括：由车辆接收从障碍物的反射点反射的电磁波，并检测所述障碍物的位置；根据检测到的所述障碍物的位置来估算所述障碍物的行进方向；以及根据检测到的所述障碍物的位置或估算的所述障碍物的行进方向，确定与所述障碍物发生碰撞的可能性。

根据本公开，所述避免后方交叉交通碰撞的系统和方法解决了错误地确定车辆很可能与沿平行于车辆的方向移动的障碍物发生碰撞的问题。

应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步理解，被并入本说明书中和构成本说明书的一部分，附图示出了本发明的示例性实施例，并且与说明书一起用于解释本发明构思。本公开的上述和其他目的、特征以及其他优点将从与附图一起的以下详细描述中得到更加清楚地理解，其中：

图1是示出根据本公开的实施例的用于避免后方交叉交通碰撞的系统的框图。

图2是示出根据本公开的实施例的避免后方交叉交通碰撞的方法的流程图。

图3是示出当障碍物和车辆彼此平行行进时，与车辆相距较长距离和较短距离的障碍物的反射点和主反射点的图。

图4是示出根据本公开的实施例的预设区域的图。

图5是示出根据本公开的实施例的估算障碍物的行进方向的方法的图。

图6是示出根据障碍物的接近角的障碍物的行进方向的曲线图。

图7是示出根据本公开的实施例的可靠性等级的曲线图。

图8是示出本公开的实施例的预设区域中的变化的图。

具体实施方式

除非另有说明，否则说明的示例性实施例应被理解为提供可以在实践中实施本发明构思的一些方式的变化细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则可以将各种实施例的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(在下文中单独或统称为“元件”)进行组合、分离、互换和/或重新布置，而不脱离本发明构思。

通常在附图中使用剖面线和/或阴影来阐明相邻元素之间的边界。这样，除非另有说明，无论是否存在剖面线或阴影都不能传达或表明对元素的特定材料、材料属性、尺寸、比例、所示元件之间的共性和/或任何其他特性、属性、性质等的优选或要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可能夸大了元件的尺寸和相对尺寸。当示例性实施例可以以不同的方式实现时，可以以不同于所描述的顺序执行特定处理顺序。例如，两个连续描述的过程可以大体上同时执行或以与所描述的顺序相反的顺序执行。同样，相同的参考数字表示相同的元件。

为了本公开的目的，“X，Y和Z中的至少一者”和“选自X，Y和Z组成的组中的至少一者”可以被解释为仅X、仅Y、仅Z、或X，Y和Z中两个或多个的任意组合，例如XYZ、XYY、YZ和ZZ。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。

空间相对术语，例如“之下”、“下方”、“下面”、“低于”、“上方”、“上面”、“之上”、“高于”、“侧面”(例如，如“侧壁”)等，在本文中可用于描述性目的，从而如图中所示描述一个元件与另一元件的关系。空间相对术语旨在涵盖除附图中描绘的方位以外的设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以包括上方和下方两个方位。此外，该装置可以以其他方式定向(例如，旋转90度或以其他方向)，并且因此，相应地解释本文中所使用的空间相对描述符。

还应注意的是，如本文所用，术语“大体上”、“大约”和其他类似术语被用作近似术语而不是程度术语，并且因此被用于解释能够由本领域的普通技术人员认可的对于测量的、计算的和/或提供的值的固有偏差。

作为本领域的惯例，在附图中根据功能块、单元和/或模块来描述和示出一些示例性实施例。本领域技术人员将理解，这些块、单元和/或模块由电子(或光学)电路物理地实现，例如逻辑电路、分立组件、微处理器、硬连线电路、存储元件、接线等等，其可以使用基于半导体的制造技术或其他制造技术来形成。在由微处理器或其他类似硬件实施块、单元和/或模块的情况下，可以使用软件(例如，微代码)对它们进行编程和控制以执行本文所讨论的各种功能，并且可以可选地由固件和/或软件驱动。也可以设想每个块、单元和/或模块可以由专用硬件来实现，或者实现为执行某些功能的专用硬件与执行其他操作的处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关电路)的组合。而且，在不脱离本发明构思范围的情况下，一些示例性实施例的每个块、单元和/或模块可以在物理上被分成两个或更多相互作用和离散的块、单元和/或模块。此外，在不脱离本发明构思的范围的情况下，一些示例性实施例的块、单元和/或模块可以物理地组合成更复杂的块、单元和/或模块。

在说明书或申请中描述的发明构思的实施例的具体结构和功能描述仅出于对于发明构思的实施例的说明性目的。本发明构思的实施例可以以许多不同的形式来体现，并且本说明书或申请的实施例不应被解释为限制本发明构思。

因为本公开的实施例可以以各种方式修改并且可以具有各种形式，所以特定的实施例在附图中示出并且将在说明书或申请中详细描述。然而，根据本发明构思的概念的实施例不应被解释为限于特定公开，并且应当理解为包括了落入本公开的想法和技术范围内的所有修改、等同或替代。

在说明书中使用的“第一”、“第二”等术语可以用来描述各种元件，但是这些元件不应被解释为限于这些术语。这些术语仅用于区分一个元件和另一个元件。例如，在不脱离本发明构思的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件。类似地，第二元件也可以被称为第一元件。

将理解的是，当一个元件被称为“耦合”或“连接”到另一个元件时，它可以直接耦合或连接到另一个元件，或者在其之间可以存在中间元件。相反，将理解的是，当元件被称为“直接耦合”或“直接连接”至另一元件时，不存在中间元件。应该以相同的方式来解释用于描述元件之间的关系的其他词语，例如“在...之间”、“直接在...之间”、“相邻”和“直接相邻”。

在本说明书中使用的术语仅用于描述特定实施例，并且无意于限制本发明构思。如本文所使用的，除非上下文另外明确指出，单数形式的“一个”、“一种”和“该”也意图包括复数形式。应该理解的是，诸如“包括”、“具有”等术语旨在指示本说明书中公开的特征、数字、步骤、动作、元件、部件或其组合的存在，并不旨在排除可能存在或可以添加一个或多个其他特征、数字、步骤、动作、元素、部件或其组合的可能性。

除非另有定义，否则本文所使用的所有包括技术术语和科学术语的术语与发明构思所属领域的技术人员通常理解的含义相同。将进一步理解的是，除非本文明确地定义，否则本文中使用的术语应被解释为具有与其在本说明书上下文和相关技术中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过度正式的含义来解释。

在下文中，将参考附图详细描述本发明构思的示例性实施例。在所有附图中，相同的附图标记表示相同的构件。

图1是示出了根据本发明构思的实施例的用于避免后方交叉交通碰撞的系统100的框图。图2是示出根据本发明构思的实施例的避免后方交叉交通碰撞的方法的流程图。

参照图1和图2，根据本发明构思的实施例，提供了一种用于避免后方交叉交通碰撞的系统，该系统包括：障碍物检测单元20，通过接收从障碍物B的反射点反射的电磁波来检测障碍物B的位置(如图3所示)；方向估算单元30，基于由障碍物检测单元20检测到的障碍物B的位置，来估算障碍物B的行进方向；以及碰撞确定单元40，基于由障碍物检测单元20检测到的障碍物B的位置或由方向估算单元30估算的障碍物B的行进方向，来确定与障碍物B发生碰撞的可能性。

根据本发明构思的示例性实施例的障碍物检测单元20、方向估算单元30，碰撞确定单元40，可靠性评估单元50和通知提供单元60可以通过非易失性存储器(未示出)和处理器(未示出)实施，其中非易失性存储器被配置为存储与被配置为控制车辆的各种元件的操作的算法或被配置为再现该算法的软件指令有关的数据，并且处理器被配置为通过使用存储在存储器中的数据来执行以下描述的操作。在此，存储器和处理器可以实现为单独的芯片。可替代地，存储器和处理器可以实现为集成单芯片。处理器可以以一个或多个处理器的形式被提供。

另外，根据本发明构思的实施例，提供了一种避免后方交叉交通碰撞的方法，该方法包括，在操作S100，由车辆A接收从障碍物B的反射点反射的电磁波，并且检测障碍物B的位置；在操作S200，基于检测到的障碍物B的位置来估算障碍物B的行进方向；在操作S300，基于检测到的障碍物B的位置或由方向估算单元30所估算的障碍物B的行进方向来确定与障碍物B发生碰撞的可能性。

障碍物检测单元20检测障碍物B的位置。可以使用诸如雷达传感器10、超声传感器、激光雷达传感器等的各种传感器来检测障碍物B的位置。障碍物检测单元20检测相对于车辆A的障碍物B的相对位置，并计算从车辆A到障碍物B的距离。

障碍物检测单元20通过发送电磁波并接收从障碍物B的反射点反射的电磁波来检测障碍物B的位置。特别地，可以在车辆A的后端提供发送或接收电磁波的传感器。

具体地，障碍物检测单元20连接至设置在车辆A的相对后端中的每一端处的雷达传感器10，并且检测位于车辆A后方或侧方的障碍物B的位置。

雷达传感器10向障碍物B发射诸如微波的电磁波，并接收从障碍物B反射的电磁波，从而检测相对于障碍物B的距离、方向、高度等。雷达传感器10设置在车辆A的相对侧，并且可以设置在车辆A的后端。雷达传感器10的检测区域可以是从车辆A的后方延伸到相对侧的角度范围。

另外，障碍物检测单元20可以检测障碍物B的多个位置，并且可以使用检测到的障碍物B的位置变化来计算障碍物B的速度。特别地，障碍物检测单元20可以将车辆A与障碍物B之间的距离分开，并且将障碍物B的速度分成纵向分量和横向分量。

碰撞确定单元40可通过使用基于障碍物B的位置和障碍物B的另一个位置计算的车辆A与障碍物B之间的距离和障碍物B的速度来确定车辆A与障碍物B之间发生碰撞的可能性。

根据本发明构思的实施例，碰撞确定单元40可以基于由方向估算单元30估算的障碍物B的行进方向来确定与障碍物B发生碰撞的可能性。具体地，尽管可以根据由障碍物检测单元20检测到的障碍物B的位置和障碍物B的另一个位置计算出的车辆A和障碍物B之间的距离以及障碍物B的速度来确定存在碰撞的可能性，但是考虑到由方向估算单元30估算的障碍物B的行进方向，碰撞确定单元40可以确定在车辆A和障碍物B之间不存在发生碰撞的可能性。

图3是示出当障碍物B和车辆A彼此平行行进时，与车辆A相距较长距离和较短距离的障碍物B的反射点和主反射点的图。

如图3所示，设置在车辆A的后端处的雷达传感器10可以检测位于车辆A后方和侧方的障碍物B的位置。障碍物B的反射点可以位于与车辆A相邻的前部和侧部。

具体地，当障碍物B位于距车辆A的后部为长距离时，主反射点位于障碍物B的前部。当障碍物B位于距车辆A为短距离时，主反射点位于障碍物B的侧部。当障碍物B距离车辆A至少一个或多个车长，直至障碍物B超越车辆A的点处，可以认为是长距离。当障碍物B正在超越车辆A并且障碍物B的某些部分跨越车辆A时，可以认为是短距离。

根据相关技术，存在如下问题。当障碍物B在横向方向上与车辆A间隔开并且平行于车辆A的纵向方向行进时，在障碍物B与车辆A之间不存在发生碰撞的可能性。然而，作为对于车辆A的主反射点在横向方向上移动时，错误地确定障碍物B在横向方向上行驶。

此处，车辆A的纵向方向是指车辆A的全长方向。车辆A的横向方向是指车辆A的全宽方向(如图4所示)。主反射点是指在障碍物B的反射点中被检测为最接近车辆A的反射点，或者是指反射了接收信号的具有最高电平的电磁波的反射点。

因此，根据本发明构思的实施例的碰撞确定单元40可以基于由方向估算单元30估算的障碍物B的行进方向来确定与障碍物B发生碰撞的可能性。

障碍物检测单元20使用检测到的障碍物B的位置来计算从车辆A到障碍物B的横向距离和障碍物B的横向速度。碰撞确定单元40基于计算出的横向距离和计算出的横向速度来计算碰撞时间。当障碍物B位于预设区域内并且碰撞时间等于或小于预设时间时，碰撞确定单元40确定存在与障碍物B发生碰撞的可能性。

具体地，障碍物检测单元20可以基于障碍物B的位置来计算从车辆A到障碍物B的距离以及障碍物B的速度。特别地，障碍物检测单元20可以通过使用到检测到的障碍物B的位置的距离及其方向，将到障碍物B的距离和障碍物B的速度分为纵向分量和横向分量。

碰撞确定单元40基于计算出的横向距离和计算出的横向速度来计算碰撞时间。当障碍物B位于预设区域内并且碰撞时间等于或小于预设时间时，碰撞确定单元40确定存在与障碍物B发生碰撞的可能性。

图4是示出根据本发明构思的实施例的预设区域400的图。

图4示出了通过设置在车辆A的右后端的雷达传感器10检测的对于障碍物B的预设区域400。通过设置在车辆的左后端的雷达传感器10检测的对于障碍物B的不同预设区域可以被预设为与上述预设区域相对称。

另外，碰撞确定单元40计算碰撞时间(time to collision，TTC)，并且当计算的碰撞时间等于或小于预设时间时，碰撞确定单元40确定存在与障碍物B发生碰撞的可能性。作为一个实施例，可以使用以下等式来计算碰撞时间。

k:第k个雷达帧

TTC:碰撞时间

特别地，当障碍物B位于预设区域内并且同时碰撞时间等于或小于预设时间时，碰撞确定单元40确定存在与障碍物B发生碰撞的可能性。

图5是示出根据本发明构思的实施例的估算障碍物B的行进方向的方法的图500。图6是示出根据障碍物B的接近角的障碍物B的行进方向的曲线图。

参考图5和图6，方向估算单元30收集由障碍物检测单元20检测到的障碍物B的多个位置，并且使用收集的障碍物B的位置来计算障碍物B的纵向位置的变化和障碍物B的横向位置的变化之间的比率，从而估算障碍物B的行进方向。

障碍物检测单元20实时检测障碍物B的位置，因此检测到障碍物B的多个位置。方向估算单元30通过使用障碍物检测单元20的多个位置来计算障碍物B的位置变化。作为一个实施例，方向估算单元30可以通过使用障碍物B的当前位置和先前检测到的位置之间的变化来估算障碍物B的行进方向。

特别地，方向估算单元30计算在首次检测到的障碍物B的初始位置与障碍物B的当前位置之间发生的纵向位置的变化与横向位置的变化之间的比率，从而实时估算障碍物B的行进方向。

具体地，障碍物B的接近角θ

因为使用了从障碍物B的初始位置到当前位置的变化量，所以即使用于识别障碍物B的反射点发生变化，接近角θ

如图6所示，当接近角θ

当估算的障碍物B的行进方向与车辆A的横轴之间的接近角θ

预设角度范围可以被预设为大于当障碍物B平行于车辆A行进时由主反射点的移动引起的接近角θ

图7是示出根据本发明构思的实施例的可靠性等级的曲线图。

参考图7，该系统还包括可靠性评估单元50，该可靠性评估单元50收集由方向估算单元30估算的障碍物B的多个行进方向，并通过使用收集的行进方向的数目和收集的行进方向之间的方差或标准差来评估障碍物B的行进方向的估算可靠性等级。此外，当由可靠性评估单元50评估的估算可靠性等级等于或大于预设可靠性等级时，碰撞确定单元40基于障碍物B的行进方向来确定与障碍物B发生碰撞的可能性。

如图7所示，障碍物B的行进方向的估算可靠性等级γ

障碍物B的行进方向的估算可靠性等级与收集的行进方向的数量成正比，并且与收集的行进方向之间的方差或标准差σ

当由可靠性评估单元50评估的估算可靠性等级等于或大于预设可靠性等级时，碰撞确定单元40基于障碍物B的行进方向确定与障碍物B发生碰撞的可能性。

具体地，当估算的可靠性等级等于或大于预设可靠性等级并且根据障碍物B的行进方向的接近角在预设角度范围内时，确定不存在与障碍物B的发生碰撞的可能性。

作为一个实施例，当确定根据障碍物B的行进方向的接近角θ

根据另一实施例，碰撞确定单元40可以基于行进方向的障碍物B，通过使用先前检测到的障碍物B的横向速度和当前检测到的障碍物B的横向速度来设置障碍物B的横向速度。

具体地，当使用障碍物B的横向速度计算出的碰撞时间在预设时间内时，碰撞确定单元40确定存在发生碰撞的可能性。

因此，当确定根据障碍物B的行进方向的接近角θ

Y

在此，Y

因子α和β可以被预设为满足等式α+β＝1。

图8是示出本发明构思的实施例的预设区域中的变化的图。

参照图8，碰撞确定单元40可以将先前的预设区域修改为另一预设区域800，以基于障碍物B的行进方向，从另一预设区域800中排除与车辆A相邻的一部分区域。

具体地，当确定根据障碍物B的行进方向的接近角在预设角度范围内时，修改先前的预设区域400以便使其比之前更小。特别地，可以修改先前的预设区域400，以便排除在纵向方向上与车辆A的后部相邻的区域。即，可以修改先前的预设区域400使其被定义为在后向方向上与车辆A间隔预定距离，并且在横向方向上间隔预定距离。

因此，当障碍物B在车辆A的后方行进并且位于距车辆A为短距离并且主反射点也移动时，确定不存在发生碰撞的可能性。

该系统还包括通知提供单元60，当由碰撞确定单元40确定存在与障碍物B发生碰撞的可能性时，该通知提供单元60向驾驶员提供通知。通知提供单元60可以通过使用诸如仪表盘、音频、视频和导航(Audio，Video，Navigation，AVN)等的设备，以视觉方式、触觉方式、振动方式等提供通知。

通知提供单元60确定车辆A是否处于R档(倒车档)。仅当车辆A处于R档时，通知提供单元60才向驾驶员提供通知。

作为另一实施例，障碍物检测单元20、方向估算单元30或碰撞确定单元40确定车辆A是否处于R档。仅在R档的情况下，才检测障碍物B，估算方向或确定发生碰撞的可能性。

尽管已经出于说明性目的描述了本发明构思的特定实施例，但是本领域技术人员将理解，在不脱离如附图中公开的本公开的技术思想的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。