具有辨識系統的車輛的製作方法
2023-05-06 08:10:26
專利名稱：具有辨識系統的車輛的製作方法
具有辨識系統的車輛
背景技術：
駕駛員過失被認為是45%到75%道路碰撞的原因以及全部碰撞中大多數碰撞的主要因素。車道偏差警告(LDW)使用視覺傳感器檢測車輛相對於車道的位置，並且警告駕駛員非有意的車道偏差。特定的前碰撞警告(FCW)系統使用環境傳感器檢測車輛前方的潛在安全危險，並且提前警告駕駛員。然而，這些已有的駕駛員警告在穩定狀態或準穩定狀態的駕駛條件期間工作。
發明內容
車輛可包括被配置為從車輛附近的標誌物(token)獲得信息並且基於所述信息 對車輛的駕駛員進行分類的辨識系統。所述車輛還可包括與所述辨識系統通信的至少一個控制器，所述至少一個控制器被配置為對駕駛員對車輛的控制進行表徵，並且如果駕駛員分類是特定類型，則記錄所述表徵的歷史。雖然示出並公開了根據本發明的示例實施例，但是這樣的公開不應被解釋為限制本發明。在不脫離本發明的範圍的情況下，預期可進行各種修改和替換設計。
圖I是車輛控制系統的實施例的框圖。圖2是示例車輛速度、牽引和制動簡況的曲線圖。圖3A至圖3C是橫擺角速度和側偏角的示例車輛運動狀態的曲線圖。圖4A至圖4C是示例橫擺、縱向和側滑操作極限餘量的曲線圖。圖5是示例車輛速度、牽引和制動簡況的曲線圖。圖6A至圖6C是橫擺角速度和側偏角的示例車輛運動狀態的曲線圖。圖7A至圖7C是示例橫擺、縱向和側滑操作極限餘量的曲線圖。圖8是基於操作風險因子對四個駕駛員分類進行表徵的示例隸屬函數的曲線圖。圖9A、圖IOA和圖IlA是示例最終操作極限餘量和風險的曲線圖。圖9B、圖IOB和圖IlB是駕駛員風格的示例概率的曲線圖。圖12是平穩和生硬的駕駛行為的示例行列式的曲線圖。圖13A和圖13B分別是針對激進和謹慎駕駛的示例平均間隔時間的曲線圖。圖14A和圖14B分別是針對激進和謹慎駕駛的加速踏板速率的示例標準偏差的曲線圖。圖15A和圖15B分別是針對激進和謹慎駕駛的制動踏板速率的示例標準偏差的曲線圖。圖16A和圖16B分別是針對激進和謹慎駕駛的示例駕駛員指標的曲線圖。圖17是針對激進駕駛的前車和後車之間的示例相對量程、量程誤差以及縱向加速度的曲線圖。
圖18是對圖17的激進駕駛進行表徵的選擇示例參數的曲線圖。圖19是針對謹慎駕駛的前車和後車之間的示例相對量程、量程誤差以及縱向加速度的曲線圖。圖20是對圖19的謹慎駕駛進行表徵的選擇示例參數的曲線圖。圖21至圖23是駕駛員勸導系統的實施例的框圖。詳細描述I、介紹現有車輛電子控制系統的目的是通過辨識駕駛員意圖並協助駕駛員來方便駕駛作業，其中，通過控制車輛安全地、可靠地和平穩地實現駕駛員意圖來協助駕駛員。當駕駛員和電子控制系統共同朝著相同的避免事故的目標工作，並且最大化作為系統的駕駛員參與控制的(driver-in-the-loop)車輛的事故避免能力時,可顯著地提高電子控制系統的控制效率。實現所述目標的一種方式是適時地向駕駛員提供清楚、透明的勸導信息，從而負責任的駕駛員可相應地給予響應。可從一般在車輛中找到的傳感器收集或計算這種勸導信息，所述車輛在駕駛員和電子控制之間實施雙邊的閉路控制。電子控制遵循駕駛員意圖，並且駕駛員響應來自電子控制的勸導信息以修改其駕駛輸入(如鬆開油門、緩減轉向輸入等)。以這種方式，可實現駕駛員和電子控制系統之間的無縫協作，並且可最小化因駕駛員過失造成的潛在安全危險的影響。我們考慮，特別地，車輛穩定性控制的駕駛或操縱條件通常介入接近操作極限而發生的警告。除了在接近操作極限處遇到的問題以外，在此討論的駕駛員勸導系統方式也可用於提高燃料節省，也就是，所述駕駛員勸導系統是可使用勸導和/或指導來幫助駕駛員學習節省燃料的駕駛習慣的系統。我們還討論當車輛接近操作極限時，使用來自車輛穩定性控制的數據來提供實時警告。這可以是可被定義為智能個人提示器(intelligentpersonal minder, IPM)系統的一組警告功能。一般地講，可發送為IPM系統計算的智能以通過包括觸覺踏板、抬頭顯示器(heads-up-display)、音頻警告裝置、語音系統等的各種裝置警告或勸導駕駛員。圖I示出實施例中IPM系統10和車輛14的其他部件/子系統12的交互。其他部件/子系統12可包括車輛傳感器16、18(例如，橫擺角速度傳感器、轉向角傳感器、橫向加速度傳感器、縱向加速度傳感器、輪速傳感器、制動壓力傳感器等)、制動器20和一個或多個控制器22。一個或多個控制器22可包括穩定性控制器24、裁定邏輯26和其他控制器/系統24(例如，防抱死制動系統、牽引力控制系統等)。對於任何控制系統，廠家型號在設計有效的控制策略中可起作用。類似地，駕駛員類型對於生成有效的、合適的駕駛員勸導信號是重要的。因此，會需要駕駛風格表徵。我們討論基於駕駛員的車輛操作能力辨識駕駛員特徵的方法。雖然已經研究了駕駛員類型和駕駛行為表徵，但是我們建議一種可例如基於接近操作極限的駕駛的頻率和持續時間(以及其他技術)來推導駕駛行為/風格和/或駕駛經驗級別的方式。可在各種應用中使用這種駕駛員表徵信息，以下討論其中的一些應用。2、車輛穩定性控制的簡短討論車輛的操作確定車輛的轉彎和操縱能力。車輛需要利用其四個輪胎接地面積貼在路上來使其操作能力最大化。超過自身粘附極限的輪胎會自旋、打滑或滑動。一個或多個輪胎超過其粘附極限的情況可被稱作極限操作條件，並且所述粘附極限可被稱作操作極限。一旦輪胎達到其操作極限，一般駕駛員通常不再有控制能力。在所謂的不足轉向的情況下，車輛對駕駛員的轉向輸入處理不足，其前輪胎超過它們的操作極限，並且車輛繼續前行，而不理會駕駛員的轉向請求。在所謂的過度轉向的情況下，車輛對駕駛員的轉向輸入處理過度，其後輪胎超過它們的操作極限，並且車輛繼續自旋。為了安全的目的，多數車輛被製造為在它們的操作極限不足轉向。為了在駕駛員不能控制處於操作極限或超出操作極限的車輛的情況下對車輛控制進行補償，設計了電子穩定性控制(ESC)系統，以重新分配輪胎受力，從而產生可與駕駛員的轉向請求一致地有效地使車輛轉向的力矩。也就是，控制車輛以避免不足轉向和過度轉向的情況。 自其1995年問世起，已經在各種平臺上實施ESC系統。在2010車型年期間進行階段引入並且在2012車型年實現全面安裝，聯邦機動車安全標準126在額定總重量10，000磅以下的任何車輛上要求ESC系統。ESC系統可實施為防抱死制動系統(ABS)和全速牽引 力控制系統(TCS)的擴展。他們可圍繞駕駛員意圖向車輛動力提供橫擺和橫向穩定性協助。他們還可均衡各車輪的制動壓力(高於或低於駕駛員施加的壓力)以產生主動力矩，從而阻礙未預料的車輛的橫擺和側滑運動。這導致增強在制動、加速或溜車期間對任何牽引表面在操作極限的轉向控制。更具體地，當前ESC系統將駕駛員意圖的路徑與從車載傳感器推斷的實際車輛響應進行比較。如果車輛的響應不同於意圖的路徑(不足轉向或過度轉向)，則ESC控制器在選擇的車輪處施加制動，並且如果需要車輛保持在意圖的路徑之上並且最小化對車輛的控制的損失，則縮小發動機扭矩。可使用在ESC系統中已有的數據檢測極限操作條件，所以可不需要新的傳感器。例如，考慮配備有使用以下傳感器的ESC系統的車輛橫擺角速度傳感器、轉向輪傳感器、橫向加速度表、輪速傳感器、主氣缸制動壓力傳感器、縱向加速器等。如IS0-8855中定義，在坐標系中定義車輛運動變量，其中，在車體上固定的支架具有向上的豎軸、沿著車體縱向方向的縱軸以及從乘客側指向駕駛員側的橫軸。一般地講，可從單獨的運動變量(如橫擺角速度、側偏角)或者它們的組合連同其他控制命令(如駕駛員制動、發動機扭矩請求、ABS、TCS)中的裁定來計算車輛級反饋控制。以下討論車輛級控制命令。熟知的自行車模型記錄了車輛動力學、其沿著車體豎軸上的橫擺角速度ωζ和在其後軸定義的側偏角βρ所述自行車模型遵循以下等式I2 = 一 b fc f {fir +.b.ziv;1 -S)+ brcrfir + Ms+ vsfir + bf&t + a)zvx)=-cf{fir + bm2v^ -S)-crfir其中，vx是車輛的行駛速度，M和Iz是車輛的總重量和慣性橫擺力矩，Cf和(；是前輪胎和後輪胎的側偏剛度，bf和\是從車輛的重心到前軸和後軸的距離，b = bf+br, Mz是施加給車輛的有效力矩，並且S是前方向盤轉角。可使用測量的方向盤轉角δ和估算的行駛速度Vx作為輸入，從(I)計算用於反映駕駛員轉向意圖的目標橫擺角速度《zt和目標側偏角βΛ。在此計算中，我們假設車輛在正常表麵條件(例如，具有正常側偏剛度Cf和(；的高摩擦係數)的道路下被駕駛。可執行用於穩定狀態極限轉彎的信號調整、濾波和非線性糾正，以細調目標橫擺角速度和目標側偏角。這些計算的目標值對在正常道路表面上駕駛員意圖的路徑進行表徵。橫擺角速度反饋控制器基本上是從橫擺誤差(測量的橫擺角速度和目標橫擺角速度之間的差)有效計算的反饋控制器。如果車輛正在向左轉並且ωζ彡ωζ +Cozdbtjs (其中，《zdbs是時變死區)，或者車輛正在向右轉並且ωζ < ωζ -COzdbtjs，則車輛正在過度轉向並且激活ESC中的過度轉向控制功能。例如，可如下計算(為了降低過度轉向趨勢而施加給車輛的)主動扭矩請求向左轉期間MZ= min (O，-kos (ω ζ- ω zt- ω zdbos))向右轉期間MZ= max (0, -kos (ω z- ω zt+ ω zdbos))(2)其中，kos是可如下定義的速度相關增益
權利要求
1.一種車輛,包括 辨識系統，置於車內，並且被配置為從車輛附近的標誌物獲得信息並基於所述信息對車輛的駕駛員進行分類； 傳感器組，置於車內，並且被配置為測量表示車輛的當前操作條件和車輛的極限操作條件的多個參數；和 至少一個控制器，與辨識系統和傳感器組通信，並且被配置為確定車輛的當前操作條件和極限操作條件之間的餘量，並且被配置為如果駕駛員分類是特定類型，則記錄所述餘量的歷史。
2.如權利要求I所述的車輛，其中，所述至少一個控制器還被配置為基於所述餘量對駕駛員對車輛的動態控制進行表徵並且記錄所述表徵的歷史。
3.如權利要求2所述的車輛，其中，所述基於所述餘量對駕駛員對車輛的動態控制進行表徵包括確定所述餘量落入預定範圍的時間長度，並且記錄所述餘量落入預定範圍的時間長度的歷史。
4.如權利要求I所述的車輛，還包括接口，被配置為提供對記錄的餘量的歷史的訪問。
5.如權利要求I所述的車輛，其中，辨識系統被配置為從射頻標識晶片和蜂窩電話中的至少一個獲得信息。
6.一種車輛，包括 辨識系統，置於車內，並且被配置為從車輛附近的標誌物獲得信息並基於所述信息對車輛的駕駛員進行分類； 至少一個控制器，與辨識系統通信，並且被配置為 基於駕駛員扭矩請求的歷史和駕駛員扭矩請求改變的相關速率建立駕駛員行為的分類， 基於當前的駕駛員扭矩請求以及駕駛員扭矩請求改變的相關速率將當前駕駛員行為分類為建立的分類之一，並且 如果駕駛員分類是特定類型，則記錄所述分類的歷史。
7.如權利要求6所述的車輛，還包括接口，被配置為提供對記錄的分類的歷史的訪問。
8.如權利要求6所述的車輛，其中，辨識系統被配置為從射頻標識晶片和蜂窩電話中的至少一個獲得信息。
9.如權利要求6所述的車輛，其中，所述基於駕駛員扭矩請求的歷史和駕駛員扭矩請求改變的相關速率建立駕駛員行為的分類包括基於駕駛員扭矩請求的歷史的平均和標準偏差以及駕駛員扭矩請求改變的相關速率定義分類閾值。
10.一種車輛，包括 加速踏板，具有一定的位置； 制動踏板，具有一定的位置； 辨識系統，置於車內，並且被配置為從車輛附近的標誌物獲得信息並基於所述信息對車輛的駕駛員進行分類； 至少一個控制器，被配置為確定所述車輛和另一車輛之間的間隔時間； 確定加速踏板和制動踏板的位置中的至少一個的改變的速率的變化性； 基於所述間隔時間和改變速率的變化性對駕駛員對車輛的縱向控制進行表徵，並且 如果駕駛員分類是特定類型，則記錄所述表徵的歷史。
11.如權利要求10所述的車輛，還包括前方感測系統，被配置為檢測車輛之間的距離。
12.如權利要求11所述的車輛，其中，所述確定所述車輛和另一車輛之間的間隔時間是基於車輛之間的距離和所述車輛的速度。
13.如權利要求10所述的車輛，其中，所述基於所述間隔時間和改變的速率的變化性對駕駛員對車輛的縱向控制進行表徵包括，通過對間隔時間和所述改變的速率的變化性的分類進行基於規則的評價來生成駕駛員指標。
14.如權利要求13所述的車輛，其中，駕駛員指標的值表示對車輛的縱向控制的類型。
15.如權利要求10所述的車輛，還包括接口，被配置為提供對記錄的表徵的歷史的訪問。
16.如權利要求10所述的車輛，其中，辨識系統被配置為從射頻標識晶片和蜂窩電話中的至少一個獲得信息。
17.—種車輛，包括 辨識系統，置於車內，並且被配置為從車輛附近的標誌物獲得信息並基於所述信息對車輛的駕駛員進行分類； 至少一個控制器，與辨識系統通信，並且被配置為 基於所述車輛和另一車輛之間的距離和相對速度以及所述車輛的縱向加速度對駕駛員對車輛的縱向控制進行表徵，並且 如果駕駛員分類是特定類型，則記錄所述表徵的歷史。
18.如權利要求17所述的車輛，還包括接口，被配置為提供對記錄的表徵的歷史的訪問。
19.如權利要求17所述的車輛，其中，辨識系統被配置為從射頻標識晶片和蜂窩電話中的至少一個獲得信息。
20.如權利要求17所述的車輛，其中，基於所述車輛之間的距離和相對速度以及所述車輛的縱向加速度對駕駛員對車輛的縱向控制進行表徵包括確定駕駛員對車輛之間的距離的改變的響應時間。
全文摘要
車輛可包括辨識系統，所述辨識系統被配置為從車輛附近的標誌物獲得信息並基於所述信息對車輛的駕駛員進行分類。車輛還可包括與所述辨識系統通信的至少一個控制器，所述至少一個控制器被配置為對駕駛員對車輛的控制進行表徵並且如果駕駛員分類是特定類型，則記錄所述表徵的歷史。
文檔編號B60Q1/00GK102883912SQ200980162123
公開日2013年1月16日 申請日期2009年10月30日 優先權日2009年10月30日
發明者迪米塔·彼特諾夫·菲利夫, 呂健波, 誇庫·O·普拉卡-阿桑特, 曾福林 申請人:福特全球技術公司