碰撞預測設備和碰撞預測方法
2023-05-23 00:29:56
專利名稱：碰撞預測設備和碰撞預測方法
技術領域：
本發明涉及一種用於預測本車輛與碰撞目標是否會碰撞的碰撞預測設備和碰撞預測方法。
背景技術：
關於碰撞預測系統，例如在日本專利未審定公開No.8-254576中公開了相關領域技術。在相關領域技術的碰撞預測系統中，超聲波被傳輸，並且從用於接收從障礙物(主體目標)中反射的都卜勒波所需的時間中以高精確度計算出本車輛相對於存在於本車輛周圍的特定障礙物(主體目標)的相對速度。為了計算相對速度，該碰撞預測系統均分用作用於計算相對速度的基礎的數據以便於選擇有效數據。隨後，所述系統還均分所選擇的有效數據，並且採納通過均分而獲得的平均值數據，以便於計算高度精確的相對速度。基於高度精確的相對速度，所述系統預測(預報)與特定障礙物(主體目標)的碰撞。
前述碰撞預測系統作出關於本車輛相對於檢測到的特定障礙物(主體目標)的碰撞的預測(預報)。因此，如果存在可能與本車輛碰撞的多個障礙物(主體目標)並且所述障礙物(主體目標)瞬間由其它障礙物(主體目標)取代，則所述系統有時不能關於碰撞作出準確預測。通常是這樣的情況，即，存在多個有可能與本車輛碰撞的碰撞目標。優選從所述碰撞目標中相繼並精確地選擇出具有與本車輛碰撞的高可能性的碰撞目標，並且優選作出關於選定的碰撞目標與本車輛碰撞的準確預測。
發明內容
為了解決前述問題而提出了本發明，並且提供了一種碰撞預測設備，該碰撞預測設備精確地選擇具有與本車輛碰撞的高可能性的碰撞目標並且精確地預測所選定的碰撞目標與本車輛的碰撞。
本發明的一個方面提供了一種碰撞預測設備。所述碰撞預測設備包括用於檢測存在於本車輛的路線上並且具有與本車輛碰撞的可能性的多個主體目標的主體目標檢測裝置；用於檢測本車輛與由所述主體目標檢測裝置檢測的每個主體目標之間的相對量的相對量檢測裝置；用於通過使用所述相對量檢測裝置檢測的本車輛與每個主體目標之間的相對量來預測和計算每個主體目標與本車輛碰撞之前的碰撞時間的碰撞時間計算裝置；用於至少基於由所述碰撞時間計算裝置計算的每個主體目標的碰撞時間來選擇具有與本車輛碰撞的高可能性的碰撞主體目標的碰撞主體目標選擇裝置；以及用於通過使用所述碰撞主體目標的碰撞時間來預測由所述碰撞主體目標選擇裝置選擇的碰撞主體目標與本車輛之間的碰撞的碰撞預測裝置。
本發明的一個方面，所述碰撞預測設備包括用於檢測存在於本車輛的路線上並具有與本車輛碰撞的可能性的多個主體目標的主體目標檢測器部分；用於檢測本車輛與由所述主體目標檢測器部分檢測的每個主體目標之間的相對量的相對量檢測器部分；用於通過使用所述相對量檢測器部分檢測的本車輛與每個主體目標之間的相對量來預測和計算每個主體目標與本車輛碰撞之前的碰撞時間的碰撞時間計算器部分；用於至少基於由所述碰撞時間計算器部分計算的每個主體目標的碰撞時間來選擇具有與本車輛碰撞的高可能性的碰撞主體目標的碰撞主體目標選擇器部分；以及用於通過使用所述碰撞主體目標的碰撞時間來預測由所述碰撞主體目標選擇器部分選擇的碰撞主體目標與本車輛之間的碰撞的碰撞預測器部分。
在該設備中，碰撞主體目標選擇裝置可選擇在由碰撞時間計算裝置計算的主體目標的碰撞時間中具有最短碰撞時間的主體目標作為碰撞主體目標。
本發明的另一個方面提供了一種碰撞預測方法。所述碰撞預測方法包括以下步驟檢測存在於本車輛的路線上並具有與本車輛碰撞的可能性的多個主體目標；檢測本車輛與所檢測的每個主體目標之間的相對量；通過使用本車輛與每個主體目標之間的所檢測的相對量來預測和計算每個主體目標與本車輛碰撞之前的碰撞時間；至少基於每個主體目標的所計算的碰撞時間來選擇具有與本車輛碰撞的高可能性的碰撞主體目標；以及使用所述碰撞主體目標的碰撞時間來預測所選擇的碰撞主體目標與本車輛之間的碰撞。
在該方法中，可選擇在相對於所述主體目標計算的碰撞時間中具有最短碰撞時間的主體目標作為碰撞主體目標。
根據以上所述的碰撞預測設備和碰撞預測方法，在存在於本車輛前方的多個主體目標中，可精確地選擇出具有與本車輛碰撞的高可能性的主體目標，並且使用本車輛與主體目標之間的相對量可預測出本車輛與所述主體目標的碰撞。因此，可提高碰撞預測的精確度。
在碰撞預測設備中，所述碰撞主體目標選擇裝置可重新設定已經選擇的碰撞主體目標的選擇，並可重新選擇碰撞主體目標。在碰撞預測方法中，可重新設定已經選擇的碰撞主體目標的選擇，並且可重新選擇碰撞主體目標。因此，可可靠並精確地選擇碰撞主體目標。
在碰撞預測設備中，所述碰撞主體目標選擇裝置可基於碰撞時間和由所述主體目標檢測裝置為檢測主體目標所使用的預定信息來選擇碰撞主體目標。在這種情況下，所述預定信息優選是如果所述主體目標檢測裝置暫時未檢測出碰撞主體目標而輸出的外推法(外插)標記信息。而且，在這種情況下，所述碰撞主體目標選擇裝置優選選擇其中外推法標記信息的輸出次數在一預定範圍內的主體目標作為碰撞主體目標。
在碰撞預測方法中，可基於碰撞時間和用於檢測主體目標的預定信息來選擇碰撞主體目標。在這種情況下，所述預定信息優選是如果暫時未檢測出碰撞主體目標而輸出的外推法標記信息。而且，在這種情況下，優選選擇其中外推法標記信息的輸出次數在一預定範圍內的主體目標作為碰撞主體目標。
根據上述結構，可可靠並且精確地選擇碰撞主體目標。例如，即使主體目標瞬間由另一個主體目標取代，也可精確地選擇出碰撞主體目標。
所述碰撞預測設備可還包括用於使用由所述相對量檢測裝置檢測的相對量中的一預定相對量來校正由所述碰撞時間計算裝置預測和計算的碰撞時間的碰撞時間校正裝置。在這種情況下，如果判定所使用的預定相對量大於一預定值，則所述碰撞時間校正裝置優選通過將所述碰撞時間設定在一預定最大值而校正所述碰撞時間。而且，在這種情況下，由所述碰撞時間校正裝置使用的預定相對量優選是主體目標離本車輛的中心線的偏移量，其中所述中心線沿與本車輛的行駛方向相一致的方向延伸。
在碰撞預測方法中，可使用所檢測的相對量中的一預定相對量來校正所預測和計算的碰撞時間。在這種情況下，如果判定所使用的預定相對量大於一預定值，則優選通過將所述碰撞時間設定在一預定最大值而校正所述碰撞時間。而且，在這種情況下，所述預定相對量優選是主體目標離本車輛的中心線的偏移量，其中所述中心線沿與本車輛的行駛方向相一致的方向延伸。
根據上述結構，由於存在於本車輛的行駛方向上的主體目標中具有與本車輛碰撞的低可能性的主體目標的碰撞時間被設定在最大值，因此可從選擇主體中排除掉具有低碰撞可能性的主體目標，因此可提高選擇的精確度。
在以上所述的碰撞預測設備和碰撞預測方法中，所檢測的相對量優選包括選自每個主體目標相對於本車輛的相對距離、每個主體目標相對於本車輛的相對速度以及每個主體目標相對於本車輛的存在方向中的至少一個相對量。
結合附圖，通過閱讀以下本發明示例性實施例的詳細描述可更好地理解以上所述的本發明的實施例和其它實施例、目的、特徵、優點、技術和工業重要性，其中圖1是根據本發明的一個實施例和變型的碰撞預測設備的示意性總體框圖；圖2是示出根據本發明第一實施例的圖1中所示的ECU(微電腦)執行的碰撞預測程序的流程圖；圖3是示出根據本發明第一實施例的圖1中所示的ECU(微電腦)執行的碰撞預測目標選擇程序的流程圖；以及圖4是示出根據本發明變型的圖1中所示的ECU(微電腦)執行的碰撞預測程序的流程圖。
具體實施例方式
在以下描述中，將基於示例性實施例詳細描述本發明。
圖1是根據一個實施例的碰撞預測設備的示意性總體框圖。所述碰撞預測設備基於電子控制單元10所提供的車輛碰撞的預測致動乘員保護裝置20。
電子控制單元10(在下文中，簡稱之為「ECU10」)具有由CPU、ROM、RAM、定時器等所形成的微電腦作為其主要部件。ECU10從各種傳感器和裝置中獲取檢測值，並且執行圖2和圖3中所示的程序。ECU10通過布置在本車輛中的通信線路(未示出)(例如LAN線或串行線)與車輛速度傳感器11、轉向角傳感器12、橫擺率傳感器13以及雷達傳感器14相連接。由於來自於各種傳感器中的檢測值被輸出到所述通信線路中，因此所述檢測值可用於布置在本車輛中的傳感器和裝置。
車輛速度傳感器11基於與車輛速度相對應的周期下的脈衝信號檢測並輸出車輛速度V。轉向角傳感器12通過ECU10檢測前輪轉向角δ，並且輸出與前輪轉向角相對應的信號。橫擺率傳感器13基於與本車輛關於其重心的轉動角速度相對應的信號來檢測並輸出本車輛的橫擺率γ。
雷達傳感器14被連接到本車輛的前端(例如，靠近於前格柵)。相對於存在於本車輛前方的n個數量(n＝1，2，…)的主體目標，雷達傳感器14基於毫米波的傳輸和其接受之間所需的時間來檢測表示主體目標與本車輛的相對距離的相對距離Ln(n＝1，2，…)以及表示主體目標的相對速度的相對速度VRn(n＝1，2，…)。具體地說，雷達傳感器14將毫米波傳輸到本車輛的前方，並且從存在於本車輛前方的n個數量的主體目標中接收反射波。之後，雷達傳感器14從毫米波的傳輸和接受之間所需的時間中檢測主體目標的相對距離Ln和其相對速度VRn。而且，雷達傳感器14檢測存在於本車輛前方的n個數量的主體目標相對於本車輛的存在方向，並且還檢測表示存在方向的存在方向信息。然後，雷達傳感器14將如上所述檢測的相對距離Ln、相對速度VRn和存在方向信息輸出到通信線路。
當輸出相對距離Ln、相對速度VRn和存在方向信息時，雷達傳感器14為這些檢測值提供表示所輸出的檢測值為最終值的信息(例如，時間信息)。這允許在執行以下的碰撞預測程序期間獲取最終相對距離Ln、最終相對速度VRn和最終存在方向信息。
雷達傳感器14基於毫米波的傳輸和接收之間所需的時間在每個預定檢測循環中檢測相對距離Ln和相對速度VRn。然而，由於毫米波的反射方向隨主體目標而改變，因此存在這樣的情況，即，反射波有時不能被接收在預定檢測循環中因此暫時不能檢測到主體目標(即，失去主體目標的線索)。在這樣一種情況下，雷達傳感器14向通信線路輸出表示暫時失去主體目標線索的標記信息(在下文中，稱之為「外推法標記信息」)。在雷達傳感器14的每個檢測循環中輸出外推法標記信息。因此，在接收外推法標記信息的基礎上，ECU10能夠掌握這樣一個事實，即，雷達傳感器14暫時失去主體目標線索，但是所述主體目標存在於本車輛的前方。
乘員保護裝置20是基於碰撞預測控制本車輛的行駛狀態以便於避免碰撞的裝置，用於在車輛碰撞時減小對於乘員的損傷的裝置等。乘員保護裝置20的示例包括減小並控制本車輛速度的裝置、輔助駕駛員的制動器踏板下壓的裝置、防止碰撞時乘員向前移動的裝置、在啟用(安全)氣囊時適當地調節振動吸收效率的裝置、改變衝擊能量吸收負荷的裝置、使得操作踏板移動的裝置、切斷向除乘員保護裝置20和車輛行駛狀態控制裝置以外的裝置的電力供應的斷路器電路。構成乘員保護裝置20的這些裝置在本車輛碰撞之前或之後立刻被操縱，並且與本發明沒有直接關係。因此，將不再詳細描述這些裝置的操作，而僅是簡要地描述。
減小和控制本車輛速度的裝置是這樣一種裝置，即，如果所檢測的主體目標相對於本車輛的相對距離或相對速度超出了一預定範圍，則通過自動地操縱制動裝置而減小本車輛的速度以確保適當的相對距離或適當的相對速度。
輔助駕駛員的制動器踏板下壓的裝置是這樣一種裝置，即，當駕駛員操縱制動器踏板以停止本車輛以避免碰撞時，輔助駕駛員所執行的制動器踏板的下壓(更具體地說，增加制動流體壓力或保持增加的制動流體壓力)從而確保本車輛的制動裝置的可靠操作。
在碰撞時防止乘員向前移動的裝置的示例包括座椅安全帶卷收裝置。當本車輛與主體目標碰撞時座椅安全帶卷收裝置會防止乘員的慣性前移。具體地說，在檢測出本車輛碰撞的基礎上，座椅安全帶卷收裝置會收回座椅安全帶，並且將座椅安全帶鎖定在卷收位置處以防止所述座椅安全帶被拉出。為了實現這項功能，已配備有用於通過使用電動機或壓縮氣體而收回並鎖定座椅安全帶的裝置。
在啟用氣囊時適當地調節振動吸收效率的裝置的示例包括(轉向)管柱移動裝置，所述管柱移動裝置基於乘員是否系有座椅安全帶或基於乘員的體格(體重)使得轉向管柱移動。所述管柱移動裝置使得轉向管柱移動以便於將轉向盤與乘員之間的距離改變為氣囊展開所需的距離，因此可進行有效的衝擊吸收。為了實現這項功能，已配備有各種裝置，包括改變轉向管柱的角度的裝置，使得座椅向前或向後移動的裝置等。
改變衝擊能量吸收負荷的裝置的示例包括衝擊能量吸收裝置，所述衝擊能量吸收裝置通過轉向管柱的變形而吸收能量來減小駕駛員在轉向盤上的碰撞衝擊。如果駕駛員在車輛碰撞時與轉向管柱碰撞，則所述衝擊能量吸收裝置精確地減小由於包含在轉向管柱的變形中的能量吸收導致的駕駛員與轉向管柱的碰撞所產生的衝擊能量。為了實現這項功能，已包含有多種裝置，例如，配備有沿轉向管柱外圓周表面的方向插入到轉向管柱中的錐形銷並且利用當已插入一定插入量的所述銷在撕裂轉向管柱的外圓周壁的同時相對移動時產生的變形阻力的衝擊能量吸收裝置。
改變衝擊能量吸收負荷的裝置的示例包括踏板移動裝置，所述踏板移動裝置在車輛碰撞之前或在碰撞時使得操作踏板沿前進方向相對於車輛移動。在檢測出車輛碰撞的基礎上，所述踏板移動裝置使得操作踏板沿前進方向相對於車輛移動以便於避免操作踏板(例如，加速器踏板、制動器踏板等)與由於慣性而朝向踏板甩去的駕駛員的腳或腿之間的碰撞。為了實現這項功能，已配備有通過來自於電動機的驅動力使得操作踏板移動的踏板移動裝置、在不同時限下使得加速器踏板和制動器踏板移動的踏板移動裝置等。
切斷向除乘員保護裝置20和車輛行駛狀態控制裝置以外的裝置的電力供應的斷路器電路是用於通過切斷向其它裝置的電力供應而以更高的優先權向乘員保護裝置20和車輛行駛狀態控制裝置(例如，ABS、車輛穩定控制裝置等)供應電力的斷路器電路。斷路器電路切斷向無需避免車輛碰撞和其它撞擊的裝置(例如，音頻設備等)的電力供應。
下面將描述基於第一實施例構成的碰撞預測設備的操作。當點火開關(未示出)被接通時，ECU10開始在每個預定短時間下周期性地執行圖2中所示的碰撞預測程序。碰撞預測程序的執行開始於步驟100。隨後在步驟102中，重新設定在程序的前期執行期間所選擇的具有高碰撞可能性的主體目標(在下文中，稱之為「碰撞主體目標」)的選擇。
通過如下所述的步驟116中的碰撞預測目標選擇程序選擇出碰撞主體目標。然而，在一些情況下，例如，通過碰撞預測目標選擇程序的前期執行選擇的碰撞主體目標隨著時間的流逝(程序執行時間的流逝)由於移動而變得具有減小的碰撞可能性。而且，由於主體目標的不同相對速度導致碰撞主體目標可瞬間由另一個主體目標取代。因此，前期選定的碰撞主體目標被重新設定，並且再次執行碰撞預測目標選擇程序。因此，可可靠並精確地選擇碰撞主體目標。
在最初執行碰撞預測程序時，還未選擇出碰撞主體目標。然而，未選擇出碰撞主體目標的狀態與通過步驟102的執行已重新設定碰撞主體目標的選擇的狀態相同。因此，重新設定的操作不會成為問題等。
在步驟102中重新設定選擇之後，ECU10執行步驟104和隨後步驟的處理。在步驟104中，ECU10檢測存在於本車輛前方的多個主體目標，並且輸入每個所檢測的主體目標的相對距離Ln和相對速度VRn。也就是說，ECU10通過雷達傳感器14獲取輸出到通信線路中的相對距離Ln和相對速度VRn。至於所述獲取，ECU10基於具有相對距離和速度數據的時間信息獲取最終相對距離Ln和最終相對速度VRn。這樣，ECU10檢測存在於本車輛前方的主體目標(更具體地說，檢測主體目標的位置、其數量等)，並且輸入所獲取的相對距離Ln和所獲取的相對速度VRn。
之後在步驟106中，ECU10在步驟104中輸入的相對速度VRn之中選擇具有正值的相對速度VRn。該操作僅在所檢測的主體目標中選擇出接近於本車輛的主體目標。也就是說，不是正值的相對速度VRn是指主體目標與本車輛之間的相對距離Ln未改變或已增加。在這樣一種情況中，主體目標不具有與本車輛碰撞的可能性，因此不需要碰撞預測。
在步驟106中的選擇程序之後，ECU10前進到步驟108，在步驟108中ECU10計算步驟106中所選擇的每個主體目標的碰撞時間Tsn，其中期望所述時間在其與本車輛的碰撞之前消逝(在下文中，稱之為「預測碰撞時間Tsn」)。具體地說，ECU10通過用主體目標與本車輛的相對距離Ln除主體目標的相對速度VRn而計算在步驟106中所選擇的每個主體目標的預測碰撞時間Tsn(＝Ln/VRn)。
隨後，在步驟110中，ECU10通過雷達傳感器14獲取輸出到通信線路的外推法標記信息，並且執行其計算處理。將簡要描述外推法標記計算處理。如果在雷達傳感器14的檢測循環中一旦由雷達傳感器14檢測出主體目標，則外推法標記信息被輸出，但是在稍後的檢測循環中暫時不能被檢測出。在雷達傳感器14不能檢測出主體目標的這樣一種情況下，其相對距離和相對速度的輸出是不可能的，因此ECU10不能獲取有關於主體目標的最終信息。
然而，如果在稍後的檢測循環中不能由雷達傳感器14檢測出已由雷達傳感器14一度檢測到的主體目標，則存在主體目標存在於本車輛前方的高可能性。因此，ECU10通過雷達傳感器14獲取輸出到通信線路的外推法標記信息，並且計算已輸出外推法標記信息的次數，並且將信息的輸出次數暫時儲存在RAM(未示出)中。這樣，ECU10掌握雷達傳感器14未能檢測到主體目標的次數。之後，暫時儲存在RAM中的已輸出外推法標記信息的次數用於以下所述的步驟116的碰撞預測目標選擇程序中的碰撞主體目標的選擇。
在步驟110的外推法標記計算處理之後，ECU10前進到步驟112，在步驟112中ECU10執行步驟106中所選的主體目標的橫向位置的校正計算。下面將描述所述校正計算。對於校正計算，存在著各種計算。在該實施例的描述中，所述橫向位置被定義為本車輛的中心軸線與每個主體目標的側表面之間的偏移量Xn(1，2，…)(在以下描述中，偏移量Xn將被稱作「相對橫向位置Xn」)。下面將針對通過使用本車輛沿其行駛的曲線的半徑R和本車輛與主體目標之間的相對距離Ln校正橫向位置的情況描述橫向位置的校正。
為了執行前述橫向位置的校正，ECU10首先檢測本車輛的中心軸線與每個主體目標的側表面之間的相對橫向位置Xn。具體地說，ECU10基於每個主體目標的相對距離Ln和表示所檢測的主體目標存在的方向的存在方向信息來檢測本車輛的中心軸線與每個主體目標的前述公認部分之間的相對橫向位置Xn，其中所述距離和所述信息已通過通信線路獲取。
接下來將描述相對橫向位置Xn的校正量。如上所述檢測的相對橫向位置Xn是在當前執行程序時所出現的相對橫向位置Xn。也就是說，所檢測的相對橫向位置Xn是基於本車輛相對於主體目標線性行駛的假定而提供的相對橫向位置Xn。然而，如果本車輛沿具有半徑R的曲線行駛以避免與主體目標的碰撞，則本車輛不會線性地接近主體目標。因此，在一些情況中，檢測的相對橫向位置Xn不同於實際相對橫向位置Xn。因此，ECU10通過使用曲率半徑R和與主體目標之間的距離Ln校正所檢測的相對橫向位置Xn。由ECU10推定(估計)出曲率半徑R。也就是說，ECU10通過獲取與從轉向角傳感器12和橫擺率傳感器13中輸出到通信線路的轉向角和橫擺率相對應的信號而推定出曲率半徑R。
接下來，ECU10基於步驟112中計算的校正量校正相對橫向位置，並且計算出所推定的相對橫向位置。在計算所推定的相對橫向位置之後，ECU10前進到步驟116。
在步驟116中，ECU10執行碰撞預測目標選擇程序。碰撞預測目標選擇程序是選擇具有與本車輛碰撞的高可能性的碰撞主體目標的程序。如圖3中所示的，該程序始於步驟150。隨後在步驟152中，ECU10判定所獲取的每個檢測值是否有效。ECU10和傳感器11、12、13、14通過通信線路相互連接，因此互相通信。基於它們之間的通信是否可靠，判定ECU10所獲取的檢測值是否有效。也就是說，如果關於所獲取的檢測值的通信狀態不良並且與傳感器11、12、13、14之間的通信不可靠，則ECU10作出「否」的判定，並且前進到步驟160。
相反，如果關於所獲取的檢測值的通信狀態良好並且與傳感器11、12、13、14之間的通信良好，則ECU10作出「是」的判定，並且前進到步驟154。在步驟154中，ECU10判定在主程序中在步驟112中所檢測的每個主體目標的相對橫向位置Xn是否小於一預定距離ΔW。這樣，ECU10判定在實際存在於本車輛前方的主體目標中是否存在位於預定距離ΔW的區域(即，本車輛在不與主體目標碰撞的情況下所需行駛的距離的區域)內的任何主體目標。這樣，當本車輛行駛時，ECU10選擇具有與本車輛碰撞的大可能性的主體目標。
預定距離ΔW是本車輛在不與主體目標碰撞的情況下所需行駛的區域(本車道)的預定寬度。例如，在本實施例中，預定距離ΔW被確定為本車道的1/2。在這種情況下，在ECU10中提供了儲存相對速度VR與預定距離ΔW之間關係的預定距離圖，其中當相對速度VR增加時預定距離ΔW增加。如果相對速度較大，本車輛與主體目標在短時間內相互接近，因此需要增加預定距離ΔW以避免碰撞。ECU10基於預定距離圖確定與每個選擇的主體目標的相對速度VRn相對應的預定距離ΔW。
在本實施例中，儘管如上所述的預定距離ΔW被確定為本車道的1/2，但是預定距離ΔW也可隨著曲率半徑R的量值(更具體地說，曲率半徑R的絕對值|R|，在以下描述中也適用)而改變。這是由於校正量基於本車輛沿其行駛的曲線的半徑的量值而改變。因此，如果曲率半徑R較大，也就是說，如果校正量較小，那麼如上所述的預定距離ΔW就被確定為本車道的1/2。相反，如果曲率半徑R較小，也就是說，如果校正量較大，那麼就通過乘以一隨曲率半徑R而改變的變量確定預定距離ΔW。這種設定方式也是可行的。
預定距離ΔW的確定不局限於上述基於一預定值(諸如本車道的1/2等)的確定。例如，也可通過從相對橫向位置X、曲率半徑R和相對速度VR中計算而確定預定距離ΔW。
在步驟154中，ECU10將如上所述確定的預定距離ΔW與每個主體目標的相對橫向位置Xn進行比較。如果主體目標的相對橫向位置Xn大於預定距離ΔW，也就是說，如果主體目標未存在於本車道中，則ECU10作出「否」的判定，並且前進到步驟160。相反，如果相對橫向位置X小於預定距離ΔW，也就是說，如果主體目標存在於本車道中，則ECU10作出「是」的判定，並且前進到步驟156。
在步驟156中，ECU10判定在步驟112中計算的所推定的相對橫向位置是否小於預定距離ΔW。由於該步驟，在步驟154中，從所選的主體目標中選擇不管本車輛的碰撞避免行駛而存在於本車道中並具有與本車輛碰撞的高可能性的主體目標作為存在於本車道中的主體目標。也就是說，ECU10將所推定的相對橫向位置與預定距離ΔW進行比較。如果ECU10判定主體目標的所推定的相對橫向位置大於預定距離ΔW並且因此由於碰撞避免行駛而使得主體目標已移出本車道，則ECU10作出「否」的判定，並且前進到步驟160。相反，如果ECU10判定所推定的相對橫向位置小於預定距離ΔW並且因此主體目標仍存在於本車道而不管碰撞避免行駛，則ECU10作出「是」的判定，並且前進到步驟158。
在步驟158中，ECU10判定暫時儲存在RAM中的外推法標記信息已被輸出的次數是否小於一預定數量。如果外推法標記信息已被輸出的次數已達到或超過預定數量，則ECU10作出「否」的判定，並且前進到步驟160。也就是說，如果外推法標記信息已至少被輸出預定次數，則判定主體目標不再存在於本車輛的前方。相反，如果外推法標記信息的輸出次數小於預定數量，則ECU10作出「是」的判定，並且前進到步驟162以返回主程序。
如果ECU10在步驟152、154、156、158中的任意一個中作出「否」的判定，則ECU10前進到步驟160。在步驟160中，ECU10將主體目標的預測碰撞時間Tsn設定在一預定最大值。如上所述，如果作出關於主體目標的判定以使得ECU10前進到步驟160，則主體目標就不是碰撞主體目標。通過在步驟160將所述主體目標的預測碰撞時間Tsn設定在預定最大值，可將在每個步驟152、154、156、158中具有「是」的判定的主體目標選擇為碰撞主體目標。在步驟160將所述主體目標的預測碰撞時間Tsn設定在預定最大值之後，ECU10前進到步驟162，並且返回到主程序。
下面將再參照圖2的流程圖進行描述。在執行碰撞預測目標選擇程序之後，ECU10前進到步驟118。在步驟118中，ECU10基於通過執行步驟116的碰撞預測目標選擇程序而選擇的碰撞主體目標的預測碰撞時間Tsn來設定致動乘員保護裝置20的狀態標記。
更具體地說，ECU10裝有用於基於預測碰撞時間Tsn來儲存乘員保護裝置20的致動的狀態標記設定表。例如，表示減小和控制本車輛行駛速度的裝置的致動的狀態標記、表示控制本車輛行駛狀態的裝置的致動的狀態標記、表示防止在碰撞時乘員前移的裝置的致動的狀態標記等被預先設定。也就是說，基於碰撞主體目標的預測碰撞時間Tsn，ECU10來選擇要致動的乘員保護裝置20，並且設定所選裝置的狀態標記。
在步驟118中的狀態標記設定程序之後，ECU10前進到步驟120。在步驟120中，ECU10將用於碰撞預測而設定的預定時隙Tc與碰撞主體目標的預測碰撞時間Tsn進行比較，因此判定碰撞主體目標是否會與本車輛碰撞。這裡應該注意的是，預定時隙Tc是基於用於避免碰撞所需的最小時間被設定的，並且預定時隙Tc具有各種數值。
更具體地說，如果預測碰撞時間Tsn與預定時隙Tc的比較顯示出預測碰撞時間Tsn不包含在預定時隙Tc內，則碰撞主體目標與本車輛碰撞的可能性是低的。在這種情況下，ECU10作出「否」的判定，並且返回到步驟102。ECU10重複執行始於步驟102的程序，直到在步驟120中作出了「是」的確定。相反，如果預測碰撞時間Tsn被包含在預定時隙Tc內，則碰撞的可能性是高的。在這種情況下，ECU10在步驟120中作出「是」的判定，並且前進到步驟122。
在步驟122中，ECU10基於步驟118中的狀態標記操縱乘員保護裝置20。也就是說，ECU10操縱ABS或TRC以控制本車輛的行駛狀態從而避免碰撞，或者通過控制制動器踏板下壓輔助裝置的操作、踏板移動裝置的操作、斷路器電路的操作等操縱乘員保護裝置20從而減小碰撞時對於乘員的傷害。在步驟122的程序之後，ECU10前進到步驟124，並且終止碰撞預測程序的執行。
根據本實施例，如上所述，通過使用每個主體目標相對於本車輛的相對距離Ln和相對速度VRn可計算存在於本車輛前方的每一個主體目標的預測碰撞時間Tsn，這可預測出主體目標與本車輛的碰撞。而且，可基於用於檢測主體目標的預定信息(即，外推法標記信息)選擇碰撞主體目標。之後，碰撞預測設備能夠預測出本車輛是否將與所選的碰撞主體目標碰撞。
在選擇碰撞主體目標中碰撞預測設備也能夠使用預測碰撞時間Tsn和外推法標記信息。這可可靠並精確地選擇碰撞主體目標。例如，即使主體目標由另一個主體目標瞬時代替，碰撞預測設備也能夠精確地選擇碰撞主體目標。而且，由於碰撞主體目標能夠基於預測碰撞時間Tsn判定本車輛是否會與碰撞主體目標碰撞，因此可簡化用於判定的計算和操作。
而且，如果主體目標的相對橫向位置Xn和推定的相對橫向位置大於預定距離ΔW，則設備能夠將主體目標的預測碰撞時間Tsn設定在最大值。也就是說，如果在存在於本車輛前方的主體目標之中，具有與本車輛碰撞的低可能性的每個主體目標都具有設定在最大值的預測碰撞時間Tsn，則可從選擇中排除掉具有低碰撞可能性的主體目標，從而可提高選擇的精確度。
這裡應該注意的是，本發明中的主體目標選擇裝置(主體目標選擇器部分)和相對量檢測裝置(相對量檢測器部分)通過前述實施例中的雷達傳感器14實現。本發明中的碰撞時間計算裝置(碰撞時間計算器部分)通前過述實施例中的步驟108實現。本發明中的碰撞主體目標選擇裝置(碰撞主體目標選擇器部分)通過前述實施例中的步驟114實現。本發明中的碰撞預測裝置(碰撞預測器部分)通過前述實施例中的步驟120實現。本發明中的碰撞時間校正裝置(碰撞時間校正器部分)通過前述實施例中的步驟112實現。
在前述實施例中，通過執行碰撞預測目標選擇程序選擇的主體目標被選擇作為碰撞主體目標，從而執行碰撞預測。也就是說，在該實施例中，即使存在多個碰撞主體目標，也執行碰撞預測。另外，也可採用這樣一種變型，其中計算存在於本車輛前方的主體目標的預測碰撞時間Tsn，並且選擇在所計算的預測碰撞時間Tsn中具有最短預測碰撞時間Ts的一個主體目標作為碰撞主體目標，並且關於所選的碰撞主體目標執行碰撞預測。
下面將詳細描述所述變型。與第一實施例相當的變型部分由附圖中相當的附圖標記表示，並且將不再詳細描述。
在該變型中，執行圖4中流程圖所示的碰撞預測程序。通過省略步驟110-116並且增加步驟200而從圖2中所示的碰撞預測程序中變型出該碰撞預測程序。
在步驟200中，ECU10選擇在於步驟108中所計算的預測碰撞時間Tsn中具有最短預測碰撞時間Ts的主體目標作為碰撞主體目標。該選擇程序中選擇的主體目標是在所選的主體目標中具有與本車輛的最高碰撞可能性的主體目標。因此，通過選擇具有最短預測碰撞時間Ts的主體目標，ECU10能夠精確地選擇具有高碰撞可能性的主體目標。在步驟200的選擇程序之後，ECU10執行與第一實施例中相似的程序。也就是說，在步驟118中，設定狀態標記。之後，在步驟120中。關於步驟200中所選的碰撞主體目標的碰撞可能性作出判定。
根據上述變型，可計算存在於本車輛前方的多個主體目標的預測碰撞時間Tsn，並且選擇並確定在所計算的預測碰撞時間Tsn中具有最短預測碰撞時間Ts的一個主體目標。因此，在所計算的多個主體目標的預測碰撞時間Tsn中具有最短預測碰撞時間Ts的主體目標，即，具有最高碰撞可能性的一個主體目標可被選擇作為碰撞主體目標。因此，可通過簡單計算精確地選擇碰撞主體目標。之後，關於所確定的碰撞主體目標，可預測出與本車輛的碰撞。因此，通過執行簡化的碰撞預測程序，變型的碰撞預測設備能夠精確地選擇具有與本車輛碰撞的高可能性的主體目標，並且能夠增加與本車輛碰撞的預測的精確度。
在另一個變型中，預先確定表示預定相對量與碰撞可能性之間關係的關係式，並且通過所述關係式計算出係數，並用計算的係數乘以一碰撞時間。因此，可進一步提高碰撞預測的精確度。
雖然已結合其示例性實施例描述了本發明，但是應該理解的是，本發明不局限於這些示例性實施例或結構。相反，本發明趨向於覆蓋各種變型和等效布置。另外，雖然以各種組合和結構示出示例性實施例的各種元件，但是它們僅是示例性的，包括更多、更少或僅一個元件的其它組合和結構也在本發明的精神和保護範圍內。
權利要求
1.一種用於預測本車輛與碰撞目標是否會碰撞的碰撞預測設備，其特徵在於包括用於檢測存在於所述本車輛的路線上並且具有與所述本車輛碰撞的可能性的多個主體目標的主體目標檢測裝置；用於檢測所述本車輛與由所述主體目標檢測裝置檢測的所述主體目標中的每一個主體目標之間的相對量的相對量檢測裝置；用於通過使用由所述相對量檢測裝置檢測的所述本車輛與所述主體目標中的每一個主體目標之間的所述相對量來預測和計算所述主體目標中的每一個主體目標與所述本車輛碰撞之前的碰撞時間的碰撞時間計算裝置；用於至少基於由所述碰撞時間計算裝置計算的所述主體目標中的每一個主體目標的碰撞時間來選擇具有與所述本車輛碰撞的高可能性的碰撞主體目標的碰撞主體目標選擇裝置；以及用於通過使用所述碰撞主體目標的碰撞時間來預測由所述碰撞主體目標選擇裝置選擇的所述碰撞主體目標與所述本車輛之間的碰撞的碰撞預測裝置。
2.根據權利要求1所述的碰撞預測設備，其特徵在於，所述碰撞主體目標選擇裝置選擇在由所述碰撞時間計算裝置計算的所述主體目標的碰撞時間中具有最短碰撞時間的主體目標作為所述碰撞主體目標。
3.根據權利要求1或2所述的碰撞預測設備，其特徵在於，所述碰撞主體目標選擇裝置重新設定已經選擇的所述碰撞主體目標的選擇，並重新選擇所述碰撞主體目標。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的碰撞預測設備，其特徵在於，所述碰撞主體目標選擇裝置基於所述碰撞時間和由所述主體目標檢測裝置為檢測主體目標所使用的預定信息來選擇所述碰撞主體目標。
5.根據權利要求4所述的碰撞預測設備，其特徵在於，所述預定信息是如果所述主體目標檢測裝置暫時未檢測出所述主體目標而輸出的外推法標記信息。
6.根據權利要求5所述的碰撞預測設備，其特徵在於，所述碰撞主體目標選擇裝置選擇其中所述外推法標記信息的輸出次數在一預定範圍內的主體目標作為所述碰撞主體目標。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的碰撞預測設備，其特徵在於，它還包括用於使用由所述相對量檢測裝置檢測的所述相對量中的一預定相對量來校正由所述碰撞時間計算裝置預測和計算的所述碰撞時間的碰撞時間校正裝置。
8.根據權利要求7所述的碰撞預測設備，其特徵在於，如果判定所使用的所述預定相對量大於一預定值，則所述碰撞時間校正裝置通過將所述碰撞時間設定在一預定最大值而校正所述碰撞時間。
9.根據權利要求8所述的碰撞預測設備，其特徵在於，由所述碰撞時間校正裝置使用的所述預定相對量是所述主體目標離所述本車輛的中心線的偏移量，其中所述中心線沿與所述本車輛的行駛方向相一致的方向延伸。
10.根據權利要求1-9中任一項所述的碰撞預測設備，其特徵在於，由所述相對量檢測裝置檢測的所述相對量包括選自每個主體目標相對於所述本車輛的相對距離、每個主體目標相對於所述本車輛的相對速度以及每個主體目標相對於所述本車輛的存在方向中的至少一個相對量。
11.一種碰撞預測設備，它包括檢測存在於本車輛的路線上並且具有與所述本車輛碰撞的可能性的多個主體目標的主體目標檢測器部分；檢測所述本車輛與由所述主體目標檢測器部分檢測的所述主體目標中的每一個主體目標之間的相對量的相對量檢測器部分；通過使用由所述相對量檢測器部分檢測的所述本車輛與所述主體目標中的每一個主體目標之間的所述相對量來預測和計算所述主體目標中的每一個主體目標與所述本車輛碰撞之前的碰撞時間的碰撞時間計算器部分；至少基於由所述碰撞時間計算器部分計算的所述主體目標中的每一個主體目標的碰撞時間來選擇具有與所述本車輛碰撞的高可能性的碰撞主體目標的碰撞主體目標選擇器部分；以及通過使用所述碰撞主體目標的碰撞時間來預測由所述碰撞主體目標選擇器部分選擇的所述碰撞主體目標與所述本車輛之間的碰撞的碰撞預測器部分。
12.根據權利要求11所述的碰撞預測設備，其特徵在於，所述碰撞主體目標選擇器部分選擇在由所述碰撞時間計算器部分計算的所述主體目標的碰撞時間中具有最短碰撞時間的主體目標作為所述碰撞主體目標。
13.根據權利要求11所述的碰撞預測設備，其特徵在於，所述碰撞主體目標選擇器部分重新設定已經選擇的所述碰撞主體目標的選擇，並重新選擇所述碰撞主體目標。
14.根據權利要求11所述的碰撞預測設備，其特徵在於，所述碰撞主體目標選擇器部分基於所述碰撞時間和由所述主體目標檢測器部分為檢測主體目標所使用的預定信息來選擇所述碰撞主體目標。
15.根據權利要求14所述的碰撞預測設備，其特徵在於，所述預定信息是如果所述主體目標檢測器部分暫時未檢測出所述主體目標而輸出的外推法標記信息。
16.根據權利要求15所述的碰撞預測設備，其特徵在於，所述碰撞主體目標選擇器部分選擇其中所述外推法標記信息的輸出次數在一預定範圍內的主體目標作為所述碰撞主體目標。
17.根據權利要求11所述的碰撞預測設備，其特徵在於，它還包括使用由所述相對量檢測器部分檢測的所述相對量中的一預定相對量來校正由所述碰撞時間計算器部分預測和計算的所述碰撞時間的碰撞時間校正器部分。
18.根據權利要求17所述的碰撞預測設備，其特徵在於，如果判定所使用的所述預定相對量大於一預定值，則所述碰撞時間校正器部分通過將所述碰撞時間設定在一預定最大值而校正所述碰撞時間。
19.根據權利要求18所述的碰撞預測設備，其特徵在於，由所述碰撞時間校正器部分使用的所述預定相對量是所述主體目標離所述本車輛的中心線的偏移量，其中所述中心線沿與所述本車輛的行駛方向相一致的方向延伸。
20.根據權利要求1所述的碰撞預測設備，其特徵在於，由所述相對量檢測器部分檢測的所述相對量包括選自每個主體目標相對於所述本車輛的相對距離、每個主體目標相對於所述本車輛的相對速度以及每個主體目標相對於所述本車輛的存在方向中的至少一個相對量。
21.一種碰撞預測方法，它包括步驟檢測存在於本車輛的路線上並且具有與所述本車輛碰撞的可能性的多個主體目標；檢測所述本車輛與所檢測的主體目標中的每一個主體目標之間的相對量；通過使用所述本車輛與所述主體目標中的每一個主體目標之間的所檢測的相對量來預測和計算所述主體目標中的每一個主體目標與所述本車輛碰撞之前的碰撞時間；至少基於所述主體目標中的每一個主體目標的所計算的碰撞時間來選擇具有與所述本車輛碰撞的高可能性的碰撞主體目標；以及使用所述碰撞主體目標的碰撞時間來預測所選擇的碰撞主體目標與所述本車輛之間的碰撞。
22.根據權利要求21所述的碰撞預測方法，其特徵在於，選擇在相對於所述主體目標計算的所述碰撞時間中具有最短碰撞時間的主體目標作為所述碰撞主體目標。
23.根據權利要求21所述的碰撞預測方法，其特徵在於，重新設定已經選擇的所述碰撞主體目標的選擇，並重新選擇所述碰撞主體目標。
24.根據權利要求21所述的碰撞預測方法，其特徵在於，基於所述碰撞時間和用於檢測主體目標的預定信息來選擇所述碰撞主體目標。
25.根據權利要求24所述的碰撞預測方法，其特徵在於，所述預定信息是如果暫時未檢測出所述碰撞主體目標而輸出的外推法標記信息。
26.根據權利要求25所述的碰撞預測方法，其特徵在於，選擇其中所述外推法標記信息的輸出次數在一預定範圍內的主體目標作為所述碰撞主體目標。
27.根據權利要求21所述的碰撞預測方法，其特徵在於，它還包括步驟校正通過使用所檢測的所述相對量中的一預定相對量而預測和計算的所述碰撞時間。
28.根據權利要求27所述的碰撞預測方法，其特徵在於，如果判定所使用的所述預定相對量大於一預定值，則通過將所述碰撞時間設定在一預定最大值而校正所述碰撞時間。
29.根據權利要求28所述的碰撞預測方法，其特徵在於，所述預定相對量是所述主體目標離所述本車輛的中心線的偏移量，其中所述中心線沿與所述本車輛的行駛方向相一致的方向延伸。
30.根據權利要求21所述的碰撞預測方法，其特徵在於，所檢測的所述相對量包括選自每個主體目標相對於所述本車輛的相對距離、每個主體目標相對於所述本車輛的相對速度以及每個主體目標相對於所述本車輛的存在方向中的至少一個相對量。
全文摘要
本發明涉及碰撞預測設備和碰撞預測方法。該碰撞預測設備通過使用相對距離和相對速度等來檢測存在於本車輛的路線中的主體目標。所述設備還基於相對距離和相對速度來計算每個主體目標的預測碰撞時間。所述設備還檢測每個主體目標的相對橫向位置，並校正所述相對橫向位置。之後所述設備執行碰撞預測目標選擇程序，在該程序中將不滿足一預定條件的每個主體目標的預測碰撞時間設定在一預定最大值。所述設備將滿足該預定條件的主體目標選擇作為碰撞主體目標，並預測所述碰撞主體目標是否會與本車輛碰撞。
文檔編號B60W30/08GK1745316SQ200480003045
公開日2006年3月8日 申請日期2004年1月28日 優先權日2003年1月28日
發明者森泉清貴, 村橋泰彥 申請人:豐田自動車株式會社