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自動剎車系統(tǒng)及自動剎車方法與流程

文檔序號:11801616閱讀:542來源:國知局
自動剎車系統(tǒng)及自動剎車方法與流程

本發(fā)明是關(guān)于一種自動剎車系統(tǒng)及自動剎車方法,特別地,是關(guān)于一種可預(yù)先偵測多目標(biāo)物,而能于變換車道時避免碰撞的自動剎車系統(tǒng)及自動剎車方法。



背景技術(shù):

現(xiàn)今僅以車輛駕駛員的反應(yīng)已無法應(yīng)付日漸復(fù)雜的行車環(huán)境,因而駕駛員個人反應(yīng)良窳將大幅影響行車安全。輔助車輛駕駛員以便增加行車安全的駕駛輔助系統(tǒng)已被發(fā)展。這些駕駛輔助系統(tǒng)用以提供獨(dú)立于駕駛員操控外的車輛自動煞停能力。例如于即將與前車碰撞時提供足夠的制動力減緩車速甚或?qū)④囕v完全停止,以避免碰撞的產(chǎn)生。

前述駕駛輔助系統(tǒng)通常通過感測器測量與前車的距離,并使用處理單元進(jìn)行判斷距離信號與車速,并將判斷結(jié)果傳送至一控制單元,以控制車輛的速度或決定制動車輛自動剎車而維持車輛與前車的距離或完全停止。另或亦有于車輛與前車距離或速度至一臨界值時將車輛自動轉(zhuǎn)彎以避免碰撞。

然而,前述的方式在極端的狀況下極易失效,例如與前車車速差距過大,或是與前車距離過近時,感測器因其啟動機(jī)制或裝設(shè)位置的差異,將無法即時反應(yīng)而導(dǎo)致控制單元無法即時減緩車速或致動車輛自動剎車,因而導(dǎo)致碰撞發(fā)生。

上述的問題尤特別發(fā)生于駕駛員變換車道時。駕駛員變換車道后,通常須待方向盤回正后,感測器再度偵測車輛前方目標(biāo)物,方能再度啟動駕駛輔助系統(tǒng),此時若車速較高(如30kph),則感測器反應(yīng)不及,而無法致動車輛保持足夠剎車距離,而令碰撞發(fā)生。亦即,前述的駕駛輔助系統(tǒng)僅限應(yīng)用于車輛正前方且低速度狀況下方能有效運(yùn)作。

緣此,廠商仍急于尋求能夠全面應(yīng)付各種狀況的駕駛輔助系統(tǒng)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

據(jù)上,本發(fā)明提供一自動剎車系統(tǒng),其是依據(jù)車輛的車體動態(tài)信息估測車輛與多個目標(biāo)物的碰撞軌跡,并依據(jù)碰撞軌跡及各目標(biāo)物的位置界定可能碰撞范圍,且利用記憶體暫存器同時記錄落于車輛前方可能碰撞范圍內(nèi)的一或多個目標(biāo)物的坐標(biāo)位置,并預(yù)估落于可能碰撞范圍內(nèi)各目標(biāo)物與車輛的碰撞時間,以決定車輛的剎車輔助方式,例如提出警示、預(yù)剎車或主動剎車等。借此,于車輛變換車道時提供即時的反應(yīng),避免碰撞發(fā)生。

為達(dá)上述目的,于一實(shí)施例中,本發(fā)明提供一自動剎車系統(tǒng),包含一偵測模塊、一追蹤模塊、一碰撞軌跡預(yù)測模塊、一記憶體暫存器、一碰撞時間預(yù)測模塊以及一決策模塊。偵測模塊是用以偵測并辨識位于一車輛前方的一或多個目標(biāo)物。追蹤模塊是用以追蹤動態(tài)移動的多個目標(biāo)物。碰撞軌跡預(yù)測模塊是用以依據(jù)車輛的一車體動態(tài)信息估測車輛與多個目標(biāo)物的一碰撞軌跡,并依據(jù)碰撞軌跡及各目標(biāo)物的位置界定一可能碰撞范圍及一非碰撞范圍。記憶體暫存器是用以記錄落于可能碰撞范圍內(nèi)的一或多個目標(biāo)物的坐標(biāo)位置。若有多個目標(biāo)物落于可能碰撞范圍內(nèi),則同時將各目標(biāo)物的坐標(biāo)位置記錄于記憶體暫存器;若目標(biāo)物中有起始落于可能碰撞范圍內(nèi),但之后離開可能碰撞范圍者,則將其數(shù)據(jù)自記憶體暫存器清除。碰撞時間預(yù)測模塊是用以于多個目標(biāo)物落于可能發(fā)生碰撞范圍內(nèi)時,預(yù)估各目標(biāo)物與車輛的一碰撞時間。決策模塊是用以依據(jù)碰撞時間判斷是否致動車輛的剎車輔助。

前述的自動剎車系統(tǒng)中,偵測模塊可包含一深度擷取單元、一影像擷取單元以及一綜合處理單元。深度擷取單元是用以偵測并取得各目標(biāo)物的一空間位置信息。影像擷取單元是用以擷取各目標(biāo)物的影像進(jìn)行辨識并取得一影像特征信息。綜合處理單元是用以接收各目標(biāo)物的空間位置信息及影像特征信息,并執(zhí)行一評分機(jī)制以判斷各目標(biāo)物種類。于另例中,偵測模塊是可以衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)及專用短程通信系統(tǒng)(DSRC)搭配而成,其是利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)是獲得車輛及各目標(biāo)物的經(jīng)緯度坐標(biāo);利用專用短程通信系統(tǒng)與各目標(biāo)物相互傳遞行車信號,并透過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到車輛與各目標(biāo)物間的相對位置關(guān)系,進(jìn)而可取得車輛與各目標(biāo)物間的相對距離、相對角度或相對速度等,并可透過一識別碼獲得目標(biāo)物種類。

前述的自動剎車系統(tǒng)中,若多個目標(biāo)物中有起始落于非碰撞范圍者,則不記錄其數(shù)據(jù)。

前述的自動剎車系統(tǒng)中,追蹤模塊是透過一擴(kuò)展式卡爾曼濾波演算法追蹤動態(tài)移動的多個目標(biāo)物。擴(kuò)展式卡爾曼濾波演算法可由下列關(guān)系式表示:

以及 <mrow> <msup> <msub> <mover> <mi>x</mi> <mrow> <mi></mi> <mo>^</mo> </mrow> </mover> <mi>k</mi> </msub> <mo>-</mo> </msup> <mo>=</mo> <mi>A</mi> <msub> <mover> <mi>x</mi> <mo>^</mo> </mover> <mrow> <mi>i</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>;</mo> </mrow>

其中xpi為動態(tài)移動目標(biāo)物的x軸位置,ypi為動態(tài)移動目標(biāo)物的y軸位置,vi為動態(tài)移動目標(biāo)物的速度,φi為動態(tài)移動目標(biāo)物的行進(jìn)方向,△t為輸入動態(tài)移動目標(biāo)物與車輛的連續(xù)相對位置的取樣時間,A為動態(tài)移動目標(biāo)物的狀態(tài)變換模型。

前述的自動剎車系統(tǒng)中,車身動態(tài)信息包含車輛于左右兩側(cè)移動的橫向速度及橫向加速度。

前述的自動剎車系統(tǒng)中,于車輛左右兩側(cè)的碰撞軌跡可由下列關(guān)系式表示:

<mrow> <msub> <mi>y</mi> <mi>l</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>l</mi> </msub> <msubsup> <mi>x</mi> <mi>l</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>&beta;</mi> <mi>l</mi> </msub> <msub> <mi>x</mi> <mi>l</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>&epsiv;</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>y</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mn>0</mn> </mrow> </msub> <mo>;</mo> </mrow>以及

<mrow> <msub> <mi>y</mi> <mi>r</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>r</mi> </msub> <msubsup> <mi>x</mi> <mi>r</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>&beta;</mi> <mi>r</mi> </msub> <msub> <mi>x</mi> <mi>r</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>&epsiv;</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>y</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mn>0</mn> </mrow> </msub> <mo>;</mo> </mrow>

其中:

xi,yi,i=l,r分別為車輛于左右兩側(cè)的橫向位置及縱向位置;

αi,i=l,r為車輛于左右兩側(cè)的移動的橫向速度;以及

βi,i=l,r為車輛于左右兩側(cè)的移動的橫向加速度。

前述的自動剎車系統(tǒng)中,可能碰撞范圍可由下列關(guān)系式表示:

<mrow> <msubsup> <mi>y</mi> <mi>obs</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>></mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>l</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&cap;</mo> <msubsup> <mi>y</mi> <mi>obs</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>></mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>r</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&cap;</mo> <msubsup> <mi>x</mi> <mi>obs</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>></mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>&cap;</mo> <msubsup> <mi>x</mi> <mi>obs</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>&lt;</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>;</mo> </mrow>

其中x(i)obs,y(i)obs分別為各目標(biāo)物的橫向位置及縱向位置。

于另一實(shí)施例中,本發(fā)明提供一自動剎車方法,包含:偵測并辨識位于一車輛前方的一或多個目標(biāo)物;利用一追蹤模塊追蹤動態(tài)移動的多個目標(biāo)物;利 用一碰撞軌跡預(yù)測模塊依據(jù)車輛的一車體動態(tài)信息界定一碰撞軌跡;透過碰撞軌跡及各目標(biāo)物的位置界定一可能碰撞范圍及一非碰撞范圍;若一或多個目標(biāo)物中有落于可能碰撞范圍內(nèi)者,則利用一記憶體暫存器同時記錄各目標(biāo)物的坐標(biāo)位置,若目標(biāo)物中有起始落于可能碰撞范圍內(nèi),但之后離開可能碰撞范圍者,則將其數(shù)據(jù)自記憶體暫存器清除。若多個目標(biāo)物中有落于可能碰撞范圍內(nèi)者,則以一碰撞時間預(yù)測模塊預(yù)估各目標(biāo)物與車輛的一碰撞時間;利用一決策模塊對位于車輛正前方車道的目標(biāo)物對應(yīng)的碰撞時間進(jìn)行分析,進(jìn)而依危急程度決定提出警示、對車輛進(jìn)行預(yù)剎車或致動車輛主動剎車;若車輛變換至其旁側(cè)車道,而位于其旁側(cè)車道的車輛正前方的目標(biāo)物仍落于可能碰撞范圍內(nèi),則持續(xù)利用決策模塊依據(jù)碰撞時間,依危急程度決定提出警示、對車輛進(jìn)行預(yù)剎車或致動車輛主動剎車。

前述的自動剎車方法中,若多個目標(biāo)物中有起始落于非碰撞范圍者,則不記錄其數(shù)據(jù)。

前述的自動剎車方法中,偵測并辨識位于車輛前方的多個目標(biāo)物可透過一偵測模塊為的。偵測模塊包含一深度擷取單元、一影像擷取單元及一綜合處理單元;利用深度擷取單元可偵測并取得各目標(biāo)物的一空間位置信息;利用影像擷取單元可擷取各目標(biāo)物的影像進(jìn)行辨識,并取得一影像特征信息;以及利用綜合處理單元接收各目標(biāo)物的空間位置信息及影像特征信息,并執(zhí)行一評分機(jī)制以判斷各目標(biāo)物種類。于另一例中,偵測模塊亦可使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)結(jié)合專用短程通信系統(tǒng)為的,其是利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)是獲得車輛及各目標(biāo)物的經(jīng)緯度坐標(biāo);利用專用短程通信系統(tǒng)與各目標(biāo)物相互傳遞行車信號,并透過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到車輛與各目標(biāo)物間的相對位置關(guān)系,進(jìn)而可取得車輛與各目標(biāo)物間的相對距離、相對角度或相對速度等,并可透過一識別碼獲得目標(biāo)物種類。

前述的自動剎車方法中,追蹤模塊是透過一擴(kuò)展式卡爾曼濾波演算法追蹤多個目標(biāo)物。此外,車身動態(tài)信息包含車輛于左右兩側(cè)移動的橫向速度及橫向加速度。擴(kuò)展式卡爾曼濾波演算法如前述提及,不再贅述。

附圖說明

圖1是繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的自動剎車系統(tǒng)架構(gòu)示意圖;

圖2是繪示圖1中的偵測模塊使用深度擷取單元結(jié)合影像擷取單元架構(gòu)示 意圖;

圖3是繪示圖1中的偵測模塊使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)結(jié)合專用短程通信系統(tǒng)架構(gòu)示意圖;

圖4是繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的自動剎車方法流程示意圖;

圖5是繪示本發(fā)明一應(yīng)用例示意圖;以及

圖6是繪示本發(fā)明另一應(yīng)用例示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將參照附圖說明本發(fā)明的多個實(shí)施例。為明確說明起見,許多實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)將在以下敘述中一并說明。然而,應(yīng)了解到,這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)不應(yīng)用以限制本發(fā)明。也就是說,在本發(fā)明部分實(shí)施例中,這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)是非必要的。此外,為簡化附圖起見,一些已知慣用的結(jié)構(gòu)與元件在附圖中將以簡單示意的方式繪示的;并且重復(fù)的元件將可能使用相同的編號表示。

請參照圖1,圖1是繪示依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的自動剎車系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。

自動剎車系統(tǒng)100包含一偵測模塊101、一追蹤模塊102、一碰撞軌跡預(yù)測模塊103、一碰撞時間預(yù)測模塊104以及一決策模塊105。

透過偵測模塊101,可偵測并辨識位于一車輛前方的多個目標(biāo)物,以辨別目標(biāo)物種類,例如目標(biāo)物為行人、汽機(jī)車或腳踏車等;偵測模塊101的偵測范圍包含車輛向前移動時可能會碰觸車體(含車身、后照鏡、保險(xiǎn)桿等)的范圍。

當(dāng)目標(biāo)物動態(tài)移動時,則利用追蹤模塊102追蹤定位,以便取得目標(biāo)物坐標(biāo)位置。

碰撞軌跡預(yù)測模塊103依據(jù)車輛本身的車體動態(tài)信息,估測車輛與多個目標(biāo)物可能發(fā)生碰撞的碰撞軌跡,并依據(jù)取得的碰撞軌跡及各目標(biāo)物坐標(biāo)位置界定出可能碰撞范圍及非碰撞范圍。

當(dāng)一或多個目標(biāo)物有落于可能碰撞范圍者,則以碰撞時間預(yù)測模塊104取得各目標(biāo)物與車輛的碰撞時間。

決策模塊105依據(jù)碰撞時間判斷車輛的緊急處置動作,例如提出警示、對車輛進(jìn)行預(yù)剎車或致動車輛主動剎車等。

上述自動剎車系統(tǒng)100包含一記憶體暫存器106。當(dāng)一或多個目標(biāo)物位于可能碰撞范圍內(nèi),則同時將各目標(biāo)物的坐標(biāo)位置記錄于記憶體暫存器106,若 多個目標(biāo)物中,有起始即落于非碰撞范圍者,則不記錄其數(shù)據(jù)。另外,若多個目標(biāo)物中,有起始落于可能碰撞范圍內(nèi),但之后離開可能碰撞范圍者,則將其數(shù)據(jù)自記憶體暫存器清除。借此,只要落于可能碰撞范圍內(nèi)的各目標(biāo)物,皆將其數(shù)據(jù)記錄,以令整體自動剎車系統(tǒng)100能于極端狀況下(車速過快或與前方車距過近)即時反應(yīng),而無需于車輛變換車道時重啟系統(tǒng)而影響行車安全。另外,若目標(biāo)物落于非碰撞范圍內(nèi),則其數(shù)據(jù)皆不被記錄,借此避免系統(tǒng)資源耗費(fèi),加快系統(tǒng)反應(yīng)速度。

上述偵測模塊101可具有數(shù)種實(shí)施型態(tài)。基于現(xiàn)今行車環(huán)境愈趨復(fù)雜,純以偵測深度(距離)或偵測影像方式已漸不敷所需。緣此,本發(fā)明提供至少兩種可能實(shí)施例,請一并參照圖2及圖3。

圖2中,偵測模塊101是以一深度擷取單元101a結(jié)合一影像擷取單元101b實(shí)施的。深度擷取單元101a用以偵測并取得各目標(biāo)物的空間位置信息(如距離、位置坐標(biāo)等);而影像擷取單元101b用以擷取各目標(biāo)物的影像,并進(jìn)行影響辨識以取得影像特征信息。另以一綜合處理單元101c接收各目標(biāo)物的空間位置信息及影像特征信息,并執(zhí)行一評分機(jī)制以判斷各目標(biāo)物種類。前述將目標(biāo)物的深度與影像結(jié)合的辨識方式可提升辯識率。

圖3中,偵測模塊101是以一衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)201a結(jié)合一專用短程通信系統(tǒng)(DSRC)201b實(shí)施的。其是透過各車裝設(shè)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)201a獲得自身經(jīng)緯度坐標(biāo),再透過專用短程通信系統(tǒng)201b于各車間相互傳遞信號,使各車都可得到其與鄰車間的相對位置關(guān)系,進(jìn)而推得相對距離、相對角度、相對速度,并由此可判斷彼此的安全關(guān)系。關(guān)于前述結(jié)合衛(wèi)星定位系統(tǒng)201a及專用短程通信系統(tǒng)201b的一示例,可一并參照中國臺灣發(fā)明專利TW I356011B1的內(nèi)容。

上述追蹤模塊102是透過一擴(kuò)展式卡爾曼濾波演算法追蹤定位動態(tài)移動的多個目標(biāo)物,以便取得目標(biāo)物位置。由于目標(biāo)物并非局限于線性移動,為了能更精確的估算非線性移動的目標(biāo)物動態(tài),例如偵測動態(tài)目標(biāo)物與車輛的相對距離或相對角度等,因此利用一擴(kuò)展式卡爾曼濾波演算法來估算動態(tài)目標(biāo)物的移動速度、移動方向及現(xiàn)行位置。

擴(kuò)展式卡爾曼濾波演算法可以下列關(guān)系式表示:

以及 <mrow> <msup> <msub> <mover> <mi>x</mi> <mrow> <mi></mi> <mo>^</mo> </mrow> </mover> <mi>k</mi> </msub> <mo>-</mo> </msup> <mo>=</mo> <mi>A</mi> <msub> <mover> <mi>x</mi> <mo>^</mo> </mover> <mrow> <mi>i</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>;</mo> </mrow>

其中xpi為動態(tài)移動目標(biāo)物的x軸位置,ypi為動態(tài)移動目標(biāo)物的y軸位置,vi為動態(tài)移動目標(biāo)物的速度,φi為動態(tài)移動目標(biāo)物的行進(jìn)方向,△t為輸入動態(tài)移動目標(biāo)物與車輛的連續(xù)相對位置的取樣時間,A為動態(tài)移動目標(biāo)物的狀態(tài)變換模型。

關(guān)于前述擴(kuò)展式卡爾曼濾波演算法應(yīng)用的一示例,可一并參照中國臺灣發(fā)明專利TW 201422473A內(nèi)容。

上述車身動態(tài)信息中,包含車輛于左右兩側(cè)移動的橫向速度及橫向加速度,是用以得到碰撞軌跡的用。于車輛左右兩側(cè)的碰撞軌跡可由下列關(guān)系式表示:

<mrow> <msub> <mi>y</mi> <mi>l</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>l</mi> </msub> <msubsup> <mi>x</mi> <mi>l</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>&beta;</mi> <mi>l</mi> </msub> <msub> <mi>x</mi> <mi>l</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>&epsiv;</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>y</mi> <mrow> <mi>l</mi> <mn>0</mn> </mrow> </msub> <mo>;</mo> </mrow>以及

<mrow> <msub> <mi>y</mi> <mi>r</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>&alpha;</mi> <mi>r</mi> </msub> <msubsup> <mi>x</mi> <mi>r</mi> <mn>2</mn> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>&beta;</mi> <mi>r</mi> </msub> <msub> <mi>x</mi> <mi>r</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>&epsiv;</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>y</mi> <mrow> <mi>r</mi> <mn>0</mn> </mrow> </msub> <mo>;</mo> </mrow>

其中:

xi,yi,i=l,r分別為車輛于左右兩側(cè)的橫向位置及縱向位置;

αi,i=l,r為車輛于左右兩側(cè)的移動的橫向速度;以及

βi,i=l,r為車輛于左右兩側(cè)的移動的橫向加速度。

上述可能碰撞范圍可由下列關(guān)系式表示:

<mrow> <msubsup> <mi>y</mi> <mi>obs</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>></mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>l</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&cap;</mo> <msubsup> <mi>y</mi> <mi>obs</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>></mo> <msub> <mi>y</mi> <mi>r</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&cap;</mo> <msubsup> <mi>x</mi> <mi>obs</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>></mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>l</mi> </msub> <mo>&cap;</mo> <msubsup> <mi>x</mi> <mi>obs</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </msubsup> <mo>&lt;</mo> <msub> <mi>x</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>;</mo> </mrow>

其中x(i)obs,y(i)obs分別為各目標(biāo)物的橫向位置及縱向位置。

使用上述的自動剎車系統(tǒng)100,其所實(shí)施的自動剎車流程請續(xù)參照圖4。于圖4中,本發(fā)明所揭示的自動剎車方法包含如下步驟:

S101,偵測并辨識位于一車輛前方的一或多個目標(biāo)物。

S102,利用一追蹤模塊追蹤動態(tài)移動的一或多個目標(biāo)物。

S103,利用一碰撞軌跡預(yù)測模塊依據(jù)車輛的一車體動態(tài)信息界定一碰撞軌跡。

S104,透過碰撞軌跡及各目標(biāo)物的坐標(biāo)位置界定一可能碰撞范圍及一非碰撞范圍。

S105,若至少一目標(biāo)物中有落于可能碰撞范圍內(nèi)者,則將各目標(biāo)物的坐標(biāo)位置記錄于一記憶體暫存器,并以一碰撞時間預(yù)測模塊預(yù)估各目標(biāo)物與車輛的一碰撞時間;若至少一目標(biāo)物中有原本落于可能碰撞范圍內(nèi),但之后離開可能碰撞范圍而落于非碰撞范圍內(nèi)者,則將其相關(guān)數(shù)據(jù)自記憶體暫存器清除。

S106,利用一決策模塊對位于車輛正前方車道的目標(biāo)物對應(yīng)的碰撞時間進(jìn)行分析,進(jìn)而依危急程度決定提出警示、對車輛進(jìn)行預(yù)剎車或致動車輛主動剎車。

S107,若車輛變換至旁側(cè)(左側(cè)或右側(cè))車道,而位于旁側(cè)車道的車輛正前方的目標(biāo)物仍落于可能碰撞范圍內(nèi),則利用決策模塊依據(jù)車輛與目標(biāo)物的碰撞時間,依危急程度決定提出警示、對車輛進(jìn)行預(yù)剎車或致動車輛主動剎車。

前述步驟S101中,如前所述,可使用偵測模塊101為之。偵測模塊101可以一深度擷取單元101a結(jié)合一影像擷取單元101b實(shí)施,或以一衛(wèi)星定位系統(tǒng)201a結(jié)合一專用短程通信系統(tǒng)201b實(shí)施。可透過專用短程通信系統(tǒng)201b傳輸識別碼,得到鄰車的類型。

前述步驟S105中,若目標(biāo)物中有起始即已落于非碰撞范圍者,則不記錄其數(shù)據(jù)。

通過前述方法,無論于直線行駛或變換車道時,皆同時將可能發(fā)生碰撞的目標(biāo)物位置數(shù)據(jù)記錄,再依據(jù)各目標(biāo)物與車輛的碰撞時間決定車輛后續(xù)的剎車輔助動作,令車輛于任何狀況下皆能即時反應(yīng)無延遲,提高行車安全。

請續(xù)參照圖5及圖6。圖5是繪示本發(fā)明一應(yīng)用例示意圖。圖6是繪示本發(fā)明另一應(yīng)用例示意圖。

于圖5中,本發(fā)明的自動剎車系統(tǒng)100配置于車輛A上。當(dāng)車輛A行駛時,首先利用自動剎車系統(tǒng)100的偵測模塊101執(zhí)行偵測并辨識,確認(rèn)于其正前方車道L1及及左側(cè)車道或右側(cè)車道L2上的目標(biāo)物為車輛B~E。于另一狀況中,車輛B~E亦可能為機(jī)車、腳踏車或行人等。接續(xù),利用自動剎車系統(tǒng)100的追蹤模塊102定位追蹤動態(tài)移動的車輛B~E,并利用自動剎車系統(tǒng)100 的碰撞軌跡預(yù)測模塊103,依據(jù)車輛A的車體動態(tài)信息估測車輛A與車輛B~E的碰撞軌跡T。對車輛A而言,其可能左右轉(zhuǎn)向,故于車輛A的左右兩側(cè)皆可得碰撞軌跡T。接續(xù),依據(jù)碰撞軌跡T及各車輛B~E的位置界定一可能碰撞范圍S1及一非碰撞范圍S2。若有落于可能碰撞范圍S1者(如車輛B、C、D),則將車輛B、C、D的坐標(biāo)位置記錄于自動剎車系統(tǒng)100的記憶體暫存器106,并以碰撞時間預(yù)測模塊104預(yù)估車輛D、B、C相對于車輛A的多個碰撞時間TTC1、TTC2及TTC3。若起始即有車輛未落于可能碰撞范圍S1,則不記錄其數(shù)據(jù)。若起始于可能碰撞范圍S1中的目標(biāo)車輛已離開可能碰撞范圍S1,則落于非碰撞范圍S2,此時,則將其數(shù)據(jù)自記憶體暫存器106中清除。接續(xù),自動剎車系統(tǒng)100的決策模塊105依據(jù)碰撞時間TTC1、TTC2及TTC3,判斷車輛A的后續(xù)處置動作。例如在車輛A與正前方車道L1的車輛B已相當(dāng)接近時,則決策模塊105依危急程度決定提出警示,或?qū)囕vA進(jìn)行預(yù)剎車以減緩車速或致動車輛A主動剎車至停止。于一緊急狀況中,車輛A的駕駛員亦可能試圖變換車道以避免碰撞,例如其欲將車輛A轉(zhuǎn)向而切換至右側(cè)車道L2。根據(jù)碰撞軌跡T的預(yù)測,當(dāng)其變換至右側(cè)車道L2時,位于車輛A正前方的車輛C亦落在可能碰撞范圍S1內(nèi),故亦可能與車輛A發(fā)生碰撞,此時,自動剎車系統(tǒng)100的記憶體暫存器106仍記錄有車輛C的碰撞時間TTC3,因此自動剎車系統(tǒng)100的決策模塊105仍持續(xù)作動,依危急程度決定提出警示、對車輛A進(jìn)行預(yù)剎車以減緩車速或致動車輛A主動剎車至停止。需至目標(biāo)物因轉(zhuǎn)向、加速或減速等動作,而至其落于本車(車輛A)的非碰撞范圍S2時,亦即離開本車的可能碰撞范圍S1時,才將其相關(guān)數(shù)據(jù)自記憶體暫存器106清除。通過上述,自動剎車系統(tǒng)100于緊急狀況下仍持續(xù)動作,無需重新啟動,借以增加于危急狀況下的反應(yīng)速度,提高行車安全。

于圖5中,裝設(shè)于本車(車輛A)的偵測模塊101是使用深度擷取單元101a結(jié)合影像擷取單元101b的方式對車輛B~E進(jìn)行辨識。于圖6中,偵測模塊101亦可有不同應(yīng)用方式,其是使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)201a結(jié)合專用短程通信系統(tǒng)(DSRC)201b為之,以取得與偵測模塊101使用深度擷取單元101a結(jié)合影像擷取單元101b時不同的偵測范圍。此應(yīng)用方式是基于目前已逐漸發(fā)展成熟的車間通訊的架構(gòu)。例如于車輛A~D皆建置有偵測模塊101,并可透過專用短程通信系統(tǒng)201b互相傳遞行車相關(guān)信息(如行車航向、行車速度及位置等)。 實(shí)際實(shí)施時,架設(shè)以車輛A為主體,則可透過各車輛A~D上的衛(wèi)星定位系統(tǒng)201a取得各車輛A~D的經(jīng)緯度坐標(biāo),并經(jīng)坐標(biāo)換算后,將各車輛A~D透過衛(wèi)星定位系統(tǒng)201a所獲得的球面坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成車輛B~D與車輛A彼此間的相對平面坐標(biāo)系統(tǒng),以便獲得車輛B~D與車輛A彼此間相對的動態(tài)關(guān)系,同時可透過一識別碼得知車輛B~D種類,例如大客車、貨車、小型車或連結(jié)車等。接續(xù)再續(xù)行圖4中的步驟S102~S107,以判斷車輛A的相關(guān)作動。

綜合以上,本發(fā)明的自動剎車系統(tǒng)100具有反應(yīng)快速無延遲及變換車道無需重啟等特點(diǎn),其應(yīng)用范圍廣泛,適用于各種行車狀況,能有效提高行車安全。

雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上,然其并非用以限定本發(fā)明,任何熟悉此技藝者,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作各種的更動與潤飾,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定的范圍為準(zhǔn)。

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