使用雷达传感器和UPA传感器的车辆碰撞预测算法制造技术

提供了一种预测碰撞的方法和设备。该方法包括基于雷达传感器的第一坐标信息和超声传感器的第二坐标信息来检测目标障碍物的坐标；将第二坐标信息转换为第一坐标信息的坐标系并且产生所转换的坐标信息；如果车辆与目标障碍物相距预定距离，那么基于所转换的坐标信息来估计车辆的位置、速度和加速度；基于车辆的估计位置、速度和加速度来确定车辆与目标障碍物之间的潜在碰撞类型；基于车辆的估计位置、速度和加速度以及所确定的碰撞类型来确定三维移动轨迹；以及基于三维移动轨迹来预测车辆的碰撞点、目标物体的碰撞点和碰撞时间。

Vehicle collision prediction algorithm using radar sensor and UPA sensor

A method and device for predicting collisions are provided. The method includes detecting the coordinates of the target obstacle based on the first coordinate information of the radar sensor and the second coordinate information of the ultrasonic sensor; converting the second coordinate information into the coordinate system of the first coordinate information and generating the converted coordinate information; and if the vehicle is at a predetermined distance from the target obstacle, then detecting the coordinates based on the first coordinate information. The coordinate information is converted to estimate the position, speed and acceleration of the vehicle; the potential collision type between the vehicle and the target obstacle is determined based on the estimated position, speed and acceleration of the vehicle; the three-dimensional moving trajectory is determined based on the estimated position, speed and acceleration of the vehicle and the determined collision type; and the base. The collision point, collision point and collision time of the vehicle are predicted by 3D moving trajectory.

【技术实现步骤摘要】
使用雷达传感器和UPA传感器的车辆碰撞预测算法
技术介绍
符合示例性实施例的设备和方法涉及碰撞预测。更具体地，符合示例性实施例的设备和方法涉及使用车辆传感器和安全气囊展开的碰撞预测算法。汽车中的安全气囊装置是一种汽车安全技术，在许多国家(包括美国和欧洲)均强制安装安全气囊装置。早期的安全气囊会随着驾驶员由于碰撞期间的快速减速靠近安全气囊而快速膨胀并且有时会对驾驶员造成伤害。为了解决该问题，开发了具有减压安全气囊的安全气囊。然而，当车辆的乘客没有系安全带时，减压安全气囊效果较差。另外，为了保护驾驶员免受诸如侧面碰撞、偏移碰撞和倾覆等各种车辆事故的影响，被安装在车辆中的安全气囊的数量逐渐增加。安全气囊展开以及起始展开的算法所存在的问题是传感器可能无法检测到碰撞。由于展开算法的局限性，安全气囊有可能会延迟或提前展开，或根本无法展开。因此，解决这些问题需要安全气囊技术的进一步的发展。
技术实现思路
示例性实施例解决了上述问题。更具体地，一个或多个示例性实施例解决了常规的基于物理接触的安全气囊展开算法的局限性，以提供可改进安全气囊展开的精度的碰撞预测算法。根据示例性实施例，提供了一种预测碰撞的方法。该方法包括基于至少一个雷达传感器的雷达坐标信息和至少一个超声传感器的超声波坐标信息来检测目标障碍物的坐标；将超声波坐标信息转换为雷达坐标信息的坐标系并且产生所转换的坐标信息；如果车辆与目标障碍物相距预定距离，那么基于所转换的坐标信息来估计车辆的位置、速度和加速度；基于车辆的估计位置、速度和加速度来确定边缘型碰撞或平面型碰撞中将发生在车辆与目标障碍物之间的碰撞类型；基于车辆的估计位置、速度和加速度以及所确定的碰撞类型来确定三维移动轨迹；以及基于三维移动轨迹来预测车辆的碰撞点、目标物体的碰撞点和碰撞时间。预定距离可为所述雷达传感器的最小检测范围或与所述雷达传感器相距的预定最小距离。确定三维移动轨迹可包括应用使用车辆的估计位置、速度和加速度的曲线拟合。确定是否将发生边缘型碰撞或平面型碰撞可包括基于从目标障碍物的组合坐标信息推导的线性方程：如果至少一个超声波传感器与目标障碍物之间的一个或多个距离小于预定值，那么确定将发生边缘型碰撞，并且如果由至少一个超声波传感器中的第一传感器测量的目标障碍物的第一坐标与由至少一个超声波传感器中的第二传感器测量的物体的第二坐标之间的斜率与从目标障碍物的组合坐标信息推导的线性方程相交，那么确定将发生平面型碰撞。确定将发生边缘型碰撞可包括使用描绘车辆的保险杠的形状的N个坐标将描绘保险杠的形状的N个坐标的y值代入所计算的三维移动轨迹，预测车辆的碰撞点可包括预测车辆的碰撞点作为其中由将y值代入所计算的三维移动轨迹所得的值与N个坐标的x值之间的差值最小的点，且预测目标物体的碰撞点可包括确定其中至少一个超声波传感器与目标障碍物之间的距离之和最小的点作为目标物体的碰撞点。确定是否将发生边缘型碰撞或平面型碰撞可包括使用雷达传感器对车辆的横向相对速度进行多次测量，确定三维移动轨迹可基于车辆的横向相对速度的多个测量值、车辆的碰撞点以及目标物体的碰撞点来执行，且预测碰撞时间可包括确定其中三维移动轨迹的值变为0时的点作为碰撞时间。确定将发生平面型碰撞可包括使用由雷达传感器测量的相对速度来计算速度向量、基于与车辆的保险杠的形状对应的速度向量和N个坐标来确定与目标障碍物的形状对应的第一线性公式和与车辆的保险杠的形状对应的第二线性公式、预测其中所确定距离最小的车辆的碰撞点，以及预测目标物体的碰撞点作为其中第一线性公式与所计算的三维移动轨迹相交的点。确定是否将发生边缘型碰撞或平面型碰撞可包括使用雷达传感器对车辆的横向相对速度进行多次测量，确定三维移动轨迹可基于车辆的横向相对速度的多个测量值、车辆的碰撞点以及目标物体的碰撞点来执行，且预测碰撞时间可包括确定其中三维移动轨迹的值变为0时的点作为碰撞时间。该方法还可包括基于所确定的碰撞类型和所确定的碰撞时间来设定至少一个安全气囊的所需启动时间。根据示例性实施例，提供了一种碰撞预测设备。该设备包括至少一个存储器，其包括计算机可执行指令；以及至少一个处理器，其被配置为读取和执行该计算机可执行指令。该计算机可执行指令可使至少一个处理器基于至少一个雷达传感器的雷达坐标信息和至少一个超声传感器的超声波坐标信息来检测目标障碍物的坐标；将超声波坐标信息转换为雷达坐标信息的坐标系并且产生所转换的坐标信息；如果车辆与目标障碍物相距预定距离，那么基于所转换的坐标信息来估计车辆的位置、速度和加速度；基于车辆的估计位置、速度和加速度来确定边缘型碰撞或平面型碰撞中将发生在车辆与目标障碍物之间的碰撞类型；基于车辆的估计位置、速度和加速度以及所确定的碰撞类型来确定三维移动轨迹；以及基于三维移动轨迹来预测车辆的碰撞点、目标物体的碰撞点和碰撞时间。预定距离可为所述雷达传感器的最小检测范围或与所述雷达传感器相距的预定最小距离。该计算机可执行指令可使至少一个处理器通过应用使用车辆的估计位置、速度和加速度的曲线拟合方程来确定三维移动轨迹。该计算机可执行指令可使至少一个处理器通过基于从目标障碍物的组合坐标信息推导的线性方程确定是否将发生边缘型碰撞或平面型碰撞；如果至少一个超声波传感器与目标障碍物之间的一个或多个距离小于预定值，那么确定将发生边缘型碰撞，并且如果由至少一个超声波传感器中的第一传感器测量的目标障碍物的第一坐标与由至少一个超声波传感器中的第二传感器测量的物体的第二坐标之间的斜率与从目标障碍物的组合坐标信息推导的线性方程相交，那么确定将发生平面型碰撞。该计算机可执行指令可使至少一个处理器通过使用描绘车辆的保险杠的形状的N个坐标并且将描绘保险杠的形状的N个坐标的y值代入所计算的三维移动轨迹来确定将发生边缘型碰撞，通过预测车辆的碰撞点作为其中由将y值代入所计算的三维移动轨迹所得的值与N个坐标的x值之间的差值最小的点来预测车辆的碰撞点，且通过确定其中至少一个超声波传感器与目标障碍物之间的距离之和最小的点作为目标物体的碰撞点来预测目标物体的碰撞点。该计算机可执行指令可使至少一个处理器通过使用雷达传感器对车辆的横向相对速度进行多次测量确定是否将发生边缘型碰撞或平面型碰撞，基于车辆的横向相对速度的多个测量值、车辆的碰撞点以及目标物体的碰撞点来确定三维移动轨迹，且通过确定其中三维移动轨迹的值变为0时的点作为碰撞时间来预测碰撞时间。该计算机可执行指令可进一步使至少一个处理器通过使用由雷达传感器测量的车辆和目标障碍物的相对速度计算速度向量来确定将发生平面型碰撞、基于与车辆的保险杠的形状对应的速度向量和N个坐标来确定与目标障碍物的形状对应的第一线性公式和与车辆的保险杠的形状对应的第二线性公式、预测其中所确定距离最小的车辆的碰撞点，以及预测目标物体的碰撞点作为其中第一线性公式与所计算的三维移动轨迹相交的点。该计算机可执行指令可进一步使至少一个处理器通过使用雷达传感器对车辆的横向相对速度进行多次测量确定是否将发生边缘型碰撞或平面型碰撞，基于车辆的横向相对速度的多个测量值、车辆的碰撞点以及目标物体的碰撞点来确定三维移动轨迹，且通过确定其中三维移动轨迹的值变为0时的点作为碰撞时间来预测碰撞时间。该计算机可执行指令可进一步使至少一个处理器基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于预测碰撞的设备，所述设备包括：至少一个存储器，其包括计算机可执行指令；以及至少一个处理器，其被配置为读取和执行所述计算机可执行指令，所述计算机可执行指令使所述至少一个处理器：基于至少一个雷达传感器的雷达坐标信息和至少一个超声波传感器的超声波坐标信息来检测目标障碍物的坐标；将所述超声波坐标信息转换为所述雷达坐标信息的坐标系并且产生组合坐标信息；如果车辆与所述目标障碍物相距预定距离，那么基于所述组合坐标信息来估计所述车辆的位置、速度和加速度；基于所述车辆的所述估计位置、速度和加速度来确定边缘型碰撞或平面型碰撞中将发生在所述车辆与所述目标障碍物之间的碰撞类型；基于所述车辆的所述估计位置、速度和加速度以及所述确定的碰撞类型来确定三维移动轨迹；以及基于所述三维移动轨迹来预测所述车辆的碰撞点、所述目标物体的碰撞点和碰撞时间。

【技术特征摘要】
2017.03.06 KR 10-2017-0028375;2017.11.17 US 15/8161.一种用于预测碰撞的设备，所述设备包括：至少一个存储器，其包括计算机可执行指令；以及至少一个处理器，其被配置为读取和执行所述计算机可执行指令，所述计算机可执行指令使所述至少一个处理器：基于至少一个雷达传感器的雷达坐标信息和至少一个超声波传感器的超声波坐标信息来检测目标障碍物的坐标；将所述超声波坐标信息转换为所述雷达坐标信息的坐标系并且产生组合坐标信息；如果车辆与所述目标障碍物相距预定距离，那么基于所述组合坐标信息来估计所述车辆的位置、速度和加速度；基于所述车辆的所述估计位置、速度和加速度来确定边缘型碰撞或平面型碰撞中将发生在所述车辆与所述目标障碍物之间的碰撞类型；基于所述车辆的所述估计位置、速度和加速度以及所述确定的碰撞类型来确定三维移动轨迹；以及基于所述三维移动轨迹来预测所述车辆的碰撞点、所述目标物体的碰撞点和碰撞时间。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述预定距离包括所述雷达传感器的最小检测范围或与所述雷达传感器相距的预定最小距离。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述计算机可执行指令使所述至少一个处理器通过应用使用所述车辆的所述估计位置、速度和加速度的曲线拟合方程来确定所述三维移动轨迹。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述计算机可执行指令使所述至少一个处理器通过以下步骤来确定是否将发生所述边缘型碰撞或所述平面型碰撞：基于从所述目标障碍物的所述组合坐标信息推导的线性方程，如果所述至少一个超声波传感器与所述目标障碍物之间的一个或多个距离小于预定值，那么确定将发生所述边缘型碰撞；以及如果由所述至少一个超声波传感器中的第一传感器测量的所述目标障碍物的第一坐标与由所述至少一个超声波传感器中的第二传感器测量的所述物体的第二坐标之间的斜率与从所述目标障碍物的所述组合坐标信息推导的所述线性方程相交，那么确定将发生所述平面型碰撞。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述计算机可执行指令使所述至少一个处理器：通过使用描绘所述车辆的保险杠的形状的N个坐标并且将描绘所述保险杠的所述形状的所述N个坐标的y值代入所计算的三维...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·李，K·朴，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US