用于基于融合雷达传感器避免车辆碰撞的方法和装置的制造方法_4

文档序号:9572745阅读:来源:国知局
[0080] [等式 1]
[0081] P = PS+PD= V DDID ( = RId2= V dd2/R) +af2CVDD
[0082] 此处,Ps是传感器自身的操作功率,P D是用于驱动传感器的驱动电路的功率,V DD是 施加给传感器的直流电压,ID是施加给传感器的直流电流,R是传感器电阻,a是比例常数, f是传感器操作频率(例如,24GHz或者77GHz),C表示传感器中所包括的电容。如上所述, 在本发明中,通过使用总共5个,即,一个是77GHz的雷达传感器并且四个是24GHz的雷达 传感器,考虑到雷达传感器的成本和功耗同时覆盖周围车辆或者物体的所有检测范围,组 成最优组合。
[0083] 在图5中的情况和距离检测步骤中,如图4所示,操作情况检测器121和距离检测 器122,并且根据检测道路条件和行驶条件的信息,或由距离检测器122通过使用3轴加速 度传感器315所检测的检测车辆速度和加速度信息的车辆行驶信息以及车辆是否在斜坡 /弯曲/交叉/直线道路上行驶,通过输出开关控制信号并且选择性地控制5个开关 挪广SW5)的导通和断开可控制雷达传感器(SLR、SRR、RCR、FCR、FCLRR)的低功率驱动, 所述道路条件和行驶条件诸如为由情况检测器121通过分析由前置照相机311拍摄的前方 图像而检测的斜坡/弯曲/交叉/直线行驶、夜间行驶、道路的地面状况、最左侧车道行驶、 最右侧车道行驶、以及天气条件(例如,下雨、下雪、强风、雾等)。
[0084] 例如,如果车辆的速度小于30km/h,则可断开FCLRR雷达传感器的操作,或者如果 车辆的速度大于120km/h,则仅可操作FCLRR雷达传感器(S431,S435)。例如,如果车辆以 小于30km/h的速度在喧闹的市区行驶,因为不需要能够检测前方150m以内的物体的77GHz 长距FCLRR雷达传感器,所以距离检测器122控制对应的开关,因此,不操作FCLRR雷达传 感器(S435)。此时,仅操作24GHz的传感器(SLR、SRR、RCR、FCR)。此外,如果车辆以大于 120km/h的速度在高速公路上行驶(S431),因为前置24GHz雷达传感器(SLR、SRR、RCR、FCR) 的操作不能有效地避免车辆碰撞,所以距离检测器122控制对应的开关,使得各个传感器 断开并且仅操作77GHz的FCLRR雷达传感器,以监控前方(S435)。如果车辆的速度为30km/ h~120km/h,则可操作所有的雷达传感器(SLR、SRR、RCR、FCR、FCLRR)。此处,尽管描述了 其车辆速度小于30km/h或者大于120km/h的实施例,然而,根据需要,行驶速度边界值可被 改变并且设置成其他值(例如,30km/h->60km/h,120km/h->90km/h)。
[0085] 此外,如果车辆在斜坡道路或者弯曲道路上行驶(S432),则根据碰撞管理器124 的对应风险计算,防碰撞设备125可通过保持其车辆速度小于90km/h的速度而避免事故发 生,并且此时,因为不需要能够检测前方150m以内的对象的77GHz长距FCLRR雷达传感器, 所以情况检测器121可控制对应的开关,从而不操作FCLRR传感器(S435)。
[0086] 此外,如果天气条件恶劣(下雨、下雪、强风、雾等)或者由于下雨、下雪、强风、雾 等导致道路的地面状况恶劣、或者崎岖不平的道路(S433),则根据碰撞管理器124的对应 风险计算,防碰撞设备125被配置为通过保持车辆的速度至小于恒定速度的速度并且确定 车辆的加速/减速的支持以确保安全距离而根据相应的控制保持避免事故发生,此时,因 为不需要能够检测前方150m以内的物体的77GHz长距FCLRR雷达传感器,所以情况检测器 121可控制相应的开关,从而不操作FCLRR传感器(S435)。
[0087] 此外,如果车辆在最左侧车道上行驶,则可断开左侧24GHz雷达传感器(SLR)的 操作,或者如果车辆在最右侧车道上行驶,则可断开右侧24GHz雷达传感器(RLR)的操作 (S434, S435)。例如,如果车辆在最左侧车道上行驶,且车辆的左侧没有行驶车道(S434), 则因为左侧上没有移动车辆,所以情况检测器121断开左侧24GHz雷达传感器(SLR)的操 作(S435)。此外,如果车辆在最右侧车道上行驶,且其车辆右侧没有行驶车道(S434),则 因为右侧上没有移动车辆,所以情况检测器121断开右侧24GHz雷达传感器(SRR)的操作 (S435)〇
[0088] 如上所述,在本发明中,使用四个24GHz的雷达传感器(SLR、SRR、RCR、FCR)和一 个77GHz的雷达传感器(FCLRR),通过反映传感器自身Ps的操作功率和驱动传感器的驱动 电路功率PD可如以下等式2计算总功耗。
[0089] [等式 2]
[0090] P = PS+PD= 4(1+η)Ρ ^(Ι+βη)?^ (5+7n)P !
[0091] 此处,4(1+11叱是四个24GHz雷达传感器(SLR、SRR、RCR、FCR)的功率,并且(l+3n) 77GHz远程FCLRR雷达传感器的功率。P屬各个雷达的静态功率(V DDID),并且η是运 行时间/10分钟(360秒),即,其表示η =(运行时间/10分钟)。
[0092] 在下文中,如下面[表1]所示,通过在车辆行驶时分类成两组:小于90km/h的速 度行驶(A组)和大于90km/h的速度行驶,将描述由于雷达传感器的操作而产生的功耗的 分析实例。
[0093] [表1]根据行驶情况的雷达传感器的操作设置
[0095] 例如,在组A情况下(小于90km/h的行驶速度),因为车辆以中速范围内的速度行 驶,所以是车辆中央的长距雷达传感器(FCLRR)断开((FCLRR断开)并且仅操作中央处的 短距雷达(FCR导通)的情况。
[0096] 在组A中,在诸如FCR导通、RCR导通、SLR导通、SRR导通的正常行驶模式的情况 下,情况检测器121可生成诸如(SWiSW2SW3SW4SW 5) = (01111)的数字开关控制信号 (参考图3),此时,根据等式2,总功耗为p = 4 (1+n) P1〇
[0097] 在组A中,在诸如FCR导通、RCR断开、SLR导通、SRR导通的夜间行驶、斜坡行驶、 恶劣天气条件行驶以及恶劣道路条件行驶的情况下,情况检测器121可生成诸如= (SWiSWAWAWjWs) = (01011)的数字开关控制信号(参考图3),此时,根据等式2,总功耗为 p = 3 (l+n)P1〇
[0098] 在组A中,在诸如FCR导通、RCR断开、SLR断开、或者SRR断开的夜间行驶、斜坡 行驶、恶劣天气条件行驶、恶劣道路条件行驶(RCR断开)、左侧车道行驶(SLR断开、SRR导 通)、或者右侧车道行驶(SLR导通、SRR断开)的情况下,情况检测器121可生成诸如 =(SWfWAWAWJWs) = (01001)或(01010)的数字开关控制信号(参考图3),此时,根据等 式2,总功耗为p = 2(1+11#^
[0099] 例如,在组B (大于90km/h的行驶速度)的情况下,因为车辆以超过中等速度的速 度行驶,所以是车辆中央的长距雷达传感器(FCLRR)导通(FCLRR导通),并且由于复制,中 央处的短距雷达断开(FCR断开)的情况。
[0100] 在组B中,在诸如FCR断开、RCR导通、SLR导通、SRR导通的正常行驶模式情况下, 情况检测器121可生成诸如(SWfWAWAWJWs) = (10111)的数字开关控制信号(参 考图3),此时,根据等式2,总功耗p = (4+611)?^
[0101] 在组B中,在诸如FCR断开、RCR断开、SLR导通、SRR导通的夜间行驶、斜坡行驶、 恶劣天气条件行驶、以及恶劣道路条件行驶的情况下,情况检测器121可生成诸如= (SISIS^S^SI) = (10011)的数字开关控制信号(参考图3),此时,根据等式2,总功耗p =(3+5n)P1〇
[0102] 在组B中,在诸如FCR断开、RCR断开、SLR断开、或者SRR断开的夜间行驶、斜坡 行驶、恶劣天气条件行驶、恶劣道路条件行驶(RCR断开)、最左侧车道行驶(SLR断开、SRR 导通)、或者最右侧车道行驶(SLR导通、SRR断开)的情况下,情况检测器121可生成诸如 (SWjWAWAWJWj = (10001)或者(10010)的数字开关控制信号(参考图3),此时, 根据等式2,总功耗为p = (2+411)?^
[0103] 关于此情况,例如,如果
,则可获得诸如[表 2]和[表3]的分析结果。
[0104] [表2]组A的功耗和燃料效率特征比较
[0105]
[0106] [表3]组B的功耗和燃料效率特征比较
[0107]
[0108] 如表2和表3,对于车辆以小于90km/h的速度行驶1个小时所有5个传感器都操 作的情况,当应用本发明所提出的方法时,可将功耗减少至最大约250%并且燃料消耗可减 少至最大约55cc,此外,对于车辆以大于90km/h的速度行驶1个小时所有5个传感器都操 作的情况,当应用本发明所提出的方法时,可将功耗减少至最大约76%,并且将燃料消耗减 少至最大约33cc。
[0109] 图6A至图6C是根据本发明的实施方式的用于避免车辆碰撞的装置的防碰撞和车 辆控制算法的处理的流程图。
[0110] 如在图4中所述,数据库123保持在融合传感器110、情况检测器121、以及距离 传感器122中所测量和计算的数据,从而使得测量或计算的数据能够被每个部件的比较计 算所使用(S440)。在该处理中,如果通过完成融合传感器110、情况检测器121、以及距离 检测器122中的测量、计算、分析、以及检测等收集本发明的防碰撞算法所需的所有数据 (S450),则在碰撞管理和防碰撞步骤S460中(参考图4),碰撞管理器124根据距前面车辆 和周围物体的相对距离同时通过使用数据库123的数据库信息跟踪相对压差(AV)或者相 对相差(△ Θ)的变化来计算和管理车辆的速度/加速度、前面车辆的速度/加速度、碰撞 风险值,并且防碰撞设备125根据通过使用数据库信息从碰撞管理器124接收的碰撞风险 性确定前方、侧方、后方碰撞警报、协助车道变化、后方交叉碰撞的警报、以及加速/减速支 持等。
[0111] 在车辆控制和行驶管理步骤S470中(参考图4)
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