用于后方交叉碰撞警告的方法和装置与流程

1.本发明涉及一种用于后方交叉碰撞警告的方法和装置，更具体地，涉及一种能够防止错误警告的用于后方交叉碰撞警告的方法和装置，该错误警告是通过检测到由作为由反射结构反射回的幽灵(ghost)追踪目标的雷达信号所产生的。


背景技术：

2.最近，一种通过安装在车辆后侧部分的雷达模块对障碍物或物体进行观测和警告的系统被采用。
3.特别是后方交叉碰撞警告(rear cross collision warning，rccw)系统，在辆车倒退时，通过安装在车辆后侧部分的雷达模块追踪在车辆后方移动的目标，并且在所追踪的目标于一定范围内靠近车辆时发出警告。
4.传统技术中开发的后方交叉碰撞警告系统存在的问题是，针对横向靠近车辆的目标产生错误警告。当雷达模块通过从车辆四周存在的结构反射回的传感雷达信号检测到幽灵追踪目标时，会产生这样的错误警告。
5.特别是近年来，由于在后侧雷达系统中采用雷达信号的频率越来越高，以提高传感距离或速度分辨率，使得错误目标追踪发生的可能性更大，因此，后方交叉碰撞警告系统中的错误警告的可能性也在增加。
6.背景技术中所描述的内容仅为了加强对本发明背景技术的理解，并不应视为承认其与本领域的普通技术人员已知的现有技术相对应。


技术实现要素：

7.提供本发明内容用来以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面具体实施方式中进一步描述。本发明内容既不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护主题的范围。
8.在一个方面，一种用于后方交叉碰撞警告的方法包括：将主车辆的周围区域划分成沿横向和纵向排列的多个单元格；创建网格地图，在所述多个单元格之中，在所述网格地图上与所述主车辆周围观测到的静止物体的位置相对应的单元格被分类为已占用的单元格；基于所述网格地图上所述已占用的单元格之间的位置关系，确定反射雷达信号的反射结构的位置；以及基于所确定的反射结构的位置以及由所述雷达观测到的追踪目标的位置和所述追踪目标的移动方向中的任意一项，确定所述追踪目标是否是幽灵追踪目标。
9.所述创建网格地图可以包括：将与所述雷达观测到的所述静止物体的点相对应的单元格分类为所述已占用的单元格。
10.所述创建网格地图可以包括：响应于所述雷达在预定参考观测周期内观测率维持等于或高于预定的参考观测率，或响应于所述雷达接收到的信号幅度等于或大于预定阈值，将与观测到的静止物体的位置相对应的所述单元格分类为所述已占用的单元格。
11.所述确定所述反射结构的所述位置可以包括：响应于所述网格地图的一列中所述
已占用的单元格之间的距离在预定阈值距离内，确定所述已占用的单元格表示一个反射结构，并得出以下结论：在所述已占用的单元格中被确定表示一个反射结构的两个端点的单元格分别是所述一个反射结构的起始已占用的单元格和末尾已占用的单元格。
12.所述确定所述追踪目标是否是所述幽灵追踪目标可以包括：响应于所述追踪目标向所述反射结构的位置移动，确定所述追踪目标是所述幽灵追踪目标。
13.所述确定所述追踪目标是否是所述幽灵追踪目标可以包括：响应于所述追踪目标的横向位置比所述反射结构的横向位置更远离所述主车辆，所述追踪目标的横向位置变化的幅度指向所述主车辆的方向，并且所述追踪目标的纵向位置落在所述反射结构的起点和终点之间，确定所述追踪目标是所述幽灵追踪目标。
14.所述确定所述追踪目标是否是所述幽灵追踪目标可以包括：响应于所述追踪目标的横向位置比所述反射结构的横向位置更远离所述主车辆，所述追踪目标的横向位置变化的幅度指向所述主车辆的方向，并且表示所述追踪目标的移动路径的直线与所述反射结构的位置交叉，确定所述追踪目标是所述幽灵追踪目标。
15.所述确定所述追踪目标是否是所述幽灵追踪目标可以包括：响应于所述追踪目标的横向位置落在所述反射结构的所述位置和所述主车辆的位置之间，所述追踪目标的横向位置变化指向所述主车辆的方向，并且在所述追踪目标从所述反射结构的位置开始移动的条件下，以物理的方式计算得出所述追踪目标的横向加速度大于参考加速度，确定所述追踪目标是所述幽灵追踪目标。
16.在另一方面，一种用于后方交叉碰撞警告的装置包括：雷达，被配置为观测主车辆的周围区域的物体；和控制器。所述控制器被配置为：以横向和纵向将所述主车辆周的围区域划分为多个单元格，并且创建网格地图，在所述多个单元格之中，在所述网格地图上与所述主车辆周围观测到的静止物体的位置相对应的单元格被分类为已占用的单元格；基于所述网格地图上所述已占用的单元格之间的位置关系，确定反射所述雷达的雷达信号的反射结构的位置；以及基于所确定的反射结构的位置以及由所述雷达观测到的追踪目标的位置和所述追踪目标的移动方向中的任意一项，确定所述追踪目标是否是幽灵追踪目标。
17.所述控制器可以包括：网格地图创建器，被配置为以横向和纵向将所述主车辆的周围区域划分为所述多个单元格，并且创建所述网格地图，在所述网格地图上与所述主车辆周围观测到的所述静止物体的所述位置相对应的所述单元格被分类为所述已占用的单元格；反射结构确定器，被配置为基于所述网格地图上所述已占用的单元格之间的位置关系，确定反射所述雷达信号的所述反射结构的位置；以及幽灵追踪目标确定器，被配置为基于所确定的所述反射结构的位置以及所述追踪目标的所述位置和所述追踪目标的所述移动方向中的任意一项，确定所述追踪目标是否是所述幽灵追踪目标。
18.所述网格地图创建器还可以被配置为将与所述雷达观测到的所述静止物体的点相对应的单元格分类为已占用的单元格。
19.所述网格地图创建器还可以被配置为响应于所述雷达在预定参考观测周期内观测率维持等于或高于预定的参考观测率，或响应于所述雷达接收到的信号幅度等于或大于预定阈值，将与观测到的所述静止物体的所述位置相对应的所述单元格分类为所述已占用的单元格。
20.所述反射结构确定器还可以被配置为响应于所述网格地图的一列中已占用的单
元格之间的距离在预定阈值距离内，确定所述已占用的单元格表示一个反射结构，并得出以下结论：在所述已占用的单元格中被确定表示所述一个反射结构的两个端点的单元格分别是所述一个反射结构的起始已占用的单元格和末尾已占用的单元格。
21.所述幽灵追踪目标确定器还可以被配置为响应于所述追踪目标向所述反射结构的位置移动，确定所述追踪目标是所述幽灵追踪目标。
22.所述幽灵追踪目标确定器还可以被配置为响应于所述追踪目标的横向位置比所述反射结构的横向位置更远离所述主车辆，所述追踪目标的横向位置变化的幅度指向所述主车辆的方向，并且所述追踪目标的纵向位置落在所述反射结构的位置的起点和终点之间，确定所述追踪目标是所述幽灵追踪目标。
23.所述幽灵追踪目标确定器还可以被配置为响应于所述追踪目标的横向位置比所述反射结构的横向位置更远离所述主车辆，所述追踪目标的横向位置变化的幅度指向所述主车辆的方向，并且表示所述追踪目标的移动路径的直线与所述反射结构的所述位置交叉，确定所述追踪目标是所述幽灵追踪目标所述幽灵追踪目标确定器还可以被配置为响应于所述追踪目标的横向位置落在所述反射结构的所述位置和所述主车辆的位置之间，所述追踪目标的横向位置变化指向所述主车辆的方向，并且在所述追踪目标从所述反射结构的位置开始移动的条件下，以物理的方式计算得出所述追踪目标的横向加速度大于参考加速度，确定所述追踪目标是所述幽灵追踪目标。
24.通过以下的具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将变得显而易见。
附图说明
25.图1为示出根据本发明的实施例的后方交叉碰撞警告装置的框图。
26.图2为示出根据本发明的实施例的后方交叉碰撞警告方法的流程图。
27.图3为示出通过后方交叉碰撞警告装置和方法可能出现幽灵追踪目标的第一示例的示意图。
28.图4为示出图3所示示例中通过雷达模块观测到的观测点和车辆之间的位置关系的图示。
29.图5为示出由图4所示的图示创建的网格地图的示例的示意图。
30.图6为描述在根据本发明实施例的后方交叉碰撞警告方法和装置中通过使用网格地图确定反射结构的位置的过程的示例图。
31.图7为示出由图5所示的网格地图得到的反射结构的位置的图示。
32.图8为示出在图3所示的示例中出现幽灵追踪目标的示例的示意图。
33.图9为示出在图8所示的情况中出现的幽灵追踪目标的移动路径的示意图。
34.图10为示出通过后方交叉碰撞警告装置和方法可能出现幽灵追踪目标的第二示例的示意图。
35.图11为示出图10所示示例中通过雷达模块观测到的观测点和车辆之间的位置关系的图示。
36.图12为示出由图11所示的图示创建的网格地图的示例的示意图。
37.图13为示出由图12所示的网格地图得到的反射结构的位置的图示。
38.图14为示出在图10所示的示例中出现幽灵追踪目标的示意图。
39.图15为示出在图14所示的情形下出现的幽灵追踪目标的移动路径图示的示意图。
40.图16为示出在图10所示的示例中出现幽灵追踪目标的另一示例的示意图。
41.图17为示出在图16所示的情况中出现的幽灵追踪目标的移动路径图示的示意图。
具体实施方式
42.下面将参考附图详细描述根据各种实施例的后方交叉碰撞警告的方法和装置。
43.图1为示出根据本发明的实施例的后方交叉碰撞警告装置的框图。
44.图1示出后方交叉碰撞警告装置12，可以被配置为包括网格地图创建单元121、反射结构确定单元122以及幽灵追踪目标确定单元123。该网格地图创建单元121将车辆周围的区域划分为在横向和纵向上布置的多个单元格，并基于雷达观测信息使单元格与静止物体所在的位置相对应；该反射结构确定单元122基于在网格地图上标记的单元格确定反射结构的位置，该标记的单元格与静止物体所在的位置相对应；以及该幽灵追踪目标确定单元123基于已确定的反射结构的位置和通过雷达模块11观测到的追踪目标的移动方向或移动速度来确定追踪目标是否是幽灵追踪目标。
45.由相关技术已知，后方交叉碰撞警告装置可以监视由雷达模块11观测到的追踪目标的运动，并且当追踪目标在预定距离内靠近车辆时，通过警告模块13警告。
46.上述的网格地图创建单元121、反射结构确定单元122以及幽灵追踪目标确定单元123可在用于控制后方交叉碰撞警告装置的操作的控制单元12中被提供，或者可以以执行相应功能的算法的形式来实现。当然，控制单元12也可以包括用于执行处理和计算例行雷达观测信号并确定是否警告的操作的算法。
47.此外，后方交叉碰撞警告装置中所提供的存储单元14可被用于将处理的数据存储到实现控制单元12中执行的算法或相应算法的程序中。
48.图2为示出根据本发明的实施例的后方交叉碰撞警告方法的流程图。
49.根据本发明实施例的后方交叉碰撞警告方法可以通过上述的后方交叉碰撞警告装置来实现，并且可以通过网格地图创建单元121、反射结构确定单元122以及幽灵追踪目标确定单元123依次地操作来执行。
50.如图2所示，根据本发明的实施例的后方交叉碰撞警告方法可以被配置包括步骤s11，其中网格地图创建单元121以横向和纵向所分的多个单元格表示主车辆周围的区域，并将与雷达模块11观测到的静止物体所在位置相对应的单元格进行分类，标记为已占用的单元格；步骤s12，其中反射结构确定单元122基于在网格地图上标记的已占用的单元格之间的位置关系来确定反射雷达信号的反射结构的位置；步骤s13，其中基于反射结构的位置以及雷达模块11观测到的追踪目标的移动方向和移动速度来确定追踪目标是否是幽灵追踪目标。
51.以下将通过幽灵追踪目标可能出现的不同环境的示例描述根据图1和图2所示的本发明的实施例的后方交叉碰撞警告装置和方法的具体操作。
52.图3为示出通过后方交叉碰撞警告装置和方法可能出现幽灵追踪目标的第一示例的示意图。
53.图3所示的示例为，在停车场中车辆200在停放在主车辆100后的车辆后侧进行横向移动的情况，其中车辆停放在主车辆100的左右两侧以及后侧。
54.在图3所示的示例中，雷达信号在停放在主车辆100后的车辆以及主车辆100的后侧之间被反射，因此即使主车辆100的后面实际上不存在移动的车辆，而后方交叉碰撞警告系统还是会错误地感知到有车辆在主车辆后面移动。
55.首先，主车辆100中提供的后方交叉碰撞警告系统通过后侧雷达模块11观测其他停放的车辆。附图3中的参考标记“p”表示通过主车辆后侧的雷达模块11邻近观测到其他停放车辆的观测点。
56.图4为示出图3所示示例中主车辆和通过雷达模块观测到的观测点之间的位置关系的图示。
57.如图4所示，主车辆100的位置100’和观测点的位置p’可以在图示中被标记。在图4所示的图示中，以主车辆100’后面的中心为原点，观测点的位置p’通过原点相对于穿过纵向轴和横向轴被标记。
58.图5为示出由图4所示的图示创建的网格地图的示例的示意图。
59.如图5所示，在步骤s11中网格地图被创建，网格地图创建单元121以主车辆的横向和纵向所分的多个单元格c1和c2表示主车辆周围的区域。
60.在步骤s11中网格地图被创建，网格地图创建单元121以横向和纵向所分的多个单元格表示主车辆周围的区域，然后将与雷达模块11观测到的静止物体表示为p或p’的点相对应的位置标记为已占用的单元格c1，将未与点p或p’相对应的其他位置标记为未占用的单元格c2。
61.在标记已占用的单元格c1的过程中，只要在预定的参考观测周期或由雷达模块接收到的信号幅度等于或大于预定的阈值时观测率维持等于或高于预定的参考观测率，则网格地图创建单元121仅可以把单元格标记为已占用的单元格。
62.这是为进一步提高标记已占用的单元格c1的映射性能。通常，因为用于每个观测周期雷达的雷达信号特性(带宽、停留时间、中心频率等)会变化，所以观测趋势(距离分辨率和速度分辨率)也可能会变化。由于这个原因，在每个观测周期内观测到的静止物体信息在相同的环境中可能会变化。因此，在某个周期内的观测率维持等于或高于某个观测率意味着在相应位置存在静止物体的可能性很高。
63.此外，由于相对于雷达模块11的安装位置和垂直角度的波束宽度可能导致将地面(地板)观测为静止物体，所以只要雷达模块接收到的信号幅度等于或大于预定阈值则相应的单元格可仅被标记为已占用的单元格，以便以相对较小的值滤除地面观测信息。
64.图6为描述在根据本发明实施例的后方交叉碰撞警告方法和装置中通过使用网格地图确定反射结构的位置的过程的示例图。
65.在步骤s12中，反射结构的位置被确定，反射结构确定单元122可以针对网格地图的每一列在纵向上识别已占用的单元格的位置，并基于已占用的单元格之间的距离来确定反射结构。
66.更具体地，如图6所示，当第i列中第k个已占用的单元格(bin(i，k))和第k 1个已占用的单元格(bin(i，k 1))之间的纵向距离等于或小于预定阈值，则反射结构确定单元122可以确定这两个已占用的单元格表示一个结构。
67.即，当网格地图的每一列中已占用的单元格之间的距离在预定阈值内，则反射结构确定单元122可以确定该已占用的单元格对应为一个反射结构，并得出结论，确定为对应
一个反射结构的已占用的单元格的两端是该对应反射结构的起始已占用的单元格和末尾占用的单元格。
68.这样的反射结构确定可以被执行用于网格地图的每一列。
69.图7为示出由图5所示的网格地图得到的反射结构的位置的图示。
70.如图7所示，反射结构确定单元122可以基于图5中所示的网格地图上每一列(与纵向平行)中已占用的单元格之间的位置关系来确定反射结构的位置500。可以确认的是，被识别为反射结构的位置500(由与图3、4、5和7中所示的过程相同的过程确定)的直线与主车辆100周围停放的车辆的侧边相对应。
71.图8为示出在图3所示的示例中出现幽灵追踪目标的示例的示意图。
72.在图8所示的情况中，另一车辆200实际以横向移动，对实际在向后移动的主车辆没有形成危险。然而，从其他停放车辆反射回的雷达信号可能使安装在主车辆的雷达模块错误地感应到车辆200非常接近主车辆的后侧。在此，参考标记200’表示感应到的由反射产生的幽灵追踪目标的位置。
73.图9为示出在图8所示的情况中出现的幽灵追踪目标的移动路径的示意图。
74.在步骤13中幽灵追踪目标被确定。幽灵追踪目标确定单元123可以基于反射结构的位置500和追踪目标的移动方向来确定雷达模块所观测的追踪目标是否是幽灵追踪目标。
75.在图8和图9所示的示例中，追踪目标200’和200”向反射结构500移动。实际上，几乎没有目标朝着特定结构移动，即使目标朝着特定结构移动，也无法到达主车辆。因此，当跟踪目标200’和200”朝向反射结构500移动时，追踪目标可能被确定为幽灵追踪目标。
76.在步骤s12中反射结构被确定。因为已经确定了反射结构的起点和终点的坐标，并且可以由雷达模块11观测到跟踪目标的位置信息，所以通过简单的计算就可以确定追踪目标是否向反射结构移动。
77.例如，在图8和图9所示的示例中，当追踪目标的横向位置比反射结构的横向位置更远离主车辆，追踪目标的横向位置变化(横向速度)指向主车辆的方向，并且追踪目标的纵向位置落在反射结构的起点和终点之间，追踪目标可以被确定为幽灵追踪目标。
78.更为具体地，当追踪目标的横向位置比反射结构的横向位置更远离主车辆，并且追踪目标的横向位置变化(横向速度)指向主车辆的方向时，可以基于表示追踪目标的移动路径的直线(由表示追踪目标的移动路径的一阶公式的斜率和截距获得)与表示反射结构的直线是否彼此交叉的确定来确定追踪目标是幽灵追踪目标。
79.图10为示出通过后方交叉碰撞警告装置和方法出现幽灵追踪目标的第二示例的示意图。
80.在图10的示例中，车辆停放在主车辆的后侧、右侧以及右后侧，并且与主车辆相隔有一面墙，其位于主车辆的左侧。同样，在图10中，参考标记“p”表示由后侧雷达模块11观测到车辆的观测点。
81.图11为示出图10中所示的通过雷达模块观测到的观测点和图示中的主车辆之间的位置关系的图示。
82.如图11所示主车辆的位置100’和检测点的位置p’可以在图示上被标记。图11所示的图示中，以主车辆后边的中心为原点，观测点的位置p’通过原点基于穿过纵向轴和横向
轴被标记。
83.图12为示出由图11所示的图示创建的网格地图的示例的示意图。
84.如图12所示，在步骤s11中网格地图被创建，网格地图创建单元121以主车辆的横向和纵向所分的多个单元格c1和c2表示主车辆的周围区域。可以根据需要适当地确定网格地图上各单元格的大小。优选地，单元格可以是正方形，并且可以考虑雷达模块11的分辨率等将正方形一边的长度预先设定为适合位置关系计算的长度。
85.在步骤s11中网格地图被创建，网格地图创建单元121可以将与雷达模块11的观测点p相对应的单元格标记为已占用的单元格c1。
86.图13为示出由图12所示的网格地图得到的反射结构的位置的图示。
87.如图13所示，反射结构确定单元122可以基于图12中所示的网格地图上每一列(与纵轴平行)中已占用的单元格之间的位置关系来确定反射结构的位置500。确定反射结构的位置的详细方法与图6中所描述的方法相同。
88.图14为示出在图10所示的示例中出现幽灵追踪目标的示例的示意图。
89.在图14所示的情况中，如图8和图9所示，车辆200实际以横向移动，对实际在向后移动的主车辆没有形成危险。但是反射结构500(例如，墙)产生的雷达信号的反射可能使安装在主车辆的雷达模块错误地感应到车辆200在横向上非常接近主车辆的后侧。在此，参考标记200’表示感应到的由反射产生的幽灵追踪目标的位置。
90.图15为示出在图14所示的情况下出现的幽灵追踪目标的移动路径图示的示意图。
91.在步骤s13中幽灵追踪目标被确定。幽灵追踪目标确定单元123可以基于反射结构的位置500和追踪目标的移动方向来确定雷达模块所观测的追踪目标是否是幽灵追踪目标。
92.如图8和图9所示的示例，在图14和图15所示的示例中可以观测到追踪目标200’和200”向反射结构500移动。
93.即使在这种情况下，当追踪目标的横向位置比反射结构的横向位置更远离主车辆，横向位置变化(横向速度)的幅度指向主车辆的方向，并且追踪目标的纵向位置落在反射结构的起点和终点之间时，相应的追踪目标可以被确定为幽灵追踪目标。
94.更为具体地，当追踪目标的横向位置比反射结构的横向位置更远离主车辆，并且追踪目标的横向位置变化(横向速度)指向主车辆的方向时，可以基于表示追踪目标的移动路径的直线(由表示追踪目标的移动路径的一阶公式的斜率和截距获得)与表示反射结构的直线是否彼此交叉的确定来确定追踪目标是幽灵追踪目标。
95.图16为示出在图10所示的示例中出现幽灵追踪目标的另一示例的示意图。图17为示出在图16所示的情况中出现的幽灵追踪目标的移动路径图示的示意图。
96.在图16和图17所示的情况中，雷达模块11可以捕获到从距离反射结构非常近的位置开始移动的追踪目标。
97.因为当紧挨着主车辆的后面存在一结构时，车辆实际上不可能在没有驱动力的情况下以恒定的速度接近主车辆，所以确定这是出现了幽灵追踪目标的情况。
98.在这种情况下，在步骤s13中确定追踪目标是否是幽灵追踪目标。当追踪目标200”的横向位置落在反射结构500和主车辆之间，追踪目标200”的横向位置变化(横向速度)指向主车辆的方向，并且如果追踪目标以静止的状态从反射结构的位置开始移动，可以以物
理的形式计算得到追踪目标的横向加速度大于参考加速度时，幽灵追踪目标确定单元123可以将相应的追踪目标确定为幽灵追踪目标。
99.追踪目标200”的横向加速度可以从追踪目标的横向速度变化幅度的计算中轻松获得。同样，参考加速度可以从已知的移动距离、速度、和加速度公式获得。当初始速度设置为零时，参考速度可以由目标200”的平方速度的值除以反射结构500和追踪目标200”之间纵向距离的2倍的值来计算。
100.当幽灵追踪目标确定单元123确定追踪目标为幽灵追踪目标时，控制单元12可以通过警告模块13不生成警告来防止后方交叉碰撞警告系统中错误警告的发生。
101.如上文所述，根据本发明的各种的实施例的后方交叉碰撞警告方法和装置，可以防止由主车辆周围的反射结构反射的雷达信号引起的对追踪目标的错误感应，并且可以确保后方交叉碰撞警告的鲁棒性。特别地，通过防止针对后方交叉碰撞向驾驶员发出错误警告的发生，可以缓解驾驶员的焦虑并提高车辆的适销性。
102.本发明的具体实施例被列举和描述，但不言而喻的是，相关领域的普通技术人员可以在不脱离由以专利权利要求提供的本发明的技术精神的范围内以各种方式对本发明进行改进和修改。