TWI493514B

TWI493514B - 車輛前端防撞警示方法

Info

Publication number: TWI493514B
Application number: TW102131251A
Authority: TW
Inventors: Chen Kuan Wu
Original assignee: Mitac Int Corp
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2015-07-21
Also published as: TW201508707A

Description

車輛前端防撞警示方法

本發明是有關於一種防撞警示方法，特別是指一種能針對斜坡適應性調整的車輛前端防撞警示方法。

汽車前端防撞警示系統，是用於偵測前方是否有車輛過於接近，而發出警示的系統。需要警示的最低標準是，前車剎車停止時的位置等於後車剎車停止時的位置。

因此，警示距離D的公式為，其中V₁ 為後車的初始車速，T代表使用者看到警示後踩下剎車的預設的反應時間，V₁ ．T為空走距離，是該反應時間內後車所行走的距離，a₁ 為後車的剎車平均減速度，是後車剎車距離，V₂ 及a₂ 分別為前車的初始車速及剎車平均減速度，是前車剎車距離。在剎車的情況下上述的剎車平均減速度均是正值。

推導方式為，發出警示時，以此時後車的位置為原點，後車與前車相距該警示距離D，此時前車正在剎車，會再行走後停止，因此前車剎車停止時的位置即為，而後車在使用者看到警示後踩下剎車前的這段反應時間內行走V₁ ．T，開始剎車後行走後停止，因此後車剎車停止時的位置即為。由前車剎車停止時的位置等於後車剎車停止時的位置可得，移項可得前述警示距離D。

然而以上述方式計算所得的警示距離，在有斜坡的公路上，因重力加速度關係，會產生過早或過晚警示的情形。因此，如何更精準的計算警示距離，就成為一值得研究的主題。

因此，本發明之目的，即在提供一種能針對斜坡適應性調整的車輛前端防撞警示方法。

於是，本發明車輛前端防撞警示方法，由一警示系統執行，該警示系統包括一斜率偵測器、一前車偵測器、一儲存有一警示距離計算程式碼的記憶體，及一與前述元件連接的處理器，該方法包含以下步驟：該斜率偵測器偵測並輸出一代表該車輛的傾斜角度的傾斜角度值，當該車輛在上坡時，該傾斜角度值大於0，當該車輛在下坡時，該傾斜角度值小於0。

該處理器執行該程式碼而接收該傾斜角度值，並依據該傾斜角度值、一重力加速度值，及分別代表該車輛的初始車速及剎車平均減速度的一第一車速值及一第一減速度值計算出一警示距離值，該警示距離值在該傾斜角度值增加的情況下是為減少，且在該傾斜角度值減少的情況下是為增加。

該前車偵測器偵測並輸出一前車距離值，代表該車輛與位於該車輛前方的一前方車輛之間的距離。

該處理器根據該警示距離值以及該前車距離值判斷該前車距離值是否小於等於該警示距離值，若是，則發出一警示訊號。

較佳地，其中，該警示距離值的計算方式包括，其中，α 為該傾斜角度值，g為該重力加速度值，g為該重力加速度值，g．sin(α)即代表重力加速度在斜坡上的分量的大小，V₁ 為該第一車速值，a₁ 為該第一減速度值。

較佳地，其中，該警示距離值以D表示，等於一空走距離值加上一剎車距離差值，該空走距離值以T_d 表示，代表使用者接收該警示訊號後踩下剎車的反應時間內該車輛所行走的距離，該剎車距離差值以B_d 表示，等於該車輛的剎車距離減去前方車輛的剎車距離，方程式為D=T_d +B_d ，而，其中，T為代表該反應時間的反應時間值，V₁ 為該第一車速值，a₁ 為該第一減速度值，V₂ 及a₂ 分別為代表該前方車輛的初始車速及剎車平均減速度的一第二車速值及一第二減速度值。

較佳地，其中，該第一減速度值包括一內建於該記憶體而代表所在之車輛的車種或車型的定值；或是包括一根據使用者選擇該記憶體所儲存的多個車種或車型中的一種所對應的定值。

較佳地，其中，該第一減速度值還相關於以下至少一，一代表車輛狀態的車況參數，及一代表行車環境的環境參數。

較佳地，其中，該車況參數包括代表胎壓的胎壓參數；該環境參數包括代表天氣為雨天的雨天參數，當該車輛的胎壓降低或是天氣為雨天時該第一減速度值會減少，並使該警示距離值增加。

較佳地，其中，該前車偵測器是一攝影機，連續取得前方車輛的影像後，計算該前方車輛在該等影像中所佔畫素的多寡之變化率而得到前方車輛相對於本車輛的相對車速，該處理器再將該相對車速加上本車輛的該第一車速值得出前方車輛的車速，即該第二車速值；並且，該前車偵測器具影像辨識的功能，辨識該前方車輛的車種或車型後輸出辨識結果至該處理器，該處理器再自該記憶體查詢對應的該第二減速度值。

較佳地，其中，該警示系統還包括一供一使用者操作的調控介面，該處理器經該調控介面接收該使用者的輸入而在一容許範圍內調整該警示距離值的大小，因而調整該警示系統發出該警示訊號的敏感度。

較佳地，其中，調整該警示距離值的大小的方式是將該警示距離值增減一第一預定數值或乘上一第一預定倍率而調整。

較佳地，其中，該警示系統還包括一供一使用者操作的調控介面，該處理器經該調控介面接收該使用者的輸入而在一容許範圍內調整該警示距離值的大小，因而調整該警示系統發出該警示訊號的敏感度，其中，調整該警示距離值的大小的方式是將該反應時間值增減一第二預定數值或乘上一第二預定倍率而間接調整計算得出的該警示距離值。

較佳地，其中，該警示系統還包括一警示器，該處理器發出該警示訊號至該警示器而使該警示器發出一光線或一聲響。

本發明之功效在於：透過計算傾斜時重力加速度所造成的加速度，能使所計算的該警示距離值在該傾斜角度值增加的情況下是為減少，且在該傾斜角度值減少的情況下是為增加，再與前車距離值進行比較以決定是否發出警示訊號，能針對該車輛行進的傾斜角度調整而發出警示。

1‧‧‧警示系統

11‧‧‧斜率偵測器

12‧‧‧前車偵測器

13‧‧‧記憶體

14‧‧‧調控介面

15‧‧‧警示器

16‧‧‧網路傳輸模組

100‧‧‧處理器

2‧‧‧行車電腦系統

21‧‧‧胎壓偵測器

22‧‧‧車速偵測器

S1-S5‧‧‧步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一系統方塊圖，說明本發明車輛前端防撞警示方法的一較佳實施例；及圖2是一流程示意圖，說明該較佳實施例。

參閱圖1與圖2，本發明車輛前端防撞警示方法之較佳實施例，由一警示系統1配合一行車電腦系統2執行。該警示系統1是例如設置於一導航裝置中或是在車輛出廠時即內建於車上，該警示系統1包括一斜率偵測器11、一前車偵測器12、一儲存有一警示距離計算程式碼的記憶體13、一調控介面14、一警示器15、一網路傳輸模組16及一與前述元件連接的處理器100。該斜率偵測器11是例如為一垂直陀螺儀等能感測自身角度變化並產生一傾斜角度值的感測器。該行車電腦系統2偵測、紀錄並管理行車相關的各種參數，並包括一胎壓偵測器21及一車速偵測器22。該車輛前端防撞警示方法包含以下步驟S1至S5。

步驟S1一偵測傾斜角度。該斜率偵測器11偵測並輸出該傾斜角度值，其代表該車輛的傾斜角度，當該車輛在上坡時，該傾斜角度值大於0，當該車輛在下坡時，該傾斜角度值小於0。

步驟S2一計算警示距離值。該處理器100執行該程式碼而接收該傾斜角度值，並依據該傾斜角度值、一重力加速度值，及分別代表該車輛的初始車速及剎車平均減速度的一第一車速值及一第一減速度值計算出一警示距離值，該警示距離值在該傾斜角度值增加的情況下是為減少，且在該傾斜角度值減少的情況下是為增加。

詳細而言，該警示距離值核心的計算式如下，，其中，α 為該傾斜角度值，在本發明中是指水平線與該車輛前進方向的夾角。當該車輛在上坡時，α 大於0，當該車輛在下坡時，α 小於0，可能的數值範圍小於90度並大於負90度，g為該重力加速度值，通常以9.8m/s² 代入，g．sin(α)即代表重力加速度在斜坡上的分量的大小，V₁ 為該第一車速值，a₁ 為該第一減速度值。本公式中，使該第一減速度值加上該重力加速度的分量，可表達出上坡時，重力加速度的分量與剎車減速度為同向，重力加速度幫助了剎車，故加大了第一減速度值的值，表示該車輛能更快停止，只需要較低的該警示距離值；下坡時，sin(α)是負值，重力加速度的分量與剎車減速度為反向，重力加速度減低了剎車能力，故減少了第一減速度值的值，表示該車輛會需要更長的距離才能停止，而需要較高的該警示距離值。如此，所計算的該警示距離值便能針對斜坡適應性調整。

更進一步說明，該警示距離值的較完整的計算方式是根據斜坡上的重力加速度分量來全面調整先前技術的公式中的加速度。該警示距離值以D表示，等於一空走距離值加上一剎車距離差值，該空走距離值以T_d 表示，代表使用者接收該警示訊號後踩下剎車的反應時間內該車輛所行走的距離，該剎車距離差值以B_d 表示，等於該車輛的剎車距離減去位於該車輛前方的一前方車輛(未圖示)的剎車距離，方程式為D=T_d +B_d ，而，其中，T為代表該反應時間的反應時間值，通常設定為0.7至1.2秒，V₂ 及a₂ 分別為代表該前方車輛的初始車速及剎車平均減速度的一第二車速值及一第二減速度值。

補充說明的是，根據該較完整的計算方式，前述核心的計算式可視為假設前車靜止且使用者瞬間踩下剎車的化簡後狀況。

而在實際使用的狀況中，上述較完整的計算方式所得的結果還可能並非完全理想而需要調整。例如，為增加安全性，可在上述警示距離值再加上預設距離值，以提早預警。此外，該調控介面14是例如一組按鈕(未圖示)，供使用者設定敏感度，該處理器100經該調控介面14接收使用者的輸入而調整該警示距離值的大小，因而適當調整該警示系統1發出該警示訊號的敏感度。而調整的方式例如是將該警示距離值增減一第一預定數值或乘上一第一預定倍率而調整，或是將該反應時間值增減一第二預定數值或乘上一第二預定倍率而間接調整計算得出的該警示距離值，但不以上述為限。

以下說明其他各數值取得的方式。計算中所需的該第一減速度值，是該處理器100由該記憶體13中讀取，該記憶體13儲存有多個車種或車型中所對應的減速度值，若該警示系統1是設置於該導航裝置中，該記憶體13所儲存的車種或車型即供使用者選擇其中一車種或車型而設定其對應的減速度值為該第一減速度值，若該警示系統1是在車輛出廠時即內建於車上，則該第一減速度值即內建於該記憶體13。

該第一減速度值還相關於至少一修正參數，該修正參數是例如一代表胎壓的胎壓參數或一代表天氣為雨天的雨天參數，當該車輛的胎壓降低或是天氣為雨天時該第一減速度值會減少，並使該警示距離值增加。該雨天參數可經由網路傳輸模組16連上網際網路抓取天氣資料而得，該胎壓參數則是與該行車電腦系統2連線而取得該胎壓偵測器21所偵測的相關參數。但不以上述為限，還可以加入各種行車參數例如里程數、保養狀態等等，並且若該車輛的車廠有支援，則上述參數可透過網路傳輸模組16連上網際網路抓取。這部分的方程式可表示為a₁ =w₁ ．a₁₁ -w₂ ．a₁₂ -…，其中第一項中a₁₁ 是正常狀況下的第一減速度值，a₁₂ 之後則是相關於上述各修正參數的預存的第一減速度值之修正項，而w₁ 、w₂ …則是各項可依據前述參數而機動性調整的權重。舉例而言，下雨時，相關於下雨的該項的權重就會增加，因而減低最後得出的第一減速度值，進而使該警示距離值增加。

在本實施例中，該第一車速值是該處理器100與該行車電腦系統2連線而取得該車速偵測器22所偵測的車速，但不以此為限，也可以例如是根據全球衛星定位訊號量測車速而得。

關於該第二車速值，需先說明的是在本實施例中該前車偵測器12是一攝影機，在步驟S3中偵測前方車輛的距離，容後說明，而本步驟該前車偵測器12連續取得前方車輛的影像後，計算該前方車輛在該等影像中所佔畫素的多寡之變化率而得到前方車輛相對於本車輛的相對車速，該處理器100再將該相對車速加上本車輛的該第一車速值得出前方車輛的車速，即該第二車速值。但不以上述為限，也可以是利用都卜勒效應以偵測雷達或超音波的頻率改變，或是其他方式來測得前方車輛相對於本車輛的相對車速。

至於該第二減速度值，該前車偵測器12具影像辨識的功能，會辨識該前方車輛的車種或車型後輸出辨識結果至該處理器100，該處理器100再自該記憶體13查詢得到對應的該第二減速度值。但不以上述為限，前車的影像可取自外接的行車紀錄器或其他攝影機。

以上即為本發明所提出的警示距離值之更正確的計算方式。

步驟S3一偵測前車距離。該前車偵測器12偵測並輸出一前車距離值，代表該車輛與該前方車輛之間的距離。該前車偵測器12是該攝影機，根據所擷取的影像中偵測前方車輛所佔畫素的多寡並計算前方車輛的距離。但不以此為限，也可以是偵測雷達或超音波的反射時間來推算該前車距離值，或是以其他方式來測得該前車距離值。

需要說明的是，本步驟S3並不限於在步驟S2後執行，只要在步驟S4進行前任一時間點均可。由於前述步驟S2中的該第二車速值的取得需要藉助該前車偵測器12，因此本步驟S3也可以在步驟S2前執行。但是嚴格來說，步驟S2中並不需要該前車距離值，因此本步驟最遲是在步驟S4之前進行即可。關於由影像畫素的多寡判斷物體速度與距離的方式並非本發明重點，在此不再贅述。

步驟S4-該處理器100根據該警示距離值以及該前車距離值判斷該前車距離值是否小於等於該警示距離值。若是，則發出一警示訊號至該警示器15(步驟S5)，該警示器15是例如一LED或一揚聲器，而於接收到該警示訊號後發出例如一光線或一聲響之警示。最後，不論該處理器100發出警示訊號與否，均再回到步驟S1進行下一次的流程。

綜上所述，透過計算傾斜時重力加速度所造成的加速度，能使所計算的該警示距離值在該傾斜角度值增加的情況下是為減少，且在該傾斜角度值減少的情況下是為增加，再配合其他行車參數以及人工設定來調整該警示距離值，最後與前車距離值進行比較以決定是否發出警示訊號，能更精準地發出警示，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

S1-S5‧‧‧步驟

Claims

一種車輛前端防撞警示方法，由一警示系統執行，該警示系統包括一斜率偵測器、一前車偵測器、一儲存有一警示距離計算程式碼的記憶體，及一與前述元件連接的處理器，該方法包含以下步驟：該斜率偵測器偵測並輸出一代表該車輛的傾斜角度的傾斜角度值，當該車輛在上坡時，該傾斜角度值大於0，當該車輛在下坡時，該傾斜角度值小於0；該處理器執行該警示距離計算程式碼而接收該傾斜角度值，並依據該傾斜角度值、一重力加速度值，及分別代表該車輛的初始車速及剎車平均減速度的一第一車速值及一第一減速度值計算出一警示距離值，該警示距離值在該傾斜角度值增加的情況下是為減少，且在該傾斜角度值減少的情況下是為增加；該前車偵測器偵測並輸出一前車距離值，代表該車輛與位於該車輛前方的一前方車輛之間的距離；及該處理器根據該警示距離值以及該前車距離值判斷該前車距離值是否小於等於該警示距離值，若是，則發出一警示訊號。
如請求項1所述防撞警示方法，其中，該警示距離值的計算方式包括，其中，α 為該傾斜角度值，g為該重力加速度值，g為該重力加速度值，g．sin(α)即代表重力加速度在斜坡上的分量的大小，V₁ 為該第一車速值，a₁ 為該第一減速度值。
如請求項2所述防撞警示方法，其中，該警示距離值以D表示，等於一空走距離值加上一剎車距離差值，該空走距離值以T_d 表示，代表使用者接收該警示訊號後踩下剎車的反應時間內該車輛所行走的距離，該剎車距離差值以B_d 表示，等於該車輛的剎車距離減去該前方車輛的剎車距離，方程式為D=T_d +B_d ，而，其中，T為代表該反應時間的反應時間值，V₁ 為該第一車速值，a₁ 為該第一減速度值，V₂ 及a₂ 分別為代表該前方車輛的初始車速及剎車平均減速度的一第二車速值及一第二減速度值。
如請求項1或2或3所述車輛前端防撞警示方法，其中，該第一減速度值包括一內建於該記憶體而代表所在之車輛的車種或車型的定值；或是包括一根據使用者選擇該記憶體所儲存的多個車種或車型中的一種所對應的定值。
如請求項4所述車輛前端防撞警示方法，其中，該第一減速度值還相關於以下至少一，一代表車輛狀態的車況參數，及一代表行車環境的環境參數。
如請求項5所述車輛前端防撞警示方法，其中，該車況參數包括代表胎壓的胎壓參數；該環境參數包括代表天氣為雨天的雨天參數，當該車輛的胎壓降低或是天氣為雨天時該第一減速度值會減少，並使該警示距離值增加。
如請求項3所述車輛前端防撞警示方法，其中，該前車偵測器是一攝影機，連續取得前方車輛的影像後，計算該前方車輛在該等影像中所佔畫素的多寡之變化率而得到前方車輛相對於本車輛的相對車速，該處理器再將該相對車速加上本車輛的該第一車速值得出該第二車速值；並且，該前車偵測器辨識該前方車輛的車種或車型後輸出辨識結果至該處理器，該處理器再自該記憶體查詢對應的該第二減速度值。
如請求項1或2或3所述車輛前端防撞警示方法，其中，該警示系統還包括一供一使用者操作的調控介面，該處理器經該調控介面接收該使用者的輸入而在一容許範圍內調整該警示距離值的大小。
如請求項8所述車輛前端防撞警示方法，其中，調整該警示距離值的大小的方式是將該警示距離值增減一第一預定數值或乘上一第一預定倍率而調整。
如請求項3所述車輛前端防撞警示方法，其中，該警示系統還包括一供一使用者操作的調控介面，該處理器經該調控介面接收該使用者的輸入而在一容許範圍內調整該警示距離值的大小，因而調整該警示系統發出該警示訊號的敏感度，其中，調整該警示距離值的大小的方式是將該反應時間值增減一第二預定數值或乘上一第二預定倍率而間接調整計算得出的該警示距離值。
如請求項1或2或3所述車輛前端防撞警示方法，其中，該警示系統還包括一警示器，該處理器發出該警示訊號至該警示器而使該警示器發出一光線或一聲響。