用于车辆的停止范围指示装置和方法与流程

1.本公开总体上涉及用于车辆的停止范围指示装置和方法。


背景技术：

2.本节中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
3.如本领域中公知的，在车辆行驶期间，当脚从加速踏板离开时执行减速，并且当踩下制动踏板时车辆减速并停止。
4.电动车辆的特殊功能包括能够使车辆加速或停止的单脚驾驶功能。
5.作为参考，单脚驾驶功能也称为单踏板驾驶。
6.因此，当执行单脚驾驶功能(也称为单踏板驾驶)时，通过驾驶员踩下加速踏板来使车辆加速，并且通过驾驶员将脚从加速踏板移开而使车辆减速并停止。
7.例如，当执行单脚驾驶功能时，车辆逐渐减速并停止，就像驾驶员以20kph的速度驾驶车辆之后不踩加速踏板的情况一样。
8.但是，当执行单脚驾驶功能时，驾驶员可能会因自己不踩制动踏板而感到焦虑。另外，由于车辆停止的位置和时间点的不确定性，驾驶员可能会感到焦虑。
9.相反，在具有内燃发动机(ice)的车辆中，当不踩加速踏板时，车辆仅减速至最小速度但并不停止，除非踩下制动踏板。
10.然而，由于由驾驶员踩下制动踏板而执行的制动操作取决于驾驶员对驾驶员车辆距前方的车辆、停止线、障碍物等的距离判断的感觉，因此可能存在车辆停止的位置和时间点的不确定性等。
11.前述内容仅旨在帮助理解本公开的背景，而并非旨在表示本公开落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。


技术实现要素：

12.本公开提供用于车辆的停止范围指示装置和方法，该装置和方法能够在本车辆减速行驶期间使用各种信息来计算本车辆的估计停止范围，并且通过根据计算结果显示本车辆前方的停止范围来向驾驶员提供视觉指导，从而使驾驶员能够在识别出本车辆前方的停止范围的同时安全地驾驶。
13.根据本公开的一个方面，提供一种用于车辆的停止范围指示装置，该装置包括：信息提供单元，其被配置为提供用于估计本车辆的停止范围的车辆信息；控制器，其被配置为根据由信息提供单元提供的车辆信息，响应于本车辆的减速行驶来计算本车辆前方的停止范围；以及显示单元，其被配置为从控制器接收停止范围计算信号，并将本车辆前方的停止范围显示为增强现实(ar)图像。
14.信息提供单元可以包括：雷达传感器，其被配置为感测距离前车辆的距离；速度变化传感器，其被配置为检测本车辆的速度变化率；速度传感器，其被配置为检测本车辆的当前速度；加速踏板传感器，其被配置为当驾驶员踩下加速踏板时输出启动on信号；制动踏板
传感器，其被配置为当驾驶员踩下制动踏板时输出启动on信号；转向角传感器，其检测驾驶员操作方向盘的角度；以及邻近驾驶员座椅设置的单脚驾驶控制装置。
15.控制器可以包括：速度变化计算器，其被配置为计算本车辆的速度变化率；停止估计器，其被配置为估计本车辆是否要停止；停止范围计算器，其被配置为计算本车辆前方的停止范围；障碍物确定器，其被配置为确定在本车辆前方是否存在障碍物；停止范围发送器，其被配置为将与由停止范围计算器计算出的停止范围有关的停止范围信号发送到显示单元；行驶条件变化确定器，其被配置为根据由信息提供单元提供的车辆信息的变化来确定是否重新执行停止范围的计算；以及停止确定器，其被配置为确定本车辆处于停止状态并控制显示单元停止显示停止范围。
16.速度变化计算器可以向停止估计器提供与由速度变化传感器感测到的本车辆的速度变化率有关的速度变化信号，或者通过对由速度传感器发送的本车辆的速度进行差分而产生的速度变化信号。
17.当由速度变化计算器提供的减速度的大小等于或大于预定值时，停止估计器可以估计本车辆将停止并且通知停止范围计算器开始停止范围的计算。
18.停止范围计算器可以使用以下公式计算本车辆前方的停止范围：
[0019][0020]
其中，v表示本车辆的当前速度，a1表示用于使本车辆停止的减速度的最小值，而a2表示用于使本车辆停止的减速度的最大值。
[0021]
当由停止范围计算器计算出的本车辆前方的停止范围位于超出由雷达传感器感测到的与前车辆的距离的位置并且与前车辆重叠或者位于超出由导航装置所发送的交通信号灯或停止线的位置并且与交通信号灯或停止线重叠时，障碍物确定器可以确定在本车辆前方存在障碍物。
[0022]
当接收到从信息提供单元提供的车辆信息中的由加速踏板传感器产生的启动信号或由单脚驾驶控制装置产生的启动操作信号或者接收到由转向角传感器产生的转向角信号时，行驶条件变化确定器可以确定重新执行停止范围的计算，然后将确定信号发送到停止范围计算器，该确定信号指示要重新执行停止范围的计算。
[0023]
显示单元可以包括：摄像机，其捕获本车辆前方的图像；在本车辆的挡风玻璃上设置的平视显示器；投影仪，其将表示本车辆前方的停止范围的ar图像投影到平视显示器上；以及显示控制器，其被配置为从控制器接收停止范围计算信号，从由摄像机捕获的本车辆前方的图像中确定停止范围的ar图像显示的位置，并且执行将命令信号发送到投影仪的控制操作，以根据所确定的位置将停止范围的ar图像投影到平视显示器上。
[0024]
根据本公开的一个方面，提供用于车辆的停止范围指示方法，该方法包括：信息提供单元获得用于估计本车辆的停止范围的车辆信息；控制器根据信息提供单元提供的车辆信息，响应于本车辆的减速行驶来计算本车辆前方的停止范围；显示单元从控制器接收停止范围计算信号，以及显示单元将本车辆前方的停止范围显示为ar图像。
[0025]
可以使用以下公式来计算本车辆前方的停止范围：
[0026][0027]
其中，v表示本车辆的当前速度，a1表示用于使本车辆停止的减速度的最小值，而a2表示用于使本车辆停止的减速度的最大值。可以在已经计算出本车辆的速度变化率之后并且当减速度的大小等于或大于预定值时估计本车辆将停止时，执行本车辆前方的停止范围的计算，。
[0028]
可以通过计算先前停止状态下的停止范围与当前停止状态下的停止范围之间的误差来校正用于计算停止范围的减速度的最小值a1和减速度的最大值a2。
[0029]
停止范围指示方法还可以包括：控制器的障碍物确定器确定由停止范围计算器计算出的在本车辆前方的停止范围中是否存在障碍物。
[0030]
当由停止范围计算器计算出的本车辆前方的停止范围位于超出由雷达传感器感测到的与前车辆的距离的位置并且与前车辆重叠或者位于超出由导航装置所发送的交通信号灯或停止线的位置并且与交通信号灯或停止线重叠时，对是否存在障碍物的确定可以确定在本车辆前方存在障碍物。
[0031]
将本车辆前方的停止范围显示为ar图像可以包括：从拍摄的本车辆前方范围的图像确定停止范围的ar图像要显示的位置；以及投影仪根据确定的位置将表示停止范围的增强现实图像投影到平视显示器上。
[0032]
当由障碍物确定器将指示本车辆前方存在障碍物的确定信号发送到显示控制器时，平视显示器在显示控制器的控制下可以将停止范围与障碍物之间重叠的部分显示为具有警告颜色的ar图像。
[0033]
当控制器接收到从信息提供单元提供的车辆信息中的由加速踏板传感器产生的启动信号和由单脚驾驶控制装置产生的启动操作信号之一或者接收到由转向角传感器产生的转向角信号时，可以确定重新执行停止范围的计算。
[0034]
停止范围指示方法还可以包括：当确定本车辆处于停止状态时，使显示单元停止显示停止范围。
[0035]
具有上述形式的本公开提供以下效果。
[0036]
首先，即使在执行电动车辆的单脚驾驶功能(也称为单踏板驾驶)的情况下，也可以在本车辆的显示单元(例如，平视显示器)上显示本车辆前方的停止范围的ar图像，以可视地引导驾驶员。因此，可以消除由于驾驶员没有自己踩制动踏板而引起的焦虑，并且驾驶员可以确定本车辆要停止的位置和时间点。
[0037]
其次，即使在电动车辆或内燃机(ice)车辆的情况下，也可以通过在显示单元(例如，平视显示器)上显示本车辆前方的停止范围的ar图像来向驾驶员提供视觉指导，从而驾驶员可以识别出要踩下制动踏板的准确时间点，从而抑制突然的制动操作等并促进安全驾驶。
[0038]
根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。应该理解的是，描述和具体示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
[0039]
为了使本公开易于理解，现在将通过示例的方式并参考附图描述其各种形式，其中：
[0040]
从下面结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本公开的上述和其他目的、特征以及其他优点，其中：
[0041]
图1是示出根据本公开的用于车辆的停止范围指示装置的配置的一种形式的框图；
[0042]
图2是示出根据本公开的用于车辆的停止范围指示装置计算本车辆前方的停止范围的方法的一种形式的曲线图；
[0043]
图3是示出根据本公开的用于车辆的停止范围指示装置将停止范围在平视显示器上显示为ar图像的示例的示意图；
[0044]
图4是示出根据本公开的用于车辆的停止范围指示装置将停止范围与障碍物重叠的警告ar图像显示在平视显示器上的示例的示意图；以及
[0045]
图5是示出根据本公开的用于车辆的停止范围指示方法的一种形式的流程图。
[0046]
在此描述的附图仅用于说明目的，无意以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
[0047]
在下文中，将参照附图详细描述本公开的各种形式。
[0048]
如本领域中公知的，从可以功能块、单元和/或模块的角度，在附图中示出一些示例性形式。本领域技术人员将理解，这样的块、单元和/或模块由诸如逻辑电路、分立组件、处理器、硬接线电路、存储设备和布线连接的电子(或光学)电路物理地实现。当通过处理器或其他类似的硬件来实现块、单元和/或模块时，可以通过软件(例如，代码)对块、单元和/或模块进行编程和控制，以便执行本公开中讨论的各种功能。此外，每个块、单元和/或模块可以由用于执行一些功能的专用硬件或专用硬件的组合以及用于执行另一功能的处理器(例如，一个或多个编程的处理器和相关电路)来实现。
[0049]
在附图中，图1是示出根据本公开的用于车辆的停止范围指示装置的配置的框图。
[0050]
如图1所示，根据本公开的用于车辆的停止范围指示装置包括：信息提供单元10，其提供用于估计本车辆的停止范围的车辆信息；控制器20，其基于由信息提供单元10提供的车辆信息，响应于本车辆的减速行驶来计算本车辆前方的停止范围；以及显示单元30，其从控制器20接收停止范围计算信号，并将本车辆前方的停止范围显示为增强现实(ar)图像。
[0051]
信息提供单元10包括：雷达传感器11，其感测距前车辆(即，本车辆前方的车辆)的距离；速度变化传感器12，其检测本车辆的速度变化率；导航装置13，其提供关于本车辆前方的交通信号灯、停止线、障碍物等的信息；速度传感器14，其检测本车辆的当前速度；加速踏板传感器15，其当驾驶员踩下加速踏板时输出启动on信号；制动踏板传感器16，当驾驶员踩下制动踏板时，输出启动on信号；转向角传感器17，其检测驾驶员操作方向盘的角度，等等。
[0052]
此外，信息提供单元10还可包括邻近驾驶员座椅设置的单脚驾驶控制装置18。当操作单脚驾驶控制装置18时，可以执行单脚驾驶功能，例如换档和加速或减速调节。
[0053]
例如，单脚驾驶控制装置18可以包括音频、视频和导航(avn)系统、单独安装在驾驶员座椅附近的开关、安装在方向盘上的拨片开关等。
[0054]
根据该配置，当驾驶员通过例如选择布置在avn系统的监视器上的单脚驾驶控制菜单、按下开关或按下拨杆来执行操作时，可以执行也称为“单踏板驾驶”的单脚驾驶功能。
[0055]
控制器20包括：速度变化计算器21，其计算本车辆的速度变化率；停止估计器22，其估计本车辆是否要停止；停止范围计算器23，其计算本车辆前方的停止范围；障碍物确定器24，其确定在本车辆前方是否存在障碍物；停止范围(stop range，停止区域)发送器25，其将与由停止范围计算器23计算出的停止范围有关的停止范围信号发送到显示单元30；行驶条件变化确定器26，其根据由信息提供单元10提供的车辆信息的变化来确定是否重新执行停止范围的计算；停止确定器27，其确定本车辆处于停止状态，等等。
[0056]
速度变化计算器21向停止估计器22提供与由速度变化传感器12感测到的本车辆的速度变化率有关的速度变化信号，或者通过对由速度传感器14发送的本车辆的速度(例如轮速)进行差分而生成的速度变化信号。
[0057]
停止估计器22被配置为基于速度变化计算器21提供的减速度信号和速度传感器14发送的车速信号，或基于速度变化计算器21提供的减速度信号以及制动踏板传感器16发送的启动信号来估计本车辆是否将停止，并通知停止范围计算器23开始计算停止范围。
[0058]
例如，在执行单脚驾驶功能的情况下，当本车辆的当前速度等于或小于预定速度并且减速度的大小等于或大于预定值时，停止估计器22估计本车辆将停止并且通知停止范围计算器23开始计算停止范围。
[0059]
相比而言，在本车辆是内燃机(ice)车辆的情况下，当由于本车辆的滑行而引起的减速度的大小等于或大于预定值或由于制动踏板的暂时操作而引起的减速度的大小等于或大于预定值时，停止估计器22估计本车辆将停止并且通知停止范围计算器23开始计算停止范围。
[0060]
当停止估计器22估计本车辆将停止时，停止范围计算器23从估计本车辆停止的时间点计算本车辆前方的停止范围(即，本车辆将最终停止的范围)，如图2所示，使用公式1：
[0061][0062]
其中，v表示本车辆的当前速度，a1表示用于使本车辆停止的减速度的最小值，而a2表示用于使本车辆停止的减速度的最大值。
[0063]
在此，可以通过停止范围的模式学习来校正减速度的最小值a1和减速度的最大值a2。
[0064]
例如，可以通过计算先前停止状态下的停止范围与当前停止状态下的停止范围之间的误差来校正减速度的最小值a1和减速度的最大值a2。
[0065]
当由停止范围计算器23计算出的本车辆前方的停止范围位于超出由雷达传感器11感测到的与前车的距离的位置并且与前车重叠时或者位于超出由导航装置13所发送的交通信号灯或停止线的位置并且与交通信号灯或停止线重叠时，障碍物确定器24确定在本车辆前方存在障碍物。
[0066]
停止范围发送器25将由停止范围计算器23计算出的停止范围信号(即，指示显示单元30显示本车辆前方的停止范围的命令信号)发送到显示单元30。
[0067]
当接收到从信息提供单元10提供的车辆信息中的响应于驾驶员踩下加速踏板而由加速踏板传感器15产生的启动信号或响应于驾驶员操作单脚驾驶控制装置18而产生的启动操作信号，或者接收到响应于驾驶员转动方向盘由转向角传感器17产生的转向角信号时，行驶条件变化确定器26确定重新执行停止范围的计算，然后，将确定信号发送到停止范围计算器23，该确定信号指示要重新执行停止范围的计算。
[0068]
在电动车辆中执行单脚驾驶功能的情况下，当本车辆的速度小于预定速度时，或者在ice车辆的情况下，当至少以预定基准(例如时间、强度或数量)接收到由制动踏板传感器16产生的启动信号时，停止确定器27确定本车辆已经停止在停止范围内等，并且将命令信号发送到显示单元30以停止显示停止范围。
[0069]
显示单元30包括显示控制器31、摄像机32、平视显示器34和投影仪33。显示控制器31从控制器20接收停止范围计算信号并执行一系列控制操作以将本车辆前方的停止范围显示为ar图像。摄像机32捕获本车辆前方范围的图像。平视显示器34设置在位于本车辆的驾驶员前面的挡风玻璃上。投影仪33将表示本车辆前方的停止范围的ar图像投影到平视显示器34上。
[0070]
显示控制器31确定在由摄像机32捕获的本车辆前方的图像中显示停止范围的ar图像的位置，并且执行将命令信号发送到投影仪33的控制操作，以根据所确定的位置将停止范围的ar图像投影到平视显示器34上。
[0071]
以这种方式，如图3所示，平视显示器34通过将停止范围的ar图像显示为与本车辆前方的道路重叠来向驾驶员提供视觉指导。因此，可以消除由于驾驶员在执行单脚驾驶功能(也称为单踏板驾驶)的情况下不踩制动踏板而引起的焦虑，并且驾驶员可以确定本车辆要停止的位置和时间点。
[0072]
另外，即使在ice车辆的情况下，如图3所示，当本车辆正在减速时，平视显示器34可以通过将停止范围的ar图像显示为与本车辆前方的道路重叠来向驾驶员提供视觉指导，从而驾驶员可以识别出要踩下制动踏板的准确时间点，从而抑制突然的制动操作等并促进安全驾驶。
[0073]
此外，如上所述，当停止范围位于超出与前车辆的距离的位置并且与前车辆重叠或者位于超出交通信号灯或停止线的位置并且与交通信号灯或停止线重叠时，障碍物确定器24确定在本车辆前方存在障碍物。障碍物确定器24生成确定信号，控制器20随后将该确定信号发送到显示控制器31。然后，如图4所示，平视显示器34在显示控制器31的控制下将停止范围与障碍物(例如前车辆)之间重叠的部分显示为具有警告颜色(例如红色)的ar图像。
[0074]
因此，驾驶员可以看到在平视显示器34上显示的具有警告颜色(例如红色)的ar图像，并且识别出本车辆前方的停止范围与障碍物(例如前车辆)重叠的情况，从而快速执行制动操作以保持与障碍物的距离。
[0075]
例如，驾驶员可以通过在释放电动车辆的单脚驾驶功能的同时快速踩下制动踏板来保持与障碍物的安全距离。在ice车辆中，驾驶员可以通过快速踩下制动踏板来保持与障碍物的安全距离。
[0076]
在下文中，将参照图5的流程图顺序地描述基于上述构造的根据本发明的用于车辆的停止范围指示方法。
[0077]
根据本公开的用于车辆的停止范围指示方法包括以下步骤：信息提供单元10将用于估计本车辆的停止范围的车辆信息提供给控制器20；控制器20基于由信息提供单元10提供的车辆信息，响应于本车辆的减速行驶来计算本车辆前方的停止范围；以及显示单元30从控制器20接收停止范围计算信号，并且显示单元30将本车辆前方的停止范围显示为ar图像。
[0078]
在这方面，首先，在s101中，控制器20的速度变化计算器21计算本车辆的当前速度变化率。
[0079]
例如，速度变化计算器21直接从速度变化传感器12接收与本车辆的速度变化率有关的速度变化信号，或者通过对由速度传感器14发送的本车辆的速度(例如轮速)进行差分来计算速度变化信号。
[0080]
随后，在s102中，控制器20的停止估计器22估计本车辆是否要停止。
[0081]
停止估计器22基于由速度变化计算器21计算出的与本车辆的当前减速度有关的减速度信号和由速度传感器14发送的车速信号或由速度变化计算器21提供的减速度信号和由制动踏板传感器16发送的启动信号来估计本车辆将停止。
[0082]
例如，在执行单脚驾驶功能(也称为单踏板驾驶)的情况下，当本车辆的当前速度等于或小于预定速度并且减速度的大小等于或大于预定值时，停止估计器22估计本车辆将停止。
[0083]
相比而言，在本车辆是ice车辆的情况下，当由于本车辆的滑行而引起的减速度的大小等于或大于预定值或由于制动踏板的暂时操作而引起的减速度的大小等于或大于预定值时，停止估计器22估计本车辆将停止。
[0084]
之后，在s103中，当停止估计器22估计本车辆将停止时，控制器20的停止范围计算器23使用公式1计算在本车辆前方的停止范围(即，本车辆最终将停止的范围)。
[0085]
也就是说，在速度变化计算器21计算出本车辆的速度变化率之后并且当减速度的大小等于或大于预定值而估计本车辆将停止时，由停止范围计算器23使用公式1来执行计算本车辆前方的停止范围的步骤，。
[0086]
此后，在s104中，控制器20的障碍物确定器24确定在由停止范围计算器23计算出的本车辆前方的停止范围中是否存在障碍物。
[0087]
例如，当停止范围位于超出由雷达传感器11感测到的与前车辆的距离的位置并且与前车辆重叠时或者位于超出由导航装置13所发送的交通信号灯或停止线的位置并且与交通信号灯或停止线重叠时，障碍物确定器24确定在本车辆前方存在障碍物。
[0088]
相反，当停止范围位于由雷达传感器11感测到的与前车辆的距离内或者位于未到达由导航装置13所发送的交通信号灯或停止线的位置时，障碍物确定器24确定在本车辆前方不存在障碍物。
[0089]
然后，在s105和s106中，显示单元30在平视显示器34上显示停止范围的ar图像。
[0090]
即，当控制器20的停止范围发送器25将由停止范围计算器23计算出的停止范围信号发送到显示单元30的显示控制器31时，可以在显示控制器31的控制下在平视显示器34上显示停止范围的ar图像。
[0091]
更具体地，显示控制器31从捕获的本车辆前方的范围的图像中确定停止范围的ar图像应该显示的位置，并且将命令信号发送到投影仪33，以根据所确定的位置将停止范围
的ar图像投影到平视显示器34上，从而投影仪33将停止范围的ar图像投影到平视显示器34上。
[0092]
因此，在s105中，平视显示器34将停止范围的ar图像显示为重叠在本车辆前方的道路上。
[0093]
因此，驾驶员可以在平视显示器34上视觉识别作为ar图像显示的停止范围(即，本车辆要停止的位置)。可以消除由驾驶员在执行单脚驾驶功能(也称为单踏板驾驶)的情况下没有自己踩制动踏板而引起的焦虑。另外，驾驶员可以确定本车辆要停止的位置和时间点。
[0094]
此外，在ice车辆中，驾驶员可以在平视显示器34上看到作为ar图像显示的停止范围(即，本车辆要停止的位置)，并且可以识别出应当踩下制动踏板的准确时间点，从而在促进安全驾驶的同时抑制突然的制动操作等。
[0095]
相反，在s106中，如上所述，当障碍物确定器24将指示本车辆前方存在障碍物的确定信号发送到显示控制器31时，平视显示器34在显示控制器31的控制下将停止范围与障碍物(例如前车辆)之间重叠的部分显示为具有警告颜色(例如红色)的ar图像，如图4所示。
[0096]
因此，驾驶员可以看到在平视显示器34上显示的具有警告颜色(例如红色)的ar图像，并且识别出本车辆前方的停止范围与障碍物(例如前车辆)重叠的情况，从而快速执行制动操作以保持与障碍物的距离。
[0097]
根据本公开，在s107中，进一步执行由控制器20的行驶条件变化确定器26确定本车辆的行驶条件是否已经改变，即本车辆的行驶状况是否已经更新。
[0098]
例如，当接收到从信息提供单元10提供的车辆信息中的由加速踏板传感器15产生的启动信号或由转向角传感器17产生的转向角信号时，本车辆可能处于加速状态而不是处于减速状态，或者本车辆前方的行驶车道可能发生变化。在这种情况下，控制器20的行驶条件变化确定器26确定重新执行停止范围的计算，然后将指示确定重新执行停止范围的计算的信号发送到停止范围计算器23。
[0099]
根据本公开，在s108中，当由于确定行驶条件是否已更新的操作而确定没有更新任何行驶条件时，由控制器20的停止确定器27确定：进一步执行本车辆是否要停止的操作。
[0100]
例如，在执行单脚驾驶功能(也称为单踏板驾驶)的情况下，当电动车辆的车速小于预定值或为零(0)时或者当ice车辆的车速小于预定值或为0同时至少以预定基准(例如时间、强度或数量)接收到由制动踏板传感器16产生的启动信号时，停止确定器27确定本车辆已经停止在停止范围内等，并且将命令信号发送到显示单元30以停止显示停止范围。
[0101]
因此，在s109中，显示控制器31控制平视显示器34停止显示ar图像。
[0102]
尽管出于说明性目的描述了本公开的示例性形式，但是本领域技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求书中公开的本公开的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。