本发明涉及自动驾驶技术领域，具体地说，是涉及一种用于智能驾驶客车的防碰撞警示信息对外交互方法及系统。
背景技术：
随着自动驾驶技术的不断发展，自动驾驶技术开始寻求商业应用场景，如园区接驳车、出租车、公交车等。随着自动驾驶车辆开始走向公共场所，由于自动驾驶车辆的驾驶操作依赖程序，在面对各种场景时驾驶动作相对固化，如遇到障碍物横穿时，进入紧急制动，易引发后车发生追尾事故。目前，主流研究方向是从自动驾驶车辆本身出发，侧重对障碍物的感知、以及不同场景的应对策略，以提升主动安全性能，但这种方式仅仅提高了自动驾驶车辆的自身驾驶技术，在应对外部障碍物突然出现下的突发情况时，无法从障碍物角度识别到危险，仅依靠自身角度进行应对处理。
而现有技术中，少有从被动安全角度出发来提醒社会车辆和行人的信息交互系统，以从包括自动驾驶车辆自身和障碍物角度在内的碰撞事件当事人双方的角度，来共同对当前危险事件进行应对，减少或避免车辆在自动驾驶时发生事故，提高自动驾驶行车安全的车辆。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于客车的防碰撞警示信息对外交互方法，包括：步骤一、获取当前自动驾驶客车周身各障碍物的实时相对运动信息，所述实时相对运动信息包括实时相对距离和实时相对速度；步骤二、根据所述各障碍物的实时相对运动信息，计算每个障碍物即将与所述客车发生碰撞的实时相对碰撞时间，并根据所述实时相对碰撞时间确定相应碰撞事件的危险等级，基于此，对所述客车的碰撞事件进行决策，生成相应的警报信号；步骤三、整车控制器在所述警报信号的控制下，驱动警示装置向车身周围各方位障碍物展示相应的防碰撞警示信息。
优选地，所述步骤二，进一步包括：根据所述各障碍物的实时相对运动信息，以及每个障碍物的所述实时相对碰撞时间，判别每个障碍物的碰撞事件场景，其中，所述碰撞事件场景选自客车违反交通规则类和障碍物紧急靠近类中的一种。
优选地，在各障碍物的碰撞事件场景中存在所述障碍物紧急靠近类中的行人横穿马路场景时，还生成投影设备启动信号、以及用于控制设置在所述客车前围顶部的投影设备投射安全提示内容的待投射信息。
优选地，所述步骤一包括：s11、采集所述客车周围的环境影像，根据所述环境影像，识别影像中每个障碍物的类型；s12、实时探测所述客车周身所有障碍物的实时相对运动信息；s13、将所有障碍物的实时相对运动信息与含有每个障碍物类型信息的影像进行融合处理，从所述融合处理结果中筛选出有碰撞风险的障碍物，并确定相应的所述实时相对运动信息。
优选地，在步骤s12中，进一步包括：通过设置在所述客车前围顶部的第一毫米波雷达探测第一探测范围内的所有障碍物的所述实时相对运动信息、以及通过设置在所述客车后围顶部的第二毫米波雷达探测第二探测范围内的所有障碍物的所述实时相对运动信息；通过设置在所述客车顶部的激光雷达探测所述客车周身全方位角度下的所有障碍物的所述实时相对运动信息；将所述第一毫米波雷达、所述第二毫米波雷达和所述激光雷达实时探测到的信息进行互补和冗余处理，得到当前所有障碍物的所述实时相对运动信息。
优选地，所述步骤一还包括：识别并追踪每个有碰撞风险的障碍物。
另一方面，本发明还提出了一种用于客车的防碰撞警示信息对外交互系统，利用如上述所述的方法向车身外围所有障碍物进行碰撞警示信息的对外交互，所述防碰撞警示信息对外交互系统包括：车载传感器；交互控制装置，其与所述车载传感器连接，用于根据所述车载传感器采集到的信息获取当前自动驾驶客车周身各障碍物的实时相对运动信息，以及根据所述各障碍物的实时相对运动信息，计算每个障碍物即将与所述客车发生碰撞的实时相对碰撞时间，并根据所述实时相对碰撞时间确定相应碰撞事件的危险等级，基于此，对所述客车的碰撞事件进行决策，生成相应的警报信号，所述实时相对运动信息包括实时相对距离和实时相对速度；整车控制器，其与所述交互控制装置连接，用于在所述警报信号的控制下，驱动警示装置向车身周围各方位障碍物展示相应的防碰撞警示信息；和所述警示装置。
优选地，所述车载传感器包括：第一毫米波雷达，其设置在所述客车前围顶部，用于探测第一探测范围内的所有障碍物的所述实时相对运动信息；第二毫米波雷达，其设置在所述客车后围顶部，用于探测第二探测范围内的所有障碍物的所述实时相对运动信息；激光雷达，其设置在所述客车的顶部，用于探测所述客车周身全方位角度下的所有障碍物的所述实时相对运动信息；摄像头，其设置在所述客车的顶部，用于采集所述客车周围的环境影像。
优选地，所述警示装置，包括：灯带，其环绕在所述客车的车身处，用于响应含有当前客车碰撞事件危险等级、和与当前等级对应的闪烁频率信息的所述防碰撞警示信息；投影设备，其设置在所述客车前围顶部，用于在各障碍物的碰撞事件场景中存在所述障碍物紧急靠近类中的行人横穿马路场景时，在投影设备启动信号的控制器下启动，并响应当前待投射信息，以投射当前安全提示内容。
优选地，所述交互控制装置，包括：传感信息决策模块，其中，所述传感信息决策模块具备：场景识别单元，其用于根据所述各障碍物的实时相对运动信息，以及每个障碍物的所述实时相对碰撞时间，判别每个障碍物的碰撞事件场景，其中，所述碰撞事件场景选自客车违反交通规则类和障碍物紧急靠近类中的一种。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
本发明提出了一种用于智能驾驶客车的防碰撞信息对外交互方法及系统。该方法和系统基于原有自动驾驶系统车载端所具备的感知、决策、执行功能的基础上，将车辆周围全角度方位视野下的每个障碍物作为相应碰撞事件的主体，在进行有益障碍物过滤后，计算每个具有碰撞风险的障碍物即将与当前车辆发生碰撞的剩余时间(碰撞时间)，基于此，对每个碰撞事件的危险等级进行评价并确定出当前车辆对应的碰撞事件，以根据车辆碰撞事件对应的等级向车身周围内的所有障碍物进行警示。其中，不同等级的车辆碰撞事件对应的警示灯带的颜色不同，车辆碰撞事件的危险系数越高，对应的碰撞时间越小。另外，本发明还能够对碰撞事件的场景进行识别，在识别出有行人横穿马路时，通过整车控制器驱动车辆减速后停车让行，并在启动投影设备后在车辆前方投射关于安全预警内容的文字。本发明是从被动安全角度出发，提醒社会车辆及行人等障碍物，减少或避免交通事故，提高自动驾驶行车安全，同时提升了自动驾驶车辆的智能化水平。
本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本申请实施例的用于客车的防碰撞警示信息对外交互方法的步骤图。
图2为本申请实施例的用于客车的防碰撞警示信息对外交互方法的具体流程图。
图3为本申请实施例的用于客车的防碰撞警示信息对外交互方法中警示装置40内的灯带41的安装示意图。
图4为本申请实施例的用于客车的防碰撞警示信息对外交互方法中警示装置40内的投影设备42的投影效果示意图。
图5为本申请实施例的用于客车的防碰撞警示信息对外交互系统的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
随着自动驾驶技术的不断发展，自动驾驶技术开始寻求商业应用场景，如园区接驳车、出租车、公交车等。随着自动驾驶车辆开始走向公共场所，由于自动驾驶车辆的驾驶操作依赖程序，在面对各种场景时驾驶动作相对固化，如遇到障碍物横穿时，进入紧急制动，易引发后车发生追尾事故。目前，主流研究方向是从自动驾驶车辆本身出发，侧重对障碍物的感知、以及不同场景的应对策略，以提升主动安全性能，但这种方式仅仅提高了自动驾驶车辆的自身驾驶技术，在应对外部障碍物突然出现下的突发情况时，无法从障碍物角度识别到危险，仅依靠自身角度进行应对处理。
而现有技术中，少有从被动安全角度出发来提醒社会车辆和行人的信息交互系统，以从包括自动驾驶车辆自身和障碍物角度在内的碰撞事件当事人双方的角度，来共同对当前危险事件进行应对，减少或避免车辆在自动驾驶时发生事故，提高自动驾驶行车安全的车辆。
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种用于智能驾驶客车(也就是，具有自动驾驶功能的客车)的防碰撞警示信息对外交互方法及系统。本发明利用现有自动驾驶车辆在实时驾驶策略的决策方面具有的感知、决策和执行功能的基础上，将通过车载传感器实时采集到的周围环境影像、和周围各类障碍物的实时相对运动信息进行融合，计算每个障碍物分别与当前自动驾驶客车即将发生碰撞事件的剩余时间(实时相对碰撞时间)，利用实时相对碰撞时间来确定出每个即将发生的碰撞危险事件的危险等级和相应的事件场景，进一步决策出当前智能驾驶客车所对应的最危险等级的碰撞事件，以生成针对当前最危险等级的碰撞事件的警报信号，使得整车控制器在当前警报信号控制下，利用警示装置向当前客车外围所有障碍物展示相应的危险等级，并且使得整车控制器根据当前最危险等级的碰撞事件来进行实时驾驶策略的决策。
这样，本发明技术方案，与现有智能驾驶系统车载装置进行了结合，一方面能够全方位识别车辆周围的所有可能发生的碰撞事件，并确定出当前最危险碰撞事件，还能够基于当前最危险碰撞事件利用自动驾驶车辆的现有驾驶策略决策技术来对当前事件从自身角度进行应对，同时将当前最危险碰撞事件利用警示装置向用户进行防碰撞警示信息的展示，使得当前事件从障碍物角度也能进行相应的应对，从而减少或避免交通事故，提高自动驾驶行车安全，进一步提升了自动驾驶客车的智能化水平。
图1为本申请实施例的用于客车的防碰撞警示信息对外交互方法的步骤图。如图1所示，本发明所述的防碰撞警示信息对外交互方法包括如下步骤：步骤s110交互控制装置20通过车载传感器10获取当前自动驾驶客车(智能驾驶客车)周身各障碍物的实时相对运动信息；步骤s120交互控制装置20根据步骤s110得到的各障碍物的实时相对运动信息，计算每个障碍物即将与当前自动驾驶客车发生碰撞的实时相对碰撞时间，并根据实时相对碰撞时间确定相应的障碍物碰撞事件的危险等级，基于此，对当前自动驾驶客车的碰撞事件进行综合决策，生成相应的警报信号；步骤s130自动驾驶客车内的整车控制器30在步骤s120生成警报信号的控制下，驱动警示装置40向车身周围各方位障碍物展示相应的防碰撞警示信息。
针对上述技术方案，下面有几点需要说明。第一，在本发明实时例中，将识别出的客车周围每个障碍物作为一个可能与当前客车即将发生碰撞事故(碰撞事件)的事件实施主体，需要对每个即将发生的碰撞事件的实时相对碰撞时间(也就是即将发生当前碰撞事件的剩余时间)进行计算，以对每个碰撞事件的危险等级进行评价，从而确定出当前客车最先需要进行对外提示和自动驾驶策略决策的待应对事件(即针对当前客车的碰撞事件)。这样，本发明通过将碰撞交互事件的交互主体从障碍物角度转换到客车角度的方式，来对当前待应对事件进行决策。第二，在本发明实施例中，实时相对运动信息包括：实时相对距离信息和实时相对速度信息。其中，实时相对距离信息表示当前障碍物与当前自动驾驶客车之间的实时的相对距离信息，是在车载传感器10中的速度与距离采集装置所在的坐标系下的根据当前障碍物与当前自动驾驶客车之间的相对位置关系得到的实时相对距离信息；实时相对速度信息表示当前障碍物与当前自动驾驶客车之间的实时的相对速度信息，是在车载传感器10中的速度与距离采集装置所在的坐标系下的根据当前障碍物与当前自动驾驶客车之间的相对位置关系、当前自动驾驶客车的实时运行速度，得到的实时相对速度信息。
图2为本申请实施例的用于客车的防碰撞警示信息对外交互方法的具体流程图。如图2所示，下面结合图1和图2，对本发明实施例中的防碰撞警示信息对外交互方法进行详细说明。
在本发明实施例中，由于通过车载传感器10实时采集到的所有障碍物的实时相对运动信息中，并不是所有障碍物对应的碰撞事件都与实时自动驾驶应对策略决策过程有关，无需对每个障碍物对应的碰撞事件进行决策处理，因此，为了提高本发明实施例中的决策处理过程的效率，本发明实施例中的步骤s110只需筛选出与实时自动驾驶应对策略决策过程有关的碰撞事件进行处理。因而，步骤s110获取到的自动驾驶客车周身各障碍物的实时相对运动信息，是经过环境影像信息采集、障碍物类型识别、客车周身所有障碍物实时相对运动信息的探测、影像与雷达数据的融合处理、以及无碰撞风险障碍物的实时相对运行信息的过滤处理后，而获得的信息，具体通过下述步骤s201～步骤s204来完成。
在步骤s201中，首先，摄像头14采集当前自动驾驶客车周围的环境影像信息，交互控制装置20根据当前采集到的环境影像，识别影像中每个障碍物的类型，具体通过步骤s2011、步骤s2012和步骤s2013来完成。
具体地，步骤s2011通过摄像头14采集当前自动驾驶客车周围(全方位角度，360°)的环境影像信息。其中，摄像头14设置在当前自动驾驶客车的顶端。优选地，设置在车顶靠近客车前侧位置处，用于采集客车前方的环境影像信息。另外，为了增加环境影像信息的采集范围并提高障碍物类型识别结果的准确度，还可在车顶后侧和/或其他方位处设置相应的摄像头，以采集客车在行驶过程中不同方位的影像信息，使得进一步利用交互控制装置20基于各个摄像头的参考坐标系，对各个摄像头采集到的各方位的环境影像信息进行融合处理，得到全方位角度下的表示客车在实时行驶过程中周围环境的影像。
而后，步骤s2012交互控制装置20实时接收表示客车在行驶过程中全方位角度下的周围环境影像信息，从而进入到步骤s2013中。步骤s2013交互控制装置20利用物体识别技术，根据当前基于全方位角度下的周围环境影像信息，识别影像中每个障碍物的类型。具体地，在识别影像中每个障碍物的类型时，需要在当前影像中标记出摄像头坐标系下的每个障碍物物体的碰撞属性、类型名称、和当前障碍物相对于摄像头坐标系的坐标位置。其中，碰撞属性为有碰撞风险的障碍物和无碰撞风险的障碍物。更进一步地说，有碰撞风险的障碍物的类型名称包括：行人、机动车、摩托车(包括电动车)、隔离带、隔离墩和地面交通指示线(例如单黄线、双黄线、白实线、白虚线等)等跟驾驶行为相关的物体；无碰撞风险的障碍物的类型名称包括：树、云等与驾驶行为无关的影像背景信息。这样，通过步骤s201确定出了针对当前客车可能发生碰撞事件的所有障碍物的物体类型名称，并确定出了每种类型名称所属的碰撞类型。
在本发明实施例中，通过上述步骤s201对环境影像信息进行采集并识别过程中，还需要同步地利用步骤s202，通过雷达设备(未图示)实时探测当前自动驾驶客车周身所有障碍物的实时相对运动信息，进一步依次通过下述步骤s2021、步骤s2022、步骤s2023和步骤s2024来完成。
具体地，步骤s2021通过设置在当前自动驾驶客车前围顶部的第一毫米波雷达11探测第一探测范围内的所有障碍物的实时相对运动信息，并将实时探测到的第一类信息发送至上述交互控制装置20(其中，第一类信息包括：第一探测范围内每个障碍物的坐标、以及每个障碍物对应的实时探测时间、实时相对距离和实时相对速度)；步骤s2022通过设置在当前自动驾驶客车后围顶部的第二毫米波雷达12探测第二探测范围内的所有障碍物的实时相对运动信息，并将实时探测到的第二类信息发送至上述交互控制装置20(其中，第二类信息具体包括：第二探测范围内每个障碍物的坐标、以及每个障碍物对应的实时探测时间、实时相对距离和实时相对速度)；以及步骤s2023通过设置在客车顶部的激光雷达13探测当前客车周身全方位角度(360°)下的所有障碍物的实时相对运动信息，并将实时探测到的第三类信息发送至上述交互控制装置20(其中，第三类信息具体包括：全方位角度内每个障碍物的坐标、以及每个障碍物对应的实时探测时间、实时相对距离和实时相对速度)。
其中，上述第一毫米波雷达11和第二毫米波雷达12分别设置在客车前围顶端和后围顶端，均优选地采用频段为77g的毫米雷达设备。由于毫米雷达设备所采集的障碍物的信息精度较高，但其探测角度(探测范围)通常只有60°，无法针对客车周身的全方位角度上的每个障碍物进行探测。因此，在本发明实施例中，通过设置激光雷达13来实现当前客车前方和后方准确探测基础上的，全方位角度的障碍物探测，利用激光雷达13可实现第一毫米波雷达11和第二毫米波雷达12中探测角度不足的互补功能。
接着，步骤s2024交互控制装置20实时接收分别来自第一毫米波雷达11、第二毫米波雷达12和激光雷达13实时探测到的第一类信息、第二类信息和第三类信息，并根据这三类信息中的实时探测时间、第一毫米波雷达11下的参考坐标系、第二毫米波雷达12下的参考坐标系、以及激光雷达13下的参考坐标系，并将这三类信息中所包含的所有障碍物融合(即，进行雷达数据融合处理)到同一个雷达数据标准坐标系下，标记当前客车周身全角度范围内每个障碍物的坐标(表示每个障碍物相对于当前客车的相对位置关系)、及该障碍物对应的实时相对运动信息。具体地，首先，由于第一毫米波雷达11和激光雷达13的探测范围有一定的重叠，因此，需要将第一类信息和第三类信息中具有相同探测角度范围内的每个障碍物对应的实时相对运动信息进行第一次冗余处理。其次，由于第二毫米波雷达12和激光雷达13的探测范围也有一定的重叠，因此，也需要将第二类信息和第三类信息中具有相同探测角度范围内的每个障碍物对应的实时相对运动信息进行第二次冗余处理。最后，将激光雷达13探测范围中既不属于第一毫米波雷达11探测角度范围、也不属于第二毫米波雷达12探测角度范围内的每个障碍物对应的实时相对运动信息填补到、上述第一次冗余处理结果和第二次冗余处理结果中，得到当前客车周围所有障碍物对应的坐标及其实时相对运动信息，即雷达数据融合处理结果。
需要说明的是，由于上述步骤s201和步骤s202是同步完成的，因此，在本发明实施例中，对二者的先后顺序不作具体限定，进一步在完成上述环境影像中的障碍物识别和雷达数据融合处理后，进入到步骤s203中。
步骤s203交互控制装置20将上述步骤s201通过摄像头14获取到的含有当前自动驾驶客车周围内每个障碍物类型信息的环境影像信息、与步骤s202得到的雷达数据处理结果(客车周身所有障碍物的实时相对运动信息)进行融合处理，而后从当前融合处理结果中筛选出有碰撞风险的障碍物，并确定每个有碰撞风险的障碍物对应的实时相对运动信息。
具体地，在步骤s203中，首先，需要根据摄像头坐标系、和雷达数据融合处理结果中对应的上述雷达数据标准坐标系，将当前客车全方位角度下每个障碍物的实时相对运动信息，写入到环境影像中每个具有相同障碍物坐标的影像位置处，将影像中每个障碍物的障碍物类型名称，与该障碍物对应的实时相对运动信息相结合。此时，影像中每个障碍物不仅对应有障碍物类型名称、和碰撞属性，还对应有实时相对运动信息。而后，将从所有障碍物中筛选出所有属于有碰撞风险的障碍物，并在融合结果中保留每个有碰撞风险的障碍物的类型名称、和该障碍物对应的实时相对运动信息。
另外，在确定出当前自动驾驶客车全角度方位下的所有具有碰撞风险的障碍物后，步骤s204利用物体识别追踪技术，针对每个已识别出是有碰撞风险的障碍物，进行标记，并实时追踪该标记物的移动位置和实时相对运动信息。
这样，通过上述技术方案筛选出了与实时自动驾驶应对策略决策过程有关的所有障碍物，以便针对所有具有碰撞风险的障碍物对应的碰撞事件进行识别。
如图2所示，在步骤s120中，需要进一步对每个具有碰撞风险的障碍物对应的碰撞事件进行实时相对碰撞时间的计算、碰撞事件的危险等级、以及碰撞事件场景的判别，基于此，对众多碰撞事件中当前客车最有可能发生的碰撞事件进行决策，进一步依次通过步骤s205、步骤s206、步骤s207和步骤s208来完成。
首先，步骤s205交互控制装置20根据步骤s204中得到的每个有碰撞风险的障碍物的实时相对运动信息，利用式(1)计算每个有碰撞风险的障碍物在即将与当前自动驾驶客车发生碰撞事件的剩余时间，即实时相对碰撞时间。进一步，式(1)用如下表达式表示：
其中，tcr表示实时相对碰撞时间，lcr表示实时相对距离，vcr表示实时相对速度。而后，进入到步骤s206中。
步骤s206交互控制装置20根据步骤s205得到的每个有碰撞风险的障碍物的实时相对碰撞时间，利用预设的不同等级评价时间范围阈值，确定每个有碰撞风险的障碍物对应的相应碰撞事件的危险等级。其中，在本发明实施例中碰撞事件的危险等级与实时相对碰撞时间的长短有关，时间越长表示碰撞危险系数越小，相反，时间越小表示碰撞危险系数越大。
在一个实施例中，本发明的碰撞事件危险等级，按照危险系数从高到低分为三级。其中，第一级为紧急危险，第二级为中等危险，其对应的预设紧急危险时间范围阈值的上限值小于预设中等危险时间范围阈值的下限值，第三级为安全等级，其对应的预设安全等级时间范围阈值的下限值大于中等危险时间范围阈值的上限值。
进一步，在步骤s206中，对每个碰撞事件需按照危险系数从高到低的等级依次进行判断，确定当前碰撞事件的危险等级。具体地，先判断是否为紧急危险等级，若当前有碰撞风险的障碍物的实时相对碰撞时间属于紧急危险时间范围阈值之内，则表示当前碰撞事件的危险等级为紧急危险等级；若不属于紧急危险等级，进一步判断是中等危险等级或安全等级，如果当前有碰撞风险的障碍物的实时相对碰撞时间不属于紧急危险时间范围阈值之内，进一步利用中等危险时间范围阈值，判断当前有碰撞风险的障碍物的实时相对碰撞时间属于中等危险时间范围阈值之内，若属于则表示当前碰撞事件的危险等级为中等危险等级，否则表示当前碰撞事件的危险等级为安全等级。优选地，在本发明实施例中，上述紧急危险时间范围阈值为大于或等于5秒；上述中等危险时间范围阈值为大于或等于3秒、且小于5秒；上述安全等级时间范围阈值为小于3秒。
进一步，在确定出每个有碰撞风险的障碍物对应的碰撞事件对应的危险等级后，进入到步骤s207中。步骤s207交互控制装置20根据每个有碰撞风险的障碍物对应的实时相对运动信息，以及每个有碰撞风险的障碍物对应的实时相对碰撞时间，判别每个有碰撞风险的障碍物的碰撞事件场景。具体地，根据当前有碰撞风险的障碍物的类型名称、实时相对运动信息的变化量、实时相对碰撞时间的变化，确定当前有碰撞风险的障碍物在以当前处于行驶过程中的客车作为参照物的相对运动下对应的实时位移变化量，模拟当前有碰撞风险的障碍物以实时相对速度和实时位移变化量(包括：实时相对距离、及参照物与客车之间相对位置或角度关系)向客车参照物运动，来识别出当前碰撞事件的场景。
其中，在本发明实施例中，碰撞事件场景选自客车违反交通规则类和障碍物紧急靠近类中的一种。客车违反交通规则类选自即将压白实线、即将压双实线、即将撞上隔离墩和即将装上隔离带等与交通规则有关的场景中的一种；障碍物紧急靠近类选自摩托车从前方横向穿行(例如电动车突然从客车前方横向窜出)、摩托车从后方横向穿行(例如电动车突然从客车后方横向窜出)、摩托车从左侧或右侧穿行(例如电动车突然从客车左侧或右侧方窜出)、自行车从前方或后方横向穿行、自行车从左侧或右侧穿行、机动车追尾、行人横穿马路、行人从左侧方或后侧方靠近、机动车从前方横向穿行和机动车从左侧方或后侧方靠近中的一种。
这样，本发明通过对碰撞事件场景的识别，能够确定出自动驾驶客车周围各方位的碰撞事件实施主体，并对每个具有碰撞风险的障碍物对应的碰撞事件的危险等级进行实时评价，对于处于客车司机位置视线死角范围内的障碍物及其碰撞事件的危险等级和事件场景也能在线识别，从而进一步提高了现有自动驾驶客车的智能化水平、碰撞事件的可检测范围。
在识别出每个有碰撞风险的障碍物对应的碰撞事件对应的危险等级和相应的事件场景后，进入到步骤s208中，对当前客车的最有可能发生的碰撞事件(最危险等级的碰撞事件，也就是当前自动驾驶客车对应的碰撞事件)进行综合决策。步骤s208交互控制装置20根据每个有碰撞风险的障碍物对应的碰撞事件的危险等级，将具有危险系数最高的障碍物碰撞事件确定为当前客车最有可能发生的碰撞事件，并生成与当前危险系数最高的碰撞事件的等级对应的警报信号。此时，警报信号中至少含有如下信息：当前危险系数最高的碰撞事件等级、与当前危险系数最高的碰撞事件对应的事件场景、当前事件所属的障碍物的类型名称及其实时相对碰撞时间。
其中，如果当前危险系数最高的碰撞事件存在多个时，直接生成与最高危险系数对应的警报信号。此时，警报信号中至少含有如下信息：当前危险系数最高的碰撞事件的等级、与当前具有最高危险系数的每个事件的场景、每个事件所属的障碍物的类型名称及其实时相对碰撞时间。
另外，在上述步骤s208中，如果检测出所有碰撞事件场景中的当前危险系数最高的碰撞事件的场景内存在行人横穿马路场景，那么，除了生成针对当前客车的警报信号，还需要生成投影设备启动信号、以及待投射信息。其中，当前待投射信息是用于控制设置在当前自动驾驶客车前围顶部的投影设备42投射安全提示内容的信息。而后，整车控制器30一方面需要解析上述警报信号，在获取到当前危险系数最高的碰撞事件场景内存在行人横穿马路场景时，执行快速减速或紧急停车自动驾驶策略，并接收上述投影设备启动信号和含有当前安全提示内容信息的待投射信息。另外，整车控制器30还利用上述投影设备启动信号，驱动投影设备42启动，并利用当前待投射信息控制投影设备42向当前智能驾驶客车前方的地面上投射当前安全提示内容。
图4为本申请实施例的用于客车的防碰撞警示信息对外交互方法中警示装置40内的投影设备42的投影效果示意图。如图4所示，当前智能驾驶客车探测到有行人横穿马路，并且当前行人距离自动驾驶客车距离越来越近时，在整车控制器30的控制下，自动驾驶车辆快速减速后停车，开启投影设备42采用紫色显示，将表示“请您先行”文字信息的当前安全提示内容投射到当前智能驾驶客车前方的地面上，以利用客车对外交互的待投射信息的响应结果，提示当前横穿马路行人的先行通过马路。另外，当行人逐渐远离当前智能驾驶客车时，当前危险系数最高的碰撞事件的场景内不存在行人横穿马路场景，在不生成投影设备启动信号的情况下，投影设备40自动关闭。
在生成警报信号后，进入到步骤s130中。再次如图2所示，在步骤s130中，整车控制器30接收并解析当前警报信号，生成与当前自动驾驶客车对应的碰撞事件的等级(当前危险系数最高的障碍物碰撞事件的等级)相匹配的驱动信号，并将该信号发送至警示装置40中的灯带41中，使得灯带41在驱动信号的控制下，向当前客车周围各方位内的所有障碍物(包括所有有碰撞风险的障碍物和无碰撞风险的障碍物)展示表示相应当前客车碰撞等级的防碰撞警示信息，进一步通过下述步骤s209～步骤s211来完成。其中，防碰撞警示信息包括：用于提示当前自动驾驶客车对应的碰撞事件的等级的信号、以及该提示信号的闪烁频率。
具体地，步骤s209整车控制器30接收并解析当前警报信号，识别当前自动驾驶客车对应的碰撞事件的等级，并生成与当前等级相匹配的驱动信号，而后将该信号发送至警示装置40中的灯带41中。其中，整车控制器30在识别出当前等级为紧急危险时生成第一驱动信号(其中，第一驱动信号含有亮红灯指令和预设红灯闪烁频率在内的信息)，并将该第一驱动信号发送至警示装置40中的灯带41中，使得灯带41在当前第一驱动信号的控制下，亮起红灯、并以高频的红灯闪烁频率显示。整车控制器30在识别出当前等级为中等危险时生成第二驱动信号(其中，第二驱动信号含有亮黄灯指令和预设黄灯闪烁频率在内的信息)，并将该第二驱动信号发送至警示装置40中的灯带41中，使得灯带41在当前第二驱动信号的控制下，亮起黄灯、并以低频的黄灯闪烁频率显示。整车控制器30在识别出当前等级为安全等级时生成第三驱动信号(其中，第三驱动信号含有亮绿灯指令和预设绿灯闪烁频率在内的信息)，并将该第三驱动信号发送至警示装置40中的灯带41中，使得灯带41在当前第三驱动信号的控制下，亮起绿灯显示。
图3为本申请实施例的用于客车的防碰撞警示信息对外交互方法中警示装置40内的灯带41的安装示意图。在本发明实施例中，灯带41环绕安装在当前智能驾驶客车的车身处，如图3所示。
进一步，在上述步骤s209的实施过程中，还需同时执行步骤s210，步骤s210整车控制器30还需要根据当前自动驾驶客车对应的碰撞事件的等级，更新当前自动驾驶应对策略，从而进入到步骤s211中。具体地，整车控制器30在识别出当前客车碰撞事件的等级为紧急危险时，生成紧急制动控制指令，并将该指令的执行优先级调整为最高，以在当前紧急制动控制指令的驱动下，控制当前自动驾驶客车立即停车。整车控制器30在识别出当前客车碰撞事件的等级为中等危险时，生成紧急减速控制指令，并将该指令的执行优先级调整为最高，以在当前紧急减速控制指令的驱动下，控制当前自动驾驶客车立即减速，以防止当前碰撞事件向更严重的情况发展。
最后，步骤s211警示装置40内的灯带41接收并响应上述驱动信号，向当前客车周围各方位内的所有障碍物展示相应的防碰撞警示信息。
例如，在本发明一实施例中，交互控制装置20根据当前客车与每个具有碰撞风险的障碍物的实时相对距离和实时相对速度信息，实时计算相对碰撞时间tcr，并根据碰撞时间tcr确定每个碰撞事件的危险等级、以及对当前客车最有可能发生的碰撞事件进行综合决策，将含有综合决策结果的警报信号发送给整车控制器，整车控制器30控制车身led灯带41对外交互显示防碰撞警示信息。其中，当障碍物逐渐靠近车身时，客车的碰撞危险事件的等级逐渐升级，车身灯带逐渐显示绿色→黄色→红色；当障碍物逐渐远离车身时，客车的碰撞危险事件的等级逐渐降低，车身led灯带显示红色→黄色→绿色，即碰撞预警提醒解除。
另一方面，本发明基于上述用于客车的防碰撞警示信息对外交互方法，还提出一种用于客车的防碰撞警示信息对外交互系统。图5为本申请实施例的用于客车的防碰撞警示信息对外交互系统的结构示意图。如图5所示，本发明所述的防碰撞警示信息对外交互系统包括：车载传感器10、交互控制装置20、整车控制器30和警示装置40。其中，交互控制装置20与车载传感器10连接，用于根据车载传感器10采集到的信息获取当前智能驾驶客车周身各障碍物的实时相对运动信息，以及根据当前各障碍物的实时相对运动信息，计算每个障碍物即将与客车发生碰撞的实时相对碰撞时间，并根据实时相对碰撞时间确定相应碰撞事件的危险等级，基于此，对客车的碰撞事件进行决策，生成相应的警报信号。其中，上述实时相对运动信息包括实时相对距离和实时相对速度。整车控制器30与交互控制装置20连接，用于在当前警报信号的控制下，驱动警示装置40向车身周围各方位障碍物展示相应的防碰撞警示信息。
其中，上述车载传感器10包括第一毫米波雷达11、第二毫米波雷达12、激光雷达13和摄像头14。具体地，第一毫米波雷达11设置在当前自动驾驶客车前围顶部，用于探测第一探测范围内的所有障碍物的实时相对运动信息。第二毫米波雷达12设置在当前自动驾驶客车后围顶部，用于探测第二探测范围内的所有障碍物的实时相对运动信息。激光雷达13设置在当前自动驾驶客车的顶部，用于探测当前自动驾驶客车周身全方位角度下的所有障碍物的实时相对运动信息。另外，摄像头14设置在当前自动驾驶客车的顶部，用于采集当前自动驾驶客车周围的环境影像。
进一步，上述警示装置40包括：灯带41和投影设备42。其中，灯带41环绕安装在当前自动驾驶客车的车身处，用于响应含有当前客车碰撞事件危险等级和与当前等级对应的闪烁频率信息的防碰撞警示信息。投影设备42设置在当前自动驾驶客车前围顶部，用于在各障碍物的碰撞事件场景中存在所述障碍物紧急靠近类中的行人横穿马路场景时，在投影设备启动信号的控制下启动，并响应当前待投射信息，以投射当前安全提示内容。
进一步，上述交互控制装置20包括：传感信息获取模块21和传感信息决策模块22。其中，传感信息获取模块21包含：影像信息处理单元211、雷达数据处理单元212、信息融合单元213和障碍物追踪单元214。影像信息处理单元211用于采集客车周围的环境影像，根据环境影像，识别影像中每个障碍物的类型。雷达数据处理单元212用于实时探测当前客车周身所有障碍物的实时相对运动信息。信息融合单元213用于将所有障碍物的实时相对运动信息与含有每个障碍物类型信息的影像进行融合处理，从当前融合处理结果中筛选出有碰撞风险的障碍物，并确定相应的实时相对运动信息。障碍物追踪单元214用于识别并追踪每个有碰撞风险的障碍物。
进一步，传感信息决策模块22包括：碰撞事件生成单元221、危险等级生成单元222、场景识别单元223和综合决策单元224。其中，碰撞事件生成单元221用于根据当前每个有碰撞风险的障碍物的实时相对运动信息，利用上述式(1)，计算每个有碰撞风险的障碍物在即将与当前自动驾驶客车发生碰撞事件的实时相对碰撞时间。危险等级生成单元222用于根据每个有碰撞风险的障碍物的实时相对碰撞时间，利用预设的不同等级评价时间范围阈值，确定每个有碰撞风险的障碍物对应的相应碰撞事件的危险等级。场景识别单元223用于根据每个有碰撞风险的障碍物对应的实时相对运动信息，以及每个有碰撞风险的障碍物对应的实时相对碰撞时间，判别每个有碰撞风险的障碍物的碰撞事件场景。其中，碰撞事件场景选自客车违反交通规则类和障碍物紧急靠近类中的一种。综合决策单元224用于根据每个有碰撞风险的障碍物对应的碰撞事件的危险等级，将具有最高危险系数的障碍物碰撞事件确定为当前客车最有可能发生的碰撞事件，并生成与当前危险系数最高的碰撞事件的等级对应的警报信号。
本发明提出了一种用于智能驾驶客车的防碰撞信息对外交互方法及系统。该方法和系统基于原有自动驾驶系统车载端所具备的感知、决策、执行功能的基础上，将车辆周围全角度方位视野下的每个障碍物作为相应碰撞事件的主体，在进行有益障碍物过滤后，计算每个具有碰撞风险的障碍物即将与当前车辆发生碰撞的剩余时间(碰撞时间)，基于此，对每个碰撞事件的危险等级进行评价并确定出当前车辆对应的碰撞事件，以根据车辆碰撞事件对应的等级向车身周围内的所有障碍物进行警示。其中，不同等级的车辆碰撞事件对应的警示灯带的颜色不同，车辆碰撞事件的危险系数越高，对应的碰撞时间越小。另外，本发明还能够对碰撞事件的场景进行识别，在识别出有行人横穿马路时，通过整车控制器驱动车辆减速后停车让行，并在启动投影设备后在车辆前方投射关于安全预警内容的文字。本发明是从被动安全角度出发，提醒社会车辆及行人等障碍物，减少或避免交通事故，提高自动驾驶行车安全，同时提升了自动驾驶车辆的智能化水平。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
1.一种用于客车的防碰撞警示信息对外交互方法，其特征在于，包括：
步骤一、获取当前自动驾驶客车周身各障碍物的实时相对运动信息，所述实时相对运动信息包括实时相对距离和实时相对速度；
步骤二、根据所述各障碍物的实时相对运动信息，计算每个障碍物即将与所述客车发生碰撞的实时相对碰撞时间，并根据所述实时相对碰撞时间确定相应碰撞事件的危险等级，基于此，对所述客车的碰撞事件进行决策，生成相应的警报信号；
步骤三、整车控制器在所述警报信号的控制下，驱动警示装置向车身周围各方位障碍物展示相应的防碰撞警示信息。
2.根据权利要求1所述的防碰撞警示信息对外交互方法，其特征在于，所述步骤二，进一步包括：
根据所述各障碍物的实时相对运动信息，以及每个障碍物的所述实时相对碰撞时间，判别每个障碍物的碰撞事件场景，其中，所述碰撞事件场景选自客车违反交通规则类和障碍物紧急靠近类中的一种。
3.根据权利要求2所述的防碰撞警示信息对外交互方法，其特征在于，
在各障碍物的碰撞事件场景中存在所述障碍物紧急靠近类中的行人横穿马路场景时，还生成投影设备启动信号、以及用于控制设置在所述客车前围顶部的投影设备投射安全提示内容的待投射信息。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的防碰撞警示信息对外交互方法，其特征在于，所述步骤一包括：
s11、采集所述客车周围的环境影像，根据所述环境影像，识别影像中每个障碍物的类型；
s12、实时探测所述客车周身所有障碍物的实时相对运动信息；
s13、将所有障碍物的实时相对运动信息与含有每个障碍物类型信息的影像进行融合处理，从所述融合处理结果中筛选出有碰撞风险的障碍物，并确定相应的所述实时相对运动信息。
5.根据权利要求4所述的防碰撞警示信息对外交互方法，其特征在于，在步骤s12中，进一步包括：
通过设置在所述客车前围顶部的第一毫米波雷达探测第一探测范围内的所有障碍物的所述实时相对运动信息、以及通过设置在所述客车后围顶部的第二毫米波雷达探测第二探测范围内的所有障碍物的所述实时相对运动信息；
通过设置在所述客车顶部的激光雷达探测所述客车周身全方位角度下的所有障碍物的所述实时相对运动信息；
将所述第一毫米波雷达、所述第二毫米波雷达和所述激光雷达实时探测到的信息进行互补和冗余处理，得到当前所有障碍物的所述实时相对运动信息。
6.根据权利要求4或5所述的防碰撞警示信息对外交互方法，其特征在于，所述步骤一还包括：识别并追踪每个有碰撞风险的障碍物。
7.一种用于客车的防碰撞警示信息对外交互系统，其特征在于，利用如权利要求1～6中任一项所述的方法向车身外围所有障碍物进行碰撞警示信息的对外交互，所述防碰撞警示信息对外交互系统包括：
车载传感器；
交互控制装置，其与所述车载传感器连接，用于根据所述车载传感器采集到的信息获取当前自动驾驶客车周身各障碍物的实时相对运动信息，以及根据所述各障碍物的实时相对运动信息，计算每个障碍物即将与所述客车发生碰撞的实时相对碰撞时间，并根据所述实时相对碰撞时间确定相应碰撞事件的危险等级，基于此，对所述客车的碰撞事件进行决策，生成相应的警报信号，所述实时相对运动信息包括实时相对距离和实时相对速度；
整车控制器，其与所述交互控制装置连接，用于在所述警报信号的控制下，驱动警示装置向车身周围各方位障碍物展示相应的防碰撞警示信息；和
所述警示装置。
8.根据权利要求7所述的防碰撞警示信息对外交互系统，其特征在于，所述车载传感器包括：
第一毫米波雷达，其设置在所述客车前围顶部，用于探测第一探测范围内的所有障碍物的所述实时相对运动信息；
第二毫米波雷达，其设置在所述客车后围顶部，用于探测第二探测范围内的所有障碍物的所述实时相对运动信息；
激光雷达，其设置在所述客车的顶部，用于探测所述客车周身全方位角度下的所有障碍物的所述实时相对运动信息；
摄像头，其设置在所述客车的顶部，用于采集所述客车周围的环境影像。
9.根据权利要求7或8所述的防碰撞警示信息对外交互系统，其特征在于，所述警示装置，包括：
灯带，其环绕在所述客车的车身处，用于响应含有当前客车碰撞事件危险等级、和与当前等级对应的闪烁频率信息的所述防碰撞警示信息；
投影设备，其设置在所述客车前围顶部，用于在各障碍物的碰撞事件场景中存在所述障碍物紧急靠近类中的行人横穿马路场景时，在投影设备启动信号的控制器下启动，并响应当前待投射信息，以投射当前安全提示内容。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的防碰撞警示信息对外交互系统，其特征在于，所述交互控制装置，包括：传感信息决策模块，其中，所述传感信息决策模块具备：
场景识别单元，其用于根据所述各障碍物的实时相对运动信息，以及每个障碍物的所述实时相对碰撞时间，判别每个障碍物的碰撞事件场景，其中，所述碰撞事件场景选自客车违反交通规则类和障碍物紧急靠近类中的一种。
技术总结