详情

原文传递自动紧急制动分级控制方法与系统

专利名称：	自动紧急制动分级控制方法与系统
摘要：	本发明提供一种自动紧急制动分级控制方法与系统，实时获取自车周围环境信息；根据采集的自车周围环境信息，判断是直道多车道还是弯道多车道；若为直道多车道，则通过最小二乘法和轨迹预算法，预测旁车并线轨迹；若为弯道多车道，则先通过门限值法排除干扰目标，再通过目标位置补偿法，判断自车与旁车的相对横向距离；利用安全距离模型，计算危险系数；当危险系数小于等于1时，按预设的等级，进行分级制动。本发明能显著提高自动驾驶车辆应对不同环境，自动处理问题的能力，提高自动驾驶车辆安全性与舒适性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	武汉理工大学
发明人：	尹智帅;宋志明;聂琳真
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-09T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910386165.X
公开号：	CN110155046A
代理机构：	湖北武汉永嘉专利代理有限公司
代理人：	王丹
分类号：	B60W30/09(2012.01);B;B60;B60W;B60W30
申请人地址：	430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路122号
主权项：	1.一种自动紧急制动分级控制方法，其特征在于：它包括以下步骤： S1、数据采集：实时获取自车周围环境信息； S2、数据过滤：根据采集的自车周围环境信息，判断是直道多车道还是弯道多车道；若为直道多车道，则通过最小二乘法和轨迹预算法，预测旁车并线轨迹；若为弯道多车道，则先通过门限值法排除干扰目标，再通过目标位置补偿法，判断自车与旁车的相对横向距离，从而判断自车与旁车是否位于同一车道； S3、利用安全距离模型，计算危险系数：所述的安全距离模型中，设置自车的制动过程，制动过程包括从驾驶员意识到危险状况开始到车辆维持稳定的制动压力直至车辆完全停止的全部过程，整个制动过程被分为以下四个阶段：驾驶员反应阶段，正常行车过程中，从驾驶员意识到危险情况到决策判断再到开始踩踏制动踏板的阶段被称为驾驶员反应阶段，预设驾驶员反应阶段时间为t1；制动器协调阶段，当制动踏板受力被踩下时，制动器并未立即产生制动力，这是由制动器的机械结构所决定的，弥补制动器机械间隙的阶段被称为制动器反应阶段，再加上制动器的滞后阶段，即从制动踏板被踩下到生成减速度的阶段被合称为制动器的协调阶段，预设制动器协调阶段时间为t2；减速度增长阶段，从减速度生成到减速度达到稳定数值的阶段被称为减速度增长阶段，该阶段内车辆的减速度成线性增长趋势，预设减速度增长阶段的时间为t3；匀减速阶段，从车辆的减速度保持稳定到车辆完全停止的阶段被称为匀减速阶段，预设匀减速阶段的时间为t4；依据自车和旁车的初速度、经历时间、行驶距离、最大减速度、减速度增长速率，得到两车最小行车安全距离D为：式中，Va为自车速度，Vb为前车速度，Ta为驾驶员反应阶段的时间，Tb为制动器协调阶段时间，Tc为减速度增长阶段时间，aa为制动减速度的大小，S0为自车制动阶段结束后距离前车的最小安全距离；设两车之间的实际距离为DA，报警安全距离为DB，根据计算得到两车制动所需的最小行车安全距离为D，DB＝(Va-Vb)Ta+D，则危险系数ε为： S4、分级控制：当危险系数小于等于1时，按预设的等级，进行分级制动。 2.根据权利要求1所述的自动紧急制动分级控制方法，其特征在于：所述的S2中，若为直道多车道，具体的，通过最小二乘法拟合旁车并线轨迹，依据车载传感器的连续若干个个采样周期内采集到的旁车与自车的横纵向相对距离的数据信息，预测出旁车横向位移随旁车纵向位移的变化关系，从而拟合出旁车并线轨迹。 3.根据权利要求1所述的自动紧急制动分级控制方法，其特征在于：所述的S2中，若为弯道多车道，具体的，将车载传感器输出的极坐标变量关系转换到车辆所在的直角坐标系下；通过虚拟自车未来的运动轨迹曲线，以旁车与弯道圆心形成的圆心角为基准，在自车与旁车横向位置上补偿道路曲率的影响，在所述的自车未来的运动轨迹曲线上找出两车纵向相对距离最小处，并估算此时自车与旁车的相对横向距离从而判断两车是否位于同一车道。 4.根据权利要求1所述的自动紧急制动分级控制方法，其特征在于：所述的S4具体为：一级制动，当0.7≤ε＜1时，采用声光报警，控制系统不介入制动；二级制动，当0.35≤ε＜0.7时，采用声光报警与震动结合的方式，控制系统不介入制动；三级制动，当0.2≤ε＜0.35时，采用声光报警与震动结合的方式，并产生-1.2±0.2m/s2的制动减速度；四级制动，为最高紧急制动模式，当ε＜0.2时，采用声光报警与震动结合的方式，此时自车的制动减速度达到最大值。 5.一种自动紧急制动分级控制系统，其特征在于：它包括：车载传感器，用于实时获取自车周围环境信息；存储器，用于保存计算机程序；车载计算机，用于调用所述的计算机程序，以完成以下步骤： 1)数据过滤：根据采集的自车周围环境信息，判断是直道多车道还是弯道多车道；若为直道多车道，则通过最小二乘法和轨迹预算法，预测旁车并线轨迹；若为弯道多车道，则先通过门限值法排除干扰目标，再通过目标位置补偿法，判断自车与旁车的相对横向距离，从而判断自车与旁车是否位于同一车道； 2)利用安全距离模型，计算危险系数：所述的安全距离模型中，设置自车的制动过程，制动过程包括从驾驶员意识到危险状况开始到车辆维持稳定的制动压力直至车辆完全停止的全部过程，整个制动过程被分为以下四个阶段：驾驶员反应阶段，正常行车过程中，从驾驶员意识到危险情况到决策判断再到开始踩踏制动踏板的阶段被称为驾驶员反应阶段，预设驾驶员反应阶段时间为t1；制动器协调阶段，当制动踏板受力被踩下时，制动器并未立即产生制动力，这是由制动器的机械结构所决定的，弥补制动器机械间隙的阶段被称为制动器反应阶段，再加上制动器的滞后阶段，即从制动踏板被踩下到生成减速度的阶段被合称为制动器的协调阶段，预设制动器协调阶段时间为t2；减速度增长阶段，从减速度生成到减速度达到稳定数值的阶段被称为减速度增长阶段，该阶段内车辆的减速度成线性增长趋势，预设减速度增长阶段的时间为t3；匀减速阶段，从车辆的减速度保持稳定到车辆完全停止的阶段被称为匀减速阶段，预设匀减速阶段的时间为t4；依据自车和旁车的初速度、经历时间、行驶距离、最大减速度、减速度增长速率，得到辆车最小行车安全距离D为：式中，Va为自车速度，Vb为前车速度，Ta为驾驶员反应阶段的时间，Tb为制动器协调阶段时间，Tc为减速度增长阶段时间，aa为制动减速度的大小，S0为自车制动阶段结束后距离前车的最小安全距离；设两车之间的实际距离为DA，报警安全距离为DB，根据计算得到两车制动所需的最小行车安全距离为D，DB＝(Va-Vb)Ta+D，则危险系数ε为：嵌入式控制器，用于当危险系数小于等于1时，按预设的等级，分级分别对刹车踏板控制电机和电子油门做出制动控制。 6.根据权利要求5所述的自动紧急制动分级控制系统，其特征在于：所述的车载传感器包括环境感知模块和定位模块，其中环境感知模块包括摄像头、毫米波雷达和激光雷达；毫米波雷达和激光雷达通过网络交换机与车载计算机连接，摄像头和定位模块通过USB接口与车载计算机连接，车载计算机通过CAN总线与嵌入式控制器连接。
所属类别：	发明专利