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原文传递一种针对行人的汽车避撞方法及避撞系统

专利名称：	一种针对行人的汽车避撞方法及避撞系统
摘要：	本发明公开了一种针对行人的汽车避撞方法及避撞系统，步骤1：获取汽车及周围障碍物的移动信息；步骤2：判断汽车前方是否存在危险行人目标；步骤3：比较汽车与危险行人目标的纵向距离与制动安全距离的大小；步骤4：转向避撞操作危险性判断；步骤5：自主决策采取主动制动或是主动转向操作；步骤6：判断危险是否解除，解除后保持正常行驶。本发明实时检测汽车与周围物体的移动信息，准确识别到前进方向上的危险行人目标，在主动制动无法规避碰撞的时候判断转向操作危险性，当系统通过计算判断转向操作安全时，汽车进行主动转向操作，有效避免人车碰撞事故的发生，最大限度地保护行人的交通安全。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏大学
发明人：	葛如海;肖轩;崔义忠;顾瑶芝;蔡朝阳;陈宇航;黄可鑫
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-22T00:00:00+0800
申请号：	CN201910695542.8
公开号：	CN110481544A
分类号：	B60W30/09(2012.01);B;B60;B60W;B60W30
申请人地址：	212013 江苏省镇江市京口区学府路301号
主权项：	1.一种针对行人的汽车避撞方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，获取汽车及周围障碍物的移动信息；步骤2，判断汽车前方是否存在危险行人目标；步骤3，比较汽车和危险行人目标的纵向距离与制动安全距离的大小；步骤4，转向避撞操作危险性判断；步骤5，自主决策采取主动制动或是主动转向操作；步骤6，判断危险是否解除，解除后保持正常行驶。 2.根据权利要求1所述的一种针对行人的汽车避撞方法，其特征在于，步骤1的实现方法包括：通过加速度传感器、速度传感器、横摆角速度传感器获取车辆的行驶速度vego、加速度aego和横摆角速度通过毫米波雷达、激光雷达和摄像头传感器获取的周围障碍物的移动信息；汽车通过传感模块的数据处理单元对障碍物进行准确分类，并精确获取其移动方向、速度、加速度、与汽车的横向及纵向距离信息。 3.根据权利要求1所述的一种针对行人的汽车避撞方法，其特征在于，步骤2中，危险行人目标的判断方法：利用步骤1中摄像头和雷达传感器获取到的行人速度vped、行走方向与汽车前进方向的夹角α(当行人和汽车同向时α＝0°，相向行驶时α＝180°)，以及相对于汽车坐标系的纵向距离xped和横向距离yped，计算行人的进入时间；进入时间为行人按当前速度与方向进入汽车未来行驶区域的时间，行驶区域指汽车沿当前行驶路径行驶时由车辆左右两侧围成的区域；计算行人的离去时间，离去时间为行人按当前速度与方向离开车辆未来行驶区域的时间；计算行人与汽车的碰撞时间，碰撞时间为行人与汽车按当前速度在车辆行驶方向上发生碰撞的时间；比较行人进入时间、离去时间和碰撞时间的大小，判断车辆识别到的行人是否为危险目标。 4.根据权利要求3所述的一种针对行人的汽车避撞方法，其特征在于，行人进入时间TTE的具体计算方法如下：式中，wego为汽车宽度；wped为行人宽度；wmargin为最小安全距离，即汽车边界应该与行人保持的最小距离；行人离去时间TTD的具体计算方法如下：碰撞时间TTC的具体计算方法如下：其中D的具体计算方法如下： 5.根据权利要求4所述的一种针对行人的汽车避撞方法，其特征在于，判断危险目标信号PT的具体计算方法如下： 6.根据权利要求1所述的一种针对行人的汽车避撞方法，其特征在于，所述步骤3的实现方法：当制动安全距离小于等于行人与汽车纵向距离时，制动信号为1，否则为0；制动安全距离的具体计算方法如下：式中，amax为汽车在当前路面附着条件下能实现的最大减速度。 7.根据权利要求1所述的一种针对行人的汽车避撞方法，其特征在于，所述步骤4中，转向避撞操作危险性判断方法包括如下：假设行人保持当前移动状态，预测TTC时刻行人所处的位置，得到汽车所需要的横向偏移量Sped，根据此横向偏移量计算汽车需要达到的横向加速度；若横向加速度大于该路面条件下汽车能够达到的横向加速度，则认为转向操作存在危险，横向加速度的具体计算方法如下：检测转向路径上是否存在障碍物，若汽车的规划路径上存在静态障碍物，则认为转向操作存在危险，此时转向信号ST＝0；检测转向路径上有无和动态障碍物碰撞的风险，汽车在转向避撞的过程中应该与左右两侧的动态障碍物保证一定的安全距离，称为转向安全距离；与前方左右两侧的动态障碍物安全距离具体计算方法如下：式中，vf为前方动态障碍物的纵向速度；af为前方动态障碍物的最大减速度；dmargin为汽车应该与动态障碍物保持的最小距离；与后方左右两侧的动态障碍物安全距离具体计算方法如下：式中，vb为后方动态障碍物的纵向速度；ab为后方动态障碍物的最大减速度；当汽车与前后动态障碍物会发生碰撞危险时，则认为转向存在危险，此时转向信号ST＝0；当上述判断均无危险，则认为转向操作安全，此时转向信号ST＝1。 8.根据权利要求1所述的一种针对行人的汽车避撞方法，其特征在于，所述步骤5中，汽车自主决策的选择逻辑如下： 9.一种针对行人的汽车避撞系统，其特征在于，包含传感模块、决策模块、执行模块；所述传感模块用于环境感知及汽车状态获取，包括用于环境感知的摄像头、毫米波雷达、激光雷达以及相应数据处理单元，用于汽车状态获取的加速度传感器、速度传感器、横摆角速度传感器及相应数据处理单元，传感模块的输出为周围障碍物及汽车的移动信息，这些信息通过CAN总线传输到决策模块；所述决策模块根据传感模块获取的信息进行控制决策，首先进行安全状态的判断，计算汽车与各障碍物之间应保持的安全距离，对危险的行人目标进行识别；然后进行控制方式的选择，控制方式分为主动制动和主动转向两种类型，其中主动转向又包括主动右转和主动左转；做出决策后进行控制量的计算，包括制期望的制动减速度、期望发动机转矩、转向盘角度；所述执行模块包括制动执行器，节气门执行器，转向执行器，这些执行器接收来自于决策模块的控制量信号，进行决策的执行；所述制动执行器和节气门执行器采用PID控制结构；所述转向执行器采用前馈加反馈的控制结构。
所属类别：	发明专利