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原文传递基于相邻车道风险预测的车道保持辅助系统及控制方法

专利名称：	基于相邻车道风险预测的车道保持辅助系统及控制方法
摘要：	本发明公开了基于相邻车道风险预测的车道保持辅助系统及控制方法，包括本车模型预测模块、传感器检测模块、安全风险预判模块、主动控制模块和车道保持辅助模块，传感器检测模块用于检测本车行驶状态信息、相邻车道车辆的行驶状态信息以及路面状况，并将该信息分别传输给模型预测模块和安全风险预判模块；本车模型预测模块对本车进行预瞄轨迹；安全风险预判模块根据相邻车道车辆的行驶状态信息和本车的预瞄轨迹信息，进行横向风险的预判，并将预判结果分别发送到主动控制模块和车道保持辅助模块，主动控制模块根据预判结果执行主动制动控制或主动转向控制，本发明考虑了在开启车道保持功能行驶的过程中，两侧车道同向行驶的车辆对本车造成的横向碰撞风险，突破了目前对单车车道保持的研究局限。
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：	唐斌;林子晏;江浩斌;尹玥;尹晨辉;张迪;黄映秋;徐兴;马世典
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-27T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910146090.8
公开号：	CN109849908A
分类号：	B60W30/12(2006.01);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.基于相邻车道风险预测的车道保持辅助系统，其特征在于，包括本车模型预测模块、传感器检测模块、安全风险预判模块、主动控制模块和车道保持辅助模块；所述传感器检测模块用于检测本车行驶状态信息、相邻车道车辆的行驶状态信息以及路面状况，并将该信息分别传输给模型预测模块和安全风险预判模块；所述本车模型预测模块根据本车行驶状态信息，获得本车的预瞄轨迹信息，估算出多个时步后车辆的行驶状态；所述安全风险预判模块根据相邻车道车辆的行驶状态信息和本车的预瞄轨迹信息，进行横向风险的预判，并将预判结果分别发送到主动控制模块和车道保持辅助模块，所述主动控制模块根据预判结果执行主动制动减速或主动转向。 2.根据权利要求1所述的基于相邻车道风险预测的车道保持辅助系统，其特征在于，所述传感器检测模块包括有摄像头、激光雷达、车身姿态传感器和陀螺仪。 3.基于权利要求1所述的基于相邻车道风险预测的车道保持辅助系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，通过传感器检测模块检测本车的状态参数、相邻车道车辆的状态参数和路面信息；步骤2，根据传感器检测模块测得的参数获得相邻车道车辆行驶信息，计算跨道时间TLC与纵向行驶距离S1；步骤3，本车模型预测模块利用测得参数对本车进行模型轨迹预测；设定本车在开启车道保持功能的过程中是保持与车道线同距离的轨迹行驶的，本车的预测轨迹为与车道线距离d1的直线，计算出本车在相邻车道车辆跨道时间TCL内的行驶距离S2；S2＝TLC·v2，v2为本车车速；步骤4，结合本车与相邻车道车辆的状态，进行安全风险预测，根据预测的结果进行主动制动控制或主动转向控制；安全风险预判的方法为：步骤4.1，计算相邻车道车辆侵入本车预测行驶轨迹时，两车前轮纵向距离S3：其中，S1为相邻车道车辆纵向行驶距离，S2为相邻车道车辆跨道时间TCL内的行驶距离，L1为相邻车道车辆轴距，L2为本车轴距，db1为相邻车道车辆轮距，θ为相邻车道车辆航向角，d1为本车左前轮至车道线的距离，Sh两车中心位置的纵向距离；步骤4.2，设定车辆距离阈值为和辅助距离阈值为将两车前轮纵向距离S3与车辆距离阈值S0进行比较，若S3＞S0，则说明没有安全风险，继续开启车道保持功能；若S3≤S0，则将S3与Sf进行比较，若S3＞Sf，说明存在横向碰撞安全风险但风险程度不大，对本车进行主动转向控制，反之，说明存在较大安全风险，对本车进行主动制动控制。 4.根据权利要求3所述基于相邻车道风险预测的车道保持辅助系统的控制方法，其特征在于，所述主动转向控制的方法为：步骤S1，计算本车在车辆距离阈值S0下与车道线理想距离d4；步骤S2，在本车道内设置虚拟车道辅助线，距两条车道线均为最小安全距离ds，保证车辆主动转向控制过程中，始终行驶在两条虚拟车道线之间；步骤S3，在两条虚拟车道线之间的区域内，以d4为目标进行实时路径规划，其路径不可超出本车道，结合驾驶员模型与道路模型，计算出相应的目标转角；步骤S4，利用PID控制器使实际方向盘转角追踪目标转角，完成转向过程；步骤S5，在转向过程完成后返回步骤1)，实时检测本车左前轮至车道线的距离d1，与车道线理想距离d4进行比较，如果满足d1＜d4，则返回步骤4.2.3进行调整，反之则结束主动转向控制，继续开启车道保持。 5.根据权利要求3所述基于相邻车道风险预测的车道保持辅助系统的控制方法，其特征在于，所述主动制动控制方法为：步骤S1，计算本车在距离阈值S0下的理想行驶距离Sb，计算公式如下：步骤S2，计算制动加速度a；其中，δ为旋转质量转换系数，m为整车质量，Fb为地面制动力，Ff为滚动阻力，Fw为空气阻力，Fi为坡道阻力；步骤S3，计算在理想行驶距离Sb下的最佳制动时刻tz，计算公式如下：其中，a为制动加速度，v2为本车行驶车速，a为制动加速度；步骤S4，在制动过程完成后返回步骤4，计算两车前轮实时纵向距离S3，并进行风险判断。 6.根据权利要求3所述基于相邻车道风险预测的车道保持辅助系统的控制方法，其特征在于，所述跨道时间TLC的计算方法为：步骤2.1，计算相邻车道车辆横摆角速度ω，其中，k0为误差补偿系数，θ为相邻车道车辆航向角；步骤2.2，计算相邻车道车辆转弯半径Rv，其中，v1为相邻车道车辆车速，ω为相邻车道车辆横摆角速度；步骤2.3，计算相邻车道车辆前轮到本车预测轨迹之间的最小横向距离d3，其中，d2为相邻车道车辆车身中心位置与车道线之间的距离；步骤2.4，计算相邻车道车辆转弯圆弧偏角α，其中，Rv为相邻车道车辆转弯半径；步骤2.4，计算跨道路程DLC，DLC＝αRv；步骤2.5，计算跨道时间TLC； 7.根据权利要求3所述基于相邻车道风险预测的车道保持辅助系统的控制方法，其特征在于，所述纵向行驶距离S1的计算方法为： 8.根据权利要求3所述基于相邻车道风险预测的车道保持辅助系统的控制方法，其特征在于，所述本车的状态参数、相邻车道车辆的状态参数和路面信息包括：本车左前轮至车道线的距离d1、相邻车道车辆轴距L1、相邻车道车辆轮距db1、相邻车道同向行驶车辆的速度v1、相邻车道车辆航向角θ、相邻车道车辆车身中心位置与车道线之间的距离d2、两车中心位置的纵向距离Sh和本车行驶车速v2。
所属类别：	发明专利