CN102001338A - 车辆安全行驶的控制方法和装置 - Google Patents

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程笃庆
赛影辉
王新果
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杜俊博
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Abstract

本发明提供一种车辆安全行驶的控制方法和装置,所述方法包括,检测车辆行驶前方的弯道状态信息,所述弯道状态信息包括弯道的起始点位置、弯道的曲率和弯道的终止点位置;根据所述弯道的曲率计算车辆在所述弯道行驶过程中的目标安全速度范围;根据车辆的当前行驶速度、当前行驶位置与所述弯道起始点位置的距离和所述目标安全速度范围计算车辆在当前行驶位置的减速度范围;根据所述减速度范围控制车辆行驶至所述弯道,并控制车辆以所述目标安全速度范围进入所述弯道行驶。本发明中,根据车辆行驶前方弯道状态信息控制车辆行驶在相应的安全速度范围下,从而提高车辆行驶的安全性。

Description

车辆安全行驶的控制方法和装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域,尤其涉及一种车辆安全行驶的控制方法和装置。
背景技术
车辆在弯道行驶时,如果弯道半径太小或车速过快时,车辆有发生侧滑或侧翻的危险,因此,需要对车辆弯道行驶的速度进行控制。GPS导航***可以实时地为驾驶者提供行驶前方的道路信息,并可以根据用户选定的行驶目的地为用户选择最便捷的行驶路线。驾驶员可以根据GPS导航***提供的车辆行驶前方路段的道路状况信息对车辆的行驶速度进行调整,以避免交通事故的发生。
然而,在实际驾驶过程中,尤其是当车辆行驶前方为弯道路段时,虽然GPS导航***提供了前方路段的道路状况信息,但是车辆一般很难控制以行驶在相应路况的安全速度范围内,因此存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明提出了一种车辆安全行驶的控制方法和装置,根据车辆行驶的路况信息控制车辆行驶在相应的安全速度范围内。
为了实现上述目的,本发明提出了一种车辆安全行驶的控制方法,包括以下步骤,
检测车辆行驶前方的弯道状态信息,所述弯道状态信息包括弯道的起始点位置、弯道的曲率和弯道的终止点位置;
根据所述弯道的曲率计算车辆在所述弯道行驶过程中的目标安全速度范围;
根据车辆的当前行驶速度、当前行驶位置与所述弯道起始点位置的距离和所述目标安全速度范围计算车辆在当前行驶位置的减速度范围;
根据所述减速度范围控制车辆行驶至所述弯道,并控制车辆以所述目标安全速度范围进入所述弯道行驶。
优选地,车辆以所述目标安全速度范围在所述弯道行驶之后,还包括,
获取弯道的路面状况信息,并根据所述弯道路面状况信息调整所述目标安全速度范围,控制车辆在弯道上行驶在调整后的目标安全速度范围下。
优选地,所述弯道的路面状况信息包括弯道的倾角信息和弯道路面的湿度信息。
优选地,利用GPS导航***获得车辆行驶前方的弯道状态信息。
优选地,所述目标安全速度范围与所述弯道的曲率成反比。
本发明还提出了一种车辆安全行驶的控制装置,包括,
弯道状态检测模块,用于检测车辆行驶前方的弯道状态信息,所述弯道状态信息包括弯道的起始点位置、弯道的曲率和弯道的终止点位置;
目标安全速度计算模块,根据所述弯道的曲率计算车辆在所述弯道行驶过程中的目标安全速度范围;
减速度计算模块,根据车辆的当前行驶速度、当前行驶位置与所述弯道起始点位置的距离以及所述目标安全速度范围计算车辆在当前行驶位置的减速度范围;
车辆速度控制模块,根据所述减速度范围控制车辆行驶至所述弯道,并控制车辆以所述目标安全速度范围进入所述弯道行驶。
优选地,所述装置还包括弯道路况检测模块和目标安全速度调整模块,其中,
弯道路况检测模块,用于获取弯道的路面状况信息;
目标安全速度调整模块,用于根据所述弯道路面状况信息调整所述目标安全速度范围,控制车辆在弯道上行驶在调整后的目标安全速度范围内。
优选地,所述弯道路况检测模块包括轴高传感器和湿度传感器,其中,
所述轴高传感器用于检测弯道的倾角信息,所述湿度传感器用于检测弯道路面的湿度信息。
优选地,弯道状态检测模块利用GPS导航***获得车辆行驶前方的弯道状态信息。
优选地,目标安全速度计算模块计算的所述目标安全速度范围与所述弯道的曲率成反比。
本发明具有以下有益效果:
本发明提出了一种车辆安全行驶的控制方法和装置,根据车辆行驶前方的弯道状态信息计算车辆在弯道处行驶的目标安全速度范围,并根据弯道的路面状态实现了目标安全速度范围的调整,从而提高车辆在弯道行驶的安全性。
附图说明
图1为本发明提出的一种车辆安全行驶的控制方法的流程示意图;
图2为本发明提出的一种车辆安全行驶的控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明提供的车辆安全行驶的控制方法以及车辆安全行驶的控制***进行详细描述。
本发明提出了一种车辆安全行驶的控制方法,如图1所示,包括以下步骤:
步骤s101,检测车辆行驶前方的弯道状态信息,弯道状态信息包括弯道的起始点位置、弯道的曲率和弯道的终止点位置。
具体地,基于GPS导航***获取的车辆行驶前方的弯道信息,弯道状态信息包括弯道的起始点位置、弯道的曲率(弯道曲率越大,弯道越陡)、弯道的终了点位置等相关信息。
步骤s102,根据弯道的曲率计算车辆在弯道行驶过程中的目标安全速度范围。
目标安全速度范围可以在一定安全范围内变化,目标安全速度范围V与弯道的曲率成反比,即弯道的曲率越大,车辆的弯道行驶速度应该越小。目标安全速度范围满足下面的对应关系,即目标安全速度V∝K1/ρ,其中,k1为系数,ρ为弯道曲率,k1的取值可以根据大量实验获取或为经验数据。
步骤s103,根据车辆的当前行驶速度、当前行驶位置与弯道起始点位置的距离和目标安全速度范围计算车辆在当前行驶位置的减速度范围。
车辆当前位置的减速度范围可通过如下方式进行计算,设车辆的当前行驶速度为v1,当前行驶位置与弯道起始点位置的距离为S,目标安全速度范围为v2~v3,那么当前行驶位置的减速度范围可表示为
Figure BSA00000332714600041
具体地,在车辆实际行驶过程中,车辆的当前行驶速度与目标速度之间可能存在以下三种关系,具体说明如下:
当车辆的当前行驶速度小于目标安全速度范围时,车辆可以保持当前行驶速度v1驶入弯道,或增加行驶速度至目标安全速度范围v2~v3内,使车辆在目标安全速度范围v2~v3内驶入弯道。
当车辆的当前行驶速度在目标安全速度范围之内时,车辆可以保持当前行驶速度v1驶入弯道。
当车辆的当前行驶速度大于目标安全速度范围时,车辆按照步骤s101、步骤s102、步骤s103确定的前行驶位置的减速度范围
Figure BSA00000332714600042
减速,并使车辆在目标安全速度范围v2~v3内驶入弯道。
步骤s104,根据减速度范围控制车辆行驶至弯道,并控制车辆以目标安全速度范围进入弯道行驶。
控制车辆从当前位置按照计算获得的减速度范围行驶至弯道处,并控制车辆在弯道处以目标安全速度范围行驶,确保了车辆在弯道行驶的安全性,避免了因车辆速度过快导致车辆在弯道行驶过程中可能发生的侧翻危险。
在车辆进入弯道并以目标安全速度行驶时,可根据弯道的路面状态信息对目标安全速度范围进行调整,以适应不同的弯道路面状态的安全行驶要求,转向步骤s105。
步骤s105,获取弯道的路面状况信息,弯道的路面状况信息包括弯道的倾角信息和弯道路面的湿度信息。
具体的,弯道路面状况信息包括弯道的倾角信息和弯道路面的湿度信息,可以通过安装在车辆上的传感器获取相应的目标信息。例如,通过安装在车辆上的轴高传感器和湿度传感器分别检测弯道的倾角信息和弯道路面的湿度信息,其中,弯道路面的湿度信息可表现为轮胎与地面的摩擦力系数。
例如:在高速路入口处或出口处的弯道、高速路与城市高架桥变道处弯道可能有较大的倾角,在车辆进入弯道行驶时,因倾角的不同,车辆与地面之间的摩擦力也不同,因此,在实际行驶过程中,需要根据弯道倾角进行速度的调整。另外,因天气原因车辆与路面之间的摩擦力也不同,例如,车辆在雨天过弯道行驶时,车辆与地面的摩擦力只有正常天气时的一半,在这种情况下,需要降低车辆的行驶速度,以确保安全。
步骤s106,根据弯道路面状况信息调整目标安全速度范围,控制车辆在弯道上行驶在调整后的目标安全速度范围内。
根据步骤s105中获取的弯道的倾角信息和弯道路面的湿度信息,对目标安全速度范围进行调整,并控制车辆行驶在调整后的目标安全速度范围之内,从而实现了根据弯道的实际路面状况在弯道上行驶。弯道路面的湿度主要体现在轮胎和地面之间的摩擦力,弯道的倾角、轮胎和地面之间的摩擦力以及目标安全速度之间具有以下关系:目标安全速度范围V与轮胎和地面的摩擦力成正比,与弯道的倾角成反比,其满足下面的对应关系,即目标安全速度V∝K2μ/γ,其中,K2为常数,μ为轮胎和地面的摩擦力系数,γ为弯道的倾角。
通过本发明提出了车辆安全行驶的控制方法,根据车辆行驶前方的弯道状态信息计算车辆在弯道处行驶的目标安全速度范围,并根据弯道的路面状态实现了目标安全速度范围的调整,从而提高车辆在弯道行驶的安全性。
本发明还提出了一种车辆安全行驶的控制装置,如图2所示,包括弯道状态检测模块21、目标安全速度计算模块22、减速度计算模块23、车辆速度控制模块24、弯道路况检测模块25和目标安全速度调整模块26,其中,
弯道状态检测模块21,用于检测车辆行驶前方的弯道状态信息,弯道状态信息包括弯道的起始点位置、弯道的曲率和弯道的终止点位置;
目标安全速度计算模块22,与弯道状态检测模块21连接,用于根据弯道的曲率计算车辆在弯道行驶过程中的目标安全速度范围;
减速度计算模块23,与弯道状态检测模块21和目标安全速度计算模块22连接,用于根据车辆的当前行驶速度、当前行驶位置与弯道起始点位置的距离以及目标安全速度范围计算车辆在当前行驶位置的减速度范围;
车辆速度控制模块24,与目标安全速度计算模块22和减速度计算模块23连接,用于根据减速度范围控制车辆行驶至弯道,并控制车辆以目标安全速度范围进入弯道行驶。
弯道路况检测模块25,用于获取弯道的路面状况信息;
目标安全速度调整模块26,与目标安全速度计算模块22、车辆速度控制模块24和弯道路况检测模块25连接,用于根据弯道路面状况信息调整目标安全速度范围,控制车辆在弯道上行驶在调整后的目标安全速度范围内。
其中,弯道路况检测模块25包括轴高传感器和湿度传感器,其中,轴高传感器用于检测弯道的倾角信息,湿度传感器用于检测弯道路面的湿度信息。
弯道状态检测模块21利用GPS导航***获得车辆行驶前方的弯道状态信息。目标安全速度计算模块22计算的目标安全速度范围与弯道的曲率成反比。
通过本发明提出了车辆安全行驶的控制装置,根据车辆行驶前方的弯道状态信息计算车辆在弯道处行驶的目标安全速度范围,并根据弯道的路面状态实现了目标安全速度范围的调整,提高了车辆在弯道行驶的安全性。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.车辆安全行驶的控制方法,其特征在于,包括以下步骤,
检测车辆行驶前方的弯道状态信息,所述弯道状态信息包括弯道的起始点位置、弯道的曲率和弯道的终止点位置;
根据所述弯道的曲率计算车辆在所述弯道行驶过程中的目标安全速度范围;
根据车辆的当前行驶速度、当前行驶位置与所述弯道起始点位置的距离和所述目标安全速度范围计算车辆在当前行驶位置的减速度范围,并根据所述减速度范围控制车辆行驶至所述弯道;
控制车辆以所述目标安全速度范围进入所述弯道行驶。
2.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,车辆以所述目标安全速度范围在所述弯道行驶之后,还包括,
获取弯道的路面状况信息,并根据所述弯道路面状况信息调整所述目标安全速度范围,控制车辆在弯道上行驶在调整后的目标安全速度范围下。
3.如权利要求2所述的控制方法,其特征在于,所述弯道的路面状况信息包括弯道的倾角信息和弯道路面的湿度信息。
4.如权利要求1或2所述的控制方法,其特征在于,利用GPS导航***获得车辆行驶前方的弯道状态信息。
5.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述目标安全速度范围与所述弯道的曲率成反比。
6.车辆安全行驶的控制装置,其特征在于,包括,
弯道状态检测模块,用于检测车辆行驶前方的弯道状态信息,所述弯道状态信息包括弯道的起始点位置、弯道的曲率和弯道的终止点位置;
目标安全速度计算模块,根据所述弯道的曲率计算车辆在所述弯道行驶过程中的目标安全速度范围;
减速度计算模块,根据车辆的当前行驶速度、当前行驶位置与所述弯道起始点位置的距离和所述目标安全速度范围计算车辆在当前行驶位置的减速度范围;
车辆速度控制模块,根据所述减速度范围控制车辆行驶至所述弯道,并控制车辆以所述目标安全速度范围进入所述弯道行驶。
7.如权利要求6所述的控制装置,其特征在于,所述装置还包括弯道路况检测模块和目标安全速度调整模块,其中,
弯道路况检测模块,用于获取弯道的路面状况信息,
目标安全速度调整模块,用于根据所述弯道路面状况信息调整所述目标安全速度范围,控制车辆在弯道上行驶在调整后的目标安全速度范围下。
8.如权利要求7所述的控制装置,其特征在于,所述弯道路况检测模块包括轴高传感器和湿度传感器,其中,
所述轴高传感器用于检测弯道的倾角信息,所述湿度传感器用于检测弯道路面的湿度信息。
9.如权利要求6所述的控制装置,其特征在于,弯道状态检测模块利用GPS导航***获得车辆行驶前方的弯道状态信息。
10.如权利要求6所述的控制装置,其特征在于,目标安全速度计算模块计算的所述目标安全速度范围与所述弯道的曲率成反比。
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