CN108609016A - 一种基于车辆网的车辆智能限速***及方法 - Google Patents

一种基于车辆网的车辆智能限速***及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于车辆网的车辆智能限速***及方法，限速***包括信息获取单元，用以获取周围车辆的信息；车辆轨迹模拟单元，用以模拟该周围车辆的预行驶轨迹；车速计算单元，计算危险车速区间；扭矩调整单元，通过计算得到的危险车速区间控制本车的扭矩输出。本发明的车辆智能限速***及其限速方法，提高了车辆行驶的安全性，进一步保证了车辆及车内人员的安全，同时也缓解了因车辆碰撞而产生的交通堵塞问题。

Description

一种基于车辆网的车辆智能限速***及方法
技术领域
本发明涉及汽车、交通、通信等领域，具体为一种基于车辆网的车辆智能限速***及方法。
背景技术
汽车行驶中，人、车、路构成了较复杂的人机***。行车安全是现代日常交通运行中重要的问题。影响行车安全的因素有很多，如车速、车距等等。一般对于驾驶人员来说，怎样调控车速是需要重点关注的问题。
目前，怎样限制车速，已有相关的技术，但目前的车速限制的技术多是通过导航***或者图像识别路边标识牌，或者二者的组合，得出该路段的限速信息，计算目标扭矩限值进而进行车速限制。现有技术更多地以避免违反交通规则为目的，对提高车辆安全性帮助有限。并且，其将该车作为一个孤立的点，未充分考虑车辆行驶过程中道路交通条件的复杂性，特别是该车辆与其他车辆的相互运动关系。
发明内容
本发明的目的是：提供一种基于车辆网的车辆智能限速***及方法，解决在复杂的道路环境条件下，原有的车辆限速***未能考虑本车与其他车辆的相互运动关系，无法避免车辆碰撞的问题。
实现上述目的的技术方案是：一种基于车辆网的车辆智能限速***，包括信息获取单元，用以获取周围车辆的信息，包括周围车辆的车速、加速度、意图信息以及本车与周围车辆的距离、相对位置；车辆轨迹模拟单元，用以根据周围车辆的车速、加速度、意图信息模拟该周围车辆的预行驶轨迹；车速计算单元，根据模拟的周围车辆的预行驶轨迹以及本车与周围车辆的距离、相对位置，计算本车所需车速；扭矩调整单元，判断本车当前车速是否在危险车速区间内，若是，则减小本车扭矩输出以降低本车当前车速，返回信息获取步骤，直至当前车速在危险车速区间外，若否，则按照当前车速正常行驶；
在本发明一较佳的实施例中，所述信息获取单元包括信息接收单元，用以接收周围车辆发送至的周围车辆的信息，包括周围车辆的车速、加速度、意图信息；信息发送单元，用以向周围车辆发送本车的信息，包括本车的车速、加速度、意图信息。
在本发明一较佳的实施例中，所述意图信息包括直行、转弯、掉头。
在本发明一较佳的实施例中，所述信息获取单元还包括距离获取单元，用以检测和计算本车与周围某一车辆的距离；方位判定单元，用以获取本车的位置信息、周围车辆的位置信息以及用以根据本车的位置信息、周围车辆的位置信息判定该周围车辆相对于本车的方位。
在本发明一较佳的实施例中，所述距离获取单元或方位判定单元包括雷达、红外传感器、激光传感器、摄像头中的至少一种。
本发明还提供一种车辆智能限速方法，每一车辆配置有车辆智能限速***，包括以下步骤信息获取步骤，获取周围车辆的信息，包括周围车辆的车速、加速度、意图信息以及本车与周围车辆的距离、相对位置；车辆轨迹模拟步骤，根据周围车辆的车速、加速度、意图信息模拟该周围车辆的预行驶轨迹；车速计算步骤，根据模拟的周围车辆的预行驶轨迹以及本车与周围车辆的距离、相对位置，计算危险车速区间；车速判断步骤，判断本车当前车速是否在危险车速区间内，若是，则进入车速调整步骤，若否，则按照当前车速正常行驶；扭矩调整步骤，减小本车扭矩输出以降低本车当前车速，返回信息获取步骤，直至当前车速在危险车速区间外。
在本发明一较佳的实施例中，所述信息获取步骤包括接收周围车辆发送至的周围车辆的信息，包括周围车辆的车速、加速度、意图信息；以及向周围车辆发送本车的信息，包括本车的车速、加速度、意图信息。
在本发明一较佳的实施例中，所述信息获取步骤还包括测量以检测和计算本车与周围某一车辆的距离；以及根据本车的位置信息、周围车辆的位置信息判定该周围车辆相对于本车的方位。
在本发明一较佳的实施例中，所述扭矩调整步骤包括判断步骤，判断本车当前车速是否在危险车速区间内，若是，则进入车速调整步骤，若否，则按照当前车速正常行驶；扭矩调整步骤，减小本车扭矩输出以降低本车当前车速，返回信息获取步骤，直至当前车速在危险车速区间外。
在本发明一较佳的实施例中，所述意图信息包括直行、转弯、掉头。
本发明的优点是：本发明的车辆智能限速***及其限速方法，有效的解决在复杂的道路环境条件下，原有的车辆限速***未能考虑本车与其他车辆的相互运动关系，无法避免车辆碰撞的问题，提高了车辆行驶的安全性，进一步保证了车辆及车内人员的安全，同时也缓解了因车辆碰撞而产生的交通堵塞问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释。
图1是本发明实施例的车辆智能限速***模块图。
图2是本发明实施例的车辆智能限速方法步骤流程图。
其中，
1信息获取单元； 2车辆轨迹模拟单元；
3车速计算单元； 4扭矩调整单元；
11信息接收单元； 12信息发送单元；
13距离获取单元； 14方位判定单元。
具体实施方式
以下实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
实施例，如图1所示，一种基于车辆网的车辆智能限速***，应用于汽车上，本法的车辆智能限速***还包括信息获取单元1、车辆轨迹模拟单元2、车速计算单元3、扭矩调整单元4。其中，车辆轨迹模拟单元2、车速计算单元3、扭矩调整单元4均基于现有汽车的电子控制***或者电动汽车的整车控制器来实现的。该汽车可以是传统的基于柴油或汽油发动机的汽车、电动机为动力***的电动汽车。
因此，本发明的车辆智能限速***具有传统汽车的电子控制***或者电动汽车的整车控制器，动力电池，电池控制（充电、放电等），驱动控制（驱动、制动回收等）、驱动电机等等，该电子控制***包括发动机和动力传动集中控制***.包括发动机集中控制***,自动化变速控制***,制动防抱死和牵引力控制***等；底盘综合控制和安全***.包括车辆稳定控制***,主动式车身姿态控制***,巡航控制***,防撞预警***,驾驶员智能支持***等；智能车身电子***.自动调节座椅***,智能前灯***,汽车夜视***,电子门锁与防盗***等；通讯与信息/娱乐***.包括智能汽车导航***,语音识别***,"ON STAR"***(具有自动呼救与查询等功能),汽车维修数据传输***,汽车音响***,实时交通信息咨询***,动态车辆跟踪与管理***,信息化服务***(含网络等)等，这些都是现有技术，对此不再赘述。车辆轨迹模拟单元2、车速计算单元3、扭矩调整单元4的各个功能可以通过传统汽车的电子控制***或者电动汽车的整车控制器来实现。
其中，信息获取单元1用以获取周围车辆的信息，包括周围车辆的车速、加速度、意图信息以及本车与周围车辆的距离、相对位置。信息获取单元1包括信息接收单元11、信息发送单元12、距离获取单元13和方位判定单元14。信息发送单元12连接至车辆的电子控制***或者整车控制器，用以获取本车的车速、加速度、意图信息，并将本车的车速、加速度、意图信息发送至周围车辆。信息接收单元11用以获取周围车辆上发送至的周围车辆的车速、加速度、意图信息。其实，信息接收单元11、信息发送单元12用以两个不同车辆之间的信息交互，主要是车辆的速度、加速度和意图信息，在遵循共同通信标准（LTE-V或DSRC）基础上，通过信息接收模块获取其他车辆的速度、加速度、意图信息，通过传感器获得其他车辆对本车的距离、方向信息，从车辆安全的角度对扭矩需求进行限制，进而提高车辆安全性能。该意图信息是指直行、转弯、掉头等信息。距离获取单元13用以检测和计算本车与周围某一车辆的距离；方位判定单元14用以获取本车的位置信息、周围车辆的位置信息以及用以根据本车的位置信息、周围车辆的位置信息判定该周围车辆相对于本车的方位。距离获取单元13和方位判定单元14的功能其实通过传感器即可实现，如雷达、红外传感器、激光传感器、摄像头中的至少一种。
车辆轨迹模拟单元2执行电子控制***或者整车控制器的模拟功能，即用以根据周围车辆的车速、加速度、意图信息这些参数模拟该周围车辆的预行驶轨迹。
车速计算单元3执行电子控制***或者整车控制器的计算功能，即根据模拟的周围车辆的预行驶轨迹以及本车与周围车辆的距离、相对位置，计算本车所需车速。
扭矩调整单元4执行电子控制***或者整车控制器控制功能，即通过计算得到的本车所需车速控制本车的扭矩输出，以使本车当前车速达到所述本车所需车速。
如图2所示，一种车辆智能限速方法，每一车辆配置有车辆智能限速***，包括步骤S1）-步骤S5）。
步骤S1）信息获取步骤，获取周围车辆的信息，包括周围车辆的车速、加速度、意图信息以及本车与周围车辆的距离、相对位置；所述信息获取步骤包括接收周围车辆发送至的周围车辆的信息，包括周围车辆的车速、加速度、意图信息；以及向周围车辆发送本车的信息，包括本车的车速、加速度、意图信息。所述信息获取步骤还包括测量以检测和计算本车与周围某一车辆的距离；以及根据本车的位置信息、周围车辆的位置信息判定该周围车辆相对于本车的方位。
步骤S2）车辆轨迹模拟步骤，根据周围车辆的车速、加速度、意图信息模拟该周围车辆的预行驶轨迹。
步骤S3）车速计算步骤，根据模拟的周围车辆的预行驶轨迹以及本车与周围车辆的距离、相对位置，计算危险车速区间。具体的，根据车载雷达获取周围车辆的实际车速及位置信息，通过a= (V1-V2) /ΔT，计算得到车辆的实际加速度；根据车联网获取周围车辆的油门踏板位置信息、转向角信息、转向灯信息，实际车速信息，加速度信息；对比雷达采集与车联网的车速信息和实际加速度信息，在车速差的绝对值≤2kph并且加速度差的绝对值≤0.05m/s2时，则认为雷达确认的车辆位置可匹配车联网的车辆；在确认周围车辆的相对位置后，结合转向灯、转向角、油门踏板位置、车速等信息，可判断周围车辆是否要变道超车。
步骤S4）判断步骤，判断本车当前车速是否在危险车速区间内，若是，则进入车速调整步骤，若否，则进入步骤S6）按照当前车速正常行驶。
步骤S5）扭矩调整步骤，根据计算得到的危险车速区间控制本车的扭矩输出。即减小本车扭矩输出以降低本车当前车速，返回信息获取步骤，直至当前车速在危险车速区间外。结合本车的车速以及物理参数（车长、车宽等），从引发碰撞危险出发，计算危险扭矩区间。根据其他控制器或控制器的其他模块所计算的需求扭矩值，判断其是否在危险扭矩区间范围内。如果需求扭矩在危险范围内，选择危险扭矩区间下限作为目标扭矩值输出。如果需求扭矩不在危险范围内（低于下限或者高出上限），直接将需求扭矩作为目标扭矩输出给执行器控制器。本车信息输出给信息发送模块发送给其他车辆。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于车辆网的车辆智能限速***，其特征在于，包括
信息获取单元，用以获取周围车辆的信息，包括周围车辆的车速、加速度、意图信息以及本车与周围车辆的距离、相对位置；
车辆轨迹模拟单元，用以根据周围车辆的车速、加速度、意图信息模拟该周围车辆的预行驶轨迹；
车速计算单元，根据模拟的周围车辆的预行驶轨迹以及本车与周围车辆的距离、相对位置，计算危险车速区间；
扭矩调整单元，通过计算得到的危险车速区间控制本车的扭矩输出。
2.根据权利要求1所述的车辆智能限速***，其特征在于，所述信息获取单元包括
信息接收单元，用以接收周围车辆发送至的周围车辆的信息，包括周围车辆的车速、加速度、意图信息；
信息发送单元，用以向周围车辆发送本车的信息，包括本车的车速、加速度、意图信息。
3.根据权利要求1所述的车辆智能限速***，其特征在于，所述意图信息包括直行、转弯、掉头。
4.根据权利要求1所述的车辆智能限速***，其特征在于，所述信息获取单元还包括
距离获取单元，用以检测和计算本车与周围某一车辆的距离；
方位判定单元，用以获取本车的位置信息、周围车辆的位置信息以及用以根据本车的位置信息、周围车辆的位置信息判定该周围车辆相对于本车的方位。
5.根据权利要求4所述的车辆智能限速***，其特征在于，所述距离获取单元或方位判定单元包括雷达、红外传感器、激光传感器、摄像头中的至少一种。
6.一种车辆智能限速方法，每一车辆配置有如权利要求1所述的车辆智能限速***，其特征在于，包括以下步骤
信息获取步骤，获取周围车辆的信息，包括周围车辆的车速、加速度、意图信息以及本车与周围车辆的距离、相对位置；
车辆轨迹模拟步骤，根据周围车辆的车速、加速度、意图信息模拟该周围车辆的预行驶轨迹；
车速计算步骤，根据模拟的周围车辆的预行驶轨迹以及本车与周围车辆的距离、相对位置，计算危险车速区间；
车速判断步骤，判断本车当前车速是否在危险车速区间内，若是，则进入车速调整步骤，若否，则按照当前车速正常行驶；
扭矩调整步骤，减小本车扭矩输出以降低本车当前车速，返回信息获取步骤，直至当前车速在危险车速区间外。
7.根据权利要求6所述的车辆智能限速方法，其特征在于，所述信息获取步骤包括
接收周围车辆发送至的周围车辆的信息，包括周围车辆的车速、加速度、意图信息；以及
向周围车辆发送本车的信息，包括本车的车速、加速度、意图信息。
8.根据权利要求6所述的车辆智能限速方法，其特征在于，所述信息获取步骤还包括
测量以检测和计算本车与周围某一车辆的距离；以及
根据本车的位置信息、周围车辆的位置信息判定该周围车辆相对于本车的方位。
9.根据权利要求6所述的车辆智能限速方法，其特征在于，所述意图信息包括直行、转弯、掉头。
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