CN110435614A - 一种基于障碍物动静态判断的车辆驾驶控制方法 - Google Patents

一种基于障碍物动静态判断的车辆驾驶控制方法 Download PDF

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张殿英
高琰
古欢民
雍大俊
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Beijing Zhongke Yichi Technology Co Ltd
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00Brake-action initiating means
    • B60T7/12Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/22Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger initiated by contact of vehicle, e.g. bumper, with an external object, e.g. another vehicle, or by means of contactless obstacle detectors mounted on the vehicle

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  • Transportation (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种基于障碍物动静态判断的车辆刹车制动控制方法,包括以下步骤:步骤101、检测当前车辆与前方障碍物的距离差Δd;步骤102、获取当前车辆的行驶距离d;步骤103、判断障碍物动静态:比较模块对距离差Δd和行驶距离d进行比较,若Δd≈d,则认为前方障碍物为静态,进入步骤104;若Δd<d,则认为前方障碍物为动态,进入步骤105;步骤104、静态刹车制动;步骤105、动态刹车制动。本发明方法简单、设计合理,计算机根据动静态算法识别跟车过程中的前方障碍物是否为静态障碍物或动态障碍物,根据前车障碍物的动静态预留不同时长的刹车制动时间,执行机构刹车制动,避免出现过早或过晚刹车,提高了自动紧急刹车***的可靠性。

Description

一种基于障碍物动静态判断的车辆驾驶控制方法
技术领域
本发明属于自动驾驶技术领域,具体涉及一种基于障碍物动静态判断的车辆驾驶控制方法。
背景技术
随着我国经济的飞速发展,国民收入和生活水平日益提高,交通状况持续改善,这些都使得私家车在普通家庭里逐渐普及,车辆在道路上因驾驶员的过错或意外造成人身伤亡或者财产损失的事件频繁发生,为避免汽车碰撞事故的发生,市场主流车厂和技术供应商基本上都提供前向碰撞预警***和自动紧急刹车***。
自动紧急制动(Autonomous Emergency Break,AEB)***利用现代传感器技术实时对车辆的周围环境和车辆行驶状态进行探测,并根据算法预判当前环境的危险程度,当检测到前方有潜在碰撞危险时,***向驾驶员发出警告以提醒驾驶员采取措施规避危险,并在驾驶员没有及时对警告信号做出正确反应且碰撞危险变得十分紧急时,驱动装置提供制动力,通过自动制动等主动介入方式来避免碰撞事故的发生或减轻碰撞事故的严重程度。AEB的关键是防碰撞算法,防碰撞算法决定了预警的时机和逻辑,其核心问题是确定合适的介入时刻。碰撞时间(TTC)是评价交通安全的微观指标,是指某一时刻本车与目标车之间发生碰撞前的剩余时间,碰撞时间(TTC)=两车车距/两车的相对车速。
行驶环境感知是自动驾驶汽车进行行车决策的基础。识别障碍物是否为静态障碍物或动态障碍物是行驶环境感知中最为关键的环节。但是目前大多AEB的防碰撞算法中只区分低车速和高车速,并不区分障碍物是否为静态障碍物或动态障碍物。
当车距一定,若当前车辆与行驶状态的目标车的相对车速等于当前车辆与静止状态的目标车的相对车速,那么两种情况的TTC时间是一样的。但是通过对大量实测数据的分析表明,前方障碍物的动静态对应AEB介入时的TTC存在差异:前方障碍物为静态时,TTC的设定应更大,刹车后预留的安全距离更长,制动效果更好;前方障碍物为动态时,TTC的设定应更小,跟车距离更短,以提升用户体验。因此需要一种简单便捷的、可以区分前方障碍物是否为静态障碍物或动态障碍物的车辆驾驶控制方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种基于障碍物动静态判断的车辆刹车制动控制方法,其方法简单、设计合理,识别跟车过程中的前方障碍物是否为静态障碍物或动态障碍物,根据前车障碍物的动静态预留不同时长的刹车制动时间,避免出现过早或过晚刹车,提高了自动紧急刹车***的可靠性。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种基于障碍物动静态判断的车辆刹车制动控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤101、检测模块获取当前车辆与前方障碍物在[t1,t2]时间内的距离差Δd;
步骤102、检测模块获取当前车辆在[t1,t2]时间内的行驶距离d;
步骤103、判断障碍物动静态:比较模块对距离差Δd和行驶距离d进行比较,若Δd≈d,则认为前方障碍物为静态,进入步骤104;若Δd<d,则认为前方障碍物为动态,进入步骤105;
步骤104、静态刹车制动:执行机构控制当前车辆在α·tTTC时间内刹车制动,其中α>1,tTTC表示当前车辆与前方障碍物在t2时刻保持状态不变时相互碰撞所需的时间;
步骤105、动态刹车制动:执行机构控制当前车辆在β·tTTC时间内刹车制动,其中β<1。
上述的一种基于障碍物动静态判断的车辆驾驶控制方法,其特征在于:所述步骤101中检测模块包括超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器或雷达传感器。
上述的一种基于障碍物动静态判断的车辆驾驶控制方法,其特征在于:所述步骤101中检测模块还包括车速传感器。
上述的一种基于障碍物动静态判断的车辆驾驶控制方法,其特征在于:所述步骤102中,d=V·T,其中V表示当前车辆在[t1,t2]时间内的平均速度,T表示检测时长,T=t2-t1
上述的一种基于障碍物动静态判断的车辆驾驶控制方法,其特征在于:1.3<α<1.8。
上述的一种基于障碍物动静态判断的车辆驾驶控制方法,其特征在于:0.75<β<0.9。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明的结构简单、设计合理,实现及使用操作方便。
2、本发明识别跟车过程中的前方障碍物识是否为静态障碍物或动态障碍物,根据前车障碍物的动静态预留不同时长的刹车制动时间,避免出现过早或过晚刹车,使用效果好。
综上所述,本发明方法简单、设计合理,识别跟车过程中的前方障碍物是否为静态障碍物或动态障碍物,根据前车障碍物的动静态预留不同时长的刹车制动时间,前方障碍物为静态时,减小TTC的设定时间,预留更长的安全距离,制动效果更好;前方障碍物为动态时,增加TTC的设定时间,缩短跟车距离,AEB***舒适、平顺地介入,使用效果好,以提升用户体验。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
图2为本发明的电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
如图1和图2所示,本发明的一种基于障碍物动静态判断的车辆刹车制动控制方法,包括以下步骤:
步骤101、距离检测:检测模块获取当前车辆与前方障碍物在[t1,t2]时间内的距离差Δd。实际使用时,检测模块包括距离传感器。采用距离检测传感器在t1时刻检测当前车辆与前方障碍物之间的距离D1,采用距离检测传感器在t2时刻检测当前车辆与前方障碍物之间的距离D2,D1-D2=Δd。距离检测传感器可选用超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器或雷达传感器中的一种,本实施例中采用毫米波雷达。
本发明中,距离检测传感器、转速传感器均为现有技术设备,可以直接购置并与计算机连接使用。
步骤102、检测模块获取当前车辆在[t1,t2]时间内的行驶距离d。实际使用时,检测模块还包括车速传感器。行驶距离d的计算公式为d=V·T,其中V表示车速传感器检测得到当前车辆在[t1,t2]时间内的平均速度,T表示检测时长,T=t2-t1,具体实施时,T取0.5s。
步骤103、判断障碍物动静态:比较模块对距离差Δd和行驶距离d进行比较,若Δd≈d,则认为前方障碍物为静态,进入步骤104;若Δd<d,则认为前方障碍物为动态,进入步骤105。
需要说明的是,当前方车辆的车速大于或等于当前车辆的车速,则不会存在碰撞风险。因此本申请中,将前方车辆的车速区分为前方车辆的车速为零或前方车辆的车速小于当前车辆的车速。
理论上,当车辆与前方障碍物在[t1,t2]时间内的距离差Δd等于当前车辆在[t1,t2]时间内的行驶距离d,即认为前方障碍物没有移动。但是实际使用时,考虑到计算误差以及测量误差,设定Δd≈d,则认为前方障碍物为静态,因此引入距离误差δ。当Δd位于[d,d+δ]区间之间,即认为Δd≈d。具体实施时,δ=V·Tδ,其中V表示当前车辆在[t1,t2]时间内的平均速度,Tδ表示误差时长,V以迈为单位,即英里/小时,误差时长Tδ可检测计算获得,本实施例中,误差时长Tδ的取值范围为3~5秒,即3/3600~5/3600小时。
若Δd<d,即认为前方车辆处于行驶状态且前方车辆的车速小于当前车辆的车速。
实际使用时,以Δd与d的比较结果作为障碍物动静态判断的依据,判断方法简单,计算过程快捷,因此缩短了自动紧急制动***的反应时间,使得刹车制动更加及时。
步骤104、静态刹车制动:执行机构控制当前车辆在α·tTTC时间内刹车制动,其中1.3<α<1.8,tTTC表示当前车辆与前方障碍物在t2时刻保持状态不变时相互碰撞所需的时间。当判断出前方障碍物为静止状态时,当前车辆需要尽早及时的刹车,以预留出较长的安全距离,起到防碰撞的作用,考虑到安全距离的阈值,设置刹车制动时间为α·tTTC,其中1.3<α<1.8,由于α大于1,使得TTC的设定时间更长,制动效果更好。实际使用时,α=1.5。
步骤105、动态刹车制动:执行机构控制当前车辆在β·tTTC时间内刹车制动,其中0.75<β<0.9。当判断出前方障碍物处于动态行驶状态,当前车辆处于跟车状态时,认为前方车辆与当前车辆均向前行驶,因此安全距离被拉长,当前车辆在安全距离内及时刹车即可,不需要过早刹车制动。由于β小于1,使得TTC的设定时间更小,自动紧急制动***可以舒适、平顺地介入,跟车距离可以更短,以提升用户体验。实际使用时,β=0.8。
对跟车过程中的前方障碍物进行动静态判断,根据前车障碍物的动静态预留不同时长的刹车制动时间,避免出现过早或过晚刹车,提高了自动紧急刹车***的可靠性,使用效果好。
以上所述,仅是本发明的实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于障碍物动静态判断的车辆刹车制动控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤101、检测模块获取当前车辆与前方障碍物在[t1,t2]时间内的距离差Δd;
步骤102、检测模块获取当前车辆在[t1,t2]时间内的行驶距离d;
步骤103、判断障碍物动静态:比较模块对距离差Δd和行驶距离d进行比较,若Δd≈d,则认为前方障碍物为静态,进入步骤104;若Δd<d,则认为前方障碍物为动态,进入步骤105;
步骤104、静态刹车制动:执行机构控制当前车辆在α·tTTC时间内刹车制动,其中α>1,tTTC表示当前车辆与前方障碍物在t2时刻保持状态不变时相互碰撞所需的时间;
步骤105、动态刹车制动:执行机构控制当前车辆在β·tTTC时间内刹车制动,其中β<1。
2.按照权利要求1所述的一种基于障碍物动静态判断的车辆驾驶控制方法,其特征在于:所述步骤101中检测模块包括超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器或雷达传感器。
3.按照权利要求2所述的一种基于障碍物动静态判断的车辆驾驶控制方法,其特征在于:所述步骤101中检测模块还包括车速传感器。
4.按照权利要求1所述的一种基于障碍物动静态判断的车辆驾驶控制方法,其特征在于:所述步骤102中,d=V·T,其中V表示当前车辆在[t1,t2]时间内的平均速度,T表示检测时长,T=t2-t1
5.按照权利要求1所述的一种基于障碍物动静态判断的车辆驾驶控制方法,其特征在于:1.3<α<1.8。
6.按照权利要求1所述的一种基于障碍物动静态判断的车辆驾驶控制方法,其特征在于:0.75<β<0.9。
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