CN110758392A - 一种客车用自主变道控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于车辆控制技术领域，尤其涉及一种客车用自主变道控制方法。包括以下有效步骤：首先通过本车车辆前方、左侧以及右侧的毫米波雷达判断车辆行驶轨迹内有无目标障碍物，若无目标障碍物则正常行驶，毫米波雷达继续执行探测工作；若有目标障碍物，则通过毫米波雷达探测目标障碍物相对位置、目标障碍物相对车速、目标障碍物宽度等目标信息；若前方毫米波雷达判断目标障碍物不在本车车辆的行驶轨迹内，则毫米波雷达继续执行探测工作；本车车辆以设定的车速继续行驶；本发明通过提供一种客车用自主变道控制方法，可以有效的避免与前车发生碰撞，保证了车辆的安全性，从而在完成车辆行驶的过程中减轻了驾驶员的驾驶疲劳。

Description

一种客车用自主变道控制方法
技术领域
本发明属于车辆控制技术领域，尤其涉及一种客车用自主变道控制方法。
背景技术
随着我国汽车的不断增多，在给人们带来便利的同时也给人们带来了安全隐患，客车作为公共交通，承载着大量的乘客人员，客车的安全问题尤其被人们所关注。高速公路自动驾驶是当前智能驾驶研究中的热点，因为高速公路具有一定的封闭性而且场景相对简单，因此在智能驾驶研究领域中，高速公路的自动驾驶可以较快落实到实际应用中。车辆在高速公路行驶的过程中，变道是发生频率极高的车辆行为。同时在变道的过程中，很容易发生交通事故以及道路堵塞，因此，对于高速公路自动变道的研究是极为必要且有意义的。
发明内容
本发明针对上述的自主变道控制所存在的问题，提出一种设计合理、方法简单、安全可靠的客车用自主变道控制方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种客车用自主变道控制方法，包括以下有效步骤：
a、首先通过本车车辆前方、左侧以及右侧的毫米波雷达判断车辆行驶轨迹内有无目标障碍物，若无目标障碍物则正常行驶，毫米波雷达继续执行探测工作；
b、若有目标障碍物，则通过毫米波雷达探测目标障碍物相对位置、目标障碍物相对车速、目标障碍物宽度等目标信息；
c、若前方毫米波雷达判断目标障碍物不在本车车辆的行驶轨迹内，则返回a步骤，毫米波雷达继续执行探测工作；本车车辆以设定的车速继续行驶；
d、若前方毫米波雷达判断目标障碍物在本车车辆的行驶轨迹内，则判断目标障碍物为前方障碍车辆，对比本车车辆与前方障碍车辆的车速，若前方障碍车辆的车速减去本车车辆的车速的绝对值在容许速差内或前方障碍车辆的车速减去本车车辆的车速大于高速阈值，本车车辆则自适应跟车，若前方障碍车辆的车速减去本车车辆的车速的绝对值不在容许速差内或前方障碍车辆的车速为0或前方障碍车辆的车速小于低速阈值，则根据左侧毫米波雷达判断左侧车辆是够存在目标障碍物，若左侧毫米波雷达判断无目标障碍物，则左侧变道超车行驶；
e、若左侧毫米波雷达判断无有目标障碍物，本车车辆则自适应跟车。
作为优选，所述自适应跟车包括以下有效步骤：
a1、首先，判断前方障碍车辆与本车车辆的距离是否大于本车车辆的最小安全距离；若前方障碍车辆与本车车辆的距离不满足最小安全距离，则控制制动***对本车车辆进行紧急刹车；
a2、若目标与本车车辆的距离大于本车车辆的最小安全距离，则根据目标与本车车辆车距、目标速度、目标加速度、本车车辆速度为以及本车车辆加速度参数的变化来进行响应的数据调整即可实现对目标的跟车。
作为优选，所述d步骤中，还包括本车车辆变道超车行驶后，右侧毫米波雷达判断右侧否存在目标障碍物，若存在目标障碍物，则本车车辆继续直线行驶，右侧毫米波雷达持续工作，若不存在目标障碍物，则本车车辆变道回原车道继续直线行驶。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
本发明通过提供一种客车用自主变道控制方法，可以有效的避免与前车发生碰撞，保证了车辆的安全性。当本车进入自主变道模式后后，可以自主的超越前方车辆或避开前方障碍物，从而在完成车辆行驶的过程中减轻了驾驶员的驾驶疲劳。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的客车用自主变道控制方法的流程图；
图2为驾驶员预瞄的单移线曲线。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1，如图1所示，本实施例提供一种客车用自主变道控制方法，首先，在车辆的前方中间位置处，以及左侧和右侧设置毫米波雷达1，毫米波雷达1的探测距离至少在100米以上，毫米波雷达1通过智能辅助CAN线2与辅助控制器3连接，辅助控制器3为现有常用的辅助控制器即可。这样，前、左、右毫米波雷达1为感知***，辅助控制器3是进行数据处理的控制***，线控驱动12和线控转向11为整车的执行***。
驾驶员在打开辅助控制***开关13后，车辆进入辅助驾驶模式，辅助控制器可根据实际情况进行辅助操作。当驾驶员关闭辅助控制器***开关13后，车辆以正常模式行驶，即便车辆前方存在障碍物，本车执行***也不会执行除驾驶员以外的任何操作。
当车辆进入辅助控制模式以后，前毫米波雷达1探测到的目标障碍物相对位置、目标障碍物相对车速、目标障碍物宽度等信息，左右毫米波雷达探测相邻车道是否存在障碍物并输出距离等信息，通过CAN线2输入到辅助控制器3。
辅助控制器3对收到的信息进行处理分析，如此时车辆方向盘转角为0°(直线行驶是，方向盘的转角为0°)，车辆处于直行状态，通过毫米波雷达1探测到的目标障碍物在车辆左前方45°，距离为7米的位置，目标4宽度为2.4米，本车宽度同样为2.4米，经计算目标4不在车辆的行驶轨迹内，则车辆执行正常行驶5功能，辅助控制器3不对车辆执行任何操作，车辆以原有车速继续行驶。在本实施例中，由于前毫米波雷达设置在车辆的中部，则45°为范围点，小于45°的目标障碍物一般在本身车车辆行驶的车道内，若大于45°的目标障碍物一般不在本车车辆行驶的车道内。
如此时车辆方向盘转角为0°，车辆处于直行状态，通过毫米波雷达1探测到的目标障碍物在车辆左前方5°，距离为7米的位置，目标4宽度为2.4米，本车宽度同样为2.4米，经计算目标4在车辆的行驶轨迹内(如果雷达检测角度为θ，距离d，若满足
Figure BDA0002237497780000041
则判定为前方障碍车辆，否则不是，其中B为车宽，δ为前轮转角)，判定目标4为前方障碍车辆，则进入相对车速判断模式，对本车目标障碍物的车速进行对比判断：目标4的速度为V1，本车速度为V2，|V1-V2|＜Vk(容许速差)此时***判断两车的车速相差不大，则执行自适应跟车7；若V2-V1＞Vk(容许速差)此时***判断两车的车速相差较大，则执行变道超车8；若V1-V2＞Vh(高速阈值)此时***判断两车的车速相差较大，车辆继续正常行驶；若V1＝0或V1＜VS(低速阈值)则判断前车静止不动或车速很小，则执行变道避障9。如果在进入变道超车8和变道避障9模式下，车辆左侧车道有车辆，本车则直接进入自适应跟车模式7。在这里需要说明的是，不同车辆的长度不同，为此，其容许速差、高速阈值和低速阈值需要根据实际的车辆的情况来进行设置，这些均为本领域的常用技术，故在本实施例中，不加详细描述。
自适应跟车7是只对车辆的车速进行控制，不对车辆转向做任何控制，自适应跟车总的工作方式为，安全距离5为前后车最小安全距离，最小安全距离为L，如果通过辅助控制器3判断车辆前方目标物体与本车距离为L1，目标速度为V1、加速度为A1，本车速度为V2、加速度为A2，经计算L1不满足最小安全距离L，则线控驱动7对车辆进行紧急刹车，车辆最大限度保证本车与目标发生碰撞，即便不能完全刹停，也可降低本车车速，从而缓解车辆碰撞伤害；如果通过辅助控制器3判断车辆前方目标物体与本车距离为L2，目标速度为V1、加速度为A1，本车速度为V2、加速度为A2，经计算L2满足最小安全距离L，，则只需要调整较小的车速即可实现对前车的跟车，辅助控制器输出本车需要车速给线控驱动12，通过线控驱动实现对本车车速的控制。为了保证辅助控制***的安全，在车辆进入辅助控制模式后，辅助控制器3需要给整车发送毫米波雷达1和本身的工作状态、故障信息、辅助控制***开关等信息。
变道超车8是对车速和转向进行控制(变道超车时，提高车速为λ(vego+vrelative),λ＞1，其中，vego为自车车速，vrelative为相对车速)转向角按照驾驶员预瞄的单移线曲线进行转向，如图2所示：
进行变道超车需要满足以下条件：车辆前方有正在运行的车辆，本车车速大于前方车辆速度，本车车速和两车的相对车速6满足超车条件，本车左侧车道无车辆10。在前方有运行的车辆，车辆左侧毫米波雷达1未探测到左侧车道线有障碍物，满足变道超车条件，辅助控制器3控制线控驱动12和线控转向11进行控制车辆的运行速度和方向盘转角，实现车辆从左侧变道超车，在变道后进行加速以便快速超越车辆，在完成变道后右侧毫米波雷达未探测到右侧车道线内有车辆，则通过控制线控转向，变回道原车道。如果右侧一直有车辆，则车辆会在变道后的路线上一直行驶，直至探测不到右侧道路上有车辆，再返回原车道线，从而完成变道超车。
变道避障9主要是对车辆的方向盘进行控制，当车辆前方有静止或速度很慢的车辆时，辅助控制器3则会控制本车进行变道，具体操作与超车一致，只是未进行车速控制。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种客车用自主变道控制方法，其特征在于，包括以下有效步骤：
a、首先通过本车车辆前方、左侧以及右侧的毫米波雷达判断车辆行驶轨迹内有无目标障碍物，若无目标障碍物则正常行驶，毫米波雷达继续执行探测工作；
b、若有目标障碍物，则通过毫米波雷达探测目标障碍物相对位置、目标障碍物相对车速、目标障碍物宽度等目标信息；
c、若前方毫米波雷达判断目标障碍物不在本车车辆的行驶轨迹内，则返回a步骤，毫米波雷达继续执行探测工作；本车车辆以设定的车速继续行驶；
d、若前方毫米波雷达判断目标障碍物在本车车辆的行驶轨迹内，则判断目标障碍物为前方障碍车辆，对比本车车辆与前方障碍车辆的车速，若前方障碍车辆的车速减去本车车辆的车速的绝对值在容许速差内或前方障碍车辆的车速减去本车车辆的车速大于高速阈值，本车车辆则自适应跟车，若前方障碍车辆的车速减去本车车辆的车速的绝对值不在容许速差内或前方障碍车辆的车速为0或前方障碍车辆的车速小于低速阈值，则根据左侧毫米波雷达判断左侧车辆是够存在目标障碍物，若左侧毫米波雷达判断无目标障碍物，则左侧变道超车行驶；
e、若左侧毫米波雷达判断无有目标障碍物，本车车辆则自适应跟车。
2.根据权利要求1所述的一种客车用自主变道控制方法，其特征在于，所述自适应跟车包括以下有效步骤：
a1、首先，判断前方障碍车辆与本车车辆的距离是否大于本车车辆的最小安全距离；若前方障碍车辆与本车车辆的距离不满足最小安全距离，则控制制动***对本车车辆进行紧急刹车；
a2、若目标与本车车辆的距离大于本车车辆的最小安全距离，则根据目标与本车车辆车距、目标速度、目标加速度、本车车辆速度为以及本车车辆加速度参数的变化来进行响应的数据调整即可实现对目标的跟车。
3.根据权利要求2所述的一种客车用自主变道控制方法，其特征在于，所述d步骤中，还包括本车车辆变道超车行驶后，右侧毫米波雷达判断右侧否存在目标障碍物，若存在目标障碍物，则本车车辆继续直线行驶，右侧毫米波雷达持续工作，若不存在目标障碍物，则本车车辆变道回原车道继续直线行驶。
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