CN110775034B - 一种自动刹车辅助***控制方法、终端设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动刹车辅助***控制方法、终端设备及存储介质，该方法中包括：S1：采集本车前方和侧方车辆的运行信息，并判断本车所在的道路情况，当道路为直道时，进入S3，否则，进入S2；S2：判断本车是否有碰撞危险，如果有，发出警告信号，否则，结束；S3：提取出对本车最具有危险的车辆标记为危险车辆；S4：判断危险车辆与本车处于同道还是邻道，并判断是否需要启动自动刹车辅助***，当启动自动刹车辅助***时，进入S5；否则，结束；S5：计算本车的安全制动距离和减速度；S6：计算相对碰撞时间；S7：根据相对碰撞时间与三个时间阈值的大小关系进行控制。本发明能够在可能发生碰撞状况下驾驶者处理不当时实施紧制动而避免发生碰撞事故。

Description

一种自动刹车辅助***控制方法、终端设备及存储介质
技术领域
本发明涉及汽车控制领域，尤其涉及一种自动刹车辅助***控制方法、终端设备及存储介质。
背景技术
传统的自动刹车辅助***(AEB)是以通过车辆上安装的传感器测定的与控制对象目标车辆之间的距离值为基准运行。因此传统的AEB控制方法一般只能针对正前方的一台前方车辆进行控制。
但是，车辆在道路上行驶时，工况复杂多变，比如有T型路口、弯道，并道，十字路口等，大部分情况下这些工况行驶车辆较多。如果这些车辆的司机没有仔细观察路口，双方可能存在盲区，比如T型路口，利用传统的自动刹车辅助***进行控制将可能会有碰撞风险。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种自动刹车辅助***控制方法、终端设备及存储介质。
具体方案如下：
一种自动刹车辅助***控制方法，包括以下步骤：
S1：通过雷达采集本车前方和侧方车辆的运行信息，并根据采集的运行信息判断本车所在的道路情况，当道路为直道时，进入S3，否则，进入S2；
S2：根据道路情况和前方车辆的运行信息判断本车是否有碰撞危险，如果有，发出警告信号，否则，结束；
S3：根据前方和侧方车辆的运行信息提取出对本车最具有危险的车辆标记为危险车辆；
S4：判断危险车辆与本车处于同道还是邻道，并根据处于同道或邻道的判定条件判断本车是否需要启动自动刹车辅助***，当启动自动刹车辅助***时，进入S5；否则，结束；
S5：分别根据危险车辆和本车的运行信息，计算本车的安全制动距离和减速度；
S6：根据本车与危险车辆之间的相对速度和相对距离计算本车与危险车辆的相对碰撞时间；
S7：设定急刹时间阈值T1、缓刹时间阈值T2和提醒时间阈值T3，且T1<T2<T3，判断相对碰撞时间T与上述三个时间阈值的大小关系，当T<T1时，选择急刹模型对车辆进行控制；当T1≤T<T2时，选择缓刹模型对车辆进行控制；当T2≤T<T3时，判断本车的踏板开度是否大于设定的踏板开度阈值，如果大于，退出自动刹车辅助***，否则，发出警告信号；当T3≤T时，退出自动刹车辅助***。
进一步的，当本车所在的道路情况为弯道时，根据危险车辆与本车的转弯半径的差值来判断是否有碰撞危险。
进一步的，当本车所在的道路情况为交叉路口时，根据本车与危险车辆到达交汇点的时间差值来判断是否有碰撞危险。
进一步的，安全制动距离的计算公式为：
Figure BDA0002263922740000031
其中，S表示本车的安全制动距离；t1表示驾驶员反应时间；t2和t3均表示为车身电子稳定***的作用时间；amax表示本车的最大减速度；Vself表示本车的当前车速。
进一步的，本车的减速度的计算公式为：
Figure BDA0002263922740000032
其中，a表示本车的减速度，Vself表示本车的当前车速；D表示本车与危险车辆的直线距离；θ表示危险车辆的中心线与本车的中心线的夹角。
进一步的，本车与危险车辆的相对碰撞时间T的计算公式为：
Figure BDA0002263922740000033
其中，Svel表示本车与危险车辆的相对距离，Vvel表示本车与危险车辆的相对速度。
进一步的，所述急刹模型的控制过程包括以下步骤：
S711：判断本车的加速度是否大于本车的最大加速度，当大于时，进入S712；否则，进入S713；
S712：设定本车的减速度等于该最大减速度；
S713：根据减速度计算制动压力后，根据制动压力计算踏板开度；
S714：根据计算的踏板开度对踏板进行控制；
S715：判断本车与危险车辆的相对距离是否大于本车的安全制动距离，如果是，则退出自动刹车辅助***；否则，返回S712。
进一步的，所述缓刹模型的控制过程包括以下步骤：
S721：判断本车的加速度是否大于设定的缓刹加速度，当大于时，进入S722；否则，进入S723；
S722：设定本车的减速度等于该最大减速度；
S723：根据减速度计算制动压力后，根据制动压力计算踏板开度；
S724：根据计算的踏板开度对踏板进行控制；
S725：判断本车与危险车辆的相对距离是否大于本车的安全制动距离，如果是，则退出自动刹车辅助***；否则，返回S722。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述的方法的步骤。
本发明采用如上技术方案，能够在可能发生碰撞状况下驾驶者处理不当时实施紧急制动而避免发生碰撞事故或减少受害程度，而且弥补驾驶者驾驶技术不熟等问题，一并提升驾驶者的安全性和便利性。
附图说明
图1所示为本发明实施例一的流程图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
实施例一：
本发明实施例提供了一种自动刹车辅助***控制方法，如图1所示，其为本发明实施例所述的自动刹车辅助***控制方法的流程图，所述方法包括以下步骤：
S1：通过雷达(该实施例中以毫米波雷达为例进行说明)采集本车前方和侧方车辆的运行信息，并根据采集的运行信息判断本车所在的道路情况，当道路为直道时，进入S3，否则，进入S2。
所述运行信息包括但不限于车辆与本车的相对位置、相对角度、相对速度和相对减速度。
所述道路情况可以包含多种，其判定可以采用常用的方法判定，在此不做限制，该实施例中非直道信息以T型路口和弯道进行说明，如前方车辆的相对角度持续且朝向一个方向变化，则说明道路情况大概率为弯道；如前方车辆与本车的相对角度在持续大于某个阈值(如45度)，则说明道路情况大概率为T型路口。
S2：根据道路情况和前方车辆的运行信息判断本车是否有碰撞危险，如果有，发出警告信号，否则，结束。
所述警报信号可以为灯光警告信号，也可以为音频警告信号，在此不做限制。
(1)当本车所在的道路情况为弯道时，判断
Figure BDA0002263922740000051
是否成立，如果成立，则表示有碰撞危险；否则，表示没有碰撞危险。
其中，R1表示本车的转弯半径，R2表示危险车辆的转弯半径，Length表示车道宽度。
Figure BDA0002263922740000061
Figure BDA0002263922740000062
其中，D表示危险车辆与本车之间的距离，V1表示本车的速度，θ表示危险车辆的水平方位角，Yaw_rate表示本车角速度变化率。
(2)当本车所在的道路情况为交叉路口时，判断本车与危险车辆到达交汇点的时间差值Tflag是否小于时间差值阈值，如果是，则表示有碰撞危险；否则，表示没有碰撞危险。
该实施例中，假设本车沿X轴方向行驶，则时间差值Tflag的计算过程为：
XSelf＝-VSelf*t
YSelf＝0
Xtgt1＝D1*cosθ1
Ytgt1＝D1*sinθ1
Xtgt2＝D2*cosθ2+XSelf
Ytgt2＝D2*sinθ2
Vtgt2＝Vtgt1*cosθ1
假设危险车辆的运动轨迹为一阶线性方程，其方程为：
(y-Ytgt2)/(x-Xtgt2)＝(y-Ytgt1)/(x-Xtgt1)
当y＝0时，即危险车辆进入本车所在车道，可求得：
x0＝(Ytgt1*Xtgt2-Ytgt2*Xtgt1)/Ytgt1-Ytgt2
当本车和危险车辆同时到达交汇点(x0，y0)，本车才需要制动。
TSelf＝x0/VSelf
Ttgt＝(x0-Xtgt2)/Vtgt2
Tflag＝TSelf-Ttgt
其中，(x,y)表示危险车辆行驶位置的坐标，(x0,y0)表示交汇点的坐标，t表示采样时间，D1表示前一次采样时危险车辆与本车的距离，θ1表示前一次采样时危险车辆与本车的车辆中心线的夹角，D2表示后一次采样时危险车辆与本车的距离，θ2表示后一次采样时危险车辆与本车的车辆中心线的夹角，XSelf、YSelf分别表示本车在X方向和Y方向行驶的距离，VSelf表示本车行驶的速度，TSelf表示本车到达交汇点的时间，Ttgt表示危险车辆到达交汇点的时间，Xtgt1、Ytgt1分别表示前一次采样时危险车辆相对于本车的位置坐标，Xtgt2、Ytgt2分别表示后一次采样时危险车辆相对于本车的位置坐标，Vtgt1、Vtgt2分别表示前一次采样和后一次采样时危险车辆相对于本车的沿X轴方向上的车速。
S3：根据前方和侧方车辆的运行信息提取出对本车最具有危险的车辆标记为危险车辆。
所述车辆的运行信息包括但不限于车辆的当前速度和最大减速度。
S4：判断危险车辆与本车处于同道还是邻道，并根据处于同道或邻道的判定条件判断本车是否需要启动自动刹车辅助***(AEB)，当启动自动刹车辅助***时，进入S5；否则，结束。
所述同道和邻道的判定本领域技术人员也可以采用现有的判定方法，在此不做限制，比如该实施例中采用如下判定方式：
同道：当本车在车道中心行驶时，若D*sinθ<＝Length/2，则判定危险车辆与本车处于同道，其中Length表示车道宽度(一般为3.5米)，θ表示危险车辆的中心线与本车中心线的夹角，D为本车与危险车辆的直线距离。
邻道：当本车在车道中心行驶时，若D*sinθ>Length/2且D*sinθ>Length-B/2，则判定危险标记车辆跟自车邻道。其中B表示本车的车辆宽度。
该实施例中步骤S4针对同道和邻道是否需要启动自动刹车辅助***的具体判定过程为：
同道：
S411：判定危险车辆与本车之间的距离是否大于本车最小安全距离，如果是，进入S412；否则，判定需要启动自动刹车辅助***。
S412：判定是否具有碰撞风险(如该实施例中的两车横向距离是否小于0.5米)，如果是，判定需要启动自动刹车辅助***；否则，判定不需要启动自动刹车辅助***，结束。
邻道：判定危险车辆与本车之间的距离是否在持续减小，如果是，判定需要启动自动刹车辅助***；否则，判定不需要启动自动刹车辅助***，结束。
S5：分别根据危险车辆和本车的运行信息，计算本车的安全制动距离(不发生碰撞的最小制动距离)，和本车的减速度。
所述安全制动距离可以根据经验数据设定，如：高速行车，即车速在100km/h以上时，安全车距在100米以上；快速行车，即车速在60km/h以上时，安全车距在数字上等于车速；例如，车速80km/h，安全车距为80米；中速行车，即车速在50km/h左右时，安全车距不低于50米；低速行车，即车速在40km/h以下时，安全车距不低于30米；龟速行车，即车速在20km/h以下时，安全车距不低于10米。也可以根据公式计算，该实施例中为设定特定的计算公式，即
Figure BDA0002263922740000091
其中，S表示本车的安全制动距离；t1表示驾驶员反应时间，其与驾驶员的操作动作有关，为经验值；t2和t3均表示为车身电子稳定***(ESP)的作用时间，与车辆的型号有关，为固定值；即
Figure BDA0002263922740000092
为常数；amax表示本车的最大减速度，其与车辆的型号有关，为固定值；Vself表示本车的当前车速，Ve表示本车的最终车速(一般为0)。需要说明的是，由于车速的单位通常为km/h，而时间t1、t2和t3的单位通常为s，因此需要进行单位转换，将km/h换算为m/s。
由于不同车辆的制动能力不同，其能实现的最大减速度也不相同，在实际操作中，可以根据不同的车辆品牌、型号等设定对应的最大减速度，该实施例中，为了计算方便，将该预设的最大减速度amax设为-5m/s2。
本车的减速度a的计算公式为：
Figure BDA0002263922740000093
其中，V1表示本车减速后的速度，由于本车减速后停止，因此将V1设为0；Vself表示本车的当前车速；D表示本车与危险车辆的直线距离；θ表示危险车辆的中心线与本车中心线的夹角。
S6：根据本车与危险车辆之间的相对速度Vvel和相对距离Svel，计算出相对碰撞时间T，其中，
Figure BDA0002263922740000094
其中，相对速度Vvel和相对距离Svel均为毫米波雷达采集到的数据。
S7：根据相对碰撞时间T选择本车的动作决策，具体为：设定急刹时间阈值T1、缓刹时间阈值T2和提醒时间阈值T3，且T1<T2<T3，判断相对碰撞时间T与上述三个时间阈值的大小关系：
当T<T1时，选择急刹模型对车辆进行控制；
当T1≤T<T2时，选择缓刹模型对车辆进行控制；
当T2≤T<T3时，判断本车的踏板开度是否大于设定的踏板开度阈值，如果大于，退出自动刹车辅助***，否则，发出警告信号；
当T3≤T时，退出自动刹车辅助***。
该实施例中设定急刹时间阈值T1＝0.8s，缓刹时间阈值T2＝1.6s，提醒时间阈值T3＝2.7s，该具体数值的设定本领域技术人员根据经验值进行设定。设定踏板开度阈值为15％。
该实施例中设定踏板开度阈值的作用是用于判断司机是否有介入车辆的控制，当司机介入了就不需要再进行警告了。
(1)所述急刹模型的控制过程包括以下步骤：
S711：判断本车的减速度是否大于本车的最大减速度，当大于时，进入S712；否则，进入S713；
S712：设定本车的减速度等于该最大减速度；
S713：根据减速度计算制动压力后，根据制动压力计算踏板开度；
S714：根据计算的踏板开度对踏板进行控制；
S715：判断本车与危险车辆的相对距离是否大于本车的安全制动距离，如果是，则退出自动刹车辅助***；否则，返回S712。
(2)所述缓刹模型的控制过程包括以下步骤：
S721：判断本车的减速度是否大于设定的缓刹减速度，当大于时，进入S722；否则，进入S723；
S722：设定本车的减速度等于该最大减速度；
S723：根据减速度计算制动压力后，根据制动压力计算踏板开度；
S724：根据计算的踏板开度对踏板进行控制；
S725：判断本车与危险车辆的相对距离是否大于本车的安全制动距离，如果是，则退出自动刹车辅助***；否则，返回S722。
该实施例中，针对缓刹模型，设定本车的安全制动距离为随车速在不断变化的曲线，如当车速在40km/h时，最小制动距离不小于10米；车速为60km/h时，最小制动距离为不小于13米；车速为80km/h时，最小制动距离为不小于20米；车速为100km/h时，最小制动距离为不小于40米。
本发明实施例一能够在可能发生碰撞状况下驾驶者处理不当时实施紧急制动而避免发生碰撞事故或减少受害程度，而且弥补驾驶者驾驶技术不熟等问题，一并提升驾驶者的安全性和便利性。
实施例二：
本发明还提供一种自动刹车辅助***控制终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例一的上述方法实施例中的步骤。
进一步地，作为一个可执行方案，所述自动刹车辅助***控制终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述自动刹车辅助***控制终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，上述自动刹车辅助***控制终端设备的组成结构仅仅是自动刹车辅助***控制终端设备的示例，并不构成对自动刹车辅助***控制终端设备的限定，可以包括比上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述自动刹车辅助***控制终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等，本发明实施例对此不做限定。
进一步地，作为一个可执行方案，所称处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述自动刹车辅助***控制终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个自动刹车辅助***控制终端设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述自动刹车辅助***控制终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述方法的步骤。
所述自动刹车辅助***控制终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)以及软件分发介质等。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自动刹车辅助***控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过雷达采集本车前方和侧方车辆的运行信息，并根据采集的运行信息判断本车所在的道路情况，当道路为直道时，进入S3，否则，进入S2；
S2：根据道路情况和前方车辆的运行信息判断本车是否有碰撞危险，如果有，发出警告信号，否则，结束；
S3：根据前方和侧方车辆的运行信息提取出对本车最具有危险的车辆标记为危险车辆；
S4：判断危险车辆与本车处于同道还是邻道，并根据处于同道或邻道的判定条件判断本车是否需要启动自动刹车辅助***，当启动自动刹车辅助***时，进入S5；否则，结束；
S5：分别根据危险车辆和本车的运行信息，计算本车的安全制动距离和减速度；
S6：根据本车与危险车辆之间的相对速度和相对距离计算本车与危险车辆的相对碰撞时间；
S7：设定急刹时间阈值T1、缓刹时间阈值T2和提醒时间阈值T3，且T1<T2<T3，判断相对碰撞时间T与上述三个时间阈值的大小关系，当T<T1时，选择急刹模型对车辆进行控制；当T1≤T<T2时，选择缓刹模型对车辆进行控制；当T2≤T<T3时，判断本车的踏板开度是否大于设定的踏板开度阈值，如果大于，退出自动刹车辅助***，否则，发出警告信号；当T3≤T时，退出自动刹车辅助***；
所述急刹模型的控制过程包括以下步骤：
S711：判断本车的减速度是否大于本车的最大减速度，当大于时，进入S712；否则，进入S713；
S712：设定本车的减速度等于该最大减速度；
S713：根据减速度计算制动压力后，根据制动压力计算踏板开度；
S714：根据计算的踏板开度对踏板进行控制；
S715：判断本车与危险车辆的相对距离是否大于本车的安全制动距离，如果是，则退出自动刹车辅助***；否则，返回S712；
所述缓刹模型的控制过程包括以下步骤：
S721：判断本车的减速度是否大于设定的缓刹减速度，当大于时，进入S722；否则，进入S723；
S722：设定本车的减速度等于该最大减速度；
S723：根据减速度计算制动压力后，根据制动压力计算踏板开度；
S724：根据计算的踏板开度对踏板进行控制；
S725：判断本车与危险车辆的相对距离是否大于本车的安全制动距离，如果是，则退出自动刹车辅助***；否则，返回S722。
2.根据权利要求1所述的自动刹车辅助***控制方法，其特征在于：当本车所在的道路情况为弯道时，根据危险车辆与本车的转弯半径的差值来判断是否有碰撞危险。
3.根据权利要求1所述的自动刹车辅助***控制方法，其特征在于：当本车所在的道路情况为交叉路口时，根据本车与危险车辆到达交汇点的时间差值来判断是否有碰撞危险。
4.根据权利要求1所述的自动刹车辅助***控制方法，其特征在于：安全制动距离的计算公式为：
Figure FDA0003191780230000031
其中，S表示本车的安全制动距离；t1表示驾驶员反应时间；t2和t3均表示为车身电子稳定***的作用时间；amax表示本车的最大减速度；Vself表示本车的当前车速。
5.根据权利要求1所述的自动刹车辅助***控制方法，其特征在于：本车的减速度的计算公式为：
Figure FDA0003191780230000032
其中，a表示本车的减速度，Vself表示本车的当前车速；D表示本车与危险车辆的直线距离；θ表示危险车辆的中心线与本车的中心线的夹角。
6.根据权利要求1所述的自动刹车辅助***控制方法，其特征在于：本车与危险车辆的相对碰撞时间T的计算公式为：
Figure FDA0003191780230000033
其中，Svel表示本车与危险车辆的相对距离，Vvel表示本车与危险车辆的相对速度。
7.一种自动刹车辅助***控制终端设备，其特征在于：包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～6中任一所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～6中任一所述方法的步骤。
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