CN111873990A - 一种适用于高速紧急工况的换道避撞装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于高速紧急工况的换道避撞装置及其方法，涉及避撞装置技术领域；智能车的前侧分别安装有激光雷达与采集相机，激光雷达、采集相机、避撞路径规划模块、最小安全距离模块均与基于MPC的横向控制器连接；它的避撞方法为：通过车载传感器得到与前方障碍物的实时距离d，若当前距离大于临界换道安全距离，并检测到存在可用避撞车道，当与障碍物距离临近临界换道安全距离时，采用换道避撞模式执行避撞；本发明提高了安全性，使用方便，且稳定性高，操作简便，便于实现快速防撞；能够实现换道，结构简单。

Description

一种适用于高速紧急工况的换道避撞装置及其方法

技术领域

本发明属于避撞装置技术领域，具体涉及一种适用于高速紧急工况的换道避撞装置及其方法。

背景技术

现有的汽车在高速上行驶时往往会因为紧急情况需要避撞，而现有的方法为主动刹车，其在刹车时会出现安全距离不足，或反应慢的现象，导致其容易出现碰撞，因此需要一种安全的避撞装置来实现。

发明内容

为解决现有的问题；本发明的目的在于提供一种适用于高速紧急工况的换道避撞装置及其方法。

本发明的一种适用于高速紧急工况的换道避撞装置，包括智能车、激光雷达、采集相机、避撞路径规划模块、最小安全距离模块、基于MPC的横向控制器；智能车的前侧分别安装有激光雷达与采集相机，激光雷达、采集相机、避撞路径规划模块、最小安全距离模块均与基于MPC的横向控制器连接。

一种适用于高速紧急工况的换道避撞方法，它的避撞方法为：

由于障碍物的突然出现，安全距离的不足，采用制动避撞无法避免碰撞的问题，通过车载传感器得到与前方障碍物的实时距离d，若当前距离大于临界换道安全距离，并检测到存在可用避撞车道，当与障碍物距离临近临界换道安全距离时，采用换道避撞模式执行避撞；

根据式(1)计算临界换道安全距离：

D_min＝(V₁-V₂)×1.2+d₀+Kcos(θ) (1)

式中，V₁、V₂分别为自车和障碍物车速；d₀为考虑到轨迹跟踪误差以及控制器延迟而增加的安全距离，一般取2～5m，设定为5m；k为车身长度；θ为航向角；

当自车与前方障碍物的距离d＝D_min时，换道轨迹函数为式(2)：

最后，根据模型预测控制器输出方向盘转角控制车辆跟随换道轨迹。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

一、提高了安全性，使用方便，且稳定性高，操作简便，便于实现快速防撞；

二、能够实现换道，结构简单。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-智能车；2-激光雷达；3-采集相机；4-避撞路径规划模块；5-最小安全距离模块；6-基于MPC的横向控制器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：包括智能车1、激光雷达2、采集相机3、避撞路径规划模块4、最小安全距离模块5、基于MPC的横向控制器6；智能车1的前侧分别安装有激光雷达2与采集相机3，激光雷达2、采集相机3、避撞路径规划模块4、最小安全距离模块5均与基于MPC的横向控制器6连接。

一种适用于高速紧急工况的换道避撞方法，它的避撞方法为：

由于障碍物的突然出现，安全距离的不足，采用制动避撞无法避免碰撞的问题，通过车载传感器得到与前方障碍物的实时距离d，若当前距离大于临界换道安全距离，并检测到存在可用避撞车道，当与障碍物距离临近临界换道安全距离时，采用换道避撞模式执行避撞；

根据式(1)计算临界换道安全距离：

D_min＝(V₁-V₂)×1.2+d₀+Kcos(θ) (1)

式中，V₁、V₂分别为自车和障碍物车速；d₀为考虑到轨迹跟踪误差以及控制器延迟而增加的安全距离，一般取2～5m,设定为5m；k为车身长度；θ为航向角。

当自车与前方障碍物的距离d＝D_min时，换道轨迹函数为式(2)：

最后，根据模型预测控制器输出方向盘转角控制车辆跟随换道轨迹。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种适用于高速紧急工况的换道避撞装置，其特征在于：包括智能车、激光雷达、采集相机、避撞路径规划模块、最小安全距离模块、基于MPC的横向控制器；智能车的前侧分别安装有激光雷达与采集相机，激光雷达、采集相机、避撞路径规划模块、最小安全距离模块均与基于MPC的横向控制器连接。

2.一种适用于高速紧急工况的换道避撞方法，其特征在于：它的避撞方法为：

由于障碍物的突然出现，安全距离的不足，采用制动避撞无法避免碰撞的问题，通过车载传感器得到与前方障碍物的实时距离d，若当前距离大于临界换道安全距离，并检测到存在可用避撞车道，当与障碍物距离临近临界换道安全距离时，采用换道避撞模式执行避撞；

根据式(1)计算临界换道安全距离：

D_min＝(V₁-V₂)×1.2+d₀+Kcos(θ) (1)

式中，V₁、V₂分别为自车和障碍物车速；d₀为考虑到轨迹跟踪误差以及控制器延迟而增加的安全距离，一般取2～5m，设定为5m；k为车身长度；θ为航向角；

当自车与前方障碍物的距离d＝D_min时，换道轨迹函数为式(2)：

最后，根据模型预测控制器输出方向盘转角控制车辆跟随换道轨迹。

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