CN113650617A - 一种防追尾碰撞的方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种防追尾碰撞的方法、装置、电子设备和存储介质，其中方法包括：根据实时获取到的当前车辆的运动状态信息、当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，以及当前车辆的电子稳定控制***的制动性能，实时对当前车辆与前方障碍物之间存在的追尾碰撞风险进行归一量化，得到碰撞风险值；若碰撞风险值达到任一防碰撞功能对应的碰撞风险阈值，则触发并执行对应的防碰撞功能，以防止当前车辆和前方障碍物发生追尾碰撞。本公开方案在对当前车辆与障碍器之间的碰撞风险进行量化时，参考了电子稳定控制***的制动性能，使得归一量化后可以覆盖所有的追尾工况，进而根据碰撞风险值触发相应的防碰撞功能，有效避免当前车辆发生追尾碰撞。

Description

一种防追尾碰撞的方法、装置、电子设备和存储介质
技术领域
本公开涉及智能汽车驾驶辅助技术领域，尤其涉及一种防追尾碰撞的方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
随着社会和经济的发展，汽车的拥有者越来越多，汽车的使用越来越普及，不管是家用的小车或者是商用的客车、大巴等。汽车的普及给我们的出行带来了很大的便利，然而随着汽车保有量的不断加大，汽车安全问题已经越来越受到人们的重视，近年来追尾事故已经成为我国交通事故的主要事故。
目前，常用的汽车防追尾碰撞方法，主要是基于传统的碰撞时间(TTC， Time toCollision)作为风险指标，进行避撞控制决策，但是这种方式无法覆盖各种追尾风险工况，仍然会出现追尾碰撞的情况。
发明内容
本公开提供了防追尾碰撞的方法、装置、电子设备、存储介质。
根据本公开的一方面，提供了一种防追尾碰撞的方法，包括：
根据实时获取到的当前车辆的运动状态信息、当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，以及当前车辆的电子稳定控制***的制动性能，实时对当前车辆与前方障碍物之间存在的追尾碰撞风险进行归一量化，得到碰撞风险值；
若碰撞风险值达到任一防碰撞功能对应的碰撞风险阈值，则触发并执行对应的防碰撞功能，以防止当前车辆和前方障碍物发生追尾碰撞；其中，防碰撞功能包括如下至少一项：前撞预警功能、制动预增压功能、制动预警功能和紧急制动功能。
根据本公开的另一方面，提供了一种防追尾碰撞的装置，包括：
风险量化模块，用于根据实时获取到的当前车辆的运动状态信息、当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，以及当前车辆的电子稳定控制***的制动性能，实时对当前车辆与前方障碍物之间存在的追尾碰撞风险进行归一量化，得到碰撞风险值；
防碰撞模块，用于若碰撞风险值达到任一防碰撞功能对应的碰撞风险阈值，则触发并执行对应的防碰撞功能，以防止当前车辆和前方障碍物发生追尾碰撞；其中，防碰撞功能包括如下至少一项：前撞预警功能、制动预增压功能、制动预警功能和紧急制动功能。
根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行本公开任意实施例的防追尾碰撞的方法。
根据本公开的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，计算机指令用于使计算机执行本公开任意实施例的防追尾碰撞的方法。
根据本公开的技术，在对当前车辆与障碍器之间的碰撞风险进行量化时，参考了当前车辆的电子稳定控制***的制动性能，使得归一量化后可以覆盖所有的追尾工况，进而根据得到的碰撞风险值触发相应的防碰撞功能，可以有效避免当前车辆发生追尾碰撞。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
图1a是本公开实施例提供的实现防追尾碰撞所用车辆部件的示意图；
图1b是本公开实施例提供的一种防追尾碰撞的方法的流程示意图；
图2是本公开实施例提供的又一种防追尾碰撞的方法的流程示意图；
图3a是本公开实施例提供的又一种防追尾碰撞的方法的流程示意图；
图3b是本公开实施例提供的前撞预警功能各状态切换的示意图；
图3c是本公开实施例提供的制动预增压功能、制动预警功能和紧急制动功能各状态之间切换的示意图；
图4是本公开实施例提供的一种防追尾碰撞的装置的结构示意图；
图5是用来实现本公开实施例的防追尾碰撞的方法的电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
本公开实施例中，为了避免当前车辆发生追尾碰撞事故，在当前车辆上安装了防追尾碰撞所需要的硬件设备，同时结合车辆现有的部件共同完成。示例性的，参见图1a，其示出了实现防追尾碰撞所用的车辆部件。主要包括雷达、目标感知和目标筛选单元、主控制器、ESC(电子稳定控制***)、仪表、中控屏。其中，感知和目标筛选单元、主控制器集成于雷达中，而雷达安装于当前车辆的前保险杠中间位置，各部件通过车辆CAN 总线进行信息交互。
本公开实施例中，雷达根据障碍物对雷达波反射的多普勒效应，识别障碍物形状、位置、运动状态等信息，感知和目标筛选单元根据雷达识别出的障碍物形状、位置、运动状态等信息，将当前车辆行驶路径上的存在碰撞可能的前方障碍物筛选出来，并发送到主控制器。需要说明的是，障碍物可以是运动的障碍物(例如车辆或运动的物体等)，也可以是静止的物体，在此不做具体限定。主控制器除了实时接收感知和目标筛选单元的前方障碍物的相对运动信息外，还从车辆CAN总线中获取当前车辆的运动状态信息和各部件工作状态信息，然后进行决策与控制，以确定是否触发防碰撞功能，若触发则向ESC发送期望控制量和控制指令，使得ESC 作为***的执行器，响应主控制器输出的控制指令，实现追尾风险工况下的主动制动。而仪表接收雷达故障信息、主控制器预警指令以及中控屏***设置信息(驾驶员设置)，并通过视觉图像和声音提示驾驶员。综上所述，主控制器实时从中控台、车辆总线、雷达感知和目标筛选单元获取数据，进而基于获取的数据执行防追尾碰撞的方法。具体的，主控制器执行的防追尾碰撞的方法参见如下实施例。
图1b为本公开实施例的一种防追尾碰撞的方法的流程示意图，本实施例可适用于预防车辆与前方障碍物发生碰撞的情况。该方法可由一种防追尾碰撞的装置来执行，该装置采用软件和/或硬件的方式实现，并集成在电子设备上的主控制器上。
具体的，参见图1b，防追尾碰撞的方法如下：
S101、根据实时获取到的当前车辆的运动状态信息、当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，以及当前车辆的电子稳定控制***的制动性能，实时对当前车辆与前方障碍物之间存在的追尾碰撞风险进行归一量化，得到碰撞风险值。
本公开实施例中，主控制器可以从当前车辆的CAN总线上获取当前车辆的运动状态信息，其中，当前车辆的运动状态信息至少包括当前车辆的速度VH(km/h)和纵向加速度aH(m/s2)。而当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息包括：前方障碍物相对于当前车辆的纵向距离 DLon(m)，前方障碍物相对当前车辆的横向距离DLat(m)，相对速度VRrel(m/s)，目标置信度TCon，其中，当前方障碍物远离当前车辆时，相对速度为正，反之则为负；目标置信度TCon＝1表示存在障碍物，TCon＝0表示前方无障碍物，无障碍物时，DLon＝210、VRrel＝0、DLat＝4，均为默认值。而根据相对速度和当前车辆的速度，可计算出前方障碍物的速度VR，其中，VR＝VRrel+VH/3.6。
本公开实施例中，发明人发现不同车速下由于车辆制动性能的不同，导致了追尾工况时车辆的车速不同，可避撞的碰撞时间也不同，使得传统防碰撞方法采用碰撞时间作为风险量化指标难以覆盖所有追尾危险工况。基于此，本公开方案在得到当前车辆的运动状态信息和当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息后，并不计算碰撞时间(即车间距离和相对速度的比值)来确定碰撞风险，而是结合当前车辆的电子稳定控制***的制动性能，实时对当前车辆与前方障碍物之间存在的追尾碰撞风险进行归一量化，得到碰撞风险值。其中，电子稳定控制***的制动性能与当前车辆的速度相关。
在此需要说明的是，通过S101得到的碰撞风险值iRisk属于区间[0，1]，其中，1表示碰撞风险最高，0表示没有碰撞风险。因此通过结合车辆的电子稳定控制***的制动性能，将碰撞风险值归一化到区间[0，1]内，可实现对所有追尾危险工况的覆盖。
S102、若碰撞风险值达到任一防碰撞功能对应的碰撞风险阈值，则触发并执行对应的防碰撞功能，以防止当前车辆和前方障碍物发生追尾碰撞。
本公开实施例中，防碰撞功能包括如下至少一项：前撞预警功能(FCW，ForwardCollision Warning)、制动预增压功能(ABP，Automatic Brake Prefill)、制动预警功能(AWB，Automatic Warning Brake)和紧急制动功能(AEB，Automatic Emergency Brake)。其中，FCW分为不同等级预警(例如两级预警)，分别向驾驶员提供不同颜色和不同频率警示声音提醒；ABP在AEB前触发，为制动系通轻微增压消除机械间隙降低制动系通响应AEB的延时；AWB通过点刹提示驾驶员追尾碰撞风险， AEB在驾驶员无法依靠自己实现碰撞时介入。
本公开实施例中，当前车辆提供哪种防碰撞功能，需要驾驶员主动设置。可选的，主控制器可通过车辆总线获取驾驶员的设置信息；其中，设置信息包括驾驶员选择的防碰撞模式SysMode，每种模式下包括不同防碰撞功能的组合，例如，若驾驶员设置SysMode＝1，只提供前撞预警功能；若驾驶员设置SysMode＝3，则同时提供前撞预警功能、制动预增压功能、制动预警功能和紧急制动功能。
需要说明的是，驾驶员的设置信息还包括触发防碰撞功能的灵敏度灵 SysSen，若驾驶员设置SysSen＝1，表示灵敏度低；SysSen＝2表示灵敏度正常；SysSen＝3表示灵敏度高。随***灵敏度由高到低，前撞预警功能、制动预警功能触发的时机也随之推迟，从而满足不同风格驾驶员对前撞预警功能FCW和制动预警功能AWB功能介入时机的不同需求。
本公开实施例中，不同的灵敏度，使得前撞预警功能FCW和制动预警功能AWB各自对应的防碰撞风险阈值不同。示例性的，根据驾驶员对***灵敏度的设置，若SysSen＝1，灵敏度为Low档，FCW(分为两个等级，分别为FCW1、FCW2)和AWB触发偏晚，FCW1、FCW2、AWB的碰撞风险阀值分别为iFCW1＝0.6，iFCW2＝0.75，iAWB＝0.75；若SysSen＝2，灵敏度为Normal档，FCW、AWB功能触发适中，FCW1、FCW2、AWB的碰撞风险阀值分别为iFCW1＝0.55，iFCW2＝0.7，iAWB＝0.7；若SysSen＝3，灵敏度为High档，FCW、AWB功能触发较早，FCW1、FCW2、AWB的碰撞风险阀值分别为iFCW1＝0.5，iFCW2＝0.65，iAWB＝0.65。对于ABP和AEB 功能，不受灵敏度设置影响，ABP和AEB的碰撞风险阀值为iABP＝0.8， iAEB＝1。
在确定各防碰撞功能各自对应的碰撞风险阈值后，只需将S101中计算的碰撞风险值iRisk与当前车辆提供的防碰撞功能的碰撞风险阈值进行比较，若碰撞风险值iRisk大于或等于某一防碰撞功能对应的碰撞风险阈值，则触发并执行该防碰撞功能。示例性的，如果触发FCW，主控制系则通过车辆总线向仪表发送报警指令，以控制仪表通过声光提醒驾驶员；如果触发ABP、AWB或AEB，则主控器通过车辆总线向电子稳定控制*** ESC发送对应功能的控制指令，使得电子稳定控制***作为执行器来执行对应的控制指令。
本公开实施例中，在对当前车辆与障碍器之间的碰撞风险进行量化时，参考了当前车辆的电子稳定控制***的制动性能，使得归一量化后可以覆盖所有的追尾工况，进而根据得到的碰撞风险值触发相应的防碰撞功能，可以有效避免当前车辆发生追尾碰撞。
图2是根据本公开实施例的又一防追尾碰撞的方法的流程示意图，本实施例是在上述实施例的基础上进行优化，参见图2，防追尾碰撞的方法具体如下：
S201、根据当前车辆的电子稳定控制***的制动性能、当前车辆的运动状态信息和当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，计算当前车辆和前方障碍物之间的最小避撞距离。
本公开实施例中，当前车辆在与前方障碍物之间的车距等于最小避撞距离时触发紧急制动功能，使得当前车辆在触发紧急制动情况下与障碍物所能达到的最近距离等于预设的最小安全距离。其中，最小安全距离是由当前车辆的速度决定的。
在一种可选的实施方式中，主控制器先获取表征电子稳定控制***的制动性能的性能参数。其中，性能参数是预先通过对当前车辆的电子稳定控制***的制动性能进行建模测试后得到的，包括触发紧急制动时的纯时滞时间、当前车辆所能达到的最大减速度和当前车辆达到最大减速度的时间；当前车辆所能达到的最大减速度和当前车辆达到最大减速度的时间是由当前车辆的行驶速度决定的。进一步的，根据性能参数、当前车辆的运动状态信息和当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，计算最小避撞距离。
为了详细的描述计算最小避撞距离，参见如下过程：
首先，计算当前车辆与前方障碍物以当前运动状态继续运动，触发 AEB时的车间最小避撞距离Rmin。***设定AEB触发后当前车辆车与前方障碍物可达的最小安全距离为Ssafe(m)，若当前车辆的速度VH＜20时， Ssafe＝0.5，当20≤VH＜40时，Ssafe＝1.25，当VH≥40时，Ssafe＝2.25。估算前方障碍物纵向加速度aR(m/s2)，已知雷达目标信息更新的周期为ΔTRadar，使用***记录的历史雷达目标(即障碍物)相对速度VRrel(t-5ΔTRadar)和历史当前车辆速度VH(t-5ΔTRadar)，可得历史前方障碍物速度VR(t-5ΔTRadar)，进而可估计当前前方障碍物加速度为：
Figure BDA0003272794950000081
对当前车辆的电子稳定控制***ESC的制动性能进行建模，该过程属于预处理过程，在开发阶段进行的。已知触发AEB时，向ESC输出的期望减速度为8m/s2，通过实际测试获取当前车辆ESC在接收期望减速度 8m/s2时的制动性能。将AEB作用下的当前车辆的加速度变化过程简化为三个阶段，第一阶段为因通讯延时、制动系机械间隙、ESC响应延迟等因素导致的纯时滞时间r1，也即是触发紧急制动时的纯时滞时间，单位是秒；第二阶段为ESC开始建压使当前车辆减速度快速上升的过程，将此过程简化为线性过程，作为斜率延迟时间r2，也即是当前车辆达到最大减速度的时间，单位是秒；第三阶段为ESC制动压力调整阶段，此阶段当前车辆实际减速度呈波动状态，将此阶段简化为匀减速度过程，减速度为第二阶段结束时的当前车辆减速度amax(m/s2)，即是当前车辆所能达到的最大减速度。通过实际测试可获得某一车速下当前车辆以AEB制动强度制动的加速度变化曲线。实际测试中，以5km/h为间隔，从10km/h至80km/h测试各速度下以AEB制动强度制动的加速度变化曲线，并得到对应的r1(VH)、 r2(VH)、amax(VH)，从实际数据中可得，各速度下r1不随速度发生明显变化，故取其平均值r1作为平均纯时滞延迟；r2和amax随车速近似呈线性变化，故将各速度下的r2和amax线性拟合，可得r2＝f(VH)和amax＝g(VH)。
在通过建模测试手段得到当前车辆的电子稳定控制***的制动性能的性能参数(r1、r2、amax)后，即可结合性能参数以及当前车辆的运动状态信息和当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，求解最小避撞距离Rmin。具体的，在当前车辆的车速高于前方障碍物速度时，才有可能触发AEB，触发AEB后，当前车辆与前方障碍物速度相等时，二者达到最近距离，当此最近距离恰为最小安全距离ssafe时，则触发AEB的时刻的当前车辆与障碍物的车间距即Rmin。
估算前方障碍物按当前运动状态至停止所需的时间：
Figure BDA0003272794950000091
其中，1000表示障碍物不会停止，0表示前方障碍物属于静止物体。
估算当前车辆按当前状态触发AEB后至停止所需的时间：
当前车辆运动分为三个阶段，纯时滞阶段用时t1＝r1，该阶段结束时当前车辆车速v1＝VH/3.6+aHt1，行驶距离
Figure BDA0003272794950000092
斜率延迟阶段用时 t2＝(amax+aH)r2/amax，该阶段结束时当前车辆车速
Figure BDA0003272794950000093
行驶距离
Figure BDA0003272794950000094
匀减速度运动阶段用时t3＝v2/amax，行驶距离
Figure BDA0003272794950000101
综上，若触发AEB，当前车辆至停止所需时间TStop_H＝t1+t2+t3。
判断当前车辆与前方障碍物速度相等或间距最小时，当前车辆所处的运动阶段。具体如下：
若TStop_R≥TStop_H，在当前车辆斜率延迟阶段结束时，前方障碍物速度 vR1＝VR+aR(t1+t2)，若vR1≥v2，则档期啊车辆在斜率延迟阶段与前方障碍物达到等速，由于斜率延迟阶段时间较短，可将斜率延迟阶段结束时的车间距作为AEB触发过程中的最小避撞距离Rmin，该时刻前方障碍物行驶距离sR＝VR(t1+t2)+0.5aR(t1+t2)2，当前车辆行驶距离sH＝s1+s2。若vR1＜v2，则当前车辆在匀减速运动阶段与前方障碍物达到等速，达到等速时间
Figure 5
此时前方障碍物行驶距离sR＝VRtR+0.5aRtR 2，当前车辆行驶距离sH＝s1+s2+v2(tR-t1-t2)-0.5amax(tR-t1-t2)2。
若TStop_R＜TStop_H，则前方障碍物先于当前车辆停止，二者最小间距发生在当前车辆制动停止时，此时若前方障碍物至停止时行驶距离：
Figure BDA0003272794950000103
此时当前车辆至停止行驶距离sH＝s1+s2+s3。
综上，可得最小避撞距离Rmin＝Ssafe+SH-SR；其中，Ssafe表示最小安全距离，由当前车辆的速度决定；SH表示当前车辆触发紧急制动功能开始，行驶到与前方障碍物速度相同时所移动的距离，且距离是由性能参数和当前车辆的运动状态信息计算的，具体的计算过程参见上述描述；SR表示当前车辆触发紧急制动功能开始，到当前车辆与前方障碍物速度相同时，前方障碍物移动的距离，且SR的计算过程参见上述描述。
在此需要说明的是，现有技术中无法通过碰撞时间TTC估算紧急制动时当前车辆与前方障碍物的最小避撞距离，只能通过实际测试来标定，导致在***开发过程中需要进行大量的工况标定工作，若将***搭载于其他车型，由于不同车型ESC的制动性能不同，导致又需重新标定所有工况，工作量大、***移植效率低。而通过本公开方案，可以直接计算出可对避撞过程中车间最小避撞距离进行有效估算，从而可精准控制紧急制动触发时刻，且避免了大量标定工作。
S202、根据当前车辆的运动状态信息、当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，以及最小避撞距离，计算前方障碍物对当前车辆产生的最大碰撞风险势能。
本公开实施例中，引入风险场模型，以前方障碍物为场源，在当前车辆接近前方障碍物过程中，会受到前方障碍物对当前车辆的风险场力作用，风险场力作用下使当前车辆从当前位置移动至风险场力为零位置所做的功定义为风险场内当前车辆在当前位置的风险势能，风险势能越大，当前车辆与前方障碍物之间碰撞风险越高，而在当前车辆与前方障碍物之间距离为最小避撞距离时，碰撞风险势能最大。
而具体计算最大碰撞风险势能的过程如下：
设定前方目标绝对动能
Figure BDA0003272794950000111
当前车辆与前方障碍物相对动能Ejp＝0.5Mj(VR-VH/3.6)2，自由流车速Vfree＝120/3.6(m/s)，驾驶员当前工况平均期望跟车距离
Figure 1
前方障碍物产生的风险场影响的最远距离Rmax＝1800Vfree/(1550-27Vfree)，引入函数
Figure 4
和
Figure 3
设定修正系数为k0，具体的，k0可以按照如下公式计算：
Figure 6
综上可得，在当前车辆与前方障碍物之间距离为最小避撞距离Rmin时，达到最大碰撞风险势能Umax，具体的，Umax可按照如下公式计算：
Figure 8
S203、基于当前车辆的运动状态信息和当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，利用前方障碍物的风险场模型，实时计算前方障碍物对当前车辆的碰撞风险势能。
若当前车辆与前方障碍物之间的距离在最小避撞距离Rmin和Rmax之间，当前车辆的碰撞风险势能U可按照如下公式计算。
Figure 9
在此需要说明的是，若当前车辆与前方障碍物之间的距离大于Rmax，当前车辆的碰撞风险势能为0。
S204、将当前车辆的碰撞风险势能与最大碰撞风险势能的比值，作为碰撞风险值。
通过S202-S204的步骤可以得到归一化的碰撞风险值：
Figure BDA0003272794950000123
S205、若碰撞风险值达到任一防碰撞功能对应的碰撞风险阈值，则触发并执行对应的防碰撞功能，以防止当前车辆和前方障碍物发生追尾碰撞。
在通过S204得到碰撞风险值之后，将碰撞风险值与防碰撞功能对应的碰撞风险阈值进行比对，若碰撞风险值达到任一防碰撞功能对应的碰撞风险阈值，则触发并执行对应的防碰撞功能，以防止当前车辆和前方障碍物发生追尾碰撞。
本公开实施例中，可有效计算出最小避撞距离，避免了开发阶段大量的标注工作；而且本公开方案未采用TTC作为风险量化指标，而是建立风险场对前方目标风险进行量化，并将风险归一化，从而覆盖全部追尾危险工况。
图3a是根据本公开实施例的又一防追尾碰撞的方法的流程示意图，本实施例是在上述实施例的基础上进行优化，参见图3a，防追尾碰撞的方法包括：
S301、根据实时获取到的当前车辆的运动状态信息、所述当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，以及所述当前车辆的电子稳定控制***的制动性能，实时对所述当前车辆与所述前方障碍物之间存在的追尾碰撞风险进行归一量化，得到碰撞风险值。
量化得到碰撞风险值iRisk的过程参见上述实施例，在此不再赘述。本公开实施例中，根据***设定的各子功能触发阀值，定义风险等级LRisk：
Figure BDA0003272794950000131
S302、根据碰撞风险值和当前车辆的总线信息，确定防碰撞功能的状态判断结果，以使得防碰撞功能在不同状态之间切换。
本公开实施例中，预先设置了第一状态机和第二状态机，每个状态机内部都有防碰撞功能状态的判断逻辑。其中，第一状态机用于根据碰撞风险值和当前车辆的总线信息，确定前撞预警功能的状态判断结果；第二状态机用于根据碰撞风险值和当前车辆的总线信息，确定制动预增压功能、制动预警功能和紧急制动功能的状态判断结果。其中，状态判断结果为激活状态(Active)、待命状态(Standby)和关闭状态(Off)中的任意一种；总线信息至少包括表征驾驶员驾驶行为的信息。需要说明的是，只有确定防碰撞功能处于激活状态后，才通过S303执行对应的功能。
针对第一状态机，对前撞预警功能各状态的切换过程的描述如下：
参见图3b，其示出了前撞预警功能各状态切换的示意图。本公开实施例中，主控制器通过车辆总线获取中控屏设置和雷达故障信息步骤，如果满足雷达无故障，且开启了前撞预警功能FCW、设置了灵敏度等条件，则确定FCW进入待命状态。需要说明的是，如果不满足进入待命状态的条件，主控制器向仪表发送FCW关闭信息或FCW故障信息。
进一步的，FCW各状态之间切换，参见如下描述：
当满足以下条件时，FCW由Standby进入Active：AEB未介入；前方障碍物非对向驶来，VR＞-1m/s；当前车辆车速满足9km/h＜VH≤80km/h；碰撞风险等级满足0＜LRisk≤4；档位为D档。
当进入Active状态后，默认进入FCW1 On子状态，触发FCW 1级预警；当满足风险等级满足LRisk≥2时，由FCW1 On进入FCW2 On，触发 FCW 2级预警。
当碰撞风险等级满足LRisk＝1时，由FCW2 On进入FCW2 Off，关闭 FCW预警。
当满足以下任一条件时，FCW由Active进入Standby：风险等级满足 LRisk＞4，冷却3s后进入Standby；档位非D档；风险等级满足LRisk＝0； ESC反馈AEB介入。
当满足以下任一条件时，FCW由Active或Standby进入Off：雷达故障；***关闭。
针对第二状态机，主控制器获取中控屏设置、雷达故障信息、车辆总线信息。当满足以下条件时，制动预增压功能ABP、制动预警功能AWB 和紧急制动功能AEB进入待命状态：(1)雷达无故障；(2)***AEB 功能开启，并设置了灵敏度；(3)转向***、ESC无故障；(4)驾驶员系好安全带；(5)车门关闭。
需要说明的是，如不满足进入待命状态的条件，主控制器向仪表发送 ABP、AWB和AEB关闭或故障信息，向ESC发送ABP、AWB和AEB 关闭指令。
参见图3c，其示出了ABP、AWB和AEB各状态之间切换的过程。
首先需要对驾驶员的驾驶行为进行判断，其中即使行为包括转向、急转向、制动、加速行为。具体的，当满足以下任一条件时，***判定驾驶员存在转向行为：(1)设定不同车速对应不同的方向盘转角阀值LimSWA，满足
Figure BDA0003272794950000151
当前方向盘转角SWA≥LimSWA时，为转向行为；(2)方向盘转速SWV≥120deg/s；(3)横摆角速度Yawrate＞10deg/s。
当满足以下任一条件时，***判定驾驶员存在急转向行为：SWA≥150； SWV≥450deg/s。
当制动踏板信号Pbrake＝1时，***判定驾驶员存在制动行为。当油门踏板开度信号PThrottle≥70％时，***判定驾驶员存在加速行为。
在确定驾驶员行为后，针对于第二状态机，按照如下描述实现各状态之间切换：
当满足以下条件时，由Standby进入Active：风险等级LRisk≥2；当前车辆车速满足9km/h＜VH＜76km/h；档位为D档；前方目标非对向驶来， VR＞-1m/s。
当进入Active状态后，默认进入Inner Standby，当满足以下条件时，由InnerStandby进入AWB On，触发AWB：碰撞风险等级LRisk≥3；
驾驶员无加速、制动、转向行为；当前车辆速度VH＞30km/h；AWB 在本次进入Active状态后尚未触发。
当满足以下任一条件时，由AWB On进入Inner Holdon，AWB触发结束：当VH＞60km/h，AWB制动脉冲持续400ms；当VH≤60km/h，AWB 制动脉冲持续200ms；驾驶员存在制动行为；风险等级LRisk＝5。
当满足风险等级LRisk＜3时，由Inner Holdon进入Inner Standby。
当满足以下条件时，由Inner Standby进入Inner Holdon：LRisk≥3；VH＞30km/h；驾驶员存在制动行为。
当满足以下条件时，由Inner Standby进入ABP On：VH≤30km/h； LRisk＝4；驾驶员无加速、无转向行为。
当满足以下条件时，由Inner Holdon进入ABP On：LRisk＝4；驾驶员无加速、无转向行为。
当满足以下条件时，由ABP On进入AEB On：LRisk＝5；驾驶员无加速、无转向行为。
当满足以下任一条件时，由Active进入Standby：(1)档位非D档； AEB未触发时，LRisk＜2；(2)AEB触发，使当前车辆降速44.5km/h以上时，AEB退出且冷却2s后进入Standby；(3)AEB触发，前方目标速度高于4m/s，当前车辆速度高于1km/h，相对速度高于1km/h时，AEB退出且冷却2s后进入Standby；(4)AEB触发，驾驶员存在急转向行为时， AEB退出且冷却2s后进入Standby；(5)AEB触发，当前车辆车速小于 1km/h，前方目标速度不高于4m/s时，AEB保持2s后进入Standby。
当满足以下任一条件时，由Standby或Active进入Off：(1)雷达有故障；(2)***AEB功能关闭；(3)转向***、ESC故障；(4)驾驶员未系好安全带；(5)车门开启。
当满足以下条件时，由Off进入Standby：(1)雷达无故障；(2) ***AEB功能开启，并设置了灵敏度；(3)转向***、ESC无故障；(4) 驾驶员系好安全带；(5)车门关闭。
S303、根据状态判断结果执行对应的防碰撞功能，以防止所述当前车辆和所述前方障碍物发生追尾碰撞。
本公开实施例中，防碰撞功能包括如下至少一项：前撞预警功能FCW、制动预增压功能ABP、制动预警功能AWB和紧急制动功能AEB。通过 S302确定FCW处于激活状态时，由仪表向驾驶员提供声光预警。当AWB、 ABP或AEB处于激活状态时，由仪表向驾驶员提供声光提示，由ESC执行AWB、ABP、AEB请求。
本公开实施例中，根据碰撞风险值和当前车辆的总线信息，确定防碰撞功能的状态判断结果，提升了额防碰撞功能触发的准确性。
图4是根据本公开实施例的防追尾碰撞的装置的结构示意图，本实施例可适用于预防车辆与前方障碍物发生碰撞的情况。如图4所示，该装置具体包括：
风险量化模块401，用于根据实时获取到的当前车辆的运动状态信息、当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，以及当前车辆的电子稳定控制***的制动性能，实时对当前车辆与前方障碍物之间存在的追尾碰撞风险进行归一量化，得到碰撞风险值；
防碰撞模块402，用于若碰撞风险值达到任一防碰撞功能对应的碰撞风险阈值，则触发并执行对应的防碰撞功能，以防止当前车辆和前方障碍物发生追尾碰撞；其中，防碰撞功能包括如下至少一项：前撞预警功能、制动预增压功能、制动预警功能和紧急制动功能。
在上述实施例的基础上，可选的，风险量化模块包括：
第一风险势能计算单元，用于基于当前车辆的运动状态信息和当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，利用前方障碍物的风险场模型，实时计算前方障碍物对当前车辆的碰撞风险势能；
最小避撞距离计算单元，用于根据当前车辆的电子稳定控制***的制动性能、当前车辆的运动状态信息和当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，计算当前车辆和前方障碍物之间的最小避撞距离；其中，当前车辆在与前方障碍物之间的车距等于最小避撞距离时触发紧急制动功能，使得当前车辆在触发紧急制动情况下与障碍物所能达到的最近距离等于预设的最小安全距离；
第二风险势能计算单元，用于根据当前车辆的运动状态信息、当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，以及最小避撞距离，计算前方障碍物对当前车辆产生的最大碰撞风险势能；
归一化单元，用于将当前车辆的碰撞风险势能与最大碰撞风险势能的比值，作为碰撞风险值。
在上述实施例的基础上，可选的，最小避撞距离计算单元包括：
参数获取子单元，获取表征电子稳定控制***的制动性能的性能参数；其中，性能参数是预先通过对当前车辆的电子稳定控制***的制动性能进行建模测试后得到的；
计算子单元，用于根据性能参数、当前车辆的运动状态信息和当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，计算最小避撞距离。
在上述实施例的基础上，可选的，计算子单元，具体用于：
按照如下公式计算最小避撞距离Rmin：
Rmin＝Ssafe+SH-SR；
其中，Ssafe表示最小安全距离，由当前车辆的速度决定；SH表示当前车辆触发紧急制动功能开始，行驶到与前方障碍物速度相同时所移动的距离，且距离是由性能参数和当前车辆的运动状态信息计算的；SR表示当前车辆触发紧急制动功能开始，到当前车辆与前方障碍物速度相同时，前方障碍物移动的距离。
在上述实施例的基础上，可选的，性能参数包括触发紧急制动时的纯时滞时间、当前车辆所能达到的最大减速度和当前车辆达到最大减速度的时间；其中，当前车辆所能达到的最大减速度和当前车辆达到最大减速度的时间是由当前车辆的行驶速度决定的。
在上述实施例的基础上，可选的，还包括：
状态切换单元，用于根据碰撞风险值和当前车辆的总线信息，确定防碰撞功能的状态判断结果，以使得防碰撞功能在不同状态之间切换；
其中，状态判断结果为激活状态、待命状态和关闭状态中的任意一种；总线信息至少包括表征驾驶员驾驶行为的信息。
在上述实施例的基础上，可选的，还包括：
配置信息获取模块，用于通过数据总线获取驾驶员的设置信息；其中设置信息包括驾驶员选择的防碰撞模式，以及触发防碰撞功能的灵敏度，其中，每种模式下包括不同防碰撞功能的组合；
阈值确定模块，用于根据灵敏度，确定前撞预警功能和制动预警功能的碰撞风险阈值。
本公开实施例提供的装置可执行本公开任意实施例提供的防追尾碰撞的方法，具备执行防追尾碰撞的方法相应的功能模块和有益效果。本实施例中未详尽描述的内容可以参考本公开任意方法实施例中的描述。
图5是本公开实施例中提供的一种电子设备的结构示意图。如图5所示结构，本公开实施例中提供的电子设备包括：一个或多个处理器502和存储器501；该电子设备中的处理器502可以是一个或多个，图5中以一个处理器502为例；存储器501用于存储一个或多个程序；一个或多个程序被一个或多个处理器502执行，使得一个或多个处理器502实现如本公开实施例中任一项的服务器的测试方法。
该电子设备还可以包括：输入装置503和输出装置504。
该电子设备中的处理器502、存储器501、输入装置503和输出装置 504可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
该电子设备中的存储器501作为一种计算机可读存储介质，可用于存储一个或多个程序，程序可以是软件程序、计算机可执行程序以及模块。处理器502通过运行存储在存储器501中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中服务器的测试方法。
存储器501可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电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器501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，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器501可进一步包括相对于处理器502远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置503可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置504可包括显示屏等显示设备。
并且，当上述电子设备所包括一个或者多个程序被一个或者多个处理器502执行时，程序进行如下操作：
根据实时获取到的当前车辆的运动状态信息、当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，以及当前车辆的电子稳定控制***的制动性能，实时对当前车辆与前方障碍物之间存在的追尾碰撞风险进行归一量化，得到碰撞风险值；
若碰撞风险值达到任一防碰撞功能对应的碰撞风险阈值，则触发并执行对应的防碰撞功能，以防止当前车辆和前方障碍物发生追尾碰撞；其中，防碰撞功能包括如下至少一项：前撞预警功能、制动预增压功能、制动预警功能和紧急制动功能。
当然，本领域技术人员可以理解，当上述电子设备所包括一个或者多个程序被一个或者多个处理器执行时，程序还可以进行本公开任意实施例中所提供的服务器的测试方法中的相关操作。
本公开的一个实施例中提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于执行服务器的测试方法，该方法包括：
根据实时获取到的当前车辆的运动状态信息、当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，以及当前车辆的电子稳定控制***的制动性能，实时对当前车辆与前方障碍物之间存在的追尾碰撞风险进行归一量化，得到碰撞风险值；
若碰撞风险值达到任一防碰撞功能对应的碰撞风险阈值，则触发并执行对应的防碰撞功能，以防止当前车辆和前方障碍物发生追尾碰撞；其中，防碰撞功能包括如下至少一项：前撞预警功能、制动预增压功能、制动预警功能和紧急制动功能。
本公开实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、可擦式可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory， EPROM)、闪存、光纤、便携式CD-ROM、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于：电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、无线电频率(Radio Frequency，RF)等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言(诸如“C”语言或类似的程序设计语言)。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络(例如包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本公开的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本公开不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本公开的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本公开进行了较为详细的说明，但是本公开不仅仅限于以上实施例，在不脱离本公开构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本公开的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种防追尾碰撞的方法，包括：
根据实时获取到的当前车辆的运动状态信息、所述当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，以及所述当前车辆的电子稳定控制***的制动性能，实时对所述当前车辆与所述前方障碍物之间存在的追尾碰撞风险进行归一量化，得到碰撞风险值；
若所述碰撞风险值达到任一防碰撞功能对应的碰撞风险阈值，则触发并执行对应的防碰撞功能，以防止所述当前车辆和所述前方障碍物发生追尾碰撞；其中，所述防碰撞功能包括如下至少一项：前撞预警功能、制动预增压功能、制动预警功能和紧急制动功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据实时获取到的当前车辆的运动状态信息、所述当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，以及所述当前车辆的电子稳定控制***的制动性能，实时对所述当前车辆与所述前方障碍物之间存在的追尾碰撞风险进行归一量化，得到碰撞风险值，包括：
基于所述当前车辆的运动状态信息和所述当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，利用所述前方障碍物的风险场模型，实时计算所述前方障碍物对所述当前车辆的碰撞风险势能；
根据所述当前车辆的电子稳定控制***的制动性能、所述当前车辆的运动状态信息和所述当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，计算所述当前车辆和所述前方障碍物之间的最小避撞距离；其中，所述当前车辆在与所述前方障碍物之间的车距等于最小避撞距离时触发紧急制动功能，使得所述当前车辆在触发紧急制动情况下与所述障碍物所能达到的最近距离等于预设的最小安全距离；
根据所述当前车辆的运动状态信息、所述当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，以及所述最小避撞距离，计算所述前方障碍物对所述当前车辆产生的最大碰撞风险势能；
将所述当前车辆的碰撞风险势能与所述最大碰撞风险势能的比值，作为所述碰撞风险值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，根据当前车辆的电子稳定控制***的制动性能、所述当前车辆的运动状态信息和所述当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，计算所述当前车辆和所述前方障碍物之间的最小避撞距离，包括：
获取表征所述电子稳定控制***的制动性能的性能参数；其中，所述性能参数是预先通过对所述当前车辆的电子稳定控制***的制动性能进行建模测试后得到的；
根据所述性能参数、所述当前车辆的运动状态信息和当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，计算所述最小避撞距离。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，根据所述性能参数、所述当前车辆的运动状态信息和当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，计算所述最小避撞距离，包括：
按照如下公式计算所述最小避撞距离Rmin：
Rmin＝Ssafe+SH-SR；
其中，Ssafe表示最小安全距离，由所述当前车辆的速度决定；SH表示所述当前车辆触发紧急制动功能开始，行驶到与所述前方障碍物速度相同时所移动的距离，且所述距离是由所述性能参数和所述当前车辆的运动状态信息计算的；SR表示所述当前车辆触发紧急制动功能开始，到所述当前车辆与所述前方障碍物速度相同时，所述前方障碍物移动的距离。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，所述性能参数包括触发紧急制动时的纯时滞时间、当前车辆所能达到的最大减速度和当前车辆达到最大减速度的时间；其中，所述当前车辆所能达到的最大减速度和当前车辆达到最大减速度的时间是由当前车辆的行驶速度决定的。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
根据所述碰撞风险值和所述当前车辆的总线信息，确定所述防碰撞功能的状态判断结果，以使得所述防碰撞功能在不同状态之间切换；
其中，所述状态判断结果为激活状态、待命状态和关闭状态中的任意一种；所述总线信息至少包括表征驾驶员驾驶行为的信息。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过数据总线获取驾驶员的设置信息；其中所述设置信息包括驾驶员选择的防碰撞模式，以及触发防碰撞功能的灵敏度，其中，每种模式下包括不同防碰撞功能的组合；
根据所述灵敏度，确定前撞预警功能和制动预警功能的碰撞风险阈值。
8.一种防追尾碰撞的装置，包括：
风险量化模块，用于根据实时获取到的当前车辆的运动状态信息、所述当前车辆行驶路径上的前方障碍物的相对运动信息，以及所述当前车辆的电子稳定控制***的制动性能，实时对所述当前车辆与所述前方障碍物之间存在的追尾碰撞风险进行归一量化，得到碰撞风险值；
防碰撞模块，用于若所述碰撞风险值达到任一防碰撞功能对应的碰撞风险阈值，则触发并执行对应的防碰撞功能，以防止所述当前车辆和所述前方障碍物发生追尾碰撞；其中，所述防碰撞功能包括如下至少一项：前撞预警功能、制动预增压功能、制动预警功能和紧急制动功能。
9.一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。
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