CN105015548B - 一种纵向避撞提醒和自动跟随集成系统及方法 - Google Patents
一种纵向避撞提醒和自动跟随集成系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105015548B CN105015548B CN201510439409.8A CN201510439409A CN105015548B CN 105015548 B CN105015548 B CN 105015548B CN 201510439409 A CN201510439409 A CN 201510439409A CN 105015548 B CN105015548 B CN 105015548B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rel
- collision avoidance
- unit
- car
- automatically
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 27
- 230000008447 perception Effects 0.000 claims description 14
- 238000009790 rate-determining step (RDS) Methods 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 3
- 238000011897 real-time detection Methods 0.000 claims description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 1
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 206010039203 Road traffic accident Diseases 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 241000736199 Paeonia Species 0.000 description 2
- 235000006484 Paeonia officinalis Nutrition 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 2
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/14—Adaptive cruise control
- B60W30/16—Control of distance between vehicles, e.g. keeping a distance to preceding vehicle
- B60W30/165—Automatically following the path of a preceding lead vehicle, e.g. "electronic tow-bar"
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
- B60Q5/00—Arrangement or adaptation of acoustic signal devices
- B60Q5/005—Arrangement or adaptation of acoustic signal devices automatically actuated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
- B60Q9/00—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling
- B60Q9/008—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling for anti-collision purposes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
- B60W30/095—Predicting travel path or likelihood of collision
- B60W30/0953—Predicting travel path or likelihood of collision the prediction being responsive to vehicle dynamic parameters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
- B60W30/095—Predicting travel path or likelihood of collision
- B60W30/0956—Predicting travel path or likelihood of collision the prediction being responsive to traffic or environmental parameters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Transportation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
Abstract
本发明提供一种纵向避撞提醒和自动跟随集成系统及方法，属于车辆避撞领域，该系统包括避撞模式选择单元、感知单元、中控ECU单元、提醒单元和执行单元；所述感知单元获得前方障碍物的类型数量、目标车辆在车道线中的位置、自车与前方障碍物的相对速度和相对距离，发送到中控ECU单元，通过D‑S证据理论进行安全状态的综合判断，最后确定前方障碍物的个数，自车与前方目标车辆的相对距离vrel、相对速度srel和加速度a，最大限度的减少所述车载雷达和所述车载相机产生虚警的情况，所述中控ECU单元生成指令，提醒单元和执行单元执行相关的动作，本发明减少误警率的同时，提高响应速度，同时满足不同路况时的避撞需求，提高驾驶员的舒适度。
Description
技术领域
本发明涉及车辆避撞领域，具体涉及一种纵向避撞提醒和自动跟随集成系统及方法。
背景技术
交通安全问题已成为世界性的大问题。据报载，全世界每年因交通事故死亡的人数约50万，因此汽车的安全性对人类生命财产的影响是不言而喻的。随着高速公路的发展和汽车性能的提高，汽车行驶速度也相应加快，加之汽车数量增加以及交通运输日益繁忙，汽车事故增多所引起的人员伤亡和财产损失，已成为一个不容忽视的社会问题，汽车的行车安全更显得非常重要。
基于上述情况，汽车防撞成为热门研究点，就目前的汽车防撞技术可分为被动防撞和主动防撞两大类。被动防撞是指采用安全带，安全气囊、保险杠等，只能在汽车发生事故时对人体减少一定程度的伤害，并不能有效解决交通事故的发生，无法做到防患于未然。主动防撞是指利用雷达等传感器和智能控制技术自动探测汽车周围影响行车安全的障碍物，经过计算确认危险后及时报警以提醒司机、如司机没有反应或来不及反应时防撞系统可自动减速或刹车，以避免即将发生的事故,具有事前预防、避免事故、人与车同时得到保护的的独特优势。
而目前主动防撞常用的雷达智能防撞系统在复杂交通环境下误报警率过高，虚警的产生可能源于多种因素,临近车道上的车辆、车道间的护栏、路旁的树木和标志牌等,都会对雷达系统造成干扰,因此如何获得可以接受的低虚警率,是汽车防撞中的重点和难点。
D-S证据理论是Dempster于1967年首先提出，由他的学生Shafer于1976年进一步发展起来的一种不精确推理理论，属于人工智能范畴，最早应用于专家系统中，具有处理不确定信息的能力。在汽车领域里，存在多传感器系统,由于传感器的精度、系统组成的许多环节、外部环境影响以及数据的后处理等因素的影响,会导致系统具有不确定性。因此,需要采用推理方法来解决数据融合问题。在各种非精确推理技术中D-S证据理论是最适合目标识别领域应用的一种非精确推理方法。它的最大特点是对不确定信息的描述采用“区间估计”,而不是“点估计”的方法,在区分不知道与不确定方面以及精确反映证据收集方面显示出很大的灵活性。当不同的传感器所提供的关于目标的报告发生冲突时,它可以通过“悬挂”在所有目标集上共有的概念(可信度)使得发生的冲突获得解决,并保障原来高可信度的结果比低可信度的结果加权要大。通过D-S证据理论对主动防撞系统的数据进行综合分析,有利于进一步的降低虚警率。
同时目前主动防撞技术的安全距离判断复杂，系统响应速度较慢等问题给用户造成了不必要的麻烦，且还没有针对不同的路况设计的集成的避撞系统和方法，比如在市区这些路况比较复杂的道路行驶和在高速路行驶时就需要不同避撞模式，使得避撞效果更好，驾驶员更舒适，为此需要发明一种纵向避撞提醒和自动跟随集成系统及方法，减少误警率的同时，提高响应速度，提高驾驶员的舒适度。
发明内容
本发明的目的是提供一种纵向避撞提醒和自动跟随集成系统及方法，减少误警率的同时，提高响应速度，同时满足不同路况时的避撞需求，提高驾驶员的舒适度。
本发明的技术方案是：一种纵向避撞提醒和自动跟随集成系统，包括避撞模式选择单元、感知单元、中控ECU单元、提醒单元和执行单元；
所述避撞模式选择单元与所述中控ECU单元连接，所述避撞模式选择单元用于选择不同的避撞模式，所述避撞模式包括纵向避撞提醒模式和自动跟随模式，所述中控ECU单元根据所述避撞模式选择单元的选择进入不同的避撞模式；所述纵向避撞提醒模式用于监测纵向行驶的路况和安全距离，并在碰撞危险发生之前提醒驾驶员注意车速；所述自动跟随模式用于监测行驶的路况和安全距离，并在自车速度低于目标车辆时自动进行加速，在自车速度高于目标车辆时自动减速，在碰撞危险发生之前自动采取制动措施；
所述感知单元与所述中控ECU单元连接；所述感知单元包括车载雷达和车载相机；所述车载雷达用于监测前方障碍物的类型、自车与前车的相对速度vrel和相对距离srel；所述车载相机用于获得前方障碍物的数量、目标车辆在车道线中的位置；
所述中控ECU单元与所述提醒单元和所述执行单元连接；所述中控ECU单元用于接收所述感知单元所获得的信息，根据所获得的信息结合自车ESP传感器接收的行驶信息进行安全状态的综合判断，生成纵向避撞提醒指令和自动跟随指令；
所述提醒单元用于根据所述中控ECU单元发出的纵向避撞提醒指令，执行提醒功能；
所述执行单元包括电子油门控制系统和制动力控制系统，所述电子油门控制系统用于对电子节气门开度的自动控制；所述制动力控制系统用于对制动压力的大小进行自动控制。
上述方案中，所述提醒单元包括灯光提醒系统，所述灯光提醒系统与发光二极管连接，通过所述发光二极管的闪烁实现灯光提醒功能。
上述方案中，所述提醒单元还包括振动系统，所述振动系统与座椅安全带连接，通过座椅安全带的振动来实现振动提醒功能。
上述方案中，所述车载雷达为毫米波雷达。
上述方案中，所述车载相机为工业相机。
上述方案中，所述电子油门控制系统包括油门驱动切换模块，所述电子油门控制系统通过所述油门驱动切换模块实现自动控制油门和人工控制油门之间的快速切换。
本发明还提供所述系统的纵向避撞提醒和自动跟随的控制方法，包括所述纵向避撞提醒模式的控制步骤：
S1：通过所述避撞模式选择单元选择进入所述纵向避撞提醒模式；
S2：通过所述车载相机获得前方障碍物的数量以及目标车辆在车道线中的位置；通过所述车载雷达监测前方障碍物的类型、自车与前方障碍物的相对速度vrel和相对距离srel，所述车载相机和所述车载雷达将所获得的信息通过CAN总线传送给所述中控ECU单元；
S3：所述中控ECU单元分析所述CAN的信息，通过D-S证据理论将所述CAN的信息结合自车ESP传感器接收的行驶信息进行安全状态的综合判断，最后确定前方障碍物的个数，自车与前方目标车辆的相对距离vrel、相对速度srel和加速度a，生成使发光二极管闪烁或者使安全带振动的纵向避撞提醒指令，并发送给所述提醒单元；
S4：所述提醒单元根据所述纵向避撞提醒指令使所述发光二极管闪烁或者使所述安全带振动，来提醒驾驶员注意自车车速。
进一步的，所述步骤S4具体为：
若vrel＞3m/s，则安全等级为3级，此时不具有安全危险，所述提醒单元不采取任何措施，所述感知模块继续实时检测两车的相对速度vrel。
若0＜vrel＜3m/s，则安全等级为2级，此时所述提醒单元的发光二极管闪烁，提醒驾驶员注意自车车速；
若vrel＜0m/s，即自车速度大于前车速度，此时根据以下公式计算理论安全距离s1：
其中：v0：自车速度；
tr：驾驶员反应时间；
ta：制动力协调时间；
ts：制动力增长时间；
a1：汽车在路面上最大加速度；
d1：两车停止时的相对距离；
若两车的实际相对距离srel＞s1，则安全等级为2级，此时所述提醒单元的发光二极管闪烁，提醒驾驶员注意自车车速；
若两车的实际相对距离srel＜s1，则安全等级为1级，此时有碰撞的危险，所述提醒单元的发光二极管闪烁，而且安全带振动，提醒驾驶员减速。上述方案中，还包括自动跟随模式的控制步骤：
S5：通过所述避撞模式选择单元选择进入所述自动跟随模式；
S6：通过所述车载相机获得前方障碍物的数量以及目标车辆在车道线中的位置；通过所述车载雷达监测自车与前方障碍物的相对速度vrel和相对距离srel，所述车载相机和所述车载雷达将所获得的信息通过CAN总线传送给所述中控ECU单元；
S7：所述中控ECU单元分析所述CAN的信息，通过D-S证据理论将所述CAN的信息结合自车ESP传感器接收的行驶信息进行安全状态的综合判断，最后确定前方障碍物的个数，自车与前方目标车辆的相对距离vrel、相对速度srel和加速度a，生成自动控制油门或刹车的自动跟随指令，并发送给所述执行单元；
S8：所述执行单元根据所述自动跟随指令自动控制油门或刹车。
进一步的，所述步骤S8具体为：
当vrel＞3m/s，所述电子油门控制系统通过所述油门驱动切换模块使节气门开度增加15％，自车加速前进；
当0m/s＜vrel＜3m/s，所述电子油门控制系统通过所述油门驱动切换模块使节气门开度增加5％，降低自车加速度，同时所述感知单元实时检测两车的相对距离srel。
当vrel＜0，根据以下公式计算两车的理论安全距离s2和最小安全距离s1：
s2＝[v0×vrel/arel+1/2×a0×vrel 2/arel 2-(v0+vrel)×vrel/arel-1/2×vrel 2/arel 2
其中，v0：自车速度；
vrel：相对速度；
a0：自车加速度：
arel：相对加速度；
若srel＞s2，两车没有碰撞危险，所述感知单元继续监测实时的两车安全距离、相对速度和加速度；
若s1＜srel＜s2，所述制动力控制系统自动采取制动措施，使得自车的减速度为-1m/s2，保证乘客的安全性和舒适性；
若srel＜s1，所述制动力控制系统自动采取最大制动减速度，使得自车紧急刹车，保证乘客的安全。
本发明的有益效果是：本发明技术方案与现有技术相比,通过车载雷达和车载相机获得前方障碍物的类型数量、目标车辆在车道线中的位置、自车与前方障碍物的相对速度和相对距离等信息，并通过CAN总线发送到中控ECU单元，所述中控ECU单元对所述CAN总线的数据分析，通过D-S证据理论将所述CAN的信息结合自车ESP传感器接收的行驶信息进行安全状态的综合判断，使用反馈控制以响应从所述自车ESP传感器及所述感知单元所传递的数据，最后确定前方障碍物的个数，自车与前方目标车辆的相对距离vrel、相对速度srel和加速度a，最大限度的减少所述车载雷达和所述车载相机产生虚警的情况，所述中控ECU单元生成指令，提醒单元和执行单元执行相关的动作，实现避撞，本发明减少误警率的同时，提高响应速度，同时满足不同路况时的避撞需求，提高驾驶员的舒适度。
附图说明
图1是系统结构示意图。
图2是纵向避撞模式流程图。
图3是自动跟随模式流程图。
图4是障碍物的检测和识别流程图。
图中，1、避撞模式选择单元；101、纵向避撞提醒模式；102、自动跟随模式；2、感知单元；201、车载雷达；202、车载相机；3、中控ECU单元；4、提醒单元；401、灯光提醒系统；402、振动系统；5、执行单元；501、电子油门控制系统；502、制动力控制系统。
具体实施方式
下面结合附图具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
图1所示为所述纵向避撞提醒和自动跟随集成系统的一种实施方式，该系统包括避撞模式选择单元1、感知单元2、中控ECU单元3、提醒单元4和执行单元5。
所述避撞模式选择单元1与所述中控ECU单元3连接，所述避撞模式选择单元1用于选择不同的避撞模式，所述避撞模式包括纵向避撞提醒模式101和自动跟随模式102，所述中控ECU单元3根据所述避撞模式选择单元1的选择进入不同的避撞模式。
所述纵向避撞提醒模式101用于监测纵向行驶的路况和安全距离，并在碰撞危险发生之前提醒驾驶员注意车速；所述自动跟随模式102用于监测行驶的路况和安全距离，并在自车速度低于目标车辆时自动进行加速，在自车速度高于目标车辆时自动减速，在碰撞危险发生之前自动采取制动措施。
所述感知单元2与所述中控ECU单元3连接；所述感知单元2包括车载雷达201和车载相机202。
所述车载雷达201安装于自车前保险杠中央位置，所述车载雷达201发射面朝外，同时保证雷达天线辐射面平行于自车前保险杠平面，所述车载雷达201用于监测前方障碍物的类型、自车与前车的相对速度vrel和相对距离srel。
所述车载雷达201优选为毫米波雷达，所述毫米波雷达体积小、质量轻和空间分辨率高的特点；穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候全天时的特点；另外，抗干扰、反隐身能力强。
所述车载相机202用于获得前方障碍物的数量、目标车辆在车道线中的位置。
所述车载相机202优选为工业相机，所述工业相机可安装镜头。所述工业相机通过图像处理的方式来实现前方障碍物的检测和车道线的识别，优选的，可实现前方100m障碍物的检测和车道线的识别，输出前方障碍物的个数、及目标车辆在车道线中的位置。所述工业相机的性能稳定可靠易于安装，相机结构紧凑结实不易损坏，连续工作时间长，可以抓拍高速运动的物体，工业相机的图像传感器可逐行扫描的，帧率高等优点。
所述中控ECU单元3与所述提醒单元4和所述执行单元5连接；所述中控ECU单元3用于接收所述感知单元2所获得的信息，根据所获得的信息结合自车ESP传感器接收的行驶信息进行安全状态的综合判断，生成纵向避撞提醒指令和自动跟随指令。
所述自车ESP传感器包括车轮转动传感器、加速度传感器和车轮转速传感器等自车传感器，所述车轮转动传感器用于采集自车转向车轮转动的角度，所述加速度传感器用于采集自车的加速度，所述车轮转速传感器用于采集自车车轮的速度，所述ESP传感器与所述中控ECU单元3连接，所述ESP传感器将采集的自车状态变化数据传送到所述中控ECU单元3。
所述提醒单元4用于根据所述中控ECU单元3发出的纵向避撞提醒指令，执行提醒功能。所述提醒单元4包括灯光提醒系统401和振动系统402。
所述灯光提醒系统401与发光二极管连接，通过所述发光二极管的闪烁实现灯光提醒功能。
所述振动系统402与座椅安全带连接，通过座椅安全带的振动来实现振动提醒功能。
所述执行单元5包括电子油门控制系统501和制动力控制系统502，所述电子油门控制系统501用于对电子节气门开度的自动控制；所述制动力控制系统502用于对制动压力的大小进行自动控制。
所述电子油门控制系统501包括油门驱动切换模块，所述油门驱动切换模块连接油门踏板输出接口和电子油门ECU，所述电子油门控制系统501通过所述油门驱动切换模块实现自动控制油门和人工控制油门之间的快速切换，当切入到自动跟随模式则自动控制油门。
所述系统的纵向避撞提醒和自动跟随的控制方法，包括所述纵向避撞提醒模式101的控制步骤和自动跟随模式102的控制步骤。在路况比较复杂的情况下，如市区，可优先选择所述纵向避撞提醒模式101，在路况不那么复杂的情况下，如高速路上，可优先选择所述自动跟随模式102。
所述纵向避撞提醒模式101的控制步骤，如图2所示：
S1：通过所述避撞模式选择单元1选择进入所述纵向避撞提醒模式101；
S2：通过所述车载相机202获得前方障碍物的数量以及目标车辆在车道线中的位置；通过所述车载雷达201监测前方障碍物的类型、自车与前方障碍物的相对速度vrel和相对距离srel，vrel＝v1-v0，其中：v0：自车速度，v1：障碍物速度；所述车载相机202和所述车载雷达201将所获得的信息通过CAN总线传送给所述中控ECU单元3；
S3：所述中控ECU单元3分析所述CAN的信息，通过D-S证据理论将所述CAN的信息结合自车ESP传感器接收的行驶信息进行安全状态的综合判断，最后确定前方障碍物的个数，自车与前方目标车辆的相对距离vrel、相对速度srel和加速度a，最大限度的减少所述车载雷达201和所述车载相机202产生虚警的情况，所述中控ECU单元3生成使发光二极管闪烁或者使安全带振动的纵向避撞提醒指令，并发送给所述提醒单元4；
S4：所述提醒单元4根据所述纵向避撞提醒指令使所述发光二极管闪烁或者使所述安全带振动，来提醒驾驶员注意自车车速，具体为：
若vrel＞3m/s，则安全等级为3级，此时不具有安全危险，所述提醒单元4不采取任何措施，所述感知模块2继续实时检测两车的相对速度vrel。
若0＜vrel＜3m/s，则安全等级为2级，此时所述提醒单元4的发光二极管闪烁，提醒驾驶员注意自车车速；
若vrel＜0m/s，即自车速度大于前车速度，此时根据以下公式计算理论安全距离s1：
其中：v0：自车速度；
tr：驾驶员反应时间，一般设置为1.2s；
ta：制动力协调时间，一般设置为0.1s；
ts：制动力增长时间，一般设置为0.2s；
a1：汽车在路面上最大加速度，其与路面有关，本实施例取的是在水泥干燥路面，为7m/s2；
d1：两车停止时的相对距离，在本实施例中取d1＝2m；
若两车的实际相对距离srel＞s1，则安全等级为2级，此时所述提醒单元4的发光二极管闪烁，提醒驾驶员注意自车车速；
若两车的实际相对距离srel＜s1，则安全等级为1级，此时有碰撞的危险，所述提醒单元4的发光二极管闪烁，而且安全带振动，提醒驾驶员减速。
所述自动跟随模式102的控制步骤，如图3所示：
S5：通过所述避撞模式选择单元1选择进入所述自动跟随模式102；
S6：通过所述车载相机202获得前方障碍物的数量以及目标车辆在车道线中的位置；通过所述车载雷达201监测自车与前方障碍物的相对速度vrel和相对距离srel，所述车载相机202和所述车载雷达201将所获得的信息通过CAN总线传送给所述中控ECU单元3；
S7：所述中控ECU单元3分析所述CAN的信息，通过D-S证据理论将所述CAN的信息结合自车ESP传感器接收的行驶信息进行安全状态的综合判断，最后确定前方障碍物的个数，自车与前方目标车辆的相对距离vrel、相对速度srel和加速度a，最大限度的减少所述车载雷达201和所述车载相机202产生虚警的情况，所述中控ECU单元3生成自动控制油门或刹车的自动跟随指令，并发送给所述执行单元5；
S8：所述执行单元5根据所述自动跟随指令自动控制油门或刹车，具体为：
当vrel＞3m/s，所述电子油门控制系统501通过所述油门驱动切换模块使节气门开度增加15％，自车加速前进；
当0m/s＜vrel＜3m/s，所述电子油门控制系统501通过所述油门驱动切换模块使节气门开度增加5％，降低自车加速度，同时所述感知单元2实时检测两车的相对距离srel。
当vrel＜0，根据以下公式计算两车的理论安全距离s2和最小安全距离s1：
s2＝[v0×vrel/arel+1/2×a0×vrel 2/arel 2-(v0+vrel)×vrel/arel-1/2×vrel 2/arel 2
其中，v0：自车速度；
vrel：相对速度；
a0：自车加速度：
arel：相对加速度；
若srel＞s2，两车没有碰撞危险，所述感知单元2继续监测实时的两车安全距离、相对速度和加速度；
若s1＜srel＜s2，所述制动力控制系统502自动采取制动措施，使得自车的减速度为-1m/s2，保证乘客的安全性和舒适性；
若srel＜s1，所述制动力控制系统502自动采取最大制动减速度，使得自车紧急刹车，保证乘客的安全。
图4所示为本发明对障碍物的检测和识别流程，首先通过所述车载雷达201和所述车载相机202获得前方障碍物的类型数量、目标车辆在车道线中的位置、自车与前方障碍物的相对速度和相对距离等信息，并通过CAN总线发送到中控ECU单元3，所述中控ECU单元3对所述CAN总线的数据分析，并通过D-S证据理论将所述CAN的信息结合所述自车ESP传感器接收的行驶信息进行安全状态的综合判断，使用反馈控制以响应从所述自车ESP传感器及所述感知单元2所传递的数据，最后确定前方障碍物的个数、障碍物的类型、自车与前方目标车辆的相对距离vrel、相对速度srel和加速度a，大大提高了数据的可信度，最大限度的减少所述车载雷达201和所述车载相机产生虚警的情况。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种纵向避撞提醒和自动跟随集成系统的纵向避撞提醒和自动跟随的控制方法，其特征在于，
所述系统包括避撞模式选择单元(1)、感知单元(2)、中控ECU单元(3)、提醒单元(4)和执行单元(5)；
所述避撞模式选择单元(1)与所述中控ECU单元(3)连接，所述避撞模式选择单元(1)用于选择不同的避撞模式，所述避撞模式包括纵向避撞提醒模式(101)和自动跟随模式(102)，所述中控ECU单元(3)根据所述避撞模式选择单元(1)的选择进入不同的避撞模式；所述纵向避撞提醒模式(101)用于监测纵向行驶的路况和安全距离，并在碰撞危险发生之前提醒驾驶员注意车速；所述自动跟随模式(102)用于监测行驶的路况和安全距离，并在自车速度低于目标车辆时自动进行加速，在自车速度高于目标车辆时自动减速，在碰撞危险发生之前自动采取制动措施；
所述感知单元(2)与所述中控ECU单元(3)连接；所述感知单元(2)包括车载雷达(201)和车载相机(202)；所述车载雷达(201)用于监测前方障碍物的类型、自车与前车的相对速度vrel和相对距离srel；所述车载相机(202)用于获得前方障碍物的数量、目标车辆在车道线中的位置；
所述中控ECU单元(3)与所述提醒单元(4)和所述执行单元(5)连接；所述中控ECU单元(3)用于接收所述感知单元(2)所获得的信息，根据所获得的信息结合自车ESP传感器接收的行驶信息进行安全状态的综合判断，生成纵向避撞提醒指令和自动跟随指令；
所述提醒单元(4)用于根据所述中控ECU单元(3)发出的纵向避撞提醒指令，执行提醒功能；
所述执行单元(5)包括电子油门控制系统(501)和制动力控制系统(502)，所述电子油门控制系统(501)用于对电子节气门开度的自动控制；所述制动力控制系统(502)用于对制动压力的大小进行自动控制；
所述纵向避撞提醒模式(101)的控制步骤：
S1：通过所述避撞模式选择单元(1)选择进入所述纵向避撞提醒模式(101)；
S2：通过所述车载相机(202)获得前方障碍物的数量以及目标车辆在车道线中的位置；通过所述车载雷达(201)监测前方障碍物的类型、自车与前方障碍物的相对速度vrel和相对距离srel，所述车载相机(202)和所述车载雷达(201)将所获得的信息通过CAN总线传送给所述中控ECU单元(3)；
S3：所述中控ECU单元(3)分析所述CAN的信息，通过D-S证据理论将所述CAN的信息结合自车ESP传感器接收的行驶信息进行安全状态的综合判断，最后确定前方障碍物的个数，自车与前方目标车辆的相对距离vrel、相对速度srel和加速度a，生成使发光二极管闪烁或者使安全带振动的纵向避撞提醒指令，并发送给所述提醒单元(4)；
S4：所述提醒单元(4)根据所述纵向避撞提醒指令使所述发光二极管闪烁或者使所述安全带振动，来提醒驾驶员注意自车车速；
所述自动跟随模式(102)的控制步骤：
S5：通过所述避撞模式选择单元(1)选择进入所述自动跟随模式(102)；
S6：通过所述车载相机(202)获得前方障碍物的数量以及目标车辆在车道线中的位置；通过所述车载雷达(201)监测自车与前方障碍物的相对速度vrel和相对距离srel，所述车载相机(202)和所述车载雷达(201)将所获得的信息通过CAN总线传送给所述中控ECU单元(3)；
S7：所述中控ECU单元(3)分析所述CAN的信息，通过D-S证据理论将所述CAN的信息结合自车ESP传感器接收的行驶信息进行安全状态的综合判断，最后确定前方障碍物的个数，自车与前方目标车辆的相对距离vrel、相对速度srel和加速度a，生成自动控制油门或刹车的自动跟随指令，并发送给所述执行单元(5)；
S8：所述执行单元(5)根据所述自动跟随指令自动控制油门或刹车。
2.根据权利要求1所述的纵向避撞提醒和自动跟随的控制方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：
若vrel＞3m/s，则安全等级为3级，此时不具有安全危险，所述提醒单元(4)不采取任何措施，所述感知模块(2)继续实时检测两车的相对速度vrel；
若0＜vrel＜3m/s，则安全等级为2级，此时所述提醒单元(4)的发光二极管闪烁，提醒驾驶员注意自车车速；
若vrel＜0m/s，即自车速度大于前车速度，此时根据以下公式计算理论安全距离s1：
其中：v0：自车速度；
tr：驾驶员反应时间；
ta：制动力协调时间；
ts：制动力增长时间；
a1：汽车在路面上最大加速度；
d1：两车停止时的相对距离；
若两车的实际相对距离srel＞s1，则安全等级为2级，此时所述提醒单元(4)的发光二极管闪烁，提醒驾驶员注意自车车速；
若两车的实际相对距离srel＜s1，则安全等级为1级，此时有碰撞的危险，所述提醒单元(4)的发光二极管闪烁，而且安全带振动，提醒驾驶员减速。
3.根据权利要求1所述的纵向避撞提醒和自动跟随的控制方法，其特征在于，所述电子油门控制系统(501)包括油门驱动切换模块，所述电子油门控制系统(501)通过所述油门驱动切换模块实现自动控制油门和人工控制油门之间的快速切换。
4.根据权利要求3所述的纵向避撞提醒和自动跟随的控制方法，其特征在于，所述步骤S8具体为：
当vrel＞3m/s，所述电子油门控制系统(501)通过所述油门驱动切换模块使节气门开度增加15％，自车加速前进；
当0m/s＜vrel＜3m/s，所述电子油门控制系统(501)通过所述油门驱动切换模块使节气门开度增加5％，降低自车加速度，同时所述感知单元(2)实时检测两车的相对距离srel；
当vrel＜0，根据以下公式计算两车的理论安全距离s2和最小安全距离s1：
s2＝[v0×vrel/arel+1/2×a0×vrel 2/arel 2-(v0+vrel)×vrel/arel-1/2×vrel 2/arel 2
其中，v0：自车速度；
vrel：相对速度；
a0：自车加速度：
arel：相对加速度；
若srel＞s2，两车没有碰撞危险，所述感知单元(2)继续监测实时的两车安全距离、相对速度和加速度；
若s1＜srel＜s2，所述制动力控制系统(502)自动采取制动措施，使得自车的减速度为-1m/s2，保证乘客的安全性和舒适性；
若srel＜s1，所述制动力控制系统(502)自动采取最大制动减速度，使得自车紧急刹车，保证乘客的安全。
5.根据权利要求1所述的纵向避撞提醒和自动跟随的控制方法，其特征在于，所述提醒单元(4)包括灯光提醒系统(401)，所述灯光提醒系统(401)与发光二极管连接，通过所述发光二极管的闪烁实现灯光提醒功能。
6.根据权利要求1或5所述的纵向避撞提醒和自动跟随的控制方法，其特征在于，所述提醒单元(4)还包括振动系统(402)，所述振动系统(402)与座椅安全带连接，通过座椅安全带的振动来实现振动提醒功能。
7.根据权利要求1所述的纵向避撞提醒和自动跟随的控制方法，其特征在于，所述车载雷达(201)为毫米波雷达。
8.根据权利要求1所述的纵向避撞提醒和自动跟随的控制方法，其特征在于，所述车载相机(202)为工业相机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510439409.8A CN105015548B (zh) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | 一种纵向避撞提醒和自动跟随集成系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510439409.8A CN105015548B (zh) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | 一种纵向避撞提醒和自动跟随集成系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105015548A CN105015548A (zh) | 2015-11-04 |
| CN105015548B true CN105015548B (zh) | 2017-10-17 |
Family
ID=54405954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510439409.8A Active CN105015548B (zh) | 2015-07-23 | 2015-07-23 | 一种纵向避撞提醒和自动跟随集成系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105015548B (zh) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105235681B (zh) * | 2015-11-11 | 2018-06-08 | 吉林大学 | 一种基于路面条件的车辆追尾防碰撞系统与方法 |
| CN105644557A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-08 | 苏州安智汽车零部件有限公司 | 考虑驾驶员避撞意图的制动和转向辅助系统及方法 |
| CN105654808A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-06-08 | 北京易驾佳信息科技有限公司 | 一种基于实际机动车的机动车驾驶人智能化训练系统 |
| CN105857310A (zh) * | 2016-03-29 | 2016-08-17 | 谢奇 | 一种交通工具自主跟随方法和系统 |
| CN105938660B (zh) * | 2016-06-07 | 2018-10-12 | 长安大学 | 一种汽车防追尾预警方法和系统 |
| CN106183983A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-12-07 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种车辆开门防撞系统及方法 |
| CN106114422B (zh) * | 2016-08-03 | 2017-06-06 | 安徽工程大学 | 自主跟车系统及其最小安全车间距的控制方法 |
| CN106080556B (zh) * | 2016-08-25 | 2019-02-22 | 辽宁科技学院 | 一种用于车辆智能刹车系统及其控制方法 |
| CN106314434A (zh) * | 2016-08-25 | 2017-01-11 | 乐视控股（北京）有限公司 | 一种车辆跟踪方法和装置 |
| CN106379319B (zh) * | 2016-10-13 | 2019-11-19 | 上汽大众汽车有限公司 | 一种汽车辅助驾驶系统及控制方法 |
| WO2018119860A1 (zh) * | 2016-12-29 | 2018-07-05 | 深圳市柔宇科技有限公司 | 车辆预警方法、装置及系统 |
| WO2018159429A1 (ja) * | 2017-03-02 | 2018-09-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 運転支援方法およびそれを利用した運転支援装置、運転支援システム |
| CN107031629B (zh) * | 2017-03-10 | 2019-11-19 | 上海大学 | 一种3d机器视觉叉车行驶辅助安全系统及方法 |
| CN107085938B (zh) * | 2017-06-08 | 2019-07-02 | 中南大学 | 基于车道线与gps跟随的智能驾驶局部轨迹容错规划方法 |
| CN112026758B (zh) * | 2017-09-30 | 2021-06-15 | 上海蔚来汽车有限公司 | 交通工具前方避撞方法及系统 |
| CN107757534B (zh) * | 2017-10-19 | 2020-03-10 | 北京图森未来科技有限公司 | 一种自动驾驶车队通信方法、装置及系统 |
| KR102054926B1 (ko) * | 2018-02-27 | 2019-12-12 | 주식회사 만도 | Free Space 신호 기반 근거리 컷인 차량 검출 시스템 및 방법 |
| JP2019151177A (ja) * | 2018-03-01 | 2019-09-12 | 本田技研工業株式会社 | 車両制御装置、車両制御方法、及びプログラム |
| CN109177972B (zh) * | 2018-07-26 | 2020-06-30 | 南京航空航天大学 | 一种车辆柔性避撞系统及其控制方法 |
| CN111361555B (zh) * | 2018-12-25 | 2021-08-06 | 青岛市比亚迪汽车有限公司 | 一种车辆的控制方法、装置及车辆 |
| CN109830105A (zh) * | 2019-03-18 | 2019-05-31 | 中国安全生产科学研究院 | 一种防止车辆碰撞路侧固定危险物的装置及方法 |
| CN110103961B (zh) * | 2019-04-18 | 2020-11-03 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 智能跟车控制方法、装置、系统及终端 |
| CN110450777A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-11-15 | 同济大学 | 基于毫米波雷达的多参数输入的车辆预警控制方法及系统 |
| CN110481550B (zh) * | 2019-07-19 | 2021-06-22 | 江苏大学 | 一种基于车联网的汽车弯道盲区跟随控制方法 |
| CN112440930A (zh) * | 2019-09-04 | 2021-03-05 | 浙江吉利汽车研究院有限公司 | 一种安全带锁扣及应用其的汽车 |
| CN110633800B (zh) * | 2019-10-18 | 2022-08-02 | 北京邮电大学 | 基于自动驾驶车辆的车道位置确定方法、设备及存储介质 |
| CN113500992B (zh) * | 2020-03-24 | 2024-06-18 | 北京新能源汽车股份有限公司 | 一种车辆信息的提醒方法、装置及汽车 |
| CN114084136B (zh) * | 2020-08-05 | 2024-01-30 | 上海汽车集团股份有限公司 | 车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法及装置 |
| CN112721939B (zh) * | 2021-01-15 | 2022-04-08 | 南京航空航天大学 | 一种基于多传感器融合的驾驶员制动意图识别方法 |
| CN115071689A (zh) * | 2021-03-10 | 2022-09-20 | 长沙中车智驭新能源科技有限公司 | 一种车辆紧急制动方法、系统以及车辆 |
| CN113859230A (zh) * | 2021-09-02 | 2021-12-31 | 中寰卫星导航通信有限公司 | 一种车辆控制方法、装置及存储介质 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7046167B2 (en) * | 2002-12-13 | 2006-05-16 | Ford Global Technologies, Llc | Adaptive collision load path modification system for vehicle collision compatibility |
| CN204383457U (zh) * | 2014-12-15 | 2015-06-10 | 江苏大学 | 一种车辆主动避撞装置 |
| CN204845924U (zh) * | 2015-07-23 | 2015-12-09 | 江苏大学 | 一种纵向避撞提醒和自动跟随集成系统 |
-
2015
- 2015-07-23 CN CN201510439409.8A patent/CN105015548B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105015548A (zh) | 2015-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105015548B (zh) | 一种纵向避撞提醒和自动跟随集成系统及方法 | |
| CN204845924U (zh) | 一种纵向避撞提醒和自动跟随集成系统 | |
| CN106157696B (zh) | 基于车-车通信的自车主动避让系统和避让方法 | |
| CN110155045A (zh) | 一种车辆紧急加速自保护系统及其自保护方法 | |
| CN108263278A (zh) | 基于传感器整合的行人检测和行人防碰撞装置及方法 | |
| CN113276769A (zh) | 车辆盲区防撞预警系统及方法 | |
| CN106184202A (zh) | 一种用于车辆的自动紧急转向系统及其控制方法 | |
| CN110316198A (zh) | 一种用于高速公路提速的安全保障系统及运行方法 | |
| CN110262469A (zh) | 一种应用于农机车辆的自动行驶控制系统和方法 | |
| CN107031553A (zh) | 一种用于车辆的防追尾系统及方法 | |
| CN110085042A (zh) | 一种基于信息融合的车辆驾驶预警系统及方法 | |
| JP2006500664A (ja) | 車両の衝突を阻止する方法および装置 | |
| CN109910904A (zh) | 一种驾驶行为与车辆驾驶姿态识别系统 | |
| CN107867283A (zh) | 基于预测模型的集成式fcw/acc/aeb系统及车辆 | |
| CN104340226A (zh) | 用于在机动车与对象可能碰撞之前发出警报的系统 | |
| CN103587524A (zh) | 一种横向主动避撞系统及其控制方法 | |
| CN103723107A (zh) | 一种两轮车辆智能防撞系统及其控制方法 | |
| WO2006070865A1 (ja) | 車両運動制御装置 | |
| CN107399290A (zh) | 安全驾驶辅助系统及其控制方法 | |
| CN107344552A (zh) | 动态监测全方位汽车防撞预警系统 | |
| CN207579859U (zh) | 一种基于感知技术的车辆碰撞预防系统 | |
| CN108528445A (zh) | 一种智能汽车传感器盲区主动避撞方法 | |
| CN105905028A (zh) | 一种纯电动车的行人警示系统和方法 | |
| CN105128838B (zh) | 在人行横道对汽车进行主动降速的方法及系统 | |
| KR102184598B1 (ko) | 자율주행차량의 운전자 응급상황발생판단에 기반한 주행예측 및 안전주행시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |