CN105711589A - 一种汽车自适应巡航控制系统中旁车道车辆并线控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车自适应巡航控制系统中旁车道车辆并线控制方法，旁车的并线意图识别是旁车道车辆并线控制的基础，主车只有在发现旁车确实有向主车道并入行驶的意图时才需要做出相应的控制，采用基于机器学习的方法对旁车并线意图识别器进行训练；在主车识别到旁车的并线意图后，旁车道车辆并线控制立即启动节气门或主动制动控制以使主车对旁车的并线行为提前做出反应，以确保旁车在完全进入主车道后主车有更充裕时间来适应旁车的行驶状态。本发明建立了旁车道车辆并线意图识别器，并对训练样本的各个属性进行卡尔曼滤波和预估处理，输出识别结果，其能够对旁车道车辆并线意图进行识别，使主车提前做出行驶调整以减小与旁车发生碰撞的风险。
Description
技术领域
本发明属于汽车自适应巡航控制系统技术领域，具体的说是涉及一种汽车自适应巡航控制系统中旁车道车辆并线控制方法。
背景技术
自适应巡航控制系统是一种智能化的自动控制系统，它是在早已存在的巡航控制技术的基础上发展而来的。在车辆行驶过程中，安装在车辆前部的车距传感器雷达持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。
目前现有技术中的自适应巡航控制系统大多只针对主车道内的主目标车辆进行控制，在有旁车道车辆并线的情况下，主车的控制功能往往只有在旁车完全进入主车道后引起主目标车辆变化时才能发挥作用，因此主车不能充分利用旁车尚在并线过程中的行驶数据进行控制。特别是当旁车强行并线且距离主车较近时，自适应巡航控制更新主目标车辆滞后会带来安全隐患。当主车在主车道内检测到并线后的旁车时，主车控制器往往会输出大强度制动以避免碰撞的发生，这不仅会影响到驾乘人员的舒适性，并且会对后续车辆的正常行驶产生影响。
旁车道车辆向主车所在的车道内并线行驶是实际交通环境中比较常见的一种工况，因此自适应巡航控制需要对旁车道的并线行为具备必要的反应能力，以充分保障主车的行驶安全。如果能够提供一种自适应巡航控制方法，其在并线车辆尚在旁车道时就对主车进行一定的减速控制，即可解决上述现有技术中的诸多不足。
发明内容
本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种汽车自适应巡航控制系统中旁车道车辆并线控制方法，本发明的自适应巡航控制方法在并线车辆尚在旁车道时就对主车进行一定的减速控制。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种汽车自适应巡航控制系统中旁车道车辆并线控制方法，其包括如下步骤：1）并线意图识别：旁车的并线意图识别是旁车道车辆并线控制的基础，主车只有在发现旁车确实有向主车道并入行驶的意图时才需要做出相应的控制，采用基于机器学习的方法对旁车并线意图识别器进行训练，并线数据样本分为训练样本与待识别样本；2）旁车道车辆并线控制：在主车识别到旁车的并线意图后，旁车道车辆并线控制立即启动节气门或主动制动控制以使主车对旁车的并线行为提前做出反应，以确保旁车在完全进入主车道后主车有更充裕时间来适应旁车的行驶状态。
训练样本和待识别样本的成分构成：为充分描述主车与旁车道车辆的运动关系，训练样本与待识别样本由7个属性构成，7个属性分别为旁车与主车的纵向相对车距、侧向相对车距、纵向相对车速、侧向相对车速、纵向相对加速度、侧向相对加速度和主车车速。
训练样本由实际道路交通环境中获得，训练样本由人工分类明确该训练样本属于并线样本或非并线样本，用于对并线意图识别器的训练；待识别样本由自适应巡航控制系统实际测得的主车与旁车运动关系数据。
旁车道车辆并线控制方法对旁车道车辆并线控制的结构进行了模块化设计，以相对车速与碰撞时间为输入、主车期望加速度为输出的旁车并线主车运动参数控制器；旁车并线主车运动参数控制器的控制方法包括如下步骤：步骤1：根据旁车与主车的纵向相对车距及纵向相对车速，计算主车在旁车道车辆并线控制时的期望加速度；步骤2：由主车加速度控制器求取期望节气门开度与期望制动压力；步骤3：节气门开度控制器与制动压力控制器，根据主车的期望节气门开度与期望制动压力，控制主车实际节气门开度与实际制动压力，以使主车产生的实际加速度达到并跟随期望加速度变化。
本发明的有益效果是：本发明基于模糊支持向量机构建立了旁车道车辆并线意图识别器，识别器的训练样本于实际交通环境中获得，并对训练样本的各个属性进行卡尔曼滤波和预估处理，输出识别结果。本发明对旁车道车辆并线控制的结构进行了模块化设计，以相对车速与碰撞时间为输入、主车期望加速度为输出的旁车并线主车运动参数控制器。
本发明中的汽车自适应巡航控制系统中旁车道车辆并线控制方法与现有技术相比，本发明能够对旁车道车辆并线意图进行识别，使主车根据旁车运动状态提前做出行驶调整以减小与旁车发生碰撞的风险。本发明已经进行了执行机构在环仿真与实车实验，仿真与在实际实验结果表明旁车道并线控制可在旁车并线时有效完成对主车的运动控制。
附图说明
图1是本发明并线数据样本中训练样本与待识别样本之间的关系图；
在图1中：“---”虚线箭头表示训练过程，“—”实线箭头表示识别过程；
图2是本发明旁车道车辆并线控制结构示意图；
在图2中：drs为旁车与主车的纵向相对车距；vrs为纵向相对车速；as为期望加速度；pd为期望制动压力；ad为期望节气门开度；pa为实际制动压力；aa为实际加速度。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明作详细描述。
如图1至图2所示，一种汽车自适应巡航控制系统中旁车道车辆并线控制方法，其包括如下步骤：1）并线意图识别：旁车的并线意图识别是旁车道车辆并线控制的基础，主车只有在发现旁车确实有向主车道并入行驶的意图时才需要做出相应的控制，采用基于机器学习的方法对旁车并线意图识别器进行训练，并线数据样本分为训练样本与待识别样本；2）旁车道车辆并线控制：在主车识别到旁车的并线意图后，旁车道车辆并线控制立即启动节气门或主动制动控制以使主车对旁车的并线行为提前做出反应，以确保旁车在完全进入主车道后主车有更充裕时间来适应旁车的行驶状态。
训练样本和待识别样本的成分构成：为充分描述主车与旁车道车辆的运动关系，训练样本与待识别样本由7个属性构成，7个属性分别为旁车与主车的纵向相对车距、侧向相对车距、纵向相对车速、侧向相对车速、纵向相对加速度、侧向相对加速度和主车车速。训练样本由实际道路交通环境中获得，训练样本由人工分类明确该训练样本属于并线样本或非并线样本，用于对并线意图识别器的训练；待识别样本由自适应巡航控制系统实际测得的主车与旁车运动关系数据。
旁车道车辆并线控制方法对旁车道车辆并线控制的结构进行了模块化设计，以相对车速与碰撞时间为输入、主车期望加速度为输出的旁车并线主车运动参数控制器；旁车并线主车运动参数控制器的控制方法包括如下步骤：步骤1：根据旁车与主车的纵向相对车距及纵向相对车速，计算主车在旁车道车辆并线控制时的期望加速度；步骤2：由主车加速度控制器求取期望节气门开度与期望制动压力；步骤3：根据主车的期望节气门开度与期望制动压力，控制主车实际节气门开度与实际制动压力，以使主车产生的实际加速度达到并跟随期望加速度变化。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (4)
1.一种汽车自适应巡航控制系统中旁车道车辆并线控制方法，其特征在于：所述旁车道车辆并线控制方法包括如下步骤：
1）并线意图识别：旁车的并线意图识别是旁车道车辆并线控制的基础，主车只有在发现旁车确实有向主车道并入行驶的意图时才需要做出相应的控制，采用基于机器学习的方法对旁车并线意图识别器进行训练，并线数据样本分为训练样本与待识别样本；
2）旁车道车辆并线控制：在主车识别到旁车的并线意图后，旁车道车辆并线控制立即启动节气门或主动制动控制以使主车对旁车的并线行为提前做出反应，以确保旁车在完全进入主车道后主车有更充裕时间来适应旁车的行驶状态。
2.根据权利要求1所述的一种汽车自适应巡航控制系统中旁车道车辆并线控制方法，其特征在于：所述训练样本与待识别样本由7个属性构成，所述7个属性分别为旁车与主车的纵向相对车距、侧向相对车距、纵向相对车速、侧向相对车速、纵向相对加速度、侧向相对加速度和主车车速。
3.根据权利要求1或2所述的一种汽车自适应巡航控制系统中旁车道车辆并线控制方法，其特征在于：所述训练样本由实际道路交通环境中获得，训练样本由人工分类明确该训练样本属于并线样本或非并线样本，用于对并线意图识别器的训练；所述待识别样本由自适应巡航控制系统实际测得的主车与旁车运动关系数据。
4.根据权利要求1所述的一种汽车自适应巡航控制系统中旁车道车辆并线控制方法，其特征在于：所述控制方法对旁车道车辆并线控制的结构进行了模块化设计，以相对车速与碰撞时间为输入、主车期望加速度为输出的旁车并线主车运动参数控制器；所述旁车并线主车运动参数控制器的控制方法包括如下步骤：步骤1：根据旁车与主车的纵向相对车距及纵向相对车速，计算主车在旁车道车辆并线控制时的期望加速度；步骤2：由主车加速度控制器求取期望节气门开度与期望制动压力；步骤3：根据主车的期望节气门开度与期望制动压力，控制主车实际节气门开度与实际制动压力，以使主车产生的实际加速度达到并跟随期望加速度变化。
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