CN106383918A - 一种辨别紧急制动行为是否合理的系统及辨别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种辨别紧急制动行为是否合理的系统，由环境感知系统、CAN总线数据采集模块、驾驶员制动合理性判断模块、环境感知终端数据库组成。环境感知系统及CAN总线数据采集模块分别与驾驶员制动合理性判断模块通讯连接，驾驶员制动合理性判断模块与环境感知终端数据库通讯连接；环境感知系统采集汽车周围的环境与路况信息；当车辆进行制动时，CAN总线数据采集模块获取汽车的制动减速度，环境感知系统将本段时间内所获取的路况与环境信息发送至驾驶员制动合理性判断模块，驾驶员制动合理性判断模块通过内置的判断模型综合对本次紧急制动行为的合理性进行判断，若最终判定结果为不合理，则将此次制动行为输入环境感知终端数据库。

Description

一种辨别紧急制动行为是否合理的系统及辨别方法
技术领域
本发明属于UBI车险领域，涉及一种辨别紧急制动行为是否合理的系统及辨别方法。
背景技术
传统车险定价只根据汽车价格等因素定价，而忽略了驾驶员对车辆的实际使用情况，故存在不合理现象。而UBI(Usage Based Insurance，基于驾驶行为而定保费的保险)是根据驾驶员对汽车的使用情况定价，车辆使用得越频繁，经常超速、不遵守交通法规则的用户会交纳更多的保险金，而很少开车、小心谨慎、安全驾驶的司机则交纳较少的保险金，这种车险定价方式更加人性合理。
在评定驾驶员驾驶安全等级时，紧急制动次数是其中一项重要的因素。但在实际驾驶中，驾驶员的紧急制动行为在某些特定状况，例如，前方车辆突然进行紧急制动、有其他车道车辆突然插入本车道、车辆前方有行人跑过、行人闯红灯等，此时紧急制动是合理的行为。在上述危急情况中，倘若不进行急刹车便会有发生交通事故的可能，故不应将此类合理的急刹车行为记入危险驾驶行为，而影响驾驶员的驾驶安全等级的评定。然而目前UBI定价时，并未考虑到驾驶员所进行的紧急制动行为在当时行车条件下是否合理，仅统计紧急制动总次数，导致对驾驶员安全等级的评价不精确，致使驾驶员需支付车险的金额与驾驶员真实驾驶情况不对应。
发明内容
本发明要解决的是当前UBI车险判定驾驶员安全等级时，只统计出驾驶员紧急制动行为总次数，但不能将其中合理的紧急制动行为剔除的问题。本发明提出一种辨别紧急制动行为是否合理的系统，采用环境感知系统，从全部的紧急制动行为中剔除驾驶员合理的紧急制动行为，从而正确判定驾驶员的安全等级，以帮助确定适合该驾驶员的车险价格。
本发明的目的是通过以下方案实现的：
提供一种辨别紧急制动行为是否合理的系统，由环境感知系统、CAN总线数据采集模块、驾驶员制动合理性判断模块、环境感知终端数据库组成。环境感知系统及CAN总线数据采集模块分别与驾驶员制动合理性判断模块通讯连接，驾驶员制动合理性判断模块与环境感知终端数据库通讯连接；
环境感知系统采集汽车周围的环境与路况信息；当车辆进行制动时，CAN总线数据采集模块获取汽车的制动减速度，若减速度值超过阈值2.5m/s2，则认为该次制动属于紧急制动；环境感知系统将本段时间内所获取的路况与环境信息发送至驾驶员制动合理性判断模块；驾驶员制动合理性判断模块通过内置的判断模型，根据车辆制动前与前方障碍物之间的距离以及两者的相对速度等信息计算出碰撞时间TTC，判断其与该路况下所设置的临界碰撞时间的大小关系，并根据环境感知系统获取的路况与环境信息，以及制动前驾驶员是否有危险操作行为综合对本次紧急制动行为的合理性进行判断，若最终判定结果为不合理，则将此次制动行为输入环境感知终端数据库。
进一步地，所述CAN总线数据采集模块通过OBD(On-Board Diagnostic，车载诊断系统)来实时收集车辆信息，通过获取汽车制动减速度以判断驾驶员是否进行紧急制动，并且采集紧急制动前本车的车速信息。
进一步地，所述环境感知系统由毫米波雷达探测模块和摄像头识别模块组成；雷达探测模块采用放置在车辆前进气格栅中部的毫米波雷达，形成对车辆前方的探测；
本发明同时提供采用一种辨别紧急制动行为是否合理的系统的辨别方法，其步骤如下：
步骤1，在行驶过程中，环境感知系统采用雷达探测模块以及摄像头识别模块同时对周围环境进行探测与感知。其中，毫米波雷达探测模块采用毫米波来检测汽车周围的其他车辆、行人、障碍物等，并根据采集的车速、距离、以及相对速度预测其他车辆的运动趋势；摄像头识别模块采用分布在车周围的四个摄像头来对道路交通线进行识别，检测车辆与两侧车道线的距离。通过数据融合综合两模块所获得信息，形成对汽车周围环境完整的感知。
步骤2，当驾驶员踩制动踏板进行紧急制动时，CAN总线数据采集模块获取此时汽车的制动减速度，若减速度超过阈值2.5m/s2,则毫米波雷达探测模块以及摄像头识别模块将此段时间内收集的信息传入驾驶员制动合理性判断模块，驾驶员制动合理性判断模块根据当时的路况及环境信息通过事先所建模型对其合理性进行判断。首先通过环境感知系统中的毫米波雷达模块有效地识别出前方障碍物与本车之间的距离D以及两者间的相对速度、相对加速度，通过内置的算法计算出TTC(Time to Collision，碰撞时间)。
碰撞时间其中，vr为本车对于前方碰撞物的相对速度(以车辆坐标系Ox正方向为正)，ar为本车对于前方碰撞物的相对加速度(以车辆坐标系Ox正方向为正)，D为本车与碰撞物之间的距离。
步骤3，对合理性进行判断时，首先判断若不进行紧急制动是否会有发生交通事故或者导致车距远小于安全车距的可能。若驾驶员在刹车前系统所计算出的TTC小于或接近在该路况下设定的临界碰撞时间，则判定驾驶员不进行紧急制动有导致交通事故的可能，或致使与其他的道路使用者距离过近，并进入步骤4的判断；若所计算出的TTC大于系统在该路况下所设定的临界碰撞时间，则认为不进行急刹车也不会引起任何交通事故，且汽车各个方向的车距均很安全，则判定此次刹车不合理，并将此次不合理行为记入环境感知终端数据库。
步骤4，判断该危急情况是否由本车驾驶员的不正当操作所引起。CAN总线数据采集模块调取紧急制动前的车速以及摄像头所采集的路面信息等数据，若本车驾驶员在紧急制动前有危险驾驶行为(如超速、抢行等)，则系统判断此危急情况是由本车驾驶员的不正当操作造成，将本次不合理行为记入环境感知终端数据库；若该危急情况是由其它道路使用者造成(如行人突然横穿、其他车道汽车强行并入本车道等)，则判定此次紧急制动行为合理，不记入环境感知终端数据库。
附图说明
图1为一种辨别紧急制动行为是否合理的系统结构原理图
图2为一种辨别紧急制动行为是否合理的方法流程图
具体实施方式
为更清楚地表明本专利的应用和技术路线，下面将结合附图对本专利进行详细的解释说明。
如图1所示，一种辨别紧急制动行为是否合理的系统，由环境感知系统、CAN总线数据采集模块、驾驶员制动合理性判断模块、环境感知终端数据库组成。环境感知系统及CAN总线数据采集模块分别与驾驶员制动合理性判断模块通讯连接，驾驶员制动合理性判断模块与环境感知终端数据库通讯连接。
环境感知系统采集汽车周围的环境与路况信息，其由毫米波雷达探测模块和摄像头识别模块组成。当车辆进行制动时，CAN总线数据采集模块获取汽车的制动减速度，若减速度值超过阈值2.5m/s2，则认为该次制动属于紧急制动，环境感知系统将本段时间内所获取的路况与环境信息发送至驾驶员制动合理性判断模块。驾驶员制动合理性判断模块通过内置的判断模型，根据车辆制动前与前方障碍物之间的距离以及两者的相对速度等信息计算出碰撞时间TTC，判断其与该路况下所设置的临界碰撞时间的大小关系，并根据雷达与摄像头所采集到的路况、环境信息，以及制动前驾驶员是否有危险操作对本次紧急制动行为的合理性进行判断，若最终判定结果为不合理，则将此次制动行为输入环境感知终端数据库。
所述CAN总线数据采集模块通过OBD车载诊断系统来实时收集车辆信息，通过获取汽车制动减速度以判断驾驶员是否进行紧急制动，并且采集紧急制动前本车的车速等信息，便于接下来对驾驶员操作是否合理进行判断，CAN总线数据采集模块与驾驶员制动合理性判断模块通讯连接。
所述环境感知系统由毫米波雷达探测模块和摄像头识别模块组成，用来对周围环境与路况进行综合感知。环境感知系统与驾驶员制动合理性判断模块通讯连接，向后者实时传输所采集的数据。
所述雷达探测模块采用放置在车辆前进气格栅中部的毫米波雷达，形成对车辆前方的探测，能够识别车辆前方的其他机动车、行人、障碍物、以及相邻车道上的机动车等，根据采集的车速、距离、以及相对速度预测其他车辆的运动趋势，从而得出精确的路况信息。
所述摄像头识别模块采用分别放置在汽车头部、尾部及左、右侧后视镜下的四个摄微型像头全方位获取汽车周围的指示标线(如车道线、人行道)、禁止标线、警告标线等道路交通线以及指示牌等其他交通标志，能判别车辆与两侧车道线的距离。
所述驾驶员制动合理性判断模块中包含事先所建立的判断模型，通过将计算出的碰撞时间TTC与临界碰撞时间的比较，并根据车辆紧急制动前的路况与环境信息以及驾驶员在制动前的操作对紧急制动行为的合理性进行判断，驾驶员制动合理性判断模块还与环境感知终端数据库连接。
所述驾驶员制动合理性判断模块中包含事先建立的判断模型，判断模型通过对比不同路况、天气下的安全距离、车速、车头时距与当前车辆的状态信息计算碰撞时间。根据车辆紧急制动前的路况与环境信息以及驾驶员制动前的操作对紧急制动行为的合理性进行判断，驾驶员制动合理性判断模块还与环境感知终端数据库连接。
所述环境感知终端数据库用来存储能判别驾驶员安全等级的相关操作行为和车辆信息，通过分析该数据库的信息可对驾驶员的安全等级做出客观的判断。
一种采用所述辨别紧急制动行为是否合理的系统辨别紧急制动行为是否合理的方法，如图2所示，包括以下步骤：
步骤1，在车辆行驶过程中，环境感知系统采用毫米波雷达探测模块以及摄像头识别模块同时对周围环境进行探测与感知。其中，毫米波雷达探测模块采用毫米波来检测汽车周围的其他车辆、行人、障碍物等，并根据采集的车速、距离以及相对速度预测其他车辆的运动趋势；摄像头识别模块采用分布在车辆周围的四个摄像头来对道路交通线进行识别，检测车辆与两侧车道线的距离。通过综合毫米波雷达探测模块以及摄像头识别模块所获得的信息，实现对汽车周围环境完整的感知。
步骤2，当驾驶员踩制动踏板进行紧急制动时，CAN总线数据采集模块获取此时汽车的制动减速度，若减速度超过阈值2.5m/s2，环境感知系统会将此段时间内收集的信息传入驾驶员制动合理性判断模块，驾驶员制动合理性判断模块根据毫米波雷达所采集的与障碍物之间的距离、相对速度、相对加速度等信息通过判断模型来预测碰撞时间TTC。碰撞时间其中，vr为本车对于前方碰撞物的相对速度(以车辆坐标系Ox正方向为正)，ar为本车对于前方碰撞物的相对加速度(以车辆坐标系Ox正方向为正)，D为本车与碰撞物之间的距离。
步骤3，对制动合理性进行判断时，首先判断车辆若不进行紧急制动是否会有发生交通事故或者导致车距远小于安全车距的可能。将步骤2中所计算出的碰撞时间TTC与模块中设定该路况下的临界碰撞时间相比较。若预测的碰撞时间小于或接近临界碰撞时间，则认为驾驶员不进行紧急制动有导致交通事故的可能，或致使与其他的道路使用者距离过近，并进入步骤4的判断；若预测的碰撞时间大于在该路况下所设定的临界碰撞时间，则认为不进行紧急制动也不会引起交通事故，且汽车各个方向的车距均很安全，故判定此次紧急制动不合理，并将此次不合理行为记入环境感知终端数据库。
步骤4，判断该危急情况是否由本车驾驶员的不正当操作所引起。CAN数据采集模块调取车辆紧急制动前的车速以及摄像头所采集的路面信息等数据，若本车驾驶员在紧急制动前有危险驾驶行为(如超速、抢行等)，即制动前车速超过道路的速度限制或者摄像头采集的路面信息中发现本车驾驶员有抢行的行为时，系统判断此危急情况是由本车驾驶员的不正当操作造成，将本次不合理行为记入环境感知终端数据库；若该危急情况是由其它道路使用者造成(如行人突然横穿、其他车道汽车强行并入本车道等)，则判定此次急刹车合理，不记入环境感知终端数据库。

Claims (4)

1.一种辨别紧急制动行为是否合理的系统，其特征在于，由环境感知系统、CAN总线数据采集模块、驾驶员制动合理性判断模块、环境感知终端数据库组成。环境感知系统及CAN总线数据采集模块分别与驾驶员制动合理性判断模块通讯连接，驾驶员制动合理性判断模块与环境感知终端数据库通讯连接；
环境感知系统采集汽车周围的环境与路况信息；当车辆进行制动时，CAN总线数据采集模块获取汽车的制动减速度，若减速度值超过阈值2.5m/s2，则认为该次制动属于紧急制动；环境感知系统将本段时间内所获取的路况与环境信息发送至驾驶员制动合理性判断模块；驾驶员制动合理性判断模块通过内置的判断模型，根据车辆制动前与前方障碍物之间的距离以及两者的相对速度等信息计算出碰撞时间TTC，判断其与该路况下所设置的临界碰撞时间的大小关系，并根据环境感知系统获取的路况与环境信息，以及制动前驾驶员是否有危险操作行为综合对本次紧急制动行为的合理性进行判断，若最终判定结果为不合理，则将此次制动行为输入环境感知终端数据库。
2.如权利要求1所述的一种辨别紧急制动行为是否合理的系统，其特征在于，所述CAN总线数据采集模块通过车载诊断系统来实时收集车辆信息，通过获取汽车制动减速度以判断驾驶员是否进行紧急制动，并且采集紧急制动前本车的车速信息。
3.如权利要求1所述的一种辨别紧急制动行为是否合理的系统，其特征在于，所述环境感知系统由毫米波雷达探测模块和摄像头识别模块组成；雷达探测模块采用放置在车辆前进气格栅中部的毫米波雷达，形成对车辆前方的探测；
所述摄像头识别模块采用分别放置在汽车头部、尾部及左、右侧后视镜下的四个摄微型像头全方位获取汽车周围的道路交通线及交通标志。
4.一种采用如权利要求1所述的辨别紧急制动行为是否合理的系统辨别紧急制动行为是否合理的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在车辆行驶过程中，环境感知系统采用毫米波雷达探测模块以及摄像头识别模块同时对周围环境进行探测与感知；
步骤2，当驾驶员踩制动踏板进行紧急制动时，CAN总线数据采集模块获取此时汽车的制动减速度，若减速度超过阈值2.5m/s2，环境感知系统会将此段时间内收集的信息传入驾驶员制动合理性判断模块，驾驶员制动合理性判断模块根据毫米波雷达所采集的与障碍物之间的距离、相对速度、相对加速度，通过判断模型来预测碰撞时间TTC；碰撞时间其中，vr为本车对于前方碰撞物的相对速度，ar为本车对于前方碰撞物的相对加速度，D为本车与碰撞物之间的距离；
步骤3，判断车辆若不进行紧急制动是否会有发生交通事故或者导致车距远小于安全车距的可能：将步骤2中所计算出的碰撞时间TTC与设定的该路况下的临界碰撞时间相比较，若预测的碰撞时间小于或接近临界碰撞时间，则认为驾驶员不进行紧急制动有导致交通事故的可能，或致使与其他的道路使用者距离过近，并进入步骤4的判断；若预测的碰撞时间大于在该路况下所设定的临界碰撞时间，则认为不进行紧急制动也不会引起交通事故，且汽车各个方向的车距均很安全，故判定此次紧急制动不合理，并将此次不合理行为记入环境感知终端数据库；
步骤4，判断该危急情况是否由本车驾驶员的不正当操作所引起：CAN数据采集模块调取车辆紧急制动前的车速以及摄像头所采集的路面信息数据，若本车驾驶员在紧急制动前有危险驾驶行为，即制动前车速超过道路的速度限制或者摄像头采集的路面信息中发现本车驾驶员有抢行的行为时，系统判断此危急情况是由本车驾驶员的不正当操作造成，将本次不合理行为记入环境感知终端数据库；若该危急情况是由其它道路使用者造成，则判定此次急刹车合理，不记入环境感知终端数据库。
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