CN108839653A - 一种自动紧急制动系统的控制方法及装置 - Google Patents

一种自动紧急制动系统的控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明设计涉及一种自动紧急制动系统控制方法及装置，属于汽车制动系统技术领域。检测行人和目标车是否在本车车道上、行人速度、本车与行人相对距离、本车速度、本车减速度、目标车速度、本车与目标车的相对距离，确定本车与行人相对速度、本车与目标车相对速度；本发明的方法和装置，可以对行人和目标车区分处理，并根据本车、目标物包括驾驶员状态综合准确判断紧急情况并进行制动，可实现模糊制动模仿有人驾驶，从而有效平稳避免碰撞或降低碰撞损害。

Description

一种自动紧急制动系统的控制方法及装置
技术领域
本发明设计涉及一种自动紧急制动系统控制方法及装置，属于汽车制动系统技术领域。
背景技术
随着汽车数量增加以及交通环境日益复杂等因素的影响，交通安全等社会焦点问题越来越受到重视。为此，汽车厂商、零配件厂商和科研机构等在汽车安全技术方面开展了大量研究。其中自动紧急制动（Automatic Emergency Braking，AEB）系统已广泛应用于汽车辅助驾驶系统中，日渐成为汽车安全保障系统的必备子系统。它可以在汽车碰撞发生前发出警报并实施制动干预，以最大限度避免事故的发生、最大程度减轻事故造成的影响。AEB系统具有结构简单、实用强等特点，并且在提高汽车的安全性和降低交通事故发生率上发挥重要的作用。
公开号为CN 106564484 A的中国发明专利“车辆自动紧急制动控制方法、装置及车辆”提出一种可根据本车和目标车的状态综合判断紧急情况，并且可自动选择制动减速度进行有效避撞。该方法未考虑后方车辆影响以及驾驶员主动制动等因素，这些都将影响AEB系统在分析决策中的准确性。公开号为CN 107891851 A的中国发明专利“一种车辆的控制方法、装置及控制器”提出一种自动紧急制动系统AEB的汽车控制方法，该方法主要针对现有AEB技术存在对驾驶员主观行为判断、工作状态预警和AEB退出等不足的方面进行完善。该方法未考虑加速与制动之间的切换机制，以及如何处理在驾驶员主动制动时也可能出现碰撞风险的情况。
基于此，有必要提出一种可实现行人与车区别检测并根据对驾驶员主观行为判断综合分析决策进而在复杂情况下实现有效避免碰撞的自动紧急制动系统控制方法及装置。
发明内容
本发明要解决的一个技术问题是如何提供一种可实现行人与车区别检测并根据对驾驶员主观行为判断综合分析决策进而在复杂情况下实现有效避免碰撞的自动紧急制动系统控制方法。
本发明采用如下技术方案：
一种自动紧急制动系统的控制方法，该方法包括：
检测行人和目标车是否在本车车道上、行人速度、本车与行人相对距离、本车速度、本车减速度、目标车速度、本车与目标车的相对距离，确定本车与行人相对速度、本车与目标车相对速度；
检测行人和目标车与本车是否在同一车道上；
若行人与目标车在同一本车驾驶车道上，根据本车与行人、目标车的相对距离、相对速度分别确定碰撞时间TTC0和TTC1；当TTC0大于目标车辆碰撞时间TTC1时，则行人暂无碰撞危险；当TTC0小于目标车辆碰撞时间TTC1和第零时间阈值TTC (0)时，控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度afull；
若行人和目标车与本车不在同一车道，则判断行人与本车是否在本车车道上；若行人与本车在本车车道上，根据本车与行人的相对距离、相对速度分别确定碰撞时间TTC0，当TTC0小于第零时间阈值TTC（0）时，控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度afull；
若行人与本车不在本车车道上，则判断目标车是否在本车车道上；若目标车与本车在同一车道，根据本车与目标车的相对距离、相对速度确定碰撞时间TTC1；当TTC1小于第一时间阈值TTC(1)时，本车进入全制动阶段并输出全制动减速度afull;当TTC1小于第二时间阈值TTC(2)且大于等于第一时间阈值TTC(1)时，本车进入模糊制动阶段并输出该阶段制动减速度afuzzy。
若目标车不在本车车道上，则判断目标车暂无碰撞风险。
进一步的，当驾驶员主动制动时，根据本车制动减速度、本车与目标物相对速度和本车与目标物相对距离，确定碰撞时间TTC3；
当TTC3小于第三时间阈值TTC(3)时，重新启动AEB辅助主车制动, 主车保持输出全制动减速度afull直至主车与目标物相对速度为零并继续保持全制动减速度T3时间后退出；
其中，所述模糊制动阶段制动减速度afuzzy由模糊控制器根据模糊控制规则提供，实现模仿有人驾驶制动提高制动平稳性；
所述当判断目标车或行人存在碰撞危险时，触发汽车仪表盘危险警示灯亮和危险语音提示预警驾驶员碰撞危险，并触发双闪预警灯警示本车后方车辆；当驾驶员主动进行制动时，自动预警状态退出，切换正常制动警示状态。
进一步的，判断行人和目标车是否都在本车行驶车道上包括：
通过感知检测模块判断行人与目标车是否在同一本车行驶车道线范围及前向设定距离内；
若行人与目标车不在同一本车行驶车道上，则检测行人是否在本车行驶车道上；
若行人不在本车车道上，则检测目标车是否在本车车道上；
判断目标车或行人是否在本车行驶车道线范围及前向设定距离内；
如果目标车或行人不在本车行驶车道线范围及前向设定距离内，则判断所述目标车或或行人暂无碰撞危险；
如果目标车或行人在本车行驶车道线范围及前向设定距离内，则目标车或行人在本车行驶车道上，判断则分别根据本车与目标车或行人的相对距离、相对速度计算危险目标物对应的碰撞时间TTC。
进一步的，根据本车与行人或目标车的相对距离、相对速度确定碰撞时间TTC包括：
定义计算平均碰撞时间TTCnormal等于S相对/V相对，碰撞时间TTC简化用平均碰撞时间TTCnormal表示。
一种自动紧急系制动系统的控制装置，包括：
感知检测模块它分别包括：行人检测、目标物检测和车道线检测，并分别用于检测行人、检测目标车、检测车道判断行人或目标车是否在车道线上及是否同时在车道上，还用于检测本车速度、行人速度、目标车速度、本车与行人相对距离、本车与目标车相对距离。
进一步的，计算决策模块用于根据本车与行人或目标车的相对距离、相对速度确定碰撞时间TTC；
执行处理模块用于当TTC0小于目标车辆碰撞时间TTC1和第零时间阈值TTC (0)时，控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度afull；当TTC0小于第零时间阈值TTC（0）时，控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度afull；本车保持输出全制动减速度afull直至本车与目标物相对速度为零并继续保持全制动减速度T0时间后退出自动紧急制动状态；当TTC1小于第一时间阈值TTC (1)时，本车进入全制动阶段并输出全制动减速度afull;当TTC1小于第二时间阈值TTC(2)且大于等于第一时间阈值TTC(1)时，本车进入模糊制动阶段并输出该阶段制动减速度afuzzy；当驾驶员主动制动时仍可能存在危险，根据本车制动减速度、本车与目标物相对速度和本车与目标物相对距离，确定碰撞时间TTC3。当TTC3小于第三时间阈值TTC(3)时，重新启动AEB辅助主车制动, 控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度afull
感知检测模块中行人检测和目标物检测用于检测行人、检测目标车、检测车道判断行人或目标车是否在车道线上及是否同时在车道上；
感知检测模块中车道线检测用于检测判断目标车或行人是否在本车行驶车道线范围及前向设定距离内；
计算决策模块用于定义计算平均碰撞时间TTCnormal等于S相对/V相对，碰撞时间TTC简化用平均碰撞时间TTCnormal表示；
执行处理模块用于当判断目标车或行人存在碰撞危险时，触发汽车仪表盘危险警示灯亮和危险语音提示预警驾驶员碰撞危险，并触发双闪预警灯警示本车后方车辆；当驾驶员主动进行制动时，自动预警状态退出，切换正常制动警示状态。
本发明的有益效果
本发明的方法和装置，可以对行人和目标车区分处理，并根据本车、目标物包括驾驶员状态综合准确判断紧急情况并进行制动，可实现模糊制动模仿有人驾驶，从而有效平稳避免碰撞或降低碰撞损害。
附图说明
图1是本发明的实施例中一种自动紧急制动系统控制方法的流程图；
图2是本发明的实施例中一种自动紧急制动系统控制装置的结构框图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行更全面的描述，本发明不仅限于所述实施例，可以以各种形式实现本公开发明。其中说明本发明的示例性实施例。
实施例1
如图1所示，为本发明的实施例中一种自动紧急制动系统控制方法的步骤流程图，该控制方法包括：
步骤S100,检测行人速度、本车与行人相对距离、本车速度、本车减速度、目标车速度、本车与目标车的相对距离，确定本车与行人相对速度、本车与目标车相对速度。
在具体实施例中，相对距离和相对速度均通过毫米波雷达获取，本车速度和本车驾驶员制动减速度通过车辆CAN报文获取，基于减速度的制动执行模块为底层整车控制器。
步骤S101，判断行人和目标车是否都在本车行驶车道上。
在一个具体实施例中，本发明所述的本车行驶车道可为结构化道路和非结构化道路。
在一个具体实施例中，判断目标车是否在本车行驶车道上还包括：判断目标车或行人是否在本车行驶车道线范围及前向设定距离内；如果目标车或行人不在本车行驶车道线范围及前向设定距离内，则判断所述目标车或或行人暂无碰撞危险；如果目标车或行人在本车行驶车道范围及前向设定距离内，则分别根据本车与目标车或行人的相对距离、相对速度计算危险目标物对应的碰撞时间TTC。
在一个具体实施例中，所述设定前向距离为100m，横向距离为正负1.5m范围之内。具体实例中，如果目标物与本车的前向距离在100m内和横向距离为正负1.5m范围内，则判断目标物在本车行驶车道上。并暂判断目标物存在碰撞隐风险，需要计算对应目标物的碰撞时间TTC。
在一个具体实施例中，如果目标物与本车的前向距离为100m之外和横向距离大于1.5m小于4.5m，则判断目标物为碰撞隐对象，并继续检测目标车状态变化是否会进入所设定横向与前向范围内。
步骤S102，当行人存在本车车道上，可以在仪表盘显示器显示行人并用红色框标示危险行人。根据本车与行人的相对距离、相对速度确定碰撞时间TTC0。
步骤S103，当TTC0大于目标车辆碰撞时间TTC1时，则行人暂无碰撞危险；当TTC0小于目标车辆碰撞时间TTC1和第零时间阈值TTC(0)时，控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度afull；本车保持输出全制动减速度afull直至本车与目标物相对速度为零并继续保持全制动减速度T0时间后退出自动紧急制动状态。
步骤S104，若行人和目标车不同在本车行驶车道内，则判断行人是否在本车行驶车道上。
在一个具体实施例中，感知检测中行人检测检测在本车行驶车道上是否有行人存在。
当检测行人存在本车行驶车道线上，则根据本车与行人的相对距离相对速度确定碰撞时间TTC0。当TTC0小于目标车辆碰撞时间TTC1和第零时间阈值TTC(0)时，控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度afull。
步骤S107，当行人不在本车行驶车道上，则检测目标车是否在本车行驶车道上。
当检测目标车在本车行驶车道上，则根据本车与目标车的相对距离、相对速度确定碰撞时间TTC1；当TTC1小于第一时间阈值TTC(1)时，本车进入全制动阶段并输出全制动减速度afull;
步骤S108，当TTC1小于第二时间阈值TTC(2)且大于等于第一时间阈值TTC (1)时，本车进入模糊制动阶段并输出该阶段制动减速度afuzzy。
步骤S109，当检测目标车不在本车行驶车道上，则判断目标车暂无碰撞风险。
在一个具体实施例中，可以设定第一时间阈值TTC(1)为1s, 第二时间阈值TTC(2)为2s。在实际整定阈值参数时，也可以根据实际的测试结果调整第一时间阈值、第二时间阈值的值，以达到更优良精确的制动控制效果。
在具体实施例中，可以设定全制动减速度afull为-6m/s2, 全制动减速度保持时间T0和T1为1s。实际参数整定实验中，可以根据实验最优的数据重新确定全制动减速度和全制动保持时间，以到达自动紧急制动稳定最优效果。
在具体实施例中，当判断目标车或行人存在碰撞危险时，由ECU触发汽车仪表盘危险警示灯亮和危险语音提示预警驾驶员碰撞危险，并触发双闪预警灯警示本车后方车辆。当驾驶员主动进行制动时，自动预警状态退出，切换正常制动警示状态。
本发明实施例的车辆自动紧急制动控制方法，可实现模糊制动控制。根据人工驾驶制动经验和多次制动控制实验结果，以及参数的隶属度函数，制定模糊制动控制规则。通过模糊制动控制可以实现模仿有人驾驶制动过程，提高了自动紧急制动过程平稳性。无论本车处于低速或高速状态，本制动控制方法均可有效避免碰撞或降低碰撞伤害。
本发明中所涉及的参数和装置具有通用性和适用性，完全可应用于各种车辆自动紧急制动系统上。
实施例2
如图2所示，为本发明的实施例中一种自动紧急制动系统控制装置结构图，参照图2所示，该装置包括：感知检测模块201，用于检测行人速度、本车与行人相对距离、本车速度、本车减速度、目标车速度、本车与目标车的相对距离，确定本车与行人相对速度、本车与目标车相对速度以及行人、目标车和行人与目标车是否在车道上；计算决策模块202，与所述感知检测模块相连接，用于根据本车与行人或目标车的相对距离、相对速度确定碰撞时间TTC包括：定义计算平均碰撞时间TTCnormal等于S相对/V相对，碰撞时间TTC简化用平均碰撞时间TTCnormal表示；执行处理模块203，与所述计算模块相连接，用于处理当TTC0小于目标车辆碰撞时间TTC1和第零时间阈值TTC(0)时，控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度afull；本车保持输出全制动减速度afull直至本车与目标物相对速度为零并继续保持全制动减速度T0时间后退出自动紧急制动状态。当TTC0小于第零时间阈值TTC（0）时，控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度afull；本车保持输出全制动减速度afull直至本车与目标物相对速度为零并继续保持全制动减速度T0时间后退出自动紧急制动状态。当目标车在本车行驶车道上，根据本车与目标车的相对距离、相对速度确定碰撞时间TTC1；当TTC1小于第一时间阈值TTC(1)时，本车进入全制动阶段并输出全制动减速度afull;当TTC1小于第二时间阈值TTC(2)且大于等于第一时间阈值TTC(1)时，本车进入模糊制动阶段并输出该阶段制动减速度afuzzy；还用于，当TTC1小于第一时间阈值TTC(1)时，本车进入全制动阶段并输出全制动减速度afull，本车保持输出全制动减速度afull直至本车与目标车相对速度为零并继续保持全制动减速度T1时间后退出自动紧急制动状态。
在一个具体实施例中，感知检测模块中行人检测用于：检测行人和目标车是否都在本车车道上；检测行人是否在本车行驶车道上。
在一个具体实施例中，感知检测模块中目标物检测用于：检测行人和目标车是否都在本车车道上；检测目标车是否在本车行驶车道上。
在一个具体实施例中，感知检测模块中车道检测用于：判断目标车或行人是否在本车行驶车道横向距离正负1.5m和前向100m内；如果目标车或行人不在本车行驶车道横向距离正负1.5m和前向100m内，则判断所述目标车或或行人暂无碰撞危险；如果目标车或行人在本车行驶车道横向距离正负1.5m和前向100m内，则分别根据本车与目标车或行人的相对距离、相对速度计算危险目标物对应的碰撞时间TTC。
在一个具体实施例中，计算决策模块用于根据本车与行人或目标车的相对距离、相对速度确定碰撞时间TTC，计算平均碰撞时间TTCnormal等于S相对/V相对，碰撞时间TTC简化用平均碰撞时间TTCnormal表示。
在一个具体实施例中，执行处理模块用于：若行人与目标车都在本车行驶车道上，当TTC0小于目标车辆碰撞时间TTC1和第零时间阈值TTC(0)时，控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度-6m/s2；本车保持输出全制动减速度afull直至本车与目标物相对速度为零并继续保持全制动减速度1s时间后退出自动紧急制动状态。
在一个具体实施例中，执行处理模块还用于：当TTC0小于第零时间阈值TTC（0）时，控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度-6m/s2；本车保持输出全制动减速度-6m/s2直至本车与目标物相对速度为零并继续保持全制动减速度1s时间后退出自动紧急制动状态。
在一个具体实施例中。执行处理模块还用于：当目标车在本车行驶车道上，根据本车与目标车的相对距离、相对速度确定碰撞时间TTC1；当TTC1小于第一时间阈值TTC(1)时，本车进入全制动阶段并输出全制动减速度-6m/s2。
在一个具体实施例中，执行处理模块还用于：当TTC1小于第二时间阈值TTC(2)且大于等于第一时间阈值TTC(1)时，本车进入模糊制动阶段并输出该阶段制动减速度afuzzy。
在一个具体实施例中，执行处理模块还用于：当驾驶员主动制动时仍可能存在危险，根据本车制动减速度、本车与目标物相对速度和本车与目标物相对距离，确定碰撞时间TTC3。当TTC3小于第三时间阈值TTC(3)时，重新启动AEB辅助主车制动, 主车保持输出全制动减速度-6m/s2直至主车与目标物相对速度为零并继续保持全制动减速度1s时间后退出。
在一个具体实施例中，执行处理模块还用于：当判断目标车或行人存在碰撞危险时，由ECU触发汽车仪表盘危险警示灯亮和危险语音提示预警驾驶员碰撞危险，并触发双闪预警灯警示本车后方车辆。当驾驶员主动进行制动时，自动预警状态退出，切换正常制动警示状态。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种自动紧急制动系统的控制方法，其特征在于，该方法包括：
检测行人和目标车是否在本车车道上、行人速度、本车与行人相对距离、本车速度、本车减速度、目标车速度、本车与目标车的相对距离，确定本车与行人相对速度、本车与目标车相对速度；
检测行人和目标车与本车是否在同一车道上；
若行人与目标车在同一本车驾驶车道上，根据本车与行人、目标车的相对距离、相对速度分别确定碰撞时间TTC0和TTC1；当TTC0大于目标车辆碰撞时间TTC1时，则行人暂无碰撞危险；当TTC0小于目标车辆碰撞时间TTC1和第零时间阈值TTC (0)时，控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度afull；
若行人和目标车与本车不在同一车道，则判断行人与本车是否在本车车道上；若行人与本车在本车车道上，根据本车与行人的相对距离、相对速度分别确定碰撞时间TTC0，当TTC0小于第零时间阈值TTC（0）时，控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度afull；
若行人与本车不在本车车道上，则判断目标车是否在本车车道上；若目标车与本车在同一车道，根据本车与目标车的相对距离、相对速度确定碰撞时间TTC1；当TTC1小于第一时间阈值TTC(1)时，本车进入全制动阶段并输出全制动减速度afull;当TTC1小于第二时间阈值TTC(2)且大于等于第一时间阈值TTC(1)时，本车进入模糊制动阶段并输出该阶段制动减速度afuzzy；
若目标车不在本车车道上，则判断目标车暂无碰撞风险。
2.根据权利要求1所述的自动紧急制动系统的控制方法，其特征在于：
当驾驶员主动制动时，根据本车制动减速度、本车与目标物相对速度和本车与目标物相对距离，确定碰撞时间TTC3；
当TTC3小于第三时间阈值TTC(3)时，重新启动AEB辅助主车制动, 主车保持输出全制动减速度afull直至主车与目标物相对速度为零并继续保持全制动减速度T3时间后退出；
其中，所述模糊制动阶段制动减速度afuzzy由模糊控制器根据模糊控制规则提供，实现模仿有人驾驶制动提高制动平稳性；
所述当判断目标车或行人存在碰撞危险时，触发汽车仪表盘危险警示灯亮和危险语音提示预警驾驶员碰撞危险，并触发双闪预警灯警示本车后方车辆；当驾驶员主动进行制动时，自动预警状态退出，切换正常制动警示状态。
3.根据权利要求1所述的自动紧急制动系统的控制方法，其特征在于：判断行人和目标车是否都在本车行驶车道上包括：
通过感知检测模块判断行人与目标车是否在同一本车行驶车道线范围及前向设定距离内；
若行人与目标车不在同一本车行驶车道上，则检测行人是否在本车行驶车道上；
若行人不在本车车道上，则检测目标车是否在本车车道上；
判断目标车或行人是否在本车行驶车道线范围及前向设定距离内；
如果目标车或行人不在本车行驶车道线范围及前向设定距离内，则判断所述目标车或或行人暂无碰撞危险；
如果目标车或行人在本车行驶车道线范围及前向设定距离内，则目标车或行人在本车行驶车道上，判断则分别根据本车与目标车或行人的相对距离、相对速度计算危险目标物对应的碰撞时间TTC。
4.根据权利要求1所述的自动紧急制动系统的控制方法，其特征在于：根据本车与行人或目标车的相对距离、相对速度确定碰撞时间TTC包括：
定义计算平均碰撞时间TTCnormal等于S相对/V相对，碰撞时间TTC简化用平均碰撞时间TTCnormal表示。
5.一种自动紧急系制动系统的控制装置，其特征在于，包括：
感知检测模块（201）它分别包括：行人检测（201A）、目标物检测（201B）和车道线检测（201C），并分别用于检测行人、检测目标车、检测车道判断行人或目标车是否在车道线上及是否同时在车道上，还用于检测本车速度、行人速度、目标车速度、本车与行人相对距离、本车与目标车相对距离；
计算决策模块（202）用于根据本车与行人或目标车的相对距离、相对速度确定碰撞时间TTC；
执行处理模块（203）用于当TTC0小于目标车辆碰撞时间TTC1和第零时间阈值TTC (0)时，控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度afull；当TTC0小于第零时间阈值TTC（0）时，控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度afull；本车保持输出全制动减速度afull直至本车与目标物相对速度为零并继续保持全制动减速度T0时间后退出自动紧急制动状态；当TTC1小于第一时间阈值TTC (1)时，本车进入全制动阶段并输出全制动减速度afull;当TTC1小于第二时间阈值TTC(2)且大于等于第一时间阈值TTC(1)时，本车进入模糊制动阶段并输出该阶段制动减速度afuzzy；当驾驶员主动制动时仍可能存在危险，根据本车制动减速度、本车与目标物相对速度和本车与目标物相对距离，确定碰撞时间TTC3；
当TTC3小于第三时间阈值TTC(3)时，重新启动AEB辅助主车制动, 控制车辆进入全制动阶段并输出全制动减速度afull。
6.根据权利要求5所述的自动紧急系制动系统的控制装置，其特征在于：感知检测模块（201）中行人检测和目标物检测用于检测行人、检测目标车、检测车道判断行人或目标车是否在车道线上及是否同时在车道上；
感知检测模块（201）中车道线检测（201C）用于检测判断目标车或行人是否在本车行驶车道线范围及前向设定距离内；
计算决策模块（202）用于定义计算平均碰撞时间TTCnormal等于S相对/V相对，碰撞时间TTC简化用平均碰撞时间TTCnormal表示；
执行处理模块（203）用于当判断目标车或行人存在碰撞危险时，触发汽车仪表盘危险警示灯亮和危险语音提示预警驾驶员碰撞危险，并触发双闪预警灯警示本车后方车辆；当驾驶员主动进行制动时，自动预警状态退出，切换正常制动警示状态。
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