CN109733394B - 一种车辆防追尾的控制方法和车辆控制系统 - Google Patents
一种车辆防追尾的控制方法和车辆控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例涉及车辆技术领域，公开了一种车辆防追尾的控制方法和车辆控制系统，该方法包括：当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，车辆控制系统判断后来车辆与目标车辆是否存在碰撞风险，如果存在，车辆控制系统判断目标车辆的相邻区域是否具备可行驶条件，如果目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，车辆控制系统规划目标车辆的行驶期望轨迹，并控制目标车辆按照行驶期望轨迹行驶，以使目标车辆避让后来车辆。实施本发明实施例，能够避免追尾事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆防追尾的控制方法和车辆控制系统。
背景技术
随着现代交通的日益发达和汽车工业的迅速发展，人们的出行得到了改善，但随之而来的是交通事故越发频繁，尤其是追尾事故。为了减少追尾事故的发生，目前，大多数车辆配置有碰撞预警装置，可以对驾驶员进行碰撞预警。然而，在实践中发现，即使对驾驶员进行碰撞预警，也会因为驾驶员反应不及时而发生追尾事故，可见，如何有效避免追尾事故的发生，是目前亟待解决的热点问题之一。
发明内容
本发明实施例公开了一种车辆防追尾的控制方法和车辆控制系统，能够避免追尾事故的发生。
本发明实施例第一方面公开一种车辆防追尾的控制方法，包括：
当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，判断所述后来车辆与所述目标车辆是否存在碰撞风险；
若所述后来车辆与所述目标车辆存在碰撞风险，判断所述目标车辆的相邻区域是否具备可行驶条件；
若所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，规划所述目标车辆的行驶期望轨迹；
控制所述目标车辆按照所述行驶期望轨迹行驶，以使所述目标车辆避让所述后来车辆。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述方法还包括：
若所述目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件，调整所述目标车辆的车身姿态，以使所述目标车辆相对所述后来车辆摆正车身。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，在所述若所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，规划所述目标车辆的行驶期望轨迹之后，以及所述控制所述目标车辆按照所述行驶期望轨迹行驶之前，所述方法还包括：
激活转向指示灯，以提醒所述后来车辆的驾驶员所述目标车辆正在转向。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述方法还包括：
在调整所述目标车辆的车身姿态的同时，激活危险指示灯以提醒所述后来车辆的驾驶员进行减速；
以及，收紧所述目标车辆的安全带以调整所述目标车辆的驾驶员的坐姿。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，判断所述后来车辆与所述目标车辆是否存在碰撞风险，包括：
当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，获取第一运动信息和第二运动信息；所述第一运动信息至少包括所述目标车辆的当前行驶速率和加速度；所述第二运动信息至少包括所述后来车辆的当前行驶速率、加速度和横向速率；
获取所述目标车辆和所述后来车辆的相对距离信息；其中，所述相对距离信息至少包括所述目标车辆和所述后来车辆之间的纵向间距和横向间距；
根据所述第一运动信息、所述第二运动信息和所述相对距离信息，估计所述目标车辆和所述后来车辆的拟碰撞时间；
判断所述拟碰撞时间是否小于预设阈值；
若小于预设阈值，确定所述后来车辆与所述目标车辆存在碰撞风险；
若大于或等于预设阈值，确定所述后来车辆与所述目标车辆不存在碰撞风险。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，若所述后来车辆与所述目标车辆存在碰撞风险，判断所述目标车辆的相邻区域是否具备可行驶条件，包括：
若所述后来车辆与所述目标车辆存在碰撞风险，利用所述目标车辆的环境探测装置探测所述目标车辆的相邻区域是否存在障碍物；
若探测到所述目标车辆的相邻区域不存在障碍物，确定所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件；
若探测到所述目标车辆的相邻区域存在障碍物，判断所述目标车辆在避让所述后来车辆的过程中是否与所述障碍物发生碰撞；若不与所述障碍物发生碰撞，确定所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件；若与所述障碍物发生碰撞，确定所述目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述若所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，规划所述目标车辆的行驶期望轨迹，包括：
若所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，计算所述目标车辆避让所述后来车辆需要实现的横向距离；
获取所述目标车辆的起始位置坐标；
根据所述横向距离和所述起始位置坐标，计算目标位置坐标；所述目标位置坐标为所述目标车辆实现所述横向距离后到达的位置的坐标；
将所述起始位置坐标和所述目标位置坐标进行拟合，获得所述目标车辆的行驶期望轨迹。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述控制所述目标车辆按照所述行驶期望轨迹行驶，以使所述目标车辆避让所述后来车辆，包括：
构建预测模型，以预测得到多个所述目标车辆实现所述横向距离所需的前轮偏角；
根据所述多个前轮偏角，构建目标函数模型以获得目标前轮偏角；
根据所述目标前轮偏角，转动所述目标车辆的方向盘以控制所述目标车辆按照所述行驶期望轨迹行驶，从而使所述目标车辆避让所述后来车辆。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，若所述目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件，调整所述目标车辆的车身姿态，以使所述目标车辆相对所述后来车辆摆正车身，包括：
若所述目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件，获取所述目标车辆的车辆航向角；
判断所述目标车辆的车辆航向角的数值是否等于零；
若所述目标车辆的车辆航向角的数值不等于零，转动所述目标车辆的方向盘以将所述目标车辆的车辆航向角的数值调整为零，从而使所述目标车辆相对所述后来车辆摆正车身。
本发明实施例第二方面公开一种车辆控制系统，包括：
第一判断单元，用于当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，判断所述后来车辆与所述目标车辆是否存在碰撞风险；
第二判断单元，用于当所述第一判断单元判断出所述后来车辆与所述目标车辆存在碰撞风险时，判断所述目标车辆的相邻区域是否具备可行驶条件；
规划单元，用于当所述第二判断单元判断出所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，规划所述目标车辆的行驶期望轨迹；
控制单元，用于控制所述目标车辆按照所述行驶期望轨迹行驶，以使所述目标车辆避让所述后来车辆。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述车辆控制系统还包括：
车身调整单元，用于当所述第二判断单元判断出所述目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件时，调整所述目标车辆的车身姿态，以使所述目标车辆相对所述后来车辆摆正车身。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述车辆控制系统还包括：
车灯激活单元，用于当所述第二判断单元判断出所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，所述规划单元规划所述目标车辆的行驶期望轨迹之后，以及所述控制单元控制所述目标车辆按照所述行驶期望轨迹行驶之前，激活转向指示灯，以提醒所述后来车辆的驾驶员所述目标车辆正在转向。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述车辆控制系统还包括：
所述车灯激活单元，还用于在所述车身调整单元调整所述目标车辆的车身姿态的同时，激活危险指示灯以提醒所述后来车辆的驾驶员进行减速；
以及，安全带调节单元，用于在所述车身调整单元调整所述目标车辆的车身姿态的同时，收紧所述目标车辆的安全带以调整所述目标车辆的驾驶员的坐姿。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述第一判断单元包括：
第一获取子单元，用于当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，获取第一运动信息和第二运动信息；所述第一运动信息至少包括所述目标车辆的当前行驶速率和加速度；所述第二运动信息至少包括所述后来车辆的当前行驶速率、加速度和横向速率；
所述第一获取子单元，还用于获取所述目标车辆和所述后来车辆的相对距离信息；其中，所述相对距离信息至少包括所述目标车辆和所述后来车辆之间的纵向间距和横向间距；
估计子单元，用于根据所述第一运动信息、所述第二运动信息和所述相对距离信息，估计所述目标车辆和所述后来车辆的拟碰撞时间；
第一判断子单元，用于判断所述拟碰撞时间是否小于预设阈值；
第一确定子单元，用于当所述第一判断子单元判断出所述拟碰撞时间小于预设阈值时，确定所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件；
第二确定子单元，用于当所述第一判断子单元判断出所述拟碰撞时间大于或等于预设阈值时，确定所述后来车辆与所述目标车辆不存在碰撞风险。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述第二判断单元包括：
环境探测子单元，用于当所述第一判断单元判断出所述后来车辆与所述目标车辆存在碰撞风险时，利用所述目标车辆的环境探测装置探测所述目标车辆的相邻区域是否存在障碍物；
第三确定子单元，用于当所述环境探测子单元探测到所述目标车辆的相邻区域不存在障碍物时，确定所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件；
第二判断子单元，用于当所述环境探测子单元探测到所述目标车辆的相邻区域存在障碍物时，判断所述目标车辆在避让所述后来车辆的过程中是否与所述障碍物发生碰撞；
所述第三确定子单元，还用于当所述第二判断子单元判断出所述目标车辆在避让所述后来车辆的过程中不与所述障碍物发生碰撞时，确定所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件；
第四确定子单元，用于当所述第二判断子单元判断出所述目标车辆在避让所述后来车辆的过程中与所述障碍物发生碰撞时，确定所述目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述规划单元包括：
第一计算子单元，用于当所述第二判断单元判断出所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，计算所述目标车辆避让所述后来车辆需要实现的横向距离；
第二获取子单元，用于获取所述目标车辆的起始位置坐标；
第二计算子单元，用于根据所述横向距离和所述起始位置坐标，计算目标位置坐标；所述目标位置坐标为所述目标车辆实现所述横向距离后到达的位置的坐标；
拟合子单元，用于将所述起始位置坐标和所述目标位置坐标进行拟合，获得所述目标车辆的行驶期望轨迹。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述控制单元包括：
第一构建子单元，用于构建预测模型，以预测得到多个所述目标车辆实现所述横向距离所需的前轮偏角；
第二构建子单元，用于根据所述多个前轮偏角，构建目标函数模型以获得目标前轮偏角；
第一转动子单元，用于根据所述目标前轮偏角，转动所述目标车辆的方向盘以控制所述目标车辆按照所述行驶期望轨迹行驶，从而使所述目标车辆避让所述后来车辆。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第二方面中，所述车身调整单元包括：
第三获取子单元，用于当所述第二判断单元判断出所述目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件时，获取所述目标车辆的车辆航向角；
第三判断子单元，用于判断所述目标车辆的车辆航向角的数值是否等于零；
第二转动子单元，用于当所述第三判断子单元判断出所述目标车辆的车辆航向角的数值不等于零时，转动所述目标车辆的方向盘以将所述目标车辆的车辆航向角的数值调整为零，从而使所述目标车辆相对所述后来车辆摆正车身。
本发明实施例第三方面公开一种车辆控制系统，包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明实施例第一方面公开的一种车辆防追尾的控制方法。
本发明实施例第四方面公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行本发明实施例第一方面公开的一种车辆防追尾的控制方法。
本发明实施例第五方面公开一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面的任意一种方法的部分或全部步骤。
本发明实施例第六方面公开一种应用发布平台，所述应用发布平台用于发布计算机程序产品，其中，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行第一方面的任意一种方法的部分或全部步骤。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
本发明实施例中，当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，车辆控制系统判断后来车辆与目标车辆是否存在碰撞风险；若存在，判断目标车辆的相邻区域是否具备可行驶条件；如果目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，规划目标车辆的行驶期望轨迹，并控制目标车辆按照行驶期望轨迹行驶，以使目标车辆避让后来车辆。可见，实施本发明实施例，当后来车辆与目标车辆存在碰撞风险时，如果目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，表明目标车辆可以通过避让来避免此次追尾事故的发生，车辆控制系统规划出可以使目标车辆实现避让的行驶期望轨迹，并控制目标车辆按照行驶期望轨迹行驶，能够避免追尾事故的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例公开的一种车辆防追尾的控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例公开的另一种车辆防追尾的控制方法的流程示意图；
图3是本发明实施例公开的一种车辆控制系统的结构示意图；
图4是本发明实施例公开的另一种车辆控制系统的结构示意图；
图5是本发明实施例公开的又一种车辆控制系统的结构示意图；
图6是本发明实施例公开的一种可实现避让场景的示例图；
图7是本发明实施例公开的一种不可实现避让场景的示例图；
图8是本发明实施例公开的一种三自由度车辆单轨模型的示例图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。本发明实施例的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例公开了一种车辆防追尾的控制方法和车辆控制系统，能够避免追尾事故的发生。以下结合附图进行详细描述。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种车辆防追尾的控制方法的流程示意图。如图1所示，该方法可以包括以下步骤。
101、当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，车辆控制系统判断该后来车辆与目标车辆是否存在碰撞风险；如果是，执行步骤102；如果否，结束本流程。
本发明实施例中，在执行步骤101之前，车辆控制系统可以通过设置于目标车辆的环境探测装置来探测目标车辆的后方是否存在后来车辆。其中，环境探测装置可以包括传感器和/或摄像模组，传感器可以包括但不限于以下各类传感器中的一种：毫米波雷达传感器、超声波传感器、激光传感器、红外线传感器和微波传感器，本发明实施例不做限定。本发明实施例以毫米波雷达传感器为例进行描述，车辆控制系统可以直接读取毫米波雷达传感器反馈的距离数据判断目标车辆的后方是否存在后来车辆，然而，大部分毫米波雷达传感器均存在一个探测范围，假设存在后来车辆，当目标车辆与后来车辆之间的实际距离超过该探测范围之后，毫米波雷达传感器反馈的距离数据与实际距离之间存在一定的差距。而在本发明实施例中，车辆控制系统通过毫米波雷达传感器反馈的距离数据判断目标车辆的后方是否存在后来车辆，再进一步判断该后来车辆与目标车辆是否存在碰撞风险，因此需要考虑该探测范围的下限。
作为一种可选的实施方式，车辆控制系统可以直接读取毫米波雷达传感器反馈的距离数据，并判断该距离数据是否低于毫米波雷达传感器的探测范围的下限，如果是，车辆控制系统确定目标车辆的后方存在后来车辆。实施上述实施方式，能够提高车辆控制系统的探测准确度。
本发明实施例中，车辆控制系统对后来车辆的观测可以基于卡尔曼滤波状态观测器，即利用上述毫米波雷达传感器反馈的后来车辆的数据对该后来车辆的后续状态进行预估，计算出预测时域内的后来车辆的运动参数，同时，对目标车辆也用相同的方法进行状态预估，计算出目标车辆和后来车辆的拟碰撞时间，一旦该拟碰撞时间小于预设阈值时，车辆控制系统判断为后来车辆与目标车辆存在碰撞风险。其中，上述预设阈值可以为测试人员经过大量的实验结果设定的。
102、车辆控制系统判断目标车辆的相邻区域是否具备可行驶条件；如果是，执行步骤103-步骤104；如果否，执行步骤105。
本发明实施例中，目标车辆可以设置有环境探测装置，比如毫米波雷达传感器，相应地车辆控制系统可以通过目标车辆设置的毫米波雷达传感器对目标车辆的相邻区域进行探测，并根据毫米波雷达传感器探测到的障碍物信息(如车辆、路沿石和隔离带等)预估目标车辆在避让后来车辆的过程中是否与障碍物发生碰撞，如果否，表明目标车辆可实现避让，车辆控制系统判断为目标车辆的相邻区域具备可行驶条件；如果是，表明目标车辆不可实现避让，车辆控制系统判断为目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件。
本发明实施例中，如果车辆控制系统预估目标车辆在避让后来车辆的过程中不与障碍物发生碰撞，即目标车辆的相邻区域不存在障碍物或者存在障碍物但是在避让过程中不会与障碍物发生碰撞，表明目标车辆可实现避让，车辆控制系统判断为目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，请一并参阅图6，图6是本发明实施例公开的一种可实现避让场景的示例图，如图6所示，当车辆控制系统判断出目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，车辆控制系统计算出目标车辆实现避让所需的横向距离并控制目标车辆进行避让。
本发明实施例中，如果车辆控制系统预估目标车辆在避让后来车辆的过程中与障碍物发生碰撞，即目标车辆的相邻区域存在障碍物且在避让过程会与障碍物发生碰撞，表明目标车辆将与后来车辆发生不可避免的碰撞且目标车辆不可实现避让，车辆控制系统判断为目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件，请一并参阅图7，图7是本发明实施例公开的一种不可实现避让场景的示例图，如图7所示，当车辆控制系统判断出目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件时，由于车辆在遭受后向追尾给驾驶员带来的伤害远小于侧面撞击带来的伤害，车辆控制系统调整目标车辆的车身姿态以使目标车辆相对后来车辆摆正车身。
103、车辆控制系统规划目标车辆的行驶期望轨迹。
本发明实施例中，当车辆控制系统判断出目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，车辆控制系统可以利用毫米波雷达探测到的障碍物信息和后来车辆的运动参数，以及目标车辆的运动参数，计算得到目标车辆实现避让所需的横向距离和目标位置，然后在起始点和目标点之间采用三次多项式或五次多项式等样条曲线进行拟合，由于五次多项式比较平滑，拟合得到的曲线更加准确，本发明实施例以五次多项式为例进行说明，车辆控制系统在起始点和目标点之间采用五次多项式进行拟合，得到目标车辆的行驶期望轨迹。
104、车辆控制系统控制目标车辆按照行驶期望轨迹行驶，以使目标车辆避让后来车辆。
本发明实施例中，车辆控制系统通过控制各个轮胎的轮缸压力进行差动制动，在进行差动制动的过程中，可以将路面的滑移率作为控制量，使滑移率始终保持在最佳工作点附近的同时叠加转向力矩，进而达到目标车辆所需的横向位移和车辆航向角，使得目标车辆按照行驶期望轨迹行驶。
本发明实施例中，考虑到在目标车辆避让过程中驾驶员驾驶的舒适性，可以控制目标车辆行驶到目标位置时的车辆航向角为零。作为一种可选的施方式，在车辆控制系统控制目标车辆按照行驶期望轨迹行驶至目标位置时，控制目标车辆的车辆航向角为零，即目标车辆的车头能够完全正向行驶。实施上述实施方式，能够提高驾驶员驾驶的舒适性。
105、车辆控制系统调整目标车辆的车身姿态，以使目标车辆相对后来车辆摆正车身。
本发明实施例中，当车辆控制系统判断出目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件时，也就是说，目标车辆将与后来车辆发生不可避免的碰撞且目标车辆不可实现避让，由于当前无避让路径可用，考虑到车辆在遭受后向追尾给驾驶员带来的伤害远小于侧面撞击带来的伤害，车辆控制系统调整目标车辆的车身姿态，以使目标车辆相对后来车辆摆正车身，从而减少追尾事故带来的伤害。
作为一种可选的实施方式，当后来车辆撞上目标车辆时，车辆控制系统还可以执行以下步骤：
车辆控制系统检测目标车辆发生碰撞的车身位置；
车辆控制系统触发发生碰撞的车身位置对应的摄像模组进行拍摄；
车辆控制系统将拍摄得到的图像发送给指定的终端设备；或者，车辆控制系统将拍摄得到的图像输出至目标车辆内的显示屏幕中进行显示。
本发明实施例中，指定的终端设备可以为驾驶员的终端设备，也可以为与该目标车辆绑定的其他人的终端设备，本发明实施例不作限定。
实施上述实施方式，在确定目标车辆发生追尾事故之后，车辆控制系统还可以触发相应的摄像模组拍摄图像，以通过图像对碰撞事故进行二次确认，从而可以达到进一步验证和保留事故证据的目的。
可见，实施图1所描述的方法，当后来车辆与目标车辆存在碰撞风险时，如果目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，表明目标车辆可以通过避让来避免此次追尾事故的发生，车辆控制系统规划出可以使目标车辆实现避让的行驶期望轨迹并控制目标车辆按照行驶期望轨迹行驶，能够避免追尾事故的发生；如果目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件，表明目标车辆无法避免此次追尾事故的发生，由于车辆在遭受后向追尾给驾驶员带来的伤害远小于侧面撞击带来的伤害，车辆控制系统可以调整目标车辆的车身姿态，以使目标车辆相对后来车辆摆正车身，能够减少追尾事故带来的伤害。
实施例二
请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种车辆防追尾的控制方法的流程示意图。如图2所示，该方法可以包括以下步骤。
201、当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，车辆控制系统获取第一运动信息和第二运动信息。
其中，第一运动信息至少包括目标车辆的当前行驶速率和加速度；第二运动信息至少包括后来车辆的当前行驶速率、加速度和横向速率。
本发明实施例中，车辆控制系统可以通过设置于目标车辆的环境探测装置获取第一运动信息和第二运动信息，其中，环境探测装置可以包括传感器和/或摄像模组，传感器可以包括但不限于以下各类传感器中的一种：毫米波雷达传感器、超声波传感器、激光传感器、红外线传感器和微波传感器，本发明实施例不做限定。
本发明实施例中，当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，车辆控制系统可以通过设置于目标车辆的环境探测装置探测得到后来车辆的当前行驶速率、加速度和横向速率，以及目标车辆的当前行驶速率和加速度，然后获取目标车辆和后来车辆之间的纵向间距和横向间距，为方便理解，本发明实施例以目标车辆和后来车辆在同一直线上，即目标车辆和后来车辆之间的横向间距为零以及后来车辆的横向速率为零进行描述，假设后来车辆与目标车辆发生碰撞，车辆控制系统根据运动学的相关公式，如公式(1)，估计目标车辆和后来车辆的拟碰撞时间，其中，公式(1)如下所示：
其中，v2′为后来车辆与目标车辆发生碰撞时后来车辆的速率，v1′为后来车辆的当前行驶速率，a′为后来车辆的加速度，t为拟碰撞时间，S′为后来车辆与目标车辆发生碰撞时后来车辆行驶的距离，v2为后来车辆与目标车辆发生碰撞时目标车辆的速率，v1为目标车辆的当前速率，a为目标车辆的加速度，S间为目标车辆和后来车辆之间的纵向间距。
202、车辆控制系统获取目标车辆和后来车辆的相对距离信息。
其中，相对距离信息至少包括目标车辆和后来车辆之间的纵向间距和横向间距。
本发明实施例中，车辆控制系统可以通过设置于目标车辆的环境探测装置获取目标车辆和后来车辆的相对距离信息。
203、车辆控制系统根据第一运动信息、第二运动信息和相对距离信息，估计目标车辆和后来车辆的拟碰撞时间。
本发明实施例中，车辆控制系统可以利用上述公式(1)，根据第一运动信息、第二运动信息和相对距离信息，估计目标车辆和后来车辆的拟碰撞时间。
204、车辆控制系统判断拟碰撞时间是否小于预设阈值；如果否，执行步骤205；如果是，执行步骤206-步骤207。
本发明实施例中，当车辆控制系统估计出目标车辆和后来车辆的拟碰撞时间之后，车辆控制系统可以判断该拟碰撞时间是否小于预设阈值，若小于，表明后来车辆与目标车辆不存在碰撞风险，执行步骤205；若大于或等于，表明后来车辆与目标车辆存在碰撞风险，执行步骤206。其中，预设阈值可以为测试人员经过大量的实验结果设定的。
205、车辆控制系统确定后来车辆与目标车辆不存在碰撞风险。
206、车辆控制系统确定后来车辆与目标车辆存在碰撞风险。
本发明实施例中，实施步骤201-步骤206，通过估计目标车辆和后来车辆的拟碰撞时间，并判断该拟碰撞时间是否小于预设阈值来确定后来车辆与目标车辆是否存在碰撞风险，能够提高碰撞风险的确定精度。
207、车辆控制系统利用目标车辆的环境探测装置探测该目标车辆的相邻区域是否存在障碍物；如果是，执行步骤208；如果否，执行步骤209-步骤217。
本发明实施例中，可以理解的是，车辆控制系统利用目标车辆的环境探测装置探测该目标车辆的相邻区域是否存在障碍物的方式可以跟实施例一中车辆控制系统通过设置于目标车辆的环境探测装置来探测目标车辆的后方是否存在后来车辆的方式一样，在此不再赘述。
本发明实施例中，障碍物可以为目标车辆的相邻区域中的车辆、路沿石和隔离带等，本发明实施例不作限定。为方便理解，本发明实施例以目标车辆的相邻区域中的移动车辆为例进行描述，在本发明实施例中，车辆控制系统通过环境探测装置反馈的信息判断目标车辆在避让后来车辆的过程中是否与上述移动车辆发生碰撞。
208、车辆控制系统判断目标车辆在避让后来车辆的过程中是否与障碍物发生碰撞；如果否，执行步骤209-步骤217；如果是，执行步骤218-步骤220。
本发明实施例中，假设障碍物为移动车辆，作为一种可选的实施方式，车辆控制系统可以获取目标车辆的当前行驶速率、横向速率和加速度，移动车辆的当前行驶速率和加速度，目标车辆和移动车辆之间的纵向距离，目标车辆避让后来车辆需要实现的横向距离，假设后来车辆与移动车辆发生碰撞，车辆控制系统根据运动学的相关公式，如公式(2)，估计目标车辆和移动车辆发生碰撞的时间，以及计算目标车辆实现上述横向距离所需的时间，其中，公式(2)如下所示：
其中，v移′为移动车辆与目标车辆发生碰撞时移动车辆的速率，v移为移动车辆的当前行驶速率，a移为移动车辆的加速度，t碰为目标车辆和移动车辆发生碰撞的时间，S碰为移动车辆与目标车辆发生碰撞时移动车辆行驶的距离，v目′为移动车辆与目标车辆发生碰撞时目标车辆的速率，v目为目标车辆的当前速率，a目为目标车辆的加速度，S纵为目标车辆和移动车辆之间的纵向间距，d0为目标车辆和移动车辆之间的横向间距，v横为目标车辆的横向速率，t横为目标车辆实现上述横向距离所需的时间，D为目标车辆的车身宽度，ddefault为安全预留距离。
本发明实施例中，当车辆控制系统估计出目标车辆和移动车辆发生碰撞的时间t碰，以及计算出目标车辆实现上述横向距离所需的时间t横之后，将t碰和t横进行比较，如果t横之t碰，表明目标车辆将与移动车辆发生碰撞，执行步骤218；如果t横＜t碰，表明目标车辆不会与移动车辆发生碰撞，执行步骤209。
本发明实施例中，实施步骤207-步骤208，通过目标车辆的环境探测装置探测目标车辆的相邻区域是否存在障碍物，若否，表明目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，执行步骤209；若是，进一步判断目标车辆在避让后来车辆的过程中是否与障碍物发生碰撞，如果否，表明目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，执行步骤209；如果是，表明目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件，执行步骤218；能够提高判断相邻区域是否具备可行驶条件的精度。
209、车辆控制系统确定目标车辆的相邻区域具备可行驶条件。
210、车辆控制系统计算目标车辆避让后来车辆需要实现的横向距离。
本发明实施例中，车辆控制系统可以根据公式(3)计算目标车辆避让后来车辆需要实现的横向距离，公式(3)如下所示：
d0＝D+ddefault (3)
其中，d0为目标车辆避让后来车辆需要实现的横向距离，D为目标车辆的车身宽度，ddefault为安全预留距离。在本发明实施例中，安全预留距离可以为测试人员经过大量实验结果设定的，一般默认为1米。
211、车辆控制系统获取目标车辆的起始位置坐标。
本发明实施例中，目标车辆可以内置有全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)模块或者雷达，相应地车辆控制系统可以通过其内置的GPS模块或者雷达来获取目标车辆的起始位置坐标。
212、车辆控制系统根据横向距离和起始位置坐标，计算目标位置坐标。
其中，目标位置坐标为目标车辆实现横向距离后到达的位置的坐标。
本发明实施例中，横向距离为d0，起始位置坐标为(x0，y0)，目标位置坐标为(xt，yt)，在本发明实施例中，时间t0内需要实现的横向距离Δy＝yt-y0，以及，时间t0内需要实现的纵向距离
其中，v为目标车辆开始进行避让时的行驶速率，a为目标车辆的加速度。
213、车辆控制系统将起始位置坐标和目标位置坐标进行拟合，获得目标车辆的行驶期望轨迹。
本发明实施例中，当车辆控制系统计算出目标位置坐标之后，车辆控制系统可以利用五次多项式对起始位置坐标和目标位置坐标进行拟合，获得目标车辆的行驶期望轨迹。
本发明实施例中，实施步骤210-步骤213，通过利用五次多项式对目标车辆的起始位置坐标和实现横向距离后到达的目标位置的坐标进行拟合来获得目标车辆的行驶期望轨迹，能够提高行驶期望轨迹的确定精度。
214、车辆控制系统激活转向指示灯，以提醒后来车辆的驾驶员目标车辆正在转向。
本发明实施例中，实施步骤214，当目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，车辆控制系统还可以激活转向指示灯以提醒后来车辆的驾驶员目标车辆正在转向，能够进一步提高避让的效果。
215、车辆控制系统构建预测模型，以预测得到多个目标车辆实现横向距离所需的前轮偏角。
本发明实施例中，车辆控制系统先构建预测模型进行预测得到多个目标车辆实现横向距离所需的前轮偏角，再根据这些前轮偏角构建目标函数模型以得到目标前轮偏角，以及根据该目标前轮偏角进行行驶期望轨迹的跟踪。
本发明实施例中，在对行驶期望轨迹进行跟踪的过程中，车辆控制系统可以根据三自由度车辆单轨模型构建预测模型。请一并参阅图8，图8是本发明实施例公开的一种三自由度车辆单轨模型的示例图，如图8所示，轮胎侧偏角αf、αr的计算关系为
前轮胎的侧向力为
后轮胎的侧向力为
前轮胎的纵向力为Flf＝Clfsf，后轮胎的纵向力为Flr＝Clrsr，vf为目标车辆的速度，vlf为目标车辆的纵向分速度，vcf为目标车辆的侧向分速度，a，b分别为目标车辆的质心到前、后轴的距离，Fxf、Fyf、Fxr、Fyr分别为前后轮在车辆坐标系x，y轴上的分力，Clf、Clr分别为前后轮胎的纵向刚度，Ccf、Ccr分别为前后轮胎的侧偏刚度，sf、sr分别为前后轮胎的滑移率，Ccf、Ccr、Clf、sf、Clr、sr均为轮胎模型的特性参数。
进一步地，由图8所示的三自由度车辆单轨模型可以得到预测模型，即车辆动力学非线性模型，如公式(4)所示，车辆控制系统根据预测模型预测得到多个目标车辆实现横向距离所需的前轮偏角，其中，公式(4)如下所示：
其中，a，b分别为目标车辆的质心到前、后轴的距离，m为目标车辆整备质量，Iz为车辆绕z轴的转动惯量，
为车辆航向角，Ccf、Ccr、Clf、sf、Clr、sr均为轮胎模型的特性参数，在该系统中，状态量选取为
控制量选取为udyn＝δf(前轮偏角输入)，输出量选取为
其中，
为目标车辆在车辆坐标系xoy中x方向上的速度，
为目标车辆在车辆坐标系xoy中x方向上的加速度，
为目标车辆在车辆坐标系xoy中y方向上的速度，
为目标车辆在车辆坐标系xoy中y方向上的加速度，
为车辆坐标系xoy中前轮偏角速度，
为车辆坐标系xoy中前轮偏角加速度，X为目标车辆在惯性坐标系XOY中X方向上的位移，
为目标车辆在惯性坐标系XOY中X方向上的速度，Y为目标车辆在惯性坐标系XOY中Y方向上的位移，
为目标车辆在惯性坐标系XOY中Y方向上的速度。
216、车辆控制系统根据多个前轮偏角，构建目标函数模型以获得目标前轮偏角。
本发明实施例中，车辆控制系统根据多个前轮偏角，构建目标函数模型以获得目标前轮偏角，其中，目标函数模型如公式(5)所示：
其中，Np为预测时域，Nc为控制时域，ρ为权重系数，ε为松弛因子，Q、R均为权重矩阵。
本发明实施例中，在目标函数模型中，对每个控制周期完成求解后，得到控制时域的一系列控制输入增量(前轮偏角)，将这一系列的控制输入增量构成集合并将该集合中的第一个元素作为实际的控制输入增量，即目标前轮偏角，关系式如公式(6)所示：
其中，
即为实际的控制输入增量，即目标前轮偏角。
217、车辆控制系统根据目标前轮偏角，转动目标车辆的方向盘以控制目标车辆按照行驶期望轨迹行驶，从而使目标车辆避让后来车辆。
本发明实施例中，可以理解的是，重复步骤216中求出目标前轮偏角的每个周期，如此循环即可实现对行驶期望轨迹的跟踪。
本发明实施例中，实施步骤215-步骤217，根据三自由度车辆单轨模型构建预测模型进行预测得到多个前轮偏角，再利用上述前轮偏角构建目标函数模型求出最优解目标前轮偏角，最后根据该目标前轮偏角控制目标车辆按照行驶期望轨迹行驶，能够提高避让的效率。
218、车辆控制系统确定目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件。
219、车辆控制系统获取目标车辆的车辆航向角。
本发明实施例中，车辆航向角用于表示车辆的车身姿态，在本发明实施例中，当目标车辆的车辆航向角为零时，表明此时目标车辆相对于后来车辆摆正车身。
220、车辆控制系统判断目标车辆的车辆航向角的数值是否等于零；如果否，执行步骤221；如果是，执行步骤222。
221、车辆控制系统转动目标车辆的方向盘以将目标车辆的车辆航向角的数值调整为零，从而使目标车辆相对后来车辆摆正车身。
本发明实施例中，当车辆控制系统判断出目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件时，也就是说，目标车辆将与后来车辆发生不可避免的碰撞且目标车辆不可实现避让，由于当前无避让路径可用，考虑到车辆在遭受后向追尾给驾驶员带来的伤害远小于侧面撞击带来的伤害，车辆控制系统可以通过转动目标车辆的方向盘将目标车辆的车辆航向角的数值调整为零，即此时目标车辆相对后来车辆摆正车身，从而减少追尾事故带来的伤害。
说明一下，在本发明实施例中，如果车辆控制系统判断出目标车辆的车辆航向角的数值等于零，步骤211、步骤222和步骤223同时执行，即，在车辆控制系统转动目标车辆的方向盘以将目标车辆的车辆航向角的数值调整为零的同时，车辆控制系统激活危险指示灯和收紧目标车辆的安全带；如果车辆控制系统判断出目标车辆的车辆航向角的数值不等于零，步骤222和步骤223同时执行，即，车辆控制系统同时激活危险指示灯和收紧目标车辆的安全带。
本发明实施例中，实施步骤219-步骤221，当目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件时，通过调整目标车辆的车辆航向角为零来摆正目标车辆的车身姿态，能够提高摆正目标车辆的车身姿态的精确度，减少追尾事故带来的伤害。
222、车辆控制系统激活危险指示灯，以提醒后来车辆的驾驶员进行减速。
223、车辆控制系统收紧目标车辆的安全带，以调整该目标车辆的驾驶员的坐姿。
本发明实施例中，实施步骤222-步骤223，当目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件时，车辆控制系统还可以在调整目标车辆的车身姿态的同时，激活危险指示灯和收紧目标车辆的安全带，可以提醒后来车辆的驾驶员进行减速和调整目标车辆的驾驶员的坐姿，能够进一步减少追尾事故带来的伤害。
可见，与实施图1所描述的方法相比，实施图2所描述的方法，当目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，车辆控制系统还可以激活转向指示灯以提醒后来车辆的驾驶员目标车辆正在转向，能够进一步提高避让的效果。此外，实施图2所描述的方法，当目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件时，车辆控制系统还可以在调整目标车辆的车身姿态的同时，激活危险指示灯和收紧目标车辆的安全带，可以提醒后来车辆的驾驶员进行减速和调整目标车辆的驾驶员的坐姿，能够进一步减少追尾事故带来的伤害。此外，实施图2所描述的方法，能够提高碰撞风险的确定精度。此外，实施图2所描述的方法，能够提高判断相邻区域是否具备可行驶条件的精度。此外，实施图2所描述的方法，能够提高行驶期望轨迹的确定精度。此外，实施图2所描述的方法，能够提高避让的效率。此外，实施图2所描述的方法，能够提高摆正目标车辆的车身姿态的精确度，减少追尾事故带来的伤害。
实施例三
请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种车辆控制系统的结构示意图。如图3所示，该车辆控制系统可以包括：
第一判断单元301，用于当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，判断该后来车辆与目标车辆是否存在碰撞风险。
本发明实施例中，在第一判断单元301判断后来车辆与目标车辆是否存在碰撞风险之前，第一判断单元301可以通过设置于目标车辆的环境探测装置来探测目标车辆的后方是否存在后来车辆。其中，环境探测装置可以包括传感器和/或摄像模组，传感器可以包括但不限于以下各类传感器中的一种：毫米波雷达传感器、超声波传感器、激光传感器、红外线传感器和微波传感器，本发明实施例不做限定。本发明实施例以毫米波雷达传感器为例进行描述，第一判断单元301可以直接读取毫米波雷达传感器反馈的距离数据判断目标车辆的后方是否存在后来车辆，然而，大部分毫米波雷达传感器均存在一个探测范围，假设存在后来车辆，当目标车辆与后来车辆之间的实际距离超过该探测范围之后，毫米波雷达传感器反馈的距离数据与实际距离之间存在一定的差距。而在本发明实施例中，第一判断单元301通过毫米波雷达传感器反馈的距离数据判断目标车辆的后方是否存在后来车辆，再进一步判断该后来车辆与目标车辆是否存在碰撞风险，因此需要考虑该探测范围的下限。
作为一种可选的实施方式，第一判断单元301可以直接读取毫米波雷达传感器反馈的距离数据，并判断该距离数据是否低于毫米波雷达传感器的探测范围的下限，如果是，第一判断单元301确定目标车辆的后方存在后来车辆。实施上述实施方式，能够提高车辆控制系统的探测准确度。
第二判断单元302，用于当第一判断单元301判断出后来车辆与目标车辆存在碰撞风险时，判断目标车辆的相邻区域是否具备可行驶条件。
规划单元303，用于当第二判断单元302判断出目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，规划目标车辆的行驶期望轨迹。
本发明实施例中，当第二判断单元302判断出目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，规划单元303可以利用毫米波雷达探测到的障碍物信息和后来车辆的运动参数，以及目标车辆的运动参数，计算得到目标车辆实现避让所需的横向距离和目标位置，然后在起始点和目标点之间采用三次多项式或五次多项式等样条曲线进行拟合，由于五次多项式比较平滑，拟合得到的曲线更加准确，本发明实施例以五次多项式为例进行说明，规划单元303在起始点和目标点之间采用五次多项式进行拟合，得到目标车辆的行驶期望轨迹。
控制单元304，用于控制目标车辆按照行驶期望轨迹行驶，以使目标车辆避让后来车辆。
本发明实施例中，控制单元304通过控制各个轮胎的轮缸压力进行差动制动，在进行差动制动的过程中，可以将路面的滑移率作为控制量，使滑移率始终保持在最佳工作点附近的同时叠加转向力矩，进而达到目标车辆所需的横向位移和车辆航向角，使得目标车辆按照行驶期望轨迹行驶。
本发明实施例中，考虑到在目标车辆避让过程中驾驶员驾驶的舒适性，可以控制目标车辆行驶到目标位置时的车辆航向角为零。作为一种可选的施方式，在控制单元304控制目标车辆按照行驶期望轨迹行驶至目标位置时，控制目标车辆的车辆航向角为零，即目标车辆的车头能够完全正向行驶。实施上述实施方式，能够提高驾驶员驾驶的舒适性。
车身调整单元305，用于当第二判断单元302判断出目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件时，调整目标车辆的车身姿态，以使目标车辆相对后来车辆摆正车身。
作为一种可选的实施方式，车辆控制系统还可以包括拍摄单元，当后来车辆撞上目标车辆时，拍摄单元可以执行以下步骤：
拍摄单元检测目标车辆发生碰撞的车身位置；
拍摄单元触发发生碰撞的车身位置对应的摄像模组进行拍摄；
拍摄单元将拍摄得到的图像发送给指定的终端设备；或者，拍摄单元将拍摄得到的图像输出至目标车辆内的显示屏幕中进行显示。
本发明实施例中，指定的终端设备可以为驾驶员的终端设备，也可以为与该目标车辆绑定的其他人的终端设备，本发明实施例不作限定。
实施上述实施方式，在确定目标车辆发生追尾事故之后，拍摄单元可以触发相应的摄像模组拍摄图像，以通过图像对碰撞事故进行二次确认，从而可以达到进一步验证和保留事故证据的目的。
可见，实施图3所描述的车辆控制系统，当后来车辆与目标车辆存在碰撞风险时，如果目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，表明目标车辆可以通过避让来避免此次追尾事故的发生，车辆控制系统规划出可以使目标车辆实现避让的行驶期望轨迹并控制目标车辆按照行驶期望轨迹行驶，能够避免追尾事故的发生；如果目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件，表明目标车辆无法避免此次追尾事故的发生，由于车辆在遭受后向追尾给驾驶员带来的伤害远小于侧面撞击带来的伤害，车辆控制系统可以调整目标车辆的车身姿态，以使目标车辆相对后来车辆摆正车身，能够减少追尾事故带来的伤害。
实施例四
请参阅图4，图4是本发明实施例公开的另一种车辆控制系统的结构示意图。其中，图4所示的车辆控制系统是由图3所示的车辆控制系统进一步优化得到的。与图3所示的车辆控制系统相比较，图4所示的车辆控制系统还可以包括：
车灯激活单元306，用于当第二判断单元302判断出目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，规划单元303规划目标车辆的行驶期望轨迹之后，以及控制单元304控制目标车辆按照行驶期望轨迹行驶之前，激活转向指示灯，以提醒后来车辆的驾驶员目标车辆正在转向。
车灯激活单元306，还用于在车身调整单元305调整目标车辆的车身姿态的同时，激活危险指示灯以提醒后来车辆的驾驶员进行减速。
安全带调节单元307，用于在车身调整单元305调整目标车辆的车身姿态的同时，收紧目标车辆的安全带以调整目标车辆的驾驶员的坐姿。
第一判断单元301包括：
第一获取子单元3011，用于当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，获取第一运动信息和第二运动信息；
其中，第一运动信息至少包括目标车辆的当前行驶速率和加速度；第二运动信息至少包括后来车辆的当前行驶速率、加速度和横向速率；
第一获取子单元3011，还用于获取目标车辆和后来车辆的相对距离信息；
其中，相对距离信息至少包括目标车辆和后来车辆之间的纵向间距和横向间距；
估计子单元3012，用于根据第一运动信息、第二运动信息和相对距离信息，估计目标车辆和后来车辆的拟碰撞时间；
第一判断子单元3013，用于判断拟碰撞时间是否小于预设阈值；
第一确定子单元3014，用于当第一判断子单元3013判断出拟碰撞时间小于预设阈值时，确定目标车辆的相邻区域具备可行驶条件；
第二确定子单元3015，用于当第一判断子单元3013判断出拟碰撞时间大于或等于预设阈值时，确定后来车辆与目标车辆不存在碰撞风险。
本发明实施例中，第一获取子单元3011可以通过设置于目标车辆的环境探测装置获取第一运动信息和第二运动信息，其中，环境探测装置可以包括传感器和/或摄像模组，传感器可以包括但不限于以下各类传感器中的一种：毫米波雷达传感器、超声波传感器、激光传感器、红外线传感器和微波传感器，本发明实施例不做限定。可以理解的是，在本发明实施例中，第一获取子单元3011还可以通过设置于目标车辆的环境探测装置获取目标车辆和后来车辆的相对距离信息。
第二判断单元302包括：
环境探测子单元3021，用于当第一判断单元301判断出后来车辆与目标车辆存在碰撞风险时，利用目标车辆的环境探测装置探测目标车辆的相邻区域是否存在障碍物；
第三确定子单元3022，用于当环境探测子单元3021探测到目标车辆的相邻区域不存在障碍物时，确定目标车辆的相邻区域具备可行驶条件；
第二判断子单元3023，用于当环境探测子单元3021探测到目标车辆的相邻区域存在障碍物时，判断目标车辆在避让后来车辆的过程中是否与障碍物发生碰撞；
第三确定子单元3022，还用于当第二判断子单元3023判断出目标车辆在避让后来车辆的过程中不与障碍物发生碰撞时，确定目标车辆的相邻区域具备可行驶条件；
第四确定子单元3024，用于当第二判断子单元3023判断出目标车辆在避让后来车辆的过程中与障碍物发生碰撞时，确定目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件。
本发明实施例中，可以理解的是，环境探测子单元3021利用目标车辆的环境探测装置探测该目标车辆的相邻区域是否存在障碍物的方式可以跟实施例三中第一判断单元301通过设置于目标车辆的环境探测装置来探测目标车辆的后方是否存在后来车辆的方式一样，在此不再赘述。
规划单元303包括：
第一计算子单元3031，用于当第二判断单元302判断出目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，计算目标车辆避让后来车辆需要实现的横向距离；
第二获取子单元3032，用于获取目标车辆的起始位置坐标；
第二计算子单元3033，用于根据横向距离和起始位置坐标，计算目标位置坐标；
其中，目标位置坐标为目标车辆实现横向距离后到达的位置的坐标；
拟合子单元3034，用于将起始位置坐标和目标位置坐标进行拟合，获得目标车辆的行驶期望轨迹。
本发明实施例中，目标车辆可以内置有全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)模块或者雷达，相应地第二获取子单元3032可以通过其内置的GPS模块或者雷达来获取目标车辆的起始位置坐标。
控制单元304包括：
第一构建子单元3041，用于构建预测模型，以预测得到多个目标车辆实现横向距离所需的前轮偏角；
第二构建子单元3042，用于根据多个前轮偏角，构建目标函数模型以获得目标前轮偏角；
第一转动子单元3043，用于根据目标前轮偏角，转动目标车辆的方向盘以控制目标车辆按照行驶期望轨迹行驶，从而使目标车辆避让后来车辆。
车身调整单元305包括：
第三获取子单元3051，用于当第二判断单元302判断出目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件时，获取目标车辆的车辆航向角；
第三判断子单元3052，用于判断目标车辆的车辆航向角的数值是否等于零；
第二转动子单元3053，用于当第三判断子单元3052判断出目标车辆的车辆航向角的数值不等于零时，转动目标车辆的方向盘以将目标车辆的车辆航向角的数值调整为零，从而使目标车辆相对后来车辆摆正车身。
可见，与实施图3所描述的车辆控制系统相比，实施图4所描述的车辆控制系统，当目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，车辆控制系统还可以激活转向指示灯以提醒后来车辆的驾驶员目标车辆正在转向，能够进一步提高避让的效果。此外，当目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件时，车辆控制系统还可以在调整目标车辆的车身姿态的同时，激活危险指示灯和收紧目标车辆的安全带，可以提醒后来车辆的驾驶员进行减速和调整目标车辆的驾驶员的坐姿，能够进一步减少追尾事故带来的伤害。此外，通过估计目标车辆和后来车辆的拟碰撞时间，并判断该拟碰撞时间是否小于预设阈值来确定后来车辆与目标车辆是否存在碰撞风险，能够提高碰撞风险的确定精度。此外，通过目标车辆的环境探测装置探测目标车辆的相邻区域是否存在障碍物，若否，表明目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，若是，进一步判断目标车辆在避让后来车辆的过程中是否与障碍物发生碰撞，如果否，表明目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，如果是，表明目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件，能够提高判断相邻区域是否具备可行驶条件的精度。此外，通过对目标车辆的起始位置坐标和实现横向距离后到达的目标位置的坐标进行拟合来获得目标车辆的行驶期望轨迹，能够提高行驶期望轨迹的确定精度。此外，通过先构建预测模型预测得到多个前轮偏角，再利用上述前轮偏角构建目标函数模型求出最优解目标前轮偏角，最后根据该目标前轮偏角控制目标车辆按照行驶期望轨迹行驶，能够提高避让的效率。此外，当目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件时，通过调整目标车辆的车辆航向角为零来摆正目标车辆的车身姿态，能够提高摆正目标车辆的车身姿态的精确度。
实施例五
请参阅图5，图5是本发明实施例公开的又一种车辆控制系统的结构示意图。如图5所示，该车辆控制系统可以包括：
存储有可执行程序代码的存储器501；
与存储器501耦合的处理器502；
其中，处理器502调用存储器501中存储的可执行程序代码，执行图1～图2任意一种车辆防追尾的控制方法。
本发明实施例公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行图1～图2任意一种车辆防追尾的控制方法。
本发明实施例还公开一种应用发布平台，其中，应用发布平台用于发布计算机程序产品，其中，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如以上各方法实施例中的方法的部分或全部步骤。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在本发明的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物单元，即可位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元若以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可获取的存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或者部分，可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干请求用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务器或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器)执行本发明的各个实施例上述方法的部分或全部步骤。
在本发明所提供的实施例中，应理解，“与A对应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
以上对本发明实施例公开的一种车辆防追尾的控制方法和车辆控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (16)
1.一种车辆防追尾的控制方法，其特征在于，包括：
当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，判断所述后来车辆与所述目标车辆是否存在碰撞风险；
若所述后来车辆与所述目标车辆存在碰撞风险，判断所述目标车辆的相邻区域是否具备可行驶条件；
若所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，规划所述目标车辆的行驶期望轨迹；
控制所述目标车辆按照所述行驶期望轨迹行驶，以使所述目标车辆避让所述后来车辆；
所述当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，判断所述后来车辆与所述目标车辆是否存在碰撞风险，包括：
当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，获取第一运动信息和第二运动信息；所述第一运动信息至少包括所述目标车辆的当前行驶速率和加速度；所述第二运动信息至少包括所述后来车辆的当前行驶速率、加速度和横向速率；
获取所述目标车辆和所述后来车辆的相对距离信息；其中，所述相对距离信息至少包括所述目标车辆和所述后来车辆之间的纵向间距和横向间距；
根据所述第一运动信息、所述第二运动信息和所述相对距离信息，估计所述目标车辆和所述后来车辆的拟碰撞时间；
判断所述拟碰撞时间是否小于预设阈值；
若小于预设阈值，确定所述后来车辆与所述目标车辆存在碰撞风险；
若大于或等于预设阈值，确定所述后来车辆与所述目标车辆不存在碰撞风险。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件，调整所述目标车辆的车身姿态，以使所述目标车辆相对所述后来车辆摆正车身。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述若所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，规划所述目标车辆的行驶期望轨迹之后，以及所述控制所述目标车辆按照所述行驶期望轨迹行驶之前，所述方法还包括：
激活转向指示灯，以提醒所述后来车辆的驾驶员所述目标车辆正在转向。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在调整所述目标车辆的车身姿态的同时，激活危险指示灯以提醒所述后来车辆的驾驶员进行减速；
以及，收紧所述目标车辆的安全带以调整所述目标车辆的驾驶员的坐姿。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述后来车辆与所述目标车辆存在碰撞风险，判断所述目标车辆的相邻区域是否具备可行驶条件，包括：
若所述后来车辆与所述目标车辆存在碰撞风险，利用所述目标车辆的环境探测装置探测所述目标车辆的相邻区域是否存在障碍物；
若探测到所述目标车辆的相邻区域不存在障碍物，确定所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件；
若探测到所述目标车辆的相邻区域存在障碍物，判断所述目标车辆在避让所述后来车辆的过程中是否与所述障碍物发生碰撞；若不与所述障碍物发生碰撞，确定所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件；若与所述障碍物发生碰撞，确定所述目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述若所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，规划所述目标车辆的行驶期望轨迹，包括：
若所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件，计算所述目标车辆避让所述后来车辆需要实现的横向距离；
获取所述目标车辆的起始位置坐标；
根据所述横向距离和所述起始位置坐标，计算目标位置坐标；所述目标位置坐标为所述目标车辆实现所述横向距离后到达的位置的坐标；
将所述起始位置坐标和所述目标位置坐标进行拟合，获得所述目标车辆的行驶期望轨迹。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制所述目标车辆按照所述行驶期望轨迹行驶，以使所述目标车辆避让所述后来车辆，包括：
构建预测模型，以预测得到多个所述目标车辆实现所述横向距离所需的前轮偏角；
根据所述多个前轮偏角，构建目标函数模型以获得目标前轮偏角；
根据所述目标前轮偏角，转动所述目标车辆的方向盘以控制所述目标车辆按照所述行驶期望轨迹行驶，从而使所述目标车辆避让所述后来车辆。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，若所述目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件，调整所述目标车辆的车身姿态，以使所述目标车辆相对所述后来车辆摆正车身，包括：
若所述目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件，获取所述目标车辆的车辆航向角；
判断所述目标车辆的车辆航向角的数值是否等于零；
若所述目标车辆的车辆航向角的数值不等于零，转动所述目标车辆的方向盘以将所述目标车辆的车辆航向角的数值调整为零，从而使所述目标车辆相对所述后来车辆摆正车身。
9.一种车辆控制系统，其特征在于，包括：
第一判断单元，用于当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，判断所述后来车辆与所述目标车辆是否存在碰撞风险；
第二判断单元，用于当所述第一判断单元判断出所述后来车辆与所述目标车辆存在碰撞风险时，判断所述目标车辆的相邻区域是否具备可行驶条件；
规划单元，用于当所述第二判断单元判断出所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，规划所述目标车辆的行驶期望轨迹；
控制单元，用于控制所述目标车辆按照所述行驶期望轨迹行驶，以使所述目标车辆避让所述后来车辆；
所述第一判断单元包括：
第一获取子单元，用于当探测到目标车辆的后方存在后来车辆时，获取第一运动信息和第二运动信息；所述第一运动信息至少包括所述目标车辆的当前行驶速率和加速度；所述第二运动信息至少包括所述后来车辆的当前行驶速率、加速度和横向速率；
所述第一获取子单元，还用于获取所述目标车辆和所述后来车辆的相对距离信息；其中，所述相对距离信息至少包括所述目标车辆和所述后来车辆之间的纵向间距和横向间距；
估计子单元，用于根据所述第一运动信息、所述第二运动信息和所述相对距离信息，估计所述目标车辆和所述后来车辆的拟碰撞时间；
第一判断子单元，用于判断所述拟碰撞时间是否小于预设阈值；
第一确定子单元，用于当所述第一判断子单元判断出所述拟碰撞时间小于预设阈值时，确定所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件；
第二确定子单元，用于当所述第一判断子单元判断出所述拟碰撞时间大于或等于预设阈值时，确定所述后来车辆与所述目标车辆不存在碰撞风险。
10.根据权利要求9所述的车辆控制系统，其特征在于，所述车辆控制系统还包括：
车身调整单元，用于当所述第二判断单元判断出所述目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件时，调整所述目标车辆的车身姿态，以使所述目标车辆相对所述后来车辆摆正车身。
11.根据权利要求10所述的车辆控制系统，其特征在于，所述车辆控制系统还包括：
车灯激活单元，用于当所述第二判断单元判断出所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，所述规划单元规划所述目标车辆的行驶期望轨迹之后，以及所述控制单元控制所述目标车辆按照所述行驶期望轨迹行驶之前，激活转向指示灯，以提醒所述后来车辆的驾驶员所述目标车辆正在转向。
12.根据权利要求11所述的车辆控制系统，其特征在于，所述车辆控制系统还包括：
所述车灯激活单元，还用于在所述车身调整单元调整所述目标车辆的车身姿态的同时，激活危险指示灯以提醒所述后来车辆的驾驶员进行减速；
以及，安全带调节单元，用于在所述车身调整单元调整所述目标车辆的车身姿态的同时，收紧所述目标车辆的安全带以调整所述目标车辆的驾驶员的坐姿。
13.根据权利要求10所述的车辆控制系统，其特征在于，所述第二判断单元包括：
环境探测子单元，用于当所述第一判断单元判断出所述后来车辆与所述目标车辆存在碰撞风险时，利用所述目标车辆的环境探测装置探测所述目标车辆的相邻区域是否存在障碍物；
第三确定子单元，用于当所述环境探测子单元探测到所述目标车辆的相邻区域不存在障碍物时，确定所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件；
第二判断子单元，用于当所述环境探测子单元探测到所述目标车辆的相邻区域存在障碍物时，判断所述目标车辆在避让所述后来车辆的过程中是否与所述障碍物发生碰撞；
所述第三确定子单元，还用于当所述第二判断子单元判断出所述目标车辆在避让所述后来车辆的过程中不与所述障碍物发生碰撞时，确定所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件；
第四确定子单元，用于当所述第二判断子单元判断出所述目标车辆在避让所述后来车辆的过程中与所述障碍物发生碰撞时，确定所述目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件。
14.根据权利要求13所述的车辆控制系统，其特征在于，所述规划单元包括：
第一计算子单元，用于当所述第二判断单元判断出所述目标车辆的相邻区域具备可行驶条件时，计算所述目标车辆避让所述后来车辆需要实现的横向距离；
第二获取子单元，用于获取所述目标车辆的起始位置坐标；
第二计算子单元，用于根据所述横向距离和所述起始位置坐标，计算目标位置坐标；所述目标位置坐标为所述目标车辆实现所述横向距离后到达的位置的坐标；
拟合子单元，用于将所述起始位置坐标和所述目标位置坐标进行拟合，获得所述目标车辆的行驶期望轨迹。
15.根据权利要求14所述的车辆控制系统，其特征在于，所述控制单元包括：
第一构建子单元，用于构建预测模型，以预测得到多个所述目标车辆实现所述横向距离所需的前轮偏角；
第二构建子单元，用于根据所述多个前轮偏角，构建目标函数模型以获得目标前轮偏角；
第一转动子单元，用于根据所述目标前轮偏角，转动所述目标车辆的方向盘以控制所述目标车辆按照所述行驶期望轨迹行驶，从而使所述目标车辆避让所述后来车辆。
16.根据权利要求15所述的车辆控制系统，其特征在于，所述车身调整单元包括：
第三获取子单元，用于当所述第二判断单元判断出所述目标车辆的相邻区域不具备可行驶条件时，获取所述目标车辆的车辆航向角；
第三判断子单元，用于判断所述目标车辆的车辆航向角的数值是否等于零；
第二转动子单元，用于当所述第三判断子单元判断出所述目标车辆的车辆航向角的数值不等于零时，转动所述目标车辆的方向盘以将所述目标车辆的车辆航向角的数值调整为零，从而使所述目标车辆相对所述后来车辆摆正车身。
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