CN110194169A - 一种车辆变道辅助方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供车辆变道辅助方法，方法包括：建立纵向危险距离边界值Ld、纵向安全距离边界值Ls、横向安全距离Ds模型；检测变道灯信号是否有效，是则进入下一步，否则循环执行本步骤；确定当前道路的摩擦系数；获取本车车速V及本车与后车的相对速度ΔV，计算纵向危险距离边界值Ld、纵向安全距离边界值Ls；获取本车与后方车辆的纵向距离L、横向距离P；根据纵向距离L、横向距离P与纵向危险距离边界值Ld、纵向安全距离边界值Ls判断本车变道安全性。本发明实现了车辆变道辅助。

Description

一种车辆变道辅助方法

技术领域

本发明涉及辅助驾驶技术领域，尤其涉及一种车辆变道辅助方法。

背景技术

目前车辆在变道超车时，主要依靠驾驶员通过外后视镜观察后方路况，凭借经验判断变道是否安全，然而，在路面状况不同、本车与后方车辆的相对车速不同时，变道安全距离也是不一样的。所以，在车辆变道时，刮擦现象甚至严重的事故时有发生。

因此，现有技术有待进一步改进。

发明内容

本发明提供一种车辆变道辅助方法，旨在解决现有技术中的缺陷，实现车辆变道辅助。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

本发明提供一种车辆变道辅助方法，包括：

步骤1、建立纵向危险距离边界值Ld、纵向安全距离边界值Ls、横向安全距离Ds模型。

步骤2、检测变道灯信号是否有效，是则进入下一步，否则循环执行本步骤。

步骤3、确定当前道路的摩擦系数。

步骤4、获取本车车速V及本车与后车的相对速度ΔV，计算纵向危险距离边界值Ld、纵向安全距离边界值Ls。

步骤5、获取本车与后方车辆的纵向距离L、横向距离P。

步骤6、根据纵向距离L、横向距离P与纵向危险距离边界值Ld、纵向安全距离边界值Ls判断本车变道安全性，所述本车变道安全性包括安全、警示、禁止。

进一步，在所述步骤6之后还包括：

步骤7、根据所述本车变道安全性，显示对应的提示信息。

具体地，所述步骤1包括：

步骤11、建立车辆变道距离模型。

步骤12、根据所述车辆变道距离模型及后方车辆驾驶员反应时间建立危险距离边界值、纵向安全距离边界值模型。

具体地，所述步骤12包括：

将后方车辆驾驶员注意力集中时的反应时间T1设定为危险区边界；

将后方车辆驾驶员注意力不集中时的反应时间T2设定为安全区边界。

具体地，所述纵向危险距离边界值Ld＝max{[V'*T1+V'²/(2gu)-V²/(2gu)],Ld0}，其中max{}表示取两者中的较大者，V表示本车车速，V'表示后车车速，g表示重力加速度，u表示当前路面摩擦系数，T1表示后方车辆驾驶员注意力集中时的反应时间，Ld0表示最小危险距离预设值。

具体地，所述纵向安全距离边界值Ls＝max{[V'*T2+V'²/(2gu)-V²/(2gu)],Ls0}，其中max{}表示取两者中的较大者，V表示本车车速，V'表示后车车速，g表示重力加速度，u表示当前路面摩擦系数，T2表示后方车辆驾驶员注意力不集中时的反应时间，Ls0表示最小安全距离预设值。

具体地，所述步骤3包括：

步骤31、获取环境温度值，通过环境温度值确定道路摩擦指数。

步骤32、通过摄像头获取路面环境。

步骤33、根据道路摩擦指数、路面环境确定滑动摩擦系数。

具体地，所述判断本车变道安全性，包括：

若L≤Ld，或者P≤Ds-2m，则判断本车变道安全性为禁止；

若Ld＜L＜Ls或者D-2m＜P＜D，则判断本车变道安全性为警示；

若L≥Ls，或者P≥D，则判断本车变道安全性为安全。

具体地，所述步骤7包括：

步骤71、预设不同变道安全性与目标提示框之间的颜色关系。

步骤72、预存对应颜色不同大小的目标提示框。

步骤73、获取后方车辆在像素坐标系中的像素长度M、像素宽度H，以及后方车辆中心位置的坐标。

步骤74、根据后方车辆的像素长度M、像素宽度H，调取对应大小的目标提示框，标注在目标车辆上。

本发明的有益效果在于：本发明通过建立纵向危险距离边界值、纵向安全距离边界值、横向安全距离模型，并根据当前道路的摩擦系数从而计算纵向危险距离边界值、纵向安全距离边界值，进而与本车与后方车辆的纵向距离、横向距离比较，来判断本车变道安全性，实现了车辆变道辅助，提高了变道的安全性。

附图说明

图1是本发明的车辆变道辅助方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。

如图1所示，本发明的实施例提供一种车辆变道辅助方法，包括：

步骤1、建立纵向危险距离边界值Ld、纵向安全距离边界值Ls、横向安全距离Ds模型。

在本实施例中，具体包括如下步骤：

步骤11、建立车辆变道距离模型。

如图2所示，纵向距离是指本车(车辆2)车尾到后方车辆(车辆1)车头的垂直距离，横向距离是指本车车身与后方车辆车身相近侧边的垂直距离。本车在t0时刻变道，变道前在车道1，变道后移到车道2。

两辆车的运动模型如下：

1)本车在t0时刻发生紧急事件而紧急制动，急停距离S3＝V²/(2gu)，V表示本车车速；

2)后方车辆在看到本车刹车后到采取制动这段时间为反应时间T，反应距离S1＝V'*T，V'表示后车车速；然后后方车辆采取紧急制动，急停距离S2＝S2＝V'²/(2gu)；后方车辆在此过程中运动距离为S1+S2；

3)两车急停后的距离差S＝L+S3-S1-S2。

故有：

A)若L+V²/(2gu)-V'*T-V'²/(2gu)≤0，则判定车辆相撞。

B)若L+V²/(2gu)-V'*T-V'²/(2gu)＞0，则判定车辆未相撞。

步骤12、根据所述车辆变道距离模型及后方车辆驾驶员反应时间建立危险距离边界值、纵向安全距离边界值模型。

反应时间是指驾驶员从发现情况到开始采取制动的时间。

在本实施例中，反应时间T＝k*log₂(n+1)，其中，k为修正常数；n为等概率行为。后方车辆驾驶员看到前方车辆出现紧急事件时，等概率行为有：①刹车；②变道避让，故n＝2。修正常数k可以根据驾驶员在不同情形下的反应时间对进行设置，例如，如果注意力集中时的反应时间T1＝0.9s，则设置k＝0.57；如果注意力不集中时的反应时间T2＝1.35s，则设置k＝0.855。

本步骤具体包括：

A)将后方车辆驾驶员注意力集中时的反应时间T1设定为危险区边界。

令S＝Ld+S3-S1-S2＝0即可求取纵向危险距离边界值Ld：

Ld＝V'*T1+V'²/(2gu)-V²/(2gu)。

并且，如果纵向危险距离边界值L1低于最小危险距离预设值Ld0(可根据实际设定，例如Ld0＝3米)，则Ld＝Ld0。

因此，Ld＝max{[V'*T1+V'²/(2gu)-V²/(2gu)],Ld0}，其中max{}表示取两者中的较大者，V表示本车车速，V'表示后车车速，g表示重力加速度，u表示当前路面摩擦系数，T1表示后方车辆驾驶员注意力集中时的反应时间，Ld0表示最小危险距离预设值。

B)将后方车辆驾驶员注意力不集中时的反应时间T2设定为安全区边界。

令S＝Ls+S3-S1-S2＝0即可求取纵向安全距离边界值Ls：

Ls＝V'*T2+V'²/(2gu)-V²/(2gu)。

并且，如果纵向安全距离边界值Ls小于最小安全距离预设值Ls0(可根据实际设定，例如Ls0＝5米)，则令Ls＝Ls0。

因此，Ls＝max{[V'*T2+V'²/(2gu)-V²/(2gu)],Ls0}，其中max{}表示取两者中的较大者，V表示本车车速，V'表示后车车速，g表示重力加速度，u表示当前路面摩擦系数，T2表示后方车辆驾驶员注意力不集中时的反应时间，Ls0表示最小安全距离预设值。

横向安全距离Ds＝W+B，其中，W为本车车身宽度；B为车辆间安全距离余量，可根据实际进行设定，例如B＝3米。

步骤2、检测变道灯信号是否有效，是则进入下一步，否则循环执行本步骤。

步骤3、确定当前道路的摩擦系数。

在本实施例中，本步骤包括：

步骤31、获取环境温度值，通过环境温度值确定道路摩擦指数。

环境温度越低，路面环境越复杂。环境温度与道路摩擦指数的关系如表1所示：

表1：

摩擦指数

干燥

潮湿/雾

积水/雨天

浮雪/霜

积雪

结冰

常温

0级

1级别

2级

/

/

/

低温

1级别

2级

3级

3级

4级

5级

其中，低温是指是气温低于15℃，常温是指气温为15～40℃。

步骤32、通过摄像头获取路面环境。

摄像头获取图像，通过图像算法识别路面环境，包括干燥、潮湿、积水、霜、浮雪、积雪、结冰。

步骤33、根据道路摩擦指数、路面环境确定滑动摩擦系数。

道路摩擦指数、路面环境与滑动摩擦系数的关系如表2所示：

表2：

摩擦指数	路面环境	摩擦系数u
			0级	常温、干燥、无杂质	0.6
1级	潮湿、少量积水、低温	0.55
			2级	积水、低温	0.5
3级	积水、浮雪、霜	0.4
			4级	积雪	0.3
5级	结冰	0.1

步骤4、获取本车车速V及本车与后车的相对速度ΔV，计算纵向危险距离边界值Ld、纵向安全距离边界值Ls。

本车车速V可以通过汽车CAN总线获取。

在t0时刻(例如转向灯开启时)，获取本车与后方车辆的纵向距离Lt0，在Δt(例如0.5s后)的t1时刻，再次获取后方车辆距离Lt1值，则本车与后方车辆的相对速度ΔV＝(Lt0-Lt1)/Δt。

步骤5、获取本车与后方车辆的纵向距离L、横向距离P。

可以通过单目摄像头或双目摄像头测距技术来获取本车与后方车辆的纵向距离L、横向距离P。此为现有技术，在此不再赘述。

步骤6、根据纵向距离L、横向距离P与纵向危险距离边界值Ld、纵向安全距离边界值Ls判断本车变道安全性，所述本车变道安全性包括安全、警示、禁止。

所述判断本车变道安全性，包括：

若L≤Ld，或者P≤Ds-2m，则判断本车变道安全性为禁止；

若Ld＜L＜Ls或者D-2m＜P＜D，则判断本车变道安全性为警示；

若L≥Ls，或者P≥D，则判断本车变道安全性为安全。

进一步，在所述步骤6之后还包括：

步骤7、根据所述本车变道安全性，显示对应的提示信息。

具体包括如下步骤：

步骤71、预设不同变道安全性与目标提示框之间的颜色关系。

例如，将禁止变道的目标提示框设置为红色，将警示变道的目标提示框设置为黄色，将安全变道的目标提示框设置为绿色；也可以根据实际需要进行颜色设置，该设置可以由厂家设定，也可以由用户自行设置。

步骤72、预存对应颜色不同大小的目标提示框。

步骤73、获取后方车辆在像素坐标系中的像素长度M、像素宽度H，以及后方车辆中心位置的坐标。

根据世界坐标系与像素坐标系的映射关系，以及显示屏的像素分辨率，即可获得后方车辆在像素坐标系中的像素长度M、像素宽度H，以及后方车辆中心位置的坐标。

步骤74、根据后方车辆的像素长度M、像素宽度H，调取对应大小的目标提示框，标注在目标车辆上。

例如，如果判断本车变道安全性为禁止，后方车辆在像素坐标系中的像素长度80pix、像素宽度50pix，后方车辆在像素坐标系中的坐标为(60,40)，则选择颜色为红色、大小为80pix*50pix的目标提示框，将该目标提示框的中心与像素坐标点(60,40)对齐进行显示。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种车辆变道辅助方法，其特征在于，包括：

步骤1、建立纵向危险距离边界值Ld、纵向安全距离边界值Ls、横向安全距离Ds模型。

步骤2、检测变道灯信号是否有效，是则进入下一步，否则循环执行本步骤。

步骤3、确定当前道路的摩擦系数。

步骤4、获取本车车速V及本车与后车的相对速度ΔV，计算纵向危险距离边界值Ld、纵向安全距离边界值Ls。

步骤5、获取本车与后方车辆的纵向距离L、横向距离P。

步骤6、根据纵向距离L、横向距离P与纵向危险距离边界值Ld、纵向安全距离边界值Ls判断本车变道安全性，所述本车变道安全性包括安全、警示、禁止。

2.根据权利要求1所述的车辆变道辅助方法，其特征在于，所述步骤1包括：

步骤11、建立车辆变道距离模型。

步骤12、根据所述车辆变道距离模型及后方车辆驾驶员反应时间建立危险距离边界值、纵向安全距离边界值模型。

3.根据权利要求2所述的车辆变道辅助方法，其特征在于，所述步骤12包括：

将后方车辆驾驶员注意力集中时的反应时间T1设定为危险区边界；

将后方车辆驾驶员注意力不集中时的反应时间T2设定为安全区边界。

4.根据权利要求3所述的车辆变道辅助方法，其特征在于，所述纵向危险距离边界值Ld＝max{[V'*T1+V'²/(2gu)-V²/(2gu)],Ld0}，其中max{}表示取两者中的较大者，V表示本车车速，V'表示后车车速，g表示重力加速度，u表示当前路面摩擦系数，T1表示后方车辆驾驶员注意力集中时的反应时间，Ld0表示最小危险距离预设值。

5.根据权利要求3所述的车辆变道辅助方法，其特征在于，所述纵向安全距离边界值Ls＝max{[V'*T2+V'²/(2gu)-V²/(2gu)],Ls0}，其中max{}表示取两者中的较大者，V表示本车车速，V'表示后车车速，g表示重力加速度，u表示当前路面摩擦系数，T2表示后方车辆驾驶员注意力不集中时的反应时间，Ls0表示最小安全距离预设值。

6.根据权利要求1所述的车辆变道辅助方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤31、获取环境温度值，通过环境温度值确定道路摩擦指数。

步骤32、通过摄像头获取路面环境。

步骤33、根据道路摩擦指数、路面环境确定滑动摩擦系数。

7.根据权利要求6所述的车辆变道辅助方法，其特征在于，所述步骤3包括：所述判断本车变道安全性，包括：

若L≤Ld，或者P≤Ds-2m，则判断本车变道安全性为禁止；

若Ld＜L＜Ls或者D-2m＜P＜D，则判断本车变道安全性为警示；

若L≥Ls，或者P≥D，则判断本车变道安全性为安全。

8.根据权利要求1所述的车辆变道辅助方法，其特征在于，在所述步骤6之后还包括：

步骤7、根据所述本车变道安全性，显示对应的提示信息。

9.根据权利要求1所述的车辆变道辅助方法，其特征在于，所述步骤7包括：

步骤71、预设不同变道安全性与目标提示框之间的颜色关系。

步骤72、预存对应颜色不同大小的目标提示框。

步骤73、获取后方车辆在像素坐标系中的像素长度M、像素宽度H，以及后方车辆中心位置的坐标。

步骤74、根据后方车辆的像素长度M、像素宽度H，调取对应大小的目标提示框，标注在目标车辆上。