CN110466515B - 一种辅助车辆进行紧急避障的方法和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种辅助车辆进行紧急避障的方法、计算机可读存储介质、电子设备和车辆。该方法在判断出本车辆需进行转向时，分阶段地确定本车辆在第一阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的转向角速率和转向角度以及在第二阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的转向角速率和转向角度，并进而根据所确定的不同阶段的转向角速率和转向角度控制本车辆分两阶段进行转向，实现紧急避障，辅助驾驶员避开前方危险目标，避免与前车发生碰撞，提高行车安全性。

Description

一种辅助车辆进行紧急避障的方法和车辆
技术领域
本发明涉及高级辅助安全技术领域，特别是一种辅助车辆进行紧急避障的方法、计算机可读存储介质、电子设备以及车辆。
背景技术
在汽车产业高速发展的过程中，由驾驶员无意识的操作带来的事故屡见不鲜。在过去的十几年当中，为了尽可能地减少事故和伤亡，出现了被动安全系统和主动安全系统，尤其是主动安全系统可以有效地提醒和干预车辆行为，很大程度上预防了事故的发生。主动安全系统例如有车道保持系统、紧急防碰撞系统、盲点监测系统等。
目前的紧急避障方法中，对于车辆的转弯控制还需要进一步改进。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种辅助车辆进行紧急避障的方法、计算机可读存储介质、电子设备以及车辆。
根据本发明实施例的一方面，提供了一种辅助车辆进行紧急避障的方法，包括：
根据本车辆与前方目标车辆之间的距离以及本车辆的当前车速，判断本车辆是否需进行转向；
若是，则根据本车辆的当前车速V0和车辆宽度B0、前方目标车辆的当前车速V1、本车辆与前方目标车辆之间的当前距离Y0、预设的第一阶段转向执行响应时间t1以及预设的在第一阶段转向中所需的本车辆与前方目标车辆之间的最小侧向安全距离d1，按照第一预定算法确定本车辆在第一阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的第一转向角速率a1和第一转向角度θ1；
根据本车辆的当前车速V0、前方目标车辆的车辆宽度B1、预设的第二阶段转向执行响应时间t2以及预设的在第二阶段转向中所需的本车辆与前方目标车辆之间的最小侧向安全距离d2，按照第二预定算法确定本车辆在第二阶段中所需的相对于自身转向轮中心的第二转向角速率a2和第二转向角度θ2；
控制本车辆以所述第一转向角速率a1向左前方或右前方进行第一阶段转向，直到本车辆的相对于自身转向轮中心的转向角度达到所述第一转向角度θ1；
控制本车辆以所述第二转向角速率a2进行第二阶段转向，直到本车辆的相对于自身转向轮中心的转向角度达到所述第二转向角度θ2。
可选地，所述按照第一预定算法确定本车辆在第一阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的第一转向角速率a1和第一转向角度θ1，包括：
获取关系式(1)：
Figure BDA0002182802740000021
其中，D1是当完成第一阶段转向时，本车辆的头部与前方目标车辆的尾部之间的最小距离，所述D1取值为大于或等于所述预设的在第一阶段转向中所需的本车辆与前方目标车辆之间的最小侧向安全距离d1的一个值；
将D1的值、本车辆的当前车速V0和车辆宽度B0、前方目标车辆的当前车速V1、本车辆与前方目标车辆之间的当前距离Y0、所述预设的第一阶段转向执行响应时间t1代入关系式(1)，求解得到本车辆在第一阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的第一转向角速率a1；
令a等于所述第一转向角速率a1并且t等于所述预设的第一阶段转向执行响应时间t1，根据式(2)计算出θ值作为本车辆在第一阶段转向完成时相对于自身转向轮中心的转向角度θ1：
Figure BDA0002182802740000022
可选地，所述按照第二预定算法确定本车辆在第二阶段中所需的相对于自身转向轮中心的第二转向角速率a2和第二转向角度θ2，包括：
获取关系式(3)：
Figure BDA0002182802740000023
其中，D2是当完成第二阶段转向时，本车辆的头部与前方目标车辆的尾部之间的最小距离，所述D2取值为大于或等于所述预设的在第二阶段转向中所需的本车辆与前方目标车辆之间的最小侧向安全距离d2的一个值；
将D2的值、本车辆的当前车速V0、前方目标车辆的车辆宽度B1、预设的第二阶段转向执行响应时间t2代入关系式(3)，求解得到本车辆在第二阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的第二转向角速率a2；
令a等于所述第二转向角速率a2并且t等于所述预设的第二阶段转向执行响应时间t2，根据式(2)计算出θ值作为本车辆在第二阶段转向完成时相对于自身转向轮中心的转向角度θ2：
Figure BDA0002182802740000031
可选地，在判断出本车辆需进行转向之后，且在执行所述根据本车辆的当前车速V0和车辆宽度B0、前方目标车辆的当前车速V1、本车辆与前方目标车辆之间的当前距离Y0、预设的第一阶段转向执行响应时间t1以及预设的在第一阶段转向中所需的本车辆与前方目标车辆之间的最小侧向安全距离d1，按照第一预定算法确定本车辆在第一阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的第一转向角速率a1和第一转向角度θ1的步骤之前，所述方法还包括：
根据所采集的本车辆的左前方的指定区域的图像和右前方的指定区域的图像确定本车辆的转向方向为左前方或右前方；
并且，
所述控制本车辆以所述第一转向角速率a1向左前方或右前方进行第一阶段转向，包括：
控制本车辆以所述第一转向角速率a1向所确定的所述转向方向进行第一阶段转向。
可选地，所述根据所采集的本车辆的左前方的指定区域的图像和右前方的指定区域的图像确定本车辆的转向方向为左前方或右前方，包括：
通过图像采集装置采集本车辆的左前方的指定区域的图像和右前方的指定区域的图像；
基于所采集的图像判断所述左前方的指定区域和所述右前方的指定区域内是否存在障碍物；
若所述左前方的指定区域和所述右前方的指定区域中至少之一者内不存在障碍物，则选择与不存在障碍物的指定区域之一对应的方向作为本车辆的转向方向。
可选地，所述根据本车辆与目标车辆之间的距离以及本车辆的当前车速，判断本车辆是否需进行转向，包括：
获取本车辆的当前车速以及本车辆与前方目标车辆之间的当前距离；
将本车辆的当前车速与预设车速阈值进行比较，并将本车辆与前方目标车辆之间的当前距离与预设距离阈值进行比较；
若本车辆的当前车速大于或等于所述预设车速阈值并且本车辆与前方目标车辆之间的当前距离小于或等于所述预设距离阈值，则判断本车辆需进行转向。
可选地，通过速度传感器获取本车辆的当前车速；
通过超声雷达传感器获取本车辆与前方目标车辆之间的当前距离。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序代码，当所述计算机程序代码在电子设备上运行时，导致所述电子设备执行根据上述任一项所述的辅助车辆进行紧急避障的方法。
根据本发明实施例的再一方面，还提供了一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储有计算机程序代码的存储器；
当所述计算机程序代码被所述处理器运行时，导致所述电子设备执行根据上述任一项所述的辅助车辆进行紧急避障的方法。
根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种车辆，包括上述电子设备。
本发明实施例提出的辅助车辆进行紧急避障的方法，在判断出本车辆需进行转向时，分阶段地确定本车辆在第一阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的转向角速率和转向角度以及在第二阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的转向角速率和转向角度，并进而根据所确定的不同阶段的转向角速率和转向角度控制本车辆分两阶段进行转向，实现紧急避障，辅助驾驶员避开前方危险目标，避免与前车发生碰撞，提高行车安全性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明一实施例的辅助车辆进行紧急避障的方法的流程图；
图2示出了根据本发明一实施例的辅助车辆进行紧急避障的应用场景示意图；
图3示出了根据本发明另一实施例的辅助车辆进行紧急避障的方法的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在现有的车辆紧急避障的方法中，对于车辆的转弯控制还需要进一步改进。
为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种辅助车辆进行紧急避障的方法。图1示出了根据本发明一实施例的辅助车辆进行紧急避障的方法的流程图。参见图1，该方法至少可以包括以下步骤S102至步骤S110。
步骤S102，根据本车辆与前方目标车辆之间的距离以及本车辆的当前车速，判断本车辆是否需进行转向。若是，则执行步骤S104。
在步骤S102中，可实时进行是否需进行转向的判断。
在一种可选的实施方案中，步骤S102可进一步实施为：
首先，获取本车辆的当前车速(以V0表示)以及本车辆与前方目标车辆之间的距离(以Y0表示)。具体地，本车辆的当前车速V0可通过车辆中的速度传感器等进行检测。需要说明的是，车速V0为本车辆的线速度，其在整个转向过程中不变。本车辆与前方目标车辆之间的距离Y0可通过超声雷达传感器等进行检测。
然后，将本车辆的当前车速与预设车速阈值进行比较，并将本车辆与前方目标车辆之间的当前距离与预设距离阈值进行比较。
此处提及的预设车速阈值和预设距离阈值可根据车辆的转向系统的参数进行设定。具体地，在车辆的方向盘的最大扭矩、避障的安全距离以及转向系统可接受的单一转向路径执行的最长时间一定的条件下，可确定车辆转向判断所需的预设车速阈值和预设距离阈值。
最后，若本车辆的当前车速大于或等于预设车速阈值并且本车辆与前方目标车辆之间的当前距离小于或等于预设距离阈值，则判断本车辆需进行转向。
当本车辆的当前车速V0大于或等于该预设车速阈值，并且本车辆与前方目标车辆之间的当前距离Y0小于或等于预设距离阈值，则可以认为本车辆即将与前方目标车辆发生碰撞，并且本车辆通过刹车不足以避免发生碰撞，因此本车辆需要进行转向。
在另一种可替换的实施方案中，也可以针对车辆的转向系统设定预设反应时间阈值，将本车辆与前方目标车辆之间的距离Y0与本车辆的当前车速V0相除的结果与预设反应时间阈值进行比较，若距离Y0与车速V0相除结果小于预设反应时间阈值，则可以认为本车辆即将与前方目标车辆发生碰撞，并且本车辆通过刹车不足以避免发生碰撞，因此本车辆需要进行转向。
另外，本领域技术人员可以理解，根据本车辆与目标车辆之间的距离以及本车辆的当前车速对本车辆是否需进行转向的判断方式还可以有多种，本发明对具体的判断方式不作具体限制。
在另一种可选的实施方案中，在步骤S102中还可以进一步获取前方目标车辆的车速(以V1表示)。具体地，前方目标车辆的车速V1可通过例如毫米波雷达、双目相机等进行检测。则，在进行车辆是否需进行转向的判断时，结合本车辆的当前车速V0、前方目标车辆的车速V1和两车之间的距离Y0进行。例如，将车速V0与车速V1相减得到本车辆相对于前方目标车辆的相对速度，再将距离Y0与该相对速度相除的结果与预设反应时间阈值进行比较。如此，可以进一步提高转向判断的准确性。
在判断出本车辆需进行转向来避免与前车发生碰撞之后，本发明实施例在步骤S104和S106中分阶段地确定本车辆在第一阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的转向角速率和转向角度以及在第二阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的转向角速率和转向角度，以便实现本车辆的转弯控制以紧急避障。
步骤S104，根据本车辆的当前车速V0和车辆宽度B0、前方目标车辆的当前车速V1、本车辆与前方目标车辆之间的当前距离Y0、预设的第一阶段转向执行响应时间t1以及预设的在第一阶段转向中所需的本车辆与前方目标车辆之间的最小侧向安全距离d1，按照第一预定算法确定本车辆在第一阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的第一转向角速率(或称转向角度变化率)a1和第一转向角度θ1。
步骤S106，根据本车辆的当前车速V0、前方目标车辆的车辆宽度B1、预设的第二阶段转向执行响应时间t2以及预设的在第二阶段转向中所需的本车辆与前方目标车辆之间的最小侧向安全距离d2，按照第二预定算法确定本车辆在第二阶段中所需的相对于自身转向轮中心的第二转向角速率a2和第二转向角度θ2。
上文步骤S104和步骤S106中提到的本车辆的车辆宽度B0和前方目标车辆的车辆宽度B1可从本地存储直接读取，或者通过车联网获取等。上述这些参数可以同时获取，也可以分别获取，其获取顺序并不影响本发明的方案。
图2示出了根据本发明一实施例的辅助车辆进行紧急避障的应用场景示意图。其中，图2中示出了本车辆进行转向前的初始位置E1、第一阶段转向完成时的第一位置E2、第二阶段转向完成时的第二位置E3和方向盘恢复到初始状态后的第三位置E4，还示出了前方目标车辆的在本车辆进行转向前的初始位置T1、在本车辆完成第一阶段转向时的位置T2和在本车辆完成第二阶段转向时的位置T3。变量V0、V1、Y0的含义与前文相同。虚线表示本车辆在进行紧急避障过程中的行驶轨迹，则对于行驶轨迹上的每一点，该点处的切线方向即为本车辆处于该点位置时的转向轮方向，且该切线方向上的速度即为本车辆的转向轮的线速度(即本车辆的车速V0)。以y方向表示本车辆转向前的行驶方向，x方向表示与本车辆转向前的行驶方向垂直的方向。Vy表示V0在与本车辆转向前的行驶方向平行的方向上的分量，Vx表示V0在与本车辆转向前的行驶方向垂直的方向上的分量。若以θ表示在转向中任一时刻时本车辆相对于转向开始位置(即初始位置E1)的转向角度，则θ1表示本车辆完成第一阶段转向所需的相对于自身转向轮中心的转向角度，其实质上为完成第一阶段转向时的第一位置E2处的本车辆的转向轮方向与进行转向前的初始位置E1处的本车辆的转向轮方向之间的夹角。θ2表示本车辆完成第二阶段转向所需的相对于自身转向轮中心的转向角度，其实质上为完成第二阶段转向时的第二位置E3处的本车辆的转向轮方向与初始位置E1处的本车辆的转向轮方向之间的夹角。通常，在行驶过程中，当车辆不进行转向时，车辆的转向轮方向与车辆的行驶方向保持一致或近似一致，因此，在本发明实施例中，可将本车辆在初始位置E1处的相对于自身转向轮中心的转向角度视为0。D1表示当完成第一阶段转向时，本车辆的头部与前方目标车辆的尾部之间的最小距离，即，第一位置E2处的本车辆的头部与位置T2处的前方目标车辆的尾部之间的最小距离。D2表示当完成第二阶段转向时，本车辆的头部与前方目标车辆的尾部之间的最小距离，即第二位置E3处的本车辆的头部与位置T3处的前方目标车辆的尾部之间的最小距离。下面结合图2对第一预定算法和第二预定算法进行说明。
以θ表示每一阶段转向中任一时刻时本车辆相对于转向开始位置的转向角度，根据图2所示的几何关系，可知Vx＝V0*sinθ。由此，根据图2所示的几何关系，可得到以下D1的表达式：
Figure BDA0002182802740000081
上式(1)中，t1为预设的第一阶段转向执行响应时间，其表示避障系统触发的时间阈值。根据避障系统的敏感度，在不同车速范围内设定不同的第一阶段转向执行响应时间。在实际应用中，第一阶段转向执行响应时间需要根据实际车辆参数(如车速)和场景环境参数(如雨天或晴天的地面摩擦系数)进行调整和标定，通常可以在0.5-1.8s范围内。典型地，第一阶段转向执行响应时间可设定为0.8s。
为了保证本车辆可安全转向而不与前方目标车辆碰撞，D1需不小于安全限值。以d1表示在第一阶段转向中所需的本车辆与前方目标车辆之间的最小侧向安全距离，则当D1大于或等于d1时，可满足安全转向要求。因此，在第一预定算法中，通过预设d1值，并使D1取值为大于或等于d1的一个值，则可以通过式(1)推导出本车辆在第一阶段中所需的相对于自身转向轮中心的转向角速率a1。
然后，根据如下所示的车辆的转向角度θ与转向角速率a和时间t的关系式：
Figure BDA0002182802740000082
将计算所得的转向角速率a1和第一阶段转向执行响应时间t1代入式(2)，则计算出的θ值即是本车辆在第一阶段转向完成时相对于自身转向轮中心的转向角度θ1。进而，后续可根据第一阶段的转向角度θ1和转向角速率a1对车辆进行第一阶段转弯控制，以完成第一阶段的转向避障。
进一步地，根据图2所示的几何关系，还可以得到以下D2的表达式：
Figure BDA0002182802740000083
上式(3)中，t2为预设的第二阶段转向执行响应时间，其表示避障系统触发的时间阈值，且其取值不同于第一阶段转向执行响应时间t1。根据避障系统的敏感度，在不同车速范围内设定不同的第二阶段转向执行响应时间。在实际应用中，第二阶段转向执行响应时间需要根据实际车辆参数(如车速)和场景环境参数(如雨天或晴天的地面摩擦系数)进行调整和标定。在实际应用场景中，第一阶段为躲避障碍物阶段，而第二阶段则是在转向后的车道内进行车辆姿态的调整，因此，第二阶段转向执行响应时间通常小于第一阶段转向执行响应时间，以防止车辆回到初始车道，导致再次碰撞。例如，第二阶段转向执行响应时间可设定在0.3-0.6s范围内。典型地，第二阶段转向执行响应时间可设定为0.4s。
为了保证本车辆可安全转向而不与前方目标车辆碰撞，D2也需不小于安全限值。以d2表示在第二阶段转向中所需的本车辆与前方目标车辆之间的最小侧向安全距离，则当D2大于或等于d2时，可满足安全转向要求。因此，在第二预定算法中，通过预设d2值，并使D2取值为大于或等于d2的一个值，则可以通过式(3)推导出本车辆在第二阶段中所需的相对于自身转向轮中心的转向角速率a2。
然后，将计算所得的转向角速率a2和第二阶段转向执行响应时间t2代入式(2)，计算出的θ值即是本车辆在第二阶段转向完成时相对于自身转向轮中心的转向角度θ2。进而，后续可根据第二阶段的转向角度θ2和转向角速率a2对车辆进行第二阶段转弯控制，以完成第二阶段的车辆姿态调整。
在分阶段地确定本车辆在第一阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的转向角速率a1和转向角度θ1以及在第二阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的转向角速率a2和转向角度θ2后，本发明实施例在步骤S108和步骤S110中分别根据所确定的转向角速率和转向角度控制本车辆进行两次转向，完成紧急避障。
步骤S108，控制本车辆以第一转向角速率a1向左前方或右前方进行第一阶段转向，直到本车辆的相对于自身转向轮中心的转向角度达到第一转向角度θ1。
在本步骤中，可以根据第一转向角速率a1和第一转向角度θ1生成第一控制信号，进而根据第一控制信号控制本车辆进行第一阶段转向。在第一阶段转向中，本车辆在第一控制信号的控制下，以当前车速V0向前行驶，同时，以第一转向角速率a1向左前方或右前方进行转向，使本车辆的转向角度从转向开始位置E1的初始转向角度(如前所述，转向开始位置E1的初始转向角度为0)逐渐变化到第一转向角度θ1。当本车辆的相对于自身转向轮中心的转向角度达到第一转向角度θ1时，第一阶段转向完成。
步骤S110，控制本车辆以第二转向角速率a2进行第二阶段转向，直到本车辆的相对于自身转向轮中心的转向角度达到第二转向角度θ2。
在本步骤中，可以根据第二转向角速率a2和第二转向角度θ2生成第二控制信号，进而根据第二控制信号控制本车辆进行第二阶段转向。在进行第二阶段转向前，本车辆的相对于自身转向轮中心的转向角度需先从θ1回复到转向开始位置E1的初始转向角度0。然后，本车辆在第二控制信号的控制下，继续以当前车速V0向前行驶，同时，以第二转向角速率a2向与第一阶段转向的方向相反的方向进行转向。例如，若第一阶段转向中本车辆向左前方进行转向，则在第二阶段转向中本车辆向右前方进行转向。如此，在第二阶段转向中，本车辆的相对于自身转向轮中心的转向角度从0以转向角速率a2向与第一阶段的转向方向相反的方向逐渐变化到第二转向角度θ2。当本车辆的相对于自身转向轮中心的转向角度达到第二转向角度θ2时，第二阶段转向完成。
本发明实施例提供的辅助车辆进行紧急避障的方法，在判断出本车辆需进行转向以避免与前车碰撞时，合理地确定第一阶段转向和第二阶段转向所需的转向角速率和转向角度，控制本车辆进行两次转向，实现紧急避障，辅助驾驶员避开前方危险目标，避免与前车发生碰撞，提高行车安全性。
在一种具体的实施方案中，上述D1、D2、t1和t2可以作为内部参数预先存储在本车辆的控制器中。控制器基于上述内部参数，根据预定算法计算出作为外部参数的本车辆在第一阶段和第二阶段分别所需的转向角度和转向角速率，并根据这些外部参数控制本车辆进行两次转向。进一步地，由于方向盘转速与转向角速率存在一定比例关系，该比例关系与车辆的转向系传动比有关，因此，还可以根据所计算出的本车辆在第一阶段和第二阶段所需的转向角速率，计算本车辆在第一阶段和第二阶段的方向盘转速，并将计算出的方向盘转速作为外部参数，用于对本车辆的转向进行控制。
另外，当本车辆完成第二阶段转向后，还可以控制本车辆的方向盘恢复到进行第一阶段转向之前的初始状态，从而本车辆可恢复到初始行驶方向，继续向前行驶。
在一个优选的实施方案中，在执行步骤S102，判断出本车辆需进行转向之后且执行步骤S104之前，还可以执行确定本车辆的转向方向的步骤。在确定本车辆的转向方向的步骤中，根据所采集的本车辆的左前方的指定区域的图像和右前方的指定区域的图像确定本车辆的转向方向为左前方或右前方。相应地，在步骤S108中，控制本车辆以第一转向角速率a1向所确定的转向方向进行第一阶段转向。
进一步地，确定本车辆的转向方向的步骤可以如下方式实施：
首先，通过图像采集装置采集本车辆的左前方的指定区域的图像和右前方的指定区域的图像。
指定区域例如可以是本车辆左边或右边车道上与本车辆相距预定距离内的区域，或者也可以根据车辆参数设定指定区域的大小，如根据本车辆的车速设定该指定区域的沿前进方向的纵向长度，根据本车辆的车辆宽度设定该指定区域的横向宽度。可选的，可以通过本车辆上的摄像头采集本车辆的左前方和右前方的指定区域的图像。
然后，基于所采集的图像判断左前方的指定区域和右前方的指定区域内是否存在障碍物。此处提及的障碍物可以指车辆、行人或其他固定性障碍物(如护栏、树木)等。
最后，若左前方的指定区域和右前方的指定区域中至少之一者内不存在障碍物，则选择与不存在障碍物的指定区域之一对应的方向作为本车辆的转向方向。
当判断出本车辆的左前方和右前方的指定区域中只有一者内无障碍物时，直接选择不存在障碍物的指定区域对应的方向作为本车辆的转向方向。例如，只有左前方的指定区域内无障碍物时，直接选择左前方作为转向方向。当本车辆的左前方和右前方的指定区域内均不存在障碍物时，可预先设定左前方和右前方的优先级，按照优先级决定向左前方还是右前方进行转向。或者，也可以随机选择左前方或右前方作为转向方向。
通过在判断出本车辆的左前方或右前方没有障碍物时才控制本车辆向左前方或右前方进行转向，进一步保证了不与前方车辆发生碰撞，提高行车安全性。
以上介绍了图1所示实施例的各个环节的多种实现方式，下面将通过具体实施例来详细介绍本发明的辅助车辆进行紧急避障的方法的实现过程。
图3示出了根据本发明一具体实施例的辅助车辆进行紧急避障的方法的流程示意图。参见图3所示，该方法可以包括以下步骤S302至步骤S316。
步骤S302，获取本车辆的当前车速V0以及本车辆与前方目标车辆之间的距离Y0。
步骤S304，根据本车辆与目标车辆之间的距离Y0以及本车辆的当前车速V0，判断本车辆是否需进行转向。若是，则执行步骤S306，若否，则返回步骤S302。
具体地，将本车辆的当前车速V0与预设车速阈值进行比较，并将本车辆与前方目标车辆之间的当前距离Y0与预设距离阈值进行比较。若本车辆的当前车速V0大于或等于预设车速阈值并且本车辆与前方目标车辆之间的当前距离Y0小于或等于预设距离阈值，则判断本车辆需进行转向。
步骤S306，根据所采集的本车辆的左前方的指定区域的图像和右前方的指定区域的图像确定本车辆的转向方向为左前方或右前方。
具体地，通过摄像头等图像采集装置采集本车辆的左前方的指定区域的图像和右前方的指定区域的图像。基于所采集的图像判断左前方的指定区域和右前方的指定区域内是否存在障碍物。此处提及的障碍物可以指车辆、行人或其他固定性障碍物(如护栏、树木)等。若左前方的指定区域和右前方的指定区域中至少之一者内不存在障碍物，则选择与不存在障碍物的指定区域之一对应的方向作为本车辆的转向方向。
步骤S308，获取本车辆的车辆宽度B0，以及前方目标车辆的当前车速V1和车辆宽度B1。
步骤S310，按照第一预定算法确定本车辆在第一阶段中所需的相对于自身转向轮中心的转向角速率a1和转向角度θ1。
本步骤的计算过程如前文所述，此处不再赘述。
步骤S312，按照第二预定算法确定本车辆在第二阶段中所需的相对于自身转向轮中心的转向角速率a2和转向角度θ2。
本步骤的计算过程如前文所述，此处不再赘述。
步骤S314，控制本车辆以第一转向角速率a1向所确定的转向方向进行第一阶段转向，直到本车辆的相对于自身转向轮中心的转向角度达到第一转向角度θ1。
步骤S316，控制本车辆以第二转向角速率a2进行第二阶段转向，直到本车辆的相对于自身转向轮中心的转向角度达到第二转向角度θ2。
本发明实施例当判断出本车辆需要进行转向以避免与前方车辆发生碰撞时，分阶段地确定本车辆的转向角度，进而控制本车辆进行两次转向，辅助驾驶员避开前方危险目标，从而避免发生碰撞。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有计算机程序代码，当该计算机程序代码在电子设备上运行时，导致电子设备执行上述任意一个实施例或其组合所述的辅助车辆进行紧急避障的方法。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备。该电子设备包括：
处理器；以及
存储有计算机程序代码的存储器；
当该计算机程序代码被处理器运行时，导致该电子设备执行上述任意一个实施例或其组合所述的辅助车辆进行紧急避障的方法。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种车辆。该车辆包括上述电子设备。
根据上述任意一个可选实施例或多个可选实施例的组合，本发明实施例能够达到如下有益效果：
本发明实施例提出的辅助车辆进行紧急避障的方法，在判断出本车辆需进行转向时，分阶段地确定本车辆在第一阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的转向角速率和转向角度以及在第二阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的转向角速率和转向角度，并进而根据所确定的不同阶段的转向角速率和转向角度控制本车辆分两阶段进行转向，实现紧急避障，辅助驾驶员避开前方危险目标，避免与前车发生碰撞，提高行车安全性。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，为简洁起见，在此不另赘述。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以物理上相互独立，也可以两个或两个以上功能单元集成在一起，还可以全部功能单元都集成在一个处理单元中。上述集成的功能单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件或者固件的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：所述集成的功能单元如果以软件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读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者该技术方案的全部或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介质中，其包括若干指令，用以使得一台计算设备(例如个人计算机，服务器，或者网络设备等)在运行所述指令时执行本发明各实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)，磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，实现前述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件(诸如个人计算机，服务器，或者网络设备等的计算设备)来完成，所述程序指令可以存储于一计算机可读取存储介质中，当所述程序指令被计算设备的处理器执行时，所述计算设备执行本发明各实施例所述方法的全部或部分步骤。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本发明的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种辅助车辆进行紧急避障的方法，其特征在于，包括：
根据本车辆与前方目标车辆之间的距离以及本车辆的当前车速，判断本车辆是否需进行转向；
若是，则根据本车辆的当前车速V0和车辆宽度B0、前方目标车辆的当前车速V1、本车辆与前方目标车辆之间的当前距离Y0、预设的第一阶段转向执行响应时间t1以及预设的在第一阶段转向中所需的本车辆与前方目标车辆之间的最小侧向安全距离d1，按照第一预定算法确定本车辆在第一阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的第一转向角速率a1和第一转向角度θ1；
根据本车辆的当前车速V0、前方目标车辆的车辆宽度B1、预设的第二阶段转向执行响应时间t2以及预设的在第二阶段转向中所需的本车辆与前方目标车辆之间的最小侧向安全距离d2，按照第二预定算法确定本车辆在第二阶段中所需的相对于自身转向轮中心的第二转向角速率a2和第二转向角度θ2；
控制本车辆以所述第一转向角速率a1向左前方或右前方进行第一阶段转向，直到本车辆的相对于自身转向轮中心的转向角度达到所述第一转向角度θ1；
控制本车辆以所述第二转向角速率a2进行第二阶段转向，直到本车辆的相对于自身转向轮中心的转向角度达到所述第二转向角度θ2；
其中，所述按照第一预定算法确定本车辆在第一阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的第一转向角速率a1和第一转向角度θ1，包括：
获取关系式(1)：
Figure FDA0002524888920000011
其中，D1是当完成第一阶段转向时，本车辆的头部与前方目标车辆的尾部之间的最小距离，所述D1取值为大于或等于所述预设的在第一阶段转向中所需的本车辆与前方目标车辆之间的最小侧向安全距离d1的一个值；
将D1的值、本车辆的当前车速V0和车辆宽度B0、前方目标车辆的当前车速V1、本车辆与前方目标车辆之间的当前距离Y0、所述预设的第一阶段转向执行响应时间t1代入关系式(1)，求解得到本车辆在第一阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的第一转向角速率a1；
令a等于所述第一转向角速率a1并且t等于所述预设的第一阶段转向执行响应时间t1，根据式(2)计算出θ值作为本车辆在第一阶段转向完成时相对于自身转向轮中心的转向角度θ1：
Figure FDA0002524888920000021
所述按照第二预定算法确定本车辆在第二阶段中所需的相对于自身转向轮中心的第二转向角速率a2和第二转向角度θ2，包括：
获取关系式(3)：
Figure FDA0002524888920000022
其中，D2是当完成第二阶段转向时，本车辆的头部与前方目标车辆的尾部之间的最小距离，所述D2取值为大于或等于所述预设的在第二阶段转向中所需的本车辆与前方目标车辆之间的最小侧向安全距离d2的一个值；
将D2的值、本车辆的当前车速V0、前方目标车辆的车辆宽度B1、预设的第二阶段转向执行响应时间t2代入关系式(3)，求解得到本车辆在第二阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的第二转向角速率a2；
令a等于所述第二转向角速率a2并且t等于所述预设的第二阶段转向执行响应时间t2，根据式(2)计算出θ值作为本车辆在第二阶段转向完成时相对于自身转向轮中心的转向角度θ2：
Figure FDA0002524888920000023
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在判断出本车辆需进行转向之后，且在执行所述根据本车辆的当前车速V0和车辆宽度B0、前方目标车辆的当前车速V1、本车辆与前方目标车辆之间的当前距离Y0、预设的第一阶段转向执行响应时间t1以及预设的在第一阶段转向中所需的本车辆与前方目标车辆之间的最小侧向安全距离d1，按照第一预定算法确定本车辆在第一阶段转向中所需的相对于自身转向轮中心的第一转向角速率a1和第一转向角度θ1的步骤之前，所述方法还包括：
根据所采集的本车辆的左前方的指定区域的图像和右前方的指定区域的图像确定本车辆的转向方向为左前方或右前方；
并且，
所述控制本车辆以所述第一转向角速率a1向左前方或右前方进行第一阶段转向，包括：
控制本车辆以所述第一转向角速率a1向所确定的所述转向方向进行第一阶段转向。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所采集的本车辆的左前方的指定区域的图像和右前方的指定区域的图像确定本车辆的转向方向为左前方或右前方，包括：
通过图像采集装置采集本车辆的左前方的指定区域的图像和右前方的指定区域的图像；
基于所采集的图像判断所述左前方的指定区域和所述右前方的指定区域内是否存在障碍物；
若所述左前方的指定区域和所述右前方的指定区域中至少之一者内不存在障碍物，则选择与不存在障碍物的指定区域之一对应的方向作为本车辆的转向方向。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据本车辆与目标车辆之间的距离以及本车辆的当前车速，判断本车辆是否需进行转向，包括：
获取本车辆的当前车速以及本车辆与前方目标车辆之间的当前距离；
将本车辆的当前车速与预设车速阈值进行比较，并将本车辆与前方目标车辆之间的当前距离与预设距离阈值进行比较；
若本车辆的当前车速大于或等于所述预设车速阈值并且本车辆与前方目标车辆之间的当前距离小于或等于所述预设距离阈值，则判断本车辆需进行转向。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过速度传感器获取本车辆的当前车速；
通过超声雷达传感器获取本车辆与前方目标车辆之间的当前距离。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序代码，当所述计算机程序代码在电子设备上运行时，导致所述电子设备执行根据权利要求1-5中任一项所述的辅助车辆进行紧急避障的方法。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储有计算机程序代码的存储器；
当所述计算机程序代码被所述处理器运行时，导致所述电子设备执行根据权利要求1-5中任一项所述的辅助车辆进行紧急避障的方法。
8.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求7所述的电子设备。
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