CN110525429A - 一种基于v2x的商用车紧急制动方法 - Google Patents

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吕小磊
史美林
杨俊儒
马进
吴超仲
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Abstract

本发明公开了一种基于V2X的商用车紧急制动方法，包括商用车HV和与商用车HV同车道内前方设定距离范围内的车辆；步骤如下：1)通过车载传感器采集前车FV及远车RV的车辆位置信息、车辆的运行速度和加速度、制动信息；2)通过路侧设备获取商用车HV前方行人及障碍物的信息；2)通过车载传感器获取商用车HV自身的位置、速度、加速度及制动踏板量信息；3)根据通过无线传输获取步骤1)和步骤2)采集的信息，以及商用车HV自身的采集信息，判断商用车HV是否存在碰撞风险；4)当商用车HV存在碰撞危险时，向驾驶员发送预警信息。本发明针对商用车，可以在车辆存在碰撞危险时向驾驶员发出警报，并在必要时，介入车辆制动，大大提高行车安全性。

Description

一种基于V2X的商用车紧急制动方法
技术领域
本发明涉及智能安全行驶领域，尤其涉及一种基于V2X的商用车紧急制动方法。
背景技术
商用车有其特定的应用场景，中、重卡和大型客车主要用于长途运输，具有速度快、里程长、司机开车劳动强度大易疲劳等特点，且大型车辆一旦发生追尾等交通事故更容易出现人员伤亡，通过加装自动紧急制动系统AEBS可以大幅降低事故率和伤亡率。AEBS是由感知、控制及执行三大模块组成，通过摄像头、毫米波雷达实时监测前方车辆或障碍物的距离，当探测到距离小于警报距离时，系统通过声音和灯光提醒驾驶员制动；如果驾驶员没有作出回应，且探测到距离小于安全距离时，系统会自动采取制动措施，避免碰撞事故的发生。
但是由于摄像头、雷达等车载感知设备会受到雨雪天气、烟尘等外界干扰的影响，并且摄像头雷达等感知设备的感知距离较近而商用车因质量较大导致其刹车距离较大，在摄像头雷达等感知设备的感知距离内不能保证商用车进行有效的制动，而采用基于V2X通信技术可避免上述缺陷。另外，考虑到商用车较大的刹车距离，主车获取的是同车道前方一定范围内车辆的信息，同时为避免驾驶员对商用车施加过大的制动力而导致车辆频繁的加减速，采用多级预警的方式提醒驾驶员，符合商用车的特性，使商用车的紧急制动系统更加稳定可靠。本发明提出的一种基于V2X的商用车紧急制动方法作为一种商用车的主动安全技术，主要针对商用车，可以在车辆存在碰撞危险时向驾驶员发出警报，并在必要时，介入车辆制动，大大提高行车安全性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于V2X的商用车紧急制动方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于V2X的商用车紧急制动方法，包括商用车HV和与商用车HV同车道内前方设定距离范围内的车辆，包括前车FV及远车RV；步骤如下：
1)通过车载传感器采集前车FV及远车RV的车辆位置信息、车辆的运行速度和加速度、制动信息；
2)通过路侧设备获取商用车HV前方行人及障碍物的信息；所述行人信息为行人的位置、速度和运动方向，所述障碍物信息为障碍物的位置；
2)通过车载传感器获取商用车HV自身的位置、速度、加速度及制动踏板量信息；
3)根据通过无线传输获取步骤1)和步骤2)采集的信息，以及商用车HV自身的采集信息，判断商用车HV是否存在碰撞风险；
4)当商用车HV存在碰撞危险时，向驾驶员发送预警信息，并在警告后驾驶员未对碰撞危险采取规避措施时对商用车HV采取自动紧急制动。
按上述方案，所述步骤3)中，判断商用车HV是否存在碰撞风险，具体如下：
根据经典安全距离模型中基于驾驶员预瞄的安全距离，当FV静止时或HV前方是行人或静止的障碍物时，HV的安全距离为
当FV加速或匀速行驶时，HV的安全距离为
D＝-vrtg+vhvth
当FV减速时，HV的安全距离为
其中，vhv为主车HV的行驶速度，vr为HV和FV的相对速度，vr＝vhv-vfv，vfv为FV的运行速度，afv为FV的制动减速度，ab为HV制动时的理想减速度，tg为驾驶员的预瞄时间，th为驾驶员容忍的最小车间时距，取th＝0.85s；
当D<d≤1.2D时，HV与FV之间的距离为安全距离，碰撞风险较低；当d≤D时，HV与FV的距离低于安全距离，存在较大的碰撞风险；另外，当HV在高速路上行驶，FV和RV在HV前方150m范围内时，若FV和RV出现紧急制动的情况，HV也存在与FV碰撞的风险。
按上述方案，所述步骤4)中，向驾驶员发送预警信息是基于驾驶员预瞄的安全距离分等级的向驾驶员发送预警信息，具体如下：
经典安全距离模型中基于驾驶员预瞄的安全距离具体如下：
当FV静止时或HV前方是行人或静止的障碍物时，HV的安全距离为
当FV加速或匀速行驶时，HV的安全距离为
D＝-vrtg+vhvth
当FV减速时，HV的安全距离为
其中，vhv为主车HV的行驶速度，vr为HV和FV的相对速度，vr＝vhv-vfv，vfv为FV的运行速度，afv为FV的制动减速度，ab为HV制动时的理想减速度，tg为驾驶员的预瞄时间，th为驾驶员容忍的最小车间时距，取th＝0.85s；
根据安全距离，向驾驶员发送的预警信息包含两个等级：
当D<d≤1.2D时，碰撞预警单元向HV的驾驶员发送一级预警信息；
当d≤D时，碰撞预警单元向HV的驾驶员发送二级预警信息；
另外，当FV和RV在HV前方150m范围内时，若HV的数据处理单元接收FV和RV传过来的数据中检测到FV和RV出现紧急制动的情况，HV的碰撞预警通过驾驶室内的扬声器向驾驶员播报“注意前方车辆急刹车，请注意减速”，并通过驾驶室内的闪光灯闪烁提醒驾驶员。
按上述方案，所述步骤1)和步骤3)中车辆位置信息通过GPS和惯性导航系统的组合传感器获取。
按上述方案，所述设定距离范围内的车辆为同车道内前方300m范围内的车辆。
本发明产生的有益效果是：本发明方法作为一种商用车的主动安全技术，主要针对商用车，可以在车辆存在碰撞危险时向驾驶员发出警报，并在必要时，介入车辆制动，大大提高行车安全性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的方法流程图；
图2是本发明实施例的的车车状态示意图；
图3是本发明实施例的的人/障碍物与主车状态示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种基于V2X的商用车紧急制动方法，包括商用车HV和与商用车HV同车道内前方设定距离范围内的车辆，包括前车FV及远车RV，如图2和图3；步骤如下：
1)通过车载传感器采集前车FV及远车RV的车辆位置信息、车辆的运行速度和加速度、制动信息；
2)通过路侧设备获取商用车HV前方行人及障碍物的信息；所述行人信息为行人的位置、速度和运动方向，所述障碍物信息为障碍物的位置；
2)通过车载传感器获取商用车HV自身的位置、速度、加速度及制动踏板量信息；
3)根据通过无线传输获取步骤1)和步骤2)采集的信息，以及商用车HV自身的采集信息，判断商用车HV是否存在碰撞风险；
判断商用车HV是否存在碰撞风险，具体如下：
根据经典安全距离模型中基于驾驶员预瞄的安全距离，当FV静止时或HV前方是行人或静止的障碍物时，HV的安全距离为
当FV加速或匀速行驶时，HV的安全距离为
D＝-vrtg+vhvth
当FV减速时，HV的安全距离为
其中，vhv为主车HV的行驶速度，vr为HV和FV的相对速度，vr＝vhv-vfv，vfv为FV的运行速度，afv为FV的制动减速度，ab为HV制动时的理想减速度，tg为驾驶员的预瞄时间，th为驾驶员容忍的最小车间时距，取th＝0.85s；
当D<d≤1.2D时，HV与FV之间的距离为安全距离，碰撞风险较低；当d≤D时，HV与FV的距离低于安全距离，存在较大的碰撞风险；另外，当HV在高速路上行驶，FV和RV在HV前方150m范围内时，若FV和RV出现紧急制动的情况，HV也存在与FV碰撞的风险。
4)当商用车HV存在碰撞危险时，向驾驶员发送预警信息，并在警告后驾驶员未对碰撞危险采取规避措施时对商用车HV采取自动紧急制动。
步骤4)中，向驾驶员发送预警信息是基于驾驶员预瞄的安全距离分等级的向驾驶员发送预警信息，具体如下：
经典安全距离模型中基于驾驶员预瞄的安全距离具体如下：
当FV静止时或HV前方是行人或静止的障碍物时，HV的安全距离为
当FV加速或匀速行驶时，HV的安全距离为
D＝-vrtg+vhvth
当FV减速时，HV的安全距离为
其中，vhv为主车HV的行驶速度，vr为HV和FV的相对速度，vr＝vhv-vfv，vfv为FV的运行速度，afv为FV的制动减速度，ab为HV制动时的理想减速度，tg为驾驶员的预瞄时间，th为驾驶员容忍的最小车间时距，取th＝0.85s；
根据安全距离，向驾驶员发送的预警信息包含两个等级：
当D<d≤1.2D时，碰撞预警单元向HV的驾驶员发送一级预警信息；
当d≤D时，碰撞预警单元向HV的驾驶员发送二级预警信息；
另外，当FV和RV在HV前方150m范围内时，若HV的数据处理单元接收FV和RV传过来的数据中检测到FV和RV出现紧急制动的情况，HV的碰撞预警通过驾驶室内的扬声器向驾驶员播报“注意前方车辆急刹车，请注意减速”，并通过驾驶室内的闪光灯闪烁提醒驾驶员。
上述基于驾驶员预瞄的安全距离中，将两车最小的车间时距代替驾驶员容忍的最小车间时距th时，即将vhvth替换为Lfv/vhv，其中Lfv为FV的车长，便可得到HV的最小允许制动距离。当HV存在碰撞危险时，数据处理单元对HV的信息采集单元发送过来的HV的制动踏板量进行检测，当检测到驾驶员在车辆的碰撞预警单元发出预警信息后一直未采取避撞措施直到HV与前方车辆、行人或障碍物之间的距离达到HV的最小允许制动距离时，由车辆主动控制单元接管HV的制动系统，对HV紧急制动以避免碰撞事故的发生或减小碰撞的危害。车辆主动控制单元可以跟制动踏板协同工作，可以抛开制动踏板独立工作，以实现智能刹车。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于V2X的商用车紧急制动方法，包括商用车HV和与商用车HV同车道内前方设定距离范围内的车辆，包括前车FV及远车RV；步骤如下：
1)通过车载传感器采集前车FV及远车RV的车辆位置信息、车辆的运行速度和加速度、制动信息；
2)通过路侧设备获取商用车HV前方行人及障碍物的信息；所述行人信息为行人的位置、速度和运动方向，所述障碍物信息为障碍物的位置；
2)通过车载传感器获取商用车HV自身的位置、速度、加速度及制动踏板量信息；
3)根据通过无线传输获取步骤1)和步骤2)采集的信息，以及商用车HV自身的采集信息，判断商用车HV是否存在碰撞风险；
4)当商用车HV存在碰撞危险时，向驾驶员发送预警信息，并在警告后驾驶员未对碰撞危险采取规避措施时对商用车HV采取自动紧急制动。
2.根据权利要求1所述的基于V2X的商用车紧急制动方法，其特征在于，所述步骤3)中，判断商用车HV是否存在碰撞风险，具体如下：
根据经典安全距离模型中基于驾驶员预瞄的安全距离，当FV静止时或HV前方是行人或静止的障碍物时，HV的安全距离为
当FV加速或匀速行驶时，HV的安全距离为
D＝-vrtg+vhvth
当FV减速时，HV的安全距离为
其中，vhv为主车HV的行驶速度，vr为HV和FV的相对速度，vr＝vhv-vfv，vfv为FV的运行速度，afv为FV的制动减速度，ab为HV制动时的理想减速度，tg为驾驶员的预瞄时间，th为驾驶员容忍的最小车间时距，取th＝0.85s；
当D<d≤1.2D时，HV与FV之间的距离为安全距离，碰撞风险较低；当d≤D时，HV与FV的距离低于安全距离，存在较大的碰撞风险；另外，当HV在高速路上行驶，FV和RV在HV前方150m范围内时，若FV和RV出现紧急制动的情况，HV也存在与FV碰撞的风险。
3.根据权利要求1所述的基于V2X的商用车紧急制动方法，其特征在于，所述步骤4)中，向驾驶员发送预警信息是基于驾驶员预瞄的安全距离分等级的向驾驶员发送预警信息，具体如下：
经典安全距离模型中基于驾驶员预瞄的安全距离具体如下：
当FV静止时或HV前方是行人或静止的障碍物时，HV的安全距离为
当FV加速或匀速行驶时，HV的安全距离为
D＝-vrtg+vhvth
当FV减速时，HV的安全距离为
其中，vhv为主车HV的行驶速度，vr为HV和FV的相对速度，vr＝vhv-vfv，vfv为FV的运行速度，afv为FV的制动减速度，ab为HV制动时的理想减速度，tg为驾驶员的预瞄时间，th为驾驶员容忍的最小车间时距，取th＝0.85s；
根据安全距离，向驾驶员发送的预警信息包含两个等级：
当D<d≤1.2D时，碰撞预警单元向HV的驾驶员发送一级预警信息；
当d≤D时，碰撞预警单元向HV的驾驶员发送二级预警信息；
另外，当FV和RV在HV前方150m范围内时，若HV的数据处理单元接收FV和RV传过来的数据中检测到FV和RV出现紧急制动的情况，HV的碰撞预警通过驾驶室内的扬声器向驾驶员播报“注意前方车辆急刹车，请注意减速”，并通过驾驶室内的闪光灯闪烁提醒驾驶员。
4.根据权利要求1所述的基于V2X的商用车紧急制动方法，其特征在于，所述步骤1)和步骤3)中车辆位置信息通过GPS和惯性导航系统的组合传感器获取。
5.根据权利要求1所述的基于V2X的商用车紧急制动方法，其特征在于，所述设定距离范围内的车辆为同车道内前方300m范围内的车辆。
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