CN110606082A - 基于自动驾驶的制动系统、方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于自动驾驶的制动系统、方法、装置及车辆。包括：前视摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、自动控制器及制动装置；所述前视摄像头设置于车身前方，用于采集本车前方目标车辆信息及道路信息；所述毫米波雷达包括前向毫米波雷达及角毫米波雷达；所述超声波雷达包括多个，分散的设置于车身四周；所述自动控制器用于获取前视摄像头、毫米波雷达及超声波雷达采集的信息，并根据采集的信息确定当前的危险等级，当危险等级满足第一设定条件时，向所述制动装置发送制动信号；所述制动装置用于根据接收到的制动信号执行制动操作。可以全方位获取本车周围的车辆信息，从而准确的确定当前的危险系数，提高自动驾驶的安全性。

Description

基于自动驾驶的制动系统、方法、装置及车辆

技术领域

本发明实施例涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于自动驾驶的制动系统、方法、装置及车辆。

背景技术

汽车自动驾驶功能是从辅助驾驶演变而来的，在传统辅助驾驶系统中，通过前视摄像头或毫米波雷达监察本车道内前车信息，计算制动时机和策略从而实现自动紧急制动。现有技术中，由于单传感器观测范围的限制，安全防撞能力受到制约。当前L3级自动驾驶功能可细分为高速自动驾驶系统(HWP)与交通拥堵自动驾驶系统(TJP)。在高速自动驾驶系统中，存在与本车道前车、相邻车道变道车辆碰撞的风险。在交通拥堵自动驾驶系统中，存在与本车道前车，相邻车道变道车辆、相邻车道反向行驶车辆碰撞的风险，现有的制动系统无法满足L3级自动驾驶的需求，安全性较低。

发明内容

本发明实施例提供一种基于自动驾驶的制动系统、方法、装置及车辆，可以提高自动驾驶的安全性。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于自动驾驶的制动系统，包括：前视摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、自动控制器及制动装置；

所述前视摄像头设置于车身前方，用于采集本车前方目标车辆信息及道路信息；所述毫米波雷达包括前向毫米波雷达及角毫米波雷达，其中，所述前向毫米波雷达设置于车身前方，所述角毫米波雷达设置于车身的四角；所述超声波雷达包括多个，分散的设置于车身四周；所述毫米波雷达及超声波雷达用于采集本车四周的车辆信息及道路信息；

所述自动控制器用于获取前视摄像头、毫米波雷达及超声波雷达采集的信息，并根据采集的信息确定当前的危险等级，当危险等级满足第一设定条件时，向所述制动装置发送制动信号；所述制动装置用于根据接收到的制动信号执行制动操作。

进一步地，所述前视摄像头、毫米波雷达和超声波雷达均与所述自动控制器通过CAN总线连接。

进一步地，还包括：报警装置；

所述报警装置与所述自动控制器连接；当所述危险等级满足第二设定条件时，所述自动控制器向所述报警装置发送报警信号；所述报警装置用于根据接收的报警信号执行报警操作。

进一步地，所述前向毫米波雷达数量为1个；角毫米波雷达数量为4个；超声波雷达的数量为12个。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于自动驾驶的制动方法，包括：

获取本车运行信息，并根据所述本车运行信息确定目标区域；

获取处于所述目标区域的目标车辆信息；目标车辆包括本车周围与本车相邻的车辆；

根据所述本车运行信息及目标车辆信息确定危险等级，并判断所述危险等级是否满足第一设定条件；

若满足，则控制车辆执行制动操作。

进一步地，所述本车运行信息包括本车行驶速度；目标车辆信息包括目标车辆的行驶速度及与本车的距离。

进一步地，根据所述本车运行信息及目标车辆信息确定危险等级，包括：

根据本车行驶速度、目标车辆的行驶速度及目标车辆与本车的距离计算本车与目标车辆的碰撞时间，根据所述碰撞时间确定危险等级；所述目标车辆包括本车的前车和侧方车；

相应的，判断所述危险等级是否满足第一设定条件，包括：

若所述碰撞时间小于第一阈值，则满足第一设定条件。

进一步地，在获取处于所述目标区域的目标车辆信息之后，还包括：

若本车与侧方车辆的横向距离小于第二阈值和/或与后车的跟车时距小于第三阈值，则危险等级满足第二设定条件，进行报警，以提示驾驶员。

第三方面，本发明实施例还提供了一种基于自动驾驶的制动装置，包括：

目标区域确定模块，用于获取本车运行信息，并根据所述本车运行信息确定目标区域；

目标车辆信息获取模块，用于获取处于所述目标区域的目标车辆信息；目标车辆包括本车周围与本车相邻的车辆；

危险等级判断模块，用于根据所述本车运行信息及目标车辆信息确定危险等级，并判断所述危险等级是否满足第一设定条件；

制动执行模块，用于当所述危险等级满足第一设定条件时，控制车辆执行制动操作。

第四方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括本发明实施例所述的基于自动驾驶的制动系统。

本发明实施例提供的基于自动驾驶的制动系统，包括：前视摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、自动控制器及制动装置；前视摄像头设置于车身前方，用于采集本车前方目标车辆信息及道路信息；毫米波雷达包括前向毫米波雷达及角毫米波雷达，其中，前向毫米波雷达设置于车身前方，角毫米波雷达设置于车身的四角；超声波雷达包括多个，分散的设置于车身四周；毫米波雷达及超声波雷达用于采集本车四周的车辆信息及道路信息；自动控制器用于获取前视摄像头、毫米波雷达及超声波雷达采集的信息，并根据采集的信息确定当前的危险等级，当危险等级满足第一设定条件时，向制动装置发送制动信号；制动装置用于根据接收到的制动信号执行制动操作。可以全方位获取本车周围的车辆信息，从而准确的确定当前的危险系数，提高自动驾驶的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种基于自动驾驶的制动系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一中的安装有基于自动驾驶的制动系统的车辆的示例图；

图3是本发明实施例二中的一种基于自动驾驶的制动方法的流程图；

图4是本发明实施例三中的一种基于自动驾驶的制动装置的结构示意图；

图5是本发明实施例四中的一种车辆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种基于自动驾驶的制动系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括前视摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、自动控制器及制动装置。

前视摄像头设置于车身前方，用于采集本车前方目标车辆信息及道路信息；毫米波雷达包括前向毫米波雷达及角毫米波雷达，其中，前向毫米波雷达设置于车身前方，角毫米波雷达设置于车身的四角；超声波雷达包括多个，分散的设置于车身四周；毫米波雷达及超声波雷达用于采集本车四周的车辆信息及道路信息；

自动控制器用于获取前视摄像头、毫米波雷达及超声波雷达采集的信息，并根据采集的信息确定当前的危险等级，当危险等级满足第一设定条件时，向制动装置发送制动信号；制动装置用于根据接收到的制动信号执行制动操作。

本实施例中，自动控制器和制动装置通过网关进行连接。

前视摄像头在良好环境下，纵向探测范围为50～120m，水平探测角度为52～150°，可探测车辆前方的车道线信息、车辆信息、行人信息、交通标识信息、路面标志信息等。用于自动驾驶的前视摄像头支持道路半径大于100m的道路信息，可检测车道线位置、车道线类型、车道线颜色、路面标志位置、路面标志方向等；支持车辆、自行车、摩托车的检测，并提供相对速度、相对位置等。本实施例中，前视摄像头可以用于采集目标车信息、车道线信息和道路标志信息。

前向毫米波雷达的纵向探测范围为60～250m，水平探测角度为20～100°，可探测车辆前方的车辆信息、障碍物信息等。用于自动驾驶的前向毫米波雷达可以识别车辆前方的车队信息，支持前方车辆运动状态的检测，并提供相对速度，相对位置等。本实施例中，前向毫米波雷达用于采集目标车信息。角毫米波雷达的探测范围为30～120m，探测角度为80～150°。四个角毫米波雷达的探测范围可以覆盖车辆四周环境。角毫米波雷达可探测车辆前侧方、后侧方及部分正侧方的车辆信息，障碍物信息等。用于自动驾驶的角毫米波雷达还可以对周围目标车辆运动状态的检测，并提供相对速度，相对位置等。本实施例中，角毫米波雷达与前向毫米波雷达相结合，用于采集目标车信息。

超声波雷达的探测范围为2～7m，探测角度为20～120°，在车速低的情况下能够对车辆周围的近距离环境进行探测，可以检测与车辆、障碍物的相对位置关系。用于自动驾驶的超声波雷达系统，超声波雷达数量一般为10～12个，四周探测范围覆盖360°，支持对前方、后方及侧方的车辆及障碍物信息检测。本实施例中，超声波雷达用于检测本车与目标车辆的相对位置信息。

具体的，前视摄像头、毫米波雷达和超声波雷达均与自动控制器通过CAN总线连接。可选的，该系统还包括：报警装置与自动控制器连接；当危险等级满足第二设定条件时，自动控制器向报警装置发送报警信号；报警装置用于根据接收的报警信号执行报警操作。

其中，第一设定条件可以是本车与周围相邻车辆的碰撞时间小于第一阈值。第二设定条件可以是本车与侧方车辆的横向距离小于第二阈值和/或与后车的跟车时距小于第三阈值。

本实施例中，前向毫米波雷达数量为1个；角毫米波雷达数量为4个；超声波雷达的数量为12个。示例性的，图2为本发明实施例中安装有基于自动驾驶的制动系统的车辆的示例图，如图2所示，车辆上安装有前视摄像头1，前向毫米波雷达2，角毫米波雷达3-6以及超声波雷达7-18。

本发明实施例提供的基于自动驾驶的制动系统，包括：前视摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、自动控制器及制动装置；前视摄像头设置于车身前方，用于采集本车前方目标车辆信息及道路信息；毫米波雷达包括前向毫米波雷达及角毫米波雷达，其中，前向毫米波雷达设置于车身前方，角毫米波雷达设置于车身的四角；超声波雷达包括多个，分散的设置于车身四周；毫米波雷达及超声波雷达用于采集本车四周的车辆信息及道路信息；自动控制器用于获取前视摄像头、毫米波雷达及超声波雷达采集的信息，并根据采集的信息确定当前的危险等级，当危险等级满足第一设定条件时，向制动装置发送制动信号；制动装置用于根据接收到的制动信号执行制动操作。可以全方位获取本车周围的车辆信息，从而准确的确定当前的危险系数，提高自动驾驶的安全性。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种基于自动驾驶的制动方法的流程图。如图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤310，获取本车运行信息，并根据本车运行信息确定目标区域。

其中，本车运行信息可以包括本车行驶速度。行驶速度可以包括纵向行驶速度和横向行驶速度。目标区域可以是与本车的距离范围，本实施例中，纵向目标区域由本车的行驶速度确定，横向目标区域由本车所在的车道宽度确定。具体的，纵向目标区域与纵向行驶速度具有正相关的对应关系，即纵向行驶速度越大，纵向目标区域的范围越大。示例性的，假设本车的当前纵向行驶速度为30m/s，纵向目标区域可以为距离本车40m以内的区域。横向目标区域可以确定为车道宽度的2-3倍。

步骤320，获取处于目标区域的目标车辆信息。

其中，目标车辆包括本车周围与本车相邻的车辆。目标车辆信息可以包括目标车辆的行驶速度及与本车的距离。目标车辆的行驶速度可以包括纵向行驶速度和横向行驶速度。目标车辆与本车的距离可以包括横向距离和纵向距离。

本实施例中，可以通过安装于车身上的前视摄像头、毫米波雷达及超声波雷达获取处于目标区域的目标车辆信息。

步骤330，根据本车运行信息及目标车辆信息确定危险等级，并判断危险等级是否满足第一设定条件。若满足，则执行步骤340。

其中，根据本车运行信息及目标车辆信息确定危险等级的方式可以是：根据本车行驶速度、目标车辆的行驶速度及目标车辆与本车的距离计算本车与目标车辆的碰撞时间，根据碰撞时间确定危险等级；目标车辆包括本车的前车和侧方车。

具体的，当目标车辆为本车的前车时，根据本车的纵向行驶速度、前车的纵向行驶速度及前车与本车的纵向距离计算本车与前车的碰撞时间，计算的方式可以是：若前车速度小于本车速度，则用本车与前车纵向距离除以本车与前车的纵向行驶速度之差。当目标车辆为本车的侧方车时，根据本车的横向行驶速度、侧方车的横向行驶速度及侧方车与本车的横向距离计算本车与侧方车的碰撞时间，计算的方式可以是，若本车与侧方车相向靠近，则用侧方车与本车的横向距离除以本车和侧方车横向行驶速度之和。若目标车辆位于本车的侧前方，则同时计算本车与侧前方车辆的纵向碰撞时间和横向碰撞时间。

可选的，判断危险等级是否满足第一设定条件的方式可以是：若碰撞时间小于第一阈值，则满足第一设定条件。

其中，第一阈值可以设置为5秒。

步骤340，控制车辆执行制动操作。

具体的，若本车与前车或者侧方车的碰撞时间小于第一阈值，则自动控制器控制车辆执行制动操作，从而防止本车与目标车辆发生碰撞。

可选的，在获取处于目标区域的目标车辆信息之后，还包括如下步骤：若本车与侧方车辆的横向距离小于第二阈值和/或与后车的跟车时距小于第三阈值，则危险等级满足第二设定条件，进行报警，以提示驾驶员。

其中，跟车时距的计算方式可以是，由后车与本车的距离除以后车的行驶速度。第二阈值可以设置为5米，第三阈值可以设置为5秒。具体的，当本车与侧方车辆的横向距离小于第二阈值或者本车与后车的跟车时距小于第三阈值时，表明侧方车与本车或者后车与本车有碰撞的危险，此时进行报警，以提示驾驶员。从而使得驾驶员根据提醒进行相应的调整，从而避免两车发生碰撞。

本实施例的技术方案，首先获取本车运行信息，并根据本车运行信息确定目标区域；然后获取处于目标区域的目标车辆信息；目标车辆包括本车周围与本车相邻的车辆；再然后根据本车运行信息及目标车辆信息确定危险等级，并判断危险等级是否满足第一设定条件；若满足，则控制车辆执行制动操作。若危险等级满足第一设定条件，则直接控制车辆进行制动，从而避免碰撞的发生，可以提高自动驾驶时的安全性。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种基于自动驾驶的制动装置的结构示意图。如图4所示，该装置包括：目标区域确定模块410，目标车辆信息获取模块420，危险等级判断模块430和制动执行模块440。

目标区域确定模块410，用于获取本车运行信息，并根据本车运行信息确定目标区域；

目标车辆信息获取模块420，用于获取处于目标区域的目标车辆信息；目标车辆包括本车周围与本车相邻的车辆；

危险等级判断模块430，用于根据本车运行信息及目标车辆信息确定危险等级，并判断危险等级是否满足第一设定条件；

制动执行模块440，用于当危险等级满足第一设定条件时，控制车辆执行制动操作。

可选的，本车运行信息包括本车行驶速度；目标车辆信息包括目标车辆的行驶速度及与本车的距离。

可选的，危险等级判断模块430，还用于：

根据本车行驶速度、目标车辆的行驶速度及目标车辆与本车的距离计算本车与目标车辆的碰撞时间，根据碰撞时间确定危险等级；目标车辆包括本车的前车和侧方车；

若碰撞时间小于第一阈值，则满足第一设定条件。

可选的，还包括，报警模块，用于：

若本车与侧方车辆的横向距离小于第二阈值和/或与后车的跟车时距小于第三阈值，则危险等级满足第二设定条件，进行报警，以提示驾驶员。

上述装置可执行本发明前述所有实施例所提供的方法，具备执行上述方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明前述所有实施例所提供的方法。

实施例四

图5为本发明实施例四提供的一种车辆的结构示意图，如图5所示，该车辆包括上述实施例所述的基于自动驾驶的制动系统，基于自动驾驶的制动系统包括前视摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、自动控制器及制动装置。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于自动驾驶的制动系统，其特征在于，包括：前视摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、自动控制器及制动装置；

所述前视摄像头设置于车身前方，用于采集本车前方目标车辆信息及道路信息；所述毫米波雷达包括前向毫米波雷达及角毫米波雷达，其中，所述前向毫米波雷达设置于车身前方，所述角毫米波雷达设置于车身的四角；所述超声波雷达包括多个，分散的设置于车身四周；所述毫米波雷达及超声波雷达用于采集本车四周的车辆信息及道路信息；

所述自动控制器用于获取前视摄像头、毫米波雷达及超声波雷达采集的信息，并根据采集的信息确定当前的危险等级，当危险等级满足第一设定条件时，向所述制动装置发送制动信号；所述制动装置用于根据接收到的制动信号执行制动操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述前视摄像头、毫米波雷达和超声波雷达均与所述自动控制器通过CAN总线连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：报警装置；

所述报警装置与所述自动控制器连接；当所述危险等级满足第二设定条件时，所述自动控制器向所述报警装置发送报警信号；所述报警装置用于根据接收的报警信号执行报警操作。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述前向毫米波雷达数量为1个；角毫米波雷达数量为4个；超声波雷达的数量为12个。

5.一种基于自动驾驶的制动方法，其特征在于，包括：

获取本车运行信息，并根据所述本车运行信息确定目标区域；

获取处于所述目标区域的目标车辆信息；目标车辆包括本车周围与本车相邻的车辆；

根据所述本车运行信息及目标车辆信息确定危险等级，并判断所述危险等级是否满足第一设定条件；

若满足，则控制车辆执行制动操作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述本车运行信息包括本车行驶速度；目标车辆信息包括目标车辆的行驶速度及与本车的距离。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述本车运行信息及目标车辆信息确定危险等级，包括：

根据本车行驶速度、目标车辆的行驶速度及目标车辆与本车的距离计算本车与目标车辆的碰撞时间，根据所述碰撞时间确定危险等级；所述目标车辆包括本车的前车和侧方车；

相应的，判断所述危险等级是否满足第一设定条件，包括：

若所述碰撞时间小于第一阈值，则满足第一设定条件。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在获取处于所述目标区域的目标车辆信息之后，还包括：

若本车与侧方车辆的横向距离小于第二阈值和/或与后车的跟车时距小于第三阈值，则危险等级满足第二设定条件，进行报警，以提示驾驶员。

9.一种基于自动驾驶的制动装置，其特征在于，包括：

目标区域确定模块，用于获取本车运行信息，并根据所述本车运行信息确定目标区域；

目标车辆信息获取模块，用于获取处于所述目标区域的目标车辆信息；目标车辆包括本车周围与本车相邻的车辆；

危险等级判断模块，用于根据所述本车运行信息及目标车辆信息确定危险等级，并判断所述危险等级是否满足第一设定条件；

制动执行模块，用于当所述危险等级满足第一设定条件时，控制车辆执行制动操作。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-4任一所述的基于自动驾驶的制动系统。