CN111661043A - 前向碰撞预警方法和主动刹车系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种前向碰撞预警方法和主动刹车系统，方法包括：主车接收远车发出的基本安全消息，基本安全消息至少包括时间戳、远车经纬度、远车海拔、远车航向、远车速度和远车加速度；主车根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间；若碰撞时间小于安全标定值，则主车生成并输出前向碰撞预警，前向碰撞预警中的信息至少包括远车的方位和主车与远车之间的距离。本发明解决了现有技术中传统的主动刹车系统需要安装很多传感器，在做刹车判断时误判率较高的技术问题，本发明提供的前向碰撞预警方法通过采用V2X技术能够提供更可靠的前向碰撞预警。

Description

前向碰撞预警方法和主动刹车系统

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种前向碰撞预警方法和主动刹车系统。

背景技术

主动刹车技术是一项主动安全技术。主动刹车系统使汽车拥有自动防撞的能力。汽车在行驶过程中如果跟车距离过紧可能发生碰撞风险，主动刹车系统介入制动刹车以便与前车保持安全距离；当遇到障碍物时，如果汽车驾驶员未能及时刹车，主动刹车系统介入，通过紧急制动避免汽车撞上障碍物。

传统的主动刹车系统一般由三个模块构成：传感器、决策模块、刹车制动系统，但是这种主动刹车系统需要安装很多传感器，在做刹车判断时误判率也较高。

发明内容

基于以上问题，本发明提出一种前向碰撞预警方法和主动刹车系统，解决了现有技术中传统的主动刹车系统需要安装很多传感器，在做刹车判断时误判率较高的技术问题。

本发明提出一种前向碰撞预警方法，包括：

主车接收远车发出的基本安全消息，基本安全消息至少包括时间戳、远车经纬度、远车海拔、远车航向、远车速度和远车加速度；

主车根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间；

若碰撞时间小于安全标定值，则主车生成并输出前向碰撞预警，前向碰撞预警中的信息至少包括远车的方位和主车与远车之间的距离。

此外，主车自身信息至少包括主车经纬度、主车航向、主车速度和主车加速度；

主车根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间包括：计算主车和远车之间的距离，根据距离、主车速度和远车速度计算碰撞时间。

此外，若碰撞时间小于安全标定值，则主车生成并输出前向碰撞预警包括：

主车的V2X模块将前向碰撞预警发给主车的决策模块，决策模块根据前向碰撞预警中的信息决定是否要进行紧急制动。

此外，前向碰撞预警中的信息还包括：预警类型、预警等级和预警目标；

主车的决策模块根据预警类型判断是否为前向碰撞预警，比较主车和远车之间的距离以及主车当前状态下的制动距离，若主车和远车之间的距离大于等于制动距离，则向主车的制动模块发送制动指令，制动模块收到制动指令后执行相应的制动动作。

本发明提出一种主动刹车系统，包括:

V2X模块、决策模块和制动模块；

V2X模块接收外部的远车发出的基本安全消息，基本安全消息至少包括时间戳、远车经纬度、远车海拔、远车航向、远车速度和远车加速度信息；V2X模块根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间；若碰撞时间小于安全标定值，则生成并输出前向碰撞预警，前向碰撞预警的信息至少包括远车的方位和主车与远车之间的距离；

决策模块根据前向碰撞预警进行决策，决定是否进行紧急制动，若进行制动则发送制动指令给制动模块，制动模块执行制动指令。

此外，主车自身信息至少包括主车经纬度、主车航向、主车速度和主车加速度；

主车根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间包括：计算主车和远车之间的距离，根据距离、主车速度和远车速度计算碰撞时间。

此外，若碰撞时间小于安全标定值，则主车生成并输出前向碰撞预警包括：

主车的V2X模块将前向碰撞预警发给主车的决策模块，决策模块根据前向碰撞预警中的信息决定是否要进行紧急制动。

此外，前向碰撞预警中的信息还包括：预警类型、预警等级和预警目标；

决策模块根据预警类型判断是否为前向碰撞预警，比较主车和远车之间的距离以及主车当前状态下的制动距离，若主车和远车之间的距离大于等于制动距离，则向制动模块发送制动指令，制动模块收到制动指令后执行相应的制动动作。

通过采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本发明解决了现有技术中传统的主动刹车系统需要安装很多传感器，在做刹车判断时误判率较高的技术问题，本实施例提供的前向碰撞预警方法通过采用V2X技术能够提供更可靠的前向碰撞预警。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的前向碰撞预警方法的流程图；

图2是本发明一个实施例提供的前向碰撞预警方法的流程图；

图3是本发明一个实施例提供的主动刹车系统的示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施方案和附图对本发明进行进一步的详细描述。其只意在详细阐述本发明的具体实施方案，并不对本发明产生任何限制，本发明的保护范围以权利要求书为准。

参照图1，本发明提出一种前向碰撞预警方法，包括：

步骤S001，主车接收远车发出的基本安全消息，基本安全消息至少包括时间戳、远车经纬度、远车海拔、远车航向、远车速度和远车加速度；

步骤S002，主车根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间；

步骤S003，若碰撞时间小于安全标定值，则主车生成并输出前向碰撞预警，前向碰撞预警中的信息至少包括远车的方位和主车与远车之间的距离。

前向碰撞预警是指主车在当前车道行驶，与前方的同一车道的行驶方向相同的远车存在碰撞风险时，主车经过计算生成前向碰撞预警。

V2X是通过相关协议标准实现车与外界进行信息交互的车联网技术。其中包括车与车通信(V2V)，车与基础设施通信(V2 I)，车与人通信(V2P)，以及车与网络通信(V2N)。

V2X是未来汽车技术的发展方向，也是实现高等级自动驾驶的关键技术之一。V2X技术主要分两个阵营，DSRC和CV2X，两者都支持一定范围的短程通信，CV2X则额外支持基于蜂窝网络的远程通信。通过V2X技术可以获得实时路况、道路信息、其他车辆信息、弱势交通参与者信息等相关交通信息，从而提高车辆驾驶安全性，减少事故；提升交通通行效率，缓解拥堵。

本实施例中，在步骤S001中，主车接收远车发出的基本安全消息，基本安全消息至少包括时间戳、远车经纬度、远车海拔、远车航向、远车速度和远车加速度；

主车的V2X模块负责接收收远车发出的基本安全消息，基本安全消息的时间戳用于表明这一个消息的发送时间，远车经纬度用于表明远车的水平地理位置，远车海拨表明选车所处的高度位置。

在步骤S002中，主车根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间；

可选地，主车自身信息至少包括主车经纬度、主车航向、主车速度和主车加速度；主车根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间包括：计算主车和远车之间的距离，根据距离、主车速度和远车速度计算碰撞时间。

根据主车和远车之间的距离、主车速度与选车速度的差，根据距离速度与时间的公式计算主车与远车之间的碰撞时间。

在步骤S003中，若碰撞时间小于安全标定值，则主车生成并输出前向碰撞预警，前向碰撞预警中的信息至少包括远车的方位和主车与远车之间的距离。

安全标定值为预设的一个数值，例如为5S，当碰撞时间小于安全标定值时，主车生成并输出前向碰撞预警，前向碰撞预警中的信息至少包括远车的方位和主车与远车之间的距离。因为前向碰撞预警要发送给主车的决策模块，用来判断是否进行紧急制动，所以在前向碰撞预警中的信息至少包括远车的方位和主车与远车之间的距离。

本实施例解决了现有技术中传统的主动刹车系统需要安装很多传感器，在做刹车判断时误判率较高的技术问题，本实施例提供的前向碰撞预警方法通过采用V2X技术能够提供更可靠的前向碰撞预警。

在其中的一个实施例中，主车自身信息至少包括主车经纬度、主车航向、主车速度和主车加速度；

主车根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间包括：计算主车和远车之间的距离，根据距离、主车速度和远车速度计算碰撞时间。

若主车和远车为匀速行驶，则可以根据距离、主车速度和远车速度计算碰撞时间，即根据距离等于速度差乘时间即可以计算出碰撞时间，但是现实中，若两车不是匀速行驶时，还需要通过主车加速度以及选车加速度对主车速度和远车速度进行修正。

在其中的一个实施例中，若碰撞时间小于安全标定值，则主车生成并输出前向碰撞预警包括：

主车的V2X模块将前向碰撞预警发给主车的决策模块，决策模块根据前向碰撞预警中的信息决定是否要进行紧急制动。

当主车的V2X模块生成并输出前向碰撞预警时，主车的决策模块会根据前向碰撞预警中的信息判断是否需要进行紧急制动，例如：若主车和远车之间的距离大于等于制动距离，则向主车的制动模块发送制动指令。

在其中的一个实施例中，前向碰撞预警中的信息还包括：预警类型、预警等级和预警目标；

主车的决策模块根据预警类型判断是否为前向碰撞预警，比较主车和远车之间的距离以及主车当前状态下的制动距离，若主车和远车之间的距离大于等于制动距离，则向主车的制动模块发送制动指令，制动模块收到制动指令后执行相应的制动动作。

预警类型为V2X标准中17种预警类型中可能触发追尾碰撞的几种，如前向碰撞预警、异常车辆提醒、紧急制动预警等。预警等级分低、中、高。预警目标包括：远车的方位、远车和主车的距离等。

如预警类型为上述几种类型中的一种，决策模块都认为是潜在的前向碰撞风险，进而按以上方法计算是否需要触发制动。

参照图2，在其中的一个实施例中，前向碰撞预警方法包括：

S101，车辆的V2X模块根据周期性收到的V2X消息，辨别不同场景，计算潜在的碰撞风险，生成前向碰撞预警；

S102，车辆的决策模块根据收到的预警类型、预警等级、预警目标，计算主车与远车之间的距离；

S103，车辆的决策模块判断主车与远车之间的距离是否小于本车的制动距离，若是则发送制动指令给制动模块，若否则继续执行S102。

S104，车辆的制动模块执行制动动作。

参照图3，本发明提出一种主动刹车系统，包括:

V2X模块、决策模块和制动模块；

V2X模块接收外部的远车发出的基本安全消息，基本安全消息至少包括时间戳、远车经纬度、远车海拔、远车航向、远车速度和远车加速度信息；V2X模块根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间；若碰撞时间小于安全标定值，则生成并输出前向碰撞预警，前向碰撞预警的信息至少包括远车的方位和主车与远车之间的距离；

决策模块根据前向碰撞预警进行决策，决定是否进行紧急制动，若进行制动则发送制动指令给制动模块，制动模块执行制动指令。

V2X模块–负责接收各种V2X消息，并生成各类预警。

决策模块–对V2X发出的预警如前向碰撞预警和弱势交通参与者碰撞预警等数据进行计算，决定是否进行紧急制动。

刹车模块–负责执行决策模块的制动指令。

相对于主车来说，外界V2X数据输入包括主车与远车通讯信息、主车与人通讯信息、主车与路侧基础设施通讯信息。

本实施例提供的主动刹车系统融合了传统传感器和V2X技术实现了增强型主动刹车系统，提高了冗余性和可靠性。

在其中的一个实施例中，主车自身信息至少包括主车经纬度、主车航向、主车速度和主车加速度；

主车根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间包括：计算主车和远车之间的距离，根据距离、主车速度和远车速度计算碰撞时间。

若主车和远车为匀速行驶，则可以根据距离、主车速度和远车速度计算碰撞时间，即根据距离等于速度差乘时间即可以计算出碰撞时间，但是现实中，若两车不是匀速行驶时，还需要通过主车加速度以及选车加速度对主车速度和远车速度进行修正。

在其中的一个实施例中，若碰撞时间小于安全标定值，则主车生成并输出前向碰撞预警包括：

主车的V2X模块将前向碰撞预警发给主车的决策模块，决策模块根据前向碰撞预警中的信息决定是否要进行紧急制动。

当主车的V2X模块生成并输出前向碰撞预警时，主车的决策模块会根据前向碰撞预警中的信息判断是否需要进行紧急制动，例如：若主车和远车之间的距离大于等于制动距离，则向主车的制动模块发送制动指令。

在其中的一个实施例中，前向碰撞预警中的信息还包括：预警类型、预警等级和预警目标；

主车的决策模块根据预警类型判断是否为前向碰撞预警，比较主车和远车之间的距离以及主车当前状态下的制动距离，若主车和远车之间的距离大于等于制动距离，则向主车的制动模块发送制动指令，制动模块收到制动指令后执行相应的制动动作。

预警类型为V2X标准中17种预警类型中可能触发追尾碰撞的几种，如前向碰撞预警、异常车辆提醒、紧急制动预警等。预警等级分低、中、高。预警目标包括：远车的方位、远车和主车的距离等。

如预警类型为上述几种类型中的一种，决策模块都认为是潜在的前向碰撞风险，进而按以上方法计算是否需要触发制动。

以上所述的仅是本发明的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种前向碰撞预警方法，其特征在于，包括：

主车接收远车发出的基本安全消息，基本安全消息至少包括时间戳、远车经纬度、远车海拔、远车航向、远车速度和远车加速度；

主车根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间；

若碰撞时间小于安全标定值，则主车生成并输出前向碰撞预警，前向碰撞预警中的信息至少包括远车的方位和主车与远车之间的距离。

2.根据权利要求1所述的前向碰撞预警方法，其特征在于，

主车自身信息至少包括主车经纬度、主车航向、主车速度和主车加速度；

主车根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间包括：计算主车和远车之间的距离，根据距离、主车速度和远车速度计算碰撞时间。

3.根据权利要求1所述的前向碰撞预警方法，其特征在于，

若碰撞时间小于安全标定值，则主车生成并输出前向碰撞预警包括：

主车的V2X模块将前向碰撞预警发给主车的决策模块，决策模块根据前向碰撞预警中的信息决定是否要进行紧急制动。

4.根据权利要求1-3任一项所述的前向碰撞预警方法，其特征在于，

前向碰撞预警中的信息还包括：预警类型、预警等级和预警目标；

主车的决策模块根据预警类型判断是否为前向碰撞预警，比较主车和远车之间的距离以及主车当前状态下的制动距离，若主车和远车之间的距离大于等于制动距离，则向主车的制动模块发送制动指令，制动模块收到制动指令后执行相应的制动动作。

5.一种主动刹车系统，其特征在于，包括:

V2X模块、决策模块和制动模块；

V2X模块接收外部的远车发出的基本安全消息，基本安全消息至少包括时间戳、远车经纬度、远车海拔、远车航向、远车速度和远车加速度信息；V2X模块根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间；若碰撞时间小于安全标定值，则生成并输出前向碰撞预警，前向碰撞预警的信息至少包括远车的方位和主车与远车之间的距离；

决策模块根据前向碰撞预警进行决策，决定是否进行紧急制动，若进行制动则发送制动指令给制动模块，制动模块执行制动指令。

6.根据权利要求5所述的主动刹车系统，其特征在于，

主车自身信息至少包括主车经纬度、主车航向、主车速度和主车加速度；

主车根据主车自身信息和基本安全消息计算主车与远车之间的碰撞时间包括：计算主车和远车之间的距离，根据距离、主车速度和远车速度计算碰撞时间。

7.根据权利要求5所述的主动刹车系统，其特征在于，

若碰撞时间小于安全标定值，则主车生成并输出前向碰撞预警包括：

主车的V2X模块将前向碰撞预警发给主车的决策模块，决策模块根据前向碰撞预警中的信息决定是否要进行紧急制动。

8.根据权利要求5-7任一项所述的主动刹车系统，其特征在于，

前向碰撞预警中的信息还包括：预警类型、预警等级和预警目标；

决策模块根据预警类型判断是否为前向碰撞预警，比较主车和远车之间的距离以及主车当前状态下的制动距离，若主车和远车之间的距离大于等于制动距离，则向制动模块发送制动指令，制动模块收到制动指令后执行相应的制动动作。

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