CN111959502A - 一种智能网联车辆避障方法 - Google Patents

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Abstract

一种智能网联车辆避障方法，通过轮速传感器采集车辆运行速度；电脑控制模组通过CAN总线向ESP系统获取方向盘角度信息；根据车辆的当前速度计算出车辆横向的最短制动距离；设定制动区域与车辆减速转向安全区域：判断障碍物是否位于车辆减速转向安全区域或者制动区域内，如果障碍物不位于上述任何区域内，车辆不采取动作，当障碍物位于车辆减速转向安全区域内，车辆减速并控制转向进行避让，当障碍物进入制动区域内，车辆采取制动避让。本发明提供的车辆避障方法，对车辆识别的区域进行了设定划分，根据障碍物所在的区域，控制车辆采取不同的避让方法，能够提前预留出避让空间进行转向避让，提高车辆通行效率，又能够保证车辆的行驶安全。

Description

一种智能网联车辆避障方法
技术领域
本发明涉及车辆控制领域，具体的是一种智能网联车辆避障方法。
背景技术
智能网联车辆在行驶过程中，为了保证车辆行驶安全，需要准确的避让周围车辆及各种障碍物，现有的避让方法中，避让方式相对单一，当车辆识别到周围障碍物时，车辆采取减速避让或者直接停止，严重影响了车辆的通行效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种能够支持车辆自动避让障碍物的方法。
本发明是通过下述技术方案来解决以上技术问题的：一种智能网联车辆避障方法，包括：
S1：车辆运行信息采集，通过轮速传感器采集车辆运行速度；电脑控制模组通过CAN总线向ESP系统获取车速信息；设置方向盘转角传感器采集方向盘的当前角度，电脑控制模组通过CAN总线向ESP系统获取方向盘角度信息。
S2：获取最短制动距离；根据车辆的当前速度计算出车辆正前方的最短制动距离。
S3：计算制动安全距离；车辆最短制动距离加上预设的车辆前方安全距离制动安全距离。
S4：进行避让区域划分；根据车辆轴距等信息提前预设车辆两侧的安全距离，设定车辆的两侧安全距离的一半为减速转向距离；沿最短制动距离做纵向标线形成最短制动距离标线，沿着车辆两侧安全距离做横向标线形成两侧纵向安全距离标线，制动安全距离标线与两侧纵向安全距离标线之间形成制动区域，以车辆前端正中心为基准点，沿该基准点向制动安全距离标线做垂线，以两者交点为圆心，以车辆减速转向距离为半径做扇形，所形成的扇形区域即为车辆减速转向安全区域。
S5：判断障碍物位置：利用车辆的感知模块判断障碍物所在的区域位置。
S6：执行对应的避让方法。判断障碍物是否位于车辆减速转向安全区域或者制动区域内，如果障碍物不位于上述任何区域内，车辆不采取动作，当障碍物位于车辆减速转向安全区域内，车辆减速并控制转向进行避让，当障碍物进入制动区域内，车辆采取制动避让。
有益效果：本发明提供的车辆避障方法，对车辆识别的区域进行了设定划分，当障碍物位于车辆减速转向安全区域内，车辆减速并控制转向进行避让；当障碍物进入制动区域内，此时车辆与障碍物碰撞的概率大幅度增加，车辆采取制动，停止前进，进行避让；本方法根据障碍物所在的区域，控制车辆采取不同的避让方法，能够提前预留出避让空间进行转向避让，提高车辆通行效率，当障碍物进入制动区域内，进行停车避让，又能够极大的保证车辆的行驶安全。
附图说明
图1为本发明方法逻辑流程图。
图2为本发明的区域划分示意图。
其中，BH为两侧安全距离BH，JI为最短制动距离，IF为车辆前方安全距离，JF为制动安全距离,矩形区域ADEK为制动区域，扇形区域DE为减速转向安全区域，CG为最短制动距离标线，AD和KE为两侧纵向安全距离标线，DE为制动安全距离标线，AK为车辆尾部标线。
具体实施方式
以下将详细地对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明技术方案中的物联网车辆能够通过车载终端实现各个模块的控制以及与服务器进行信息交互，能够通过激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达、摄像头等传感器感知周围环境并实现自动驾驶，按照预先设定的行驶路径行驶到指定地点。
本发明是通过下述技术方案来解决以上技术问题的：一种智能网联车辆避障方法，包括：
S1：车辆运行信息采集，通过轮速传感器采集车辆运行速度；电脑控制模组通过CAN总线向ESP系统获取车速信息；设置方向盘转角传感器采集方向盘的当前角度，电脑控制模组通过CAN总线向ESP系统获取方向盘角度信息。
S2：获取最短制动距离；根据车辆的当前速度计算出车辆正前方的最短制动距离JI。
S3：获取制动安全距离；车辆最短制动距离JI加上预设的车辆前方安全距离IF为制动安全距离JF。
S4：进行避让区域划分；根据车辆轴距、车身参数等信息提前预设车辆两侧安全距离BH，设定车辆的两侧安全距离BH的一半为减速转向距离BJ，使BJ=DF；沿最短制动距离做纵向标线形成最短制动距离标线CG，沿着车辆两侧安全距离做横向标线形成两侧纵向安全距离标线AD和KE，制动安全距离标线DE与两侧纵向安全距离标线AD和KE之间以及车辆尾部标线AK形成制动区域即矩形区域ADEK，以车辆前端正中心为基准点J，沿该基准点J向制动安全距离标线DE做垂线，以两者交点为圆心F，以车辆减速转向距离DF为半径做扇形DE，所形成的扇形区域DE即为车辆减速转向安全区域。
S5：判断障碍物位置：利用车辆的感知模块判断障碍物所在的区域位置。具体地，本方法中相对位置信息的确定是利用自动驾驶车辆上安装的激光雷达获取障碍物的位置变化信息；根据自动驾驶车辆的位置变化信息和障碍物的位置变化信息确定障碍物与自动驾驶车辆的相对位置变化信息，进一步地，自动驾驶车辆的位置变化信息可通过定位技术进行定位，当障碍物进入车辆减速转向安全区域，根据激光雷达在障碍物反射的cell点的位置变化来确定障碍物的位置变化，将cell点位置与车辆位置建立在虚拟全局坐标系下，通过两者之间的坐标位置即可确定两者之间的相对位置变化信息，以两者之间的相对方向角度和距离标定相对位置信息。本步骤可采用PID控制算法实现。
S6：执行对应的避让方法。判断障碍物是否位于车辆减速转向安全区域或者制动区域内，如果障碍物不位于上述任何区域内，车辆不采取动作，当障碍物位于车辆减速转向安全区域内车辆减速，同时通过CAN总线向ESP系统发出方向盘控制指令控制转向进行避让，当障碍物进入制动区域内，电脑控制模组发出制动命令，车辆采取制动避让。
进一步地，转向偏航角度的确定是以两者之间的相对方向角度和距离标定相对位置信息后，建立偏航角度与相对方向角度之间的映射集合。根据车辆与障碍物的相对位置，选取与该相对方向角度对应的车辆偏航角度，电脑控制模组控制方向盘转向。
在本方法中，当障碍物进入车辆减速转向安全区域内，电脑控制模组通过控制制动系统对车辆进行减速，（比如通过控制ESP系统进行制动），与此同时，电脑控制模组获取车辆与障碍物相对角度信息，根据映射集合，选择相应的偏航角度，发出控制指令，控制方向盘转动相应的角度，实现避障。当障碍物进入制动区域内，电脑控制模组发出指令，车辆立即制动停止进行避让。
需要说明的是，本方法中横向安全距离的设定要根据实际应用及测试进行设定，如可根据障碍物的类型或者状态来设定，例如当障碍物为静止障碍物时，横向安全距离可以选取较小的范围（如0.1m），当障碍物为运动状态时，横向安全距离应当不小于障碍物的制动距离。
同时应当知道，由于不同车辆的参数不同，在预设车辆两侧的纵向安全距离时，应当在车辆轴距信息的基础上，根据具体车型增加适当的距离，从而提供充足的空间满足车辆转向避让的需要。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开描述的步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
本文中所公开的方法或步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims (3)

1.一种智能网联车辆避障方法，其特征是，包括以下步骤：
S1：对车辆运行信息进行采集,包括获取车速信息和方向盘角度信息；
S2：获得车辆最短制动距离；根据车辆的当前速度计算出车辆正前方的最短制动距离；
S3：计算制动安全距离；车辆横向的最短制动距离加上预设的前方安全距离为制动安全距离；
S4：进行避让区域划分；根据车辆轴距等信息提前预设车辆两侧的安全距离，设定车辆两侧安全距离的一半为减速转向距离；沿最短制动距离做标线形成最短制动距离标线，沿两侧安全距离做标线形成两侧安全距离标线，最短制动距离标线与两侧安全距离标线之间形成制动区域，以车辆前端正中心为基准点，沿该基准点向制动安全距离标线做垂线，以两者交点为圆心，以车辆减速转向距离为半径做扇形，所形成的扇形区域即为车辆减速转向安全区域；
S5：判断障碍物位置：利用车辆的感知模块判断障碍物所在的区域位置, 判断障碍物是否位于车辆减速转向安全区域或者制动区域内；
S6：执行对应的避让方法:如果障碍物不位于车辆减速转向安全区域或者制动区域内，车辆不采取动作，当障碍物位于车辆减速转向安全区域内，车辆减速并进行转向避让，当障碍物进入制动区域内，车辆采取制动避让。
2.根据权利要求1所述的智能网联车辆避障方法，其特征是，所述的利用车辆的感知模块获取障碍物与车辆的相对位置变化信息具体包括：利用所述自动驾驶车辆上安装的激光雷达获取障碍物的位置变化信息；根据所述自动驾驶车辆的位置变化信息和所述障碍物的位置变化信息确定所述障碍物与所述自动驾驶车辆的相对位置变化信息。
3.根据权利要求1所述的智能网联车辆避障方法，其特征是，所述的S5采用PID控制算法。
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