CN112526522B - 一种车载毫米波防撞雷达工作模式自动控制方法 - Google Patents

一种车载毫米波防撞雷达工作模式自动控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种车载毫米波防撞雷达工作模式自动控制方法,包括以下具体步骤:雷达目标检测;计算目标前车速度、加速度;判断前车行驶状态,选择相应的安全距离计算方法;计算安全距离;当实际车距S>最小预警安全距离Sw时,雷达工作在安全模式,当Sb<S≤Sw时,雷达工作在预警模式,当S≤Sb时,雷达工作在制动模式。本发明对前后车行驶场景进行分类,计算相应的安全距离从而切换不同的雷达工作模式,精确测量与前车的安全距离,提高雷达工作效率,减少功耗。

Description

一种车载毫米波防撞雷达工作模式自动控制方法
技术领域
本发明涉及雷达信号处理技术领域,具体是一种车载毫米波防撞雷达工作模式自动控制方法。
背景技术
随着社会经济的发展,汽车的普及给人们带来了出行的便利,但也带来了城市交通拥堵,事故频发,尤其是在高速公路上行驶,因为驾驶疲劳、雨天、雾天以及夜间视线不清带来的驾驶危险。汽车毫米波防撞雷达是以道路其他车辆及周围环境作为目标,利用77GHz电磁波作为探测载体,准确测量道路上目标车辆的距离,速度以及角度来确定目标位置与运动信息。通过与ADAS(Advanced Driver Assistance System)高级驾驶辅助系统相结合,提前探测行驶中其他车辆的危险,在设定距离内对汽车前方障碍进行报警和自动避让等功能,可以有效避免汽车在公路上相撞,防止追尾交通事故发生,保护驾乘人员及车辆安全。但是现有车载毫米波防撞雷达工作模式固定,测量精度不够,雷达功耗较高且效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车载毫米波防撞雷达工作模式自动控制方法,对前后车行驶场景进行分类,计算相应的安全距离从而切换不同的雷达工作模式,精确测量与前车的安全距离,提高雷达工作效率,减少功耗。
本发明的技术方案:
一种车载毫米波防撞雷达工作模式自动控制方法,包括以下具体步骤:
步骤一:雷达目标检测;
步骤二:计算目标前车速度、加速度;
步骤三:根据步骤二计算的结果来判断前车行驶状态,选择相应的安全距离计算方法;
步骤四:根据步骤三得到的安全距离计算方法来计算安全距离;
步骤五:若实际车距大于计算的碰撞预警最小安全距离,则执行步骤六,否则,执行步骤七;
步骤六:继续行驶,雷达工作在安全模式,执行步骤一;
步骤七:根据步骤三得到的安全距离计算方法来计算启动紧急制动的最小安全距离;
步骤八:若实际车距大于启动紧急制动的最小安全距离,则执行步骤九,否则,执行步骤十;
步骤九:自动驾驶辅助系统发出预警信号通知驾驶员,雷达工作在预警模式,执行步骤一;
步骤十:汽车启动紧急制动刹车控制与前车的距离,雷达工作在制动模式;
步骤十一:计算目标前车速度、加速度,根据结果判断行驶状态选择安全距离计算方法;
步骤十二:若实际车距大于启动紧急制动的最小安全距离,则执行步骤十三,否则,执行步骤十四;
步骤十三:停止制动刹车,执行步骤一;
步骤十四:雷达继续工作在制动模式,执行步骤十一。
定义后车速度为v1,前车速度为v2,后车的制动加速度a1,前车加速度a2,后车驾驶员的响应时间为tr,制动时间为tb,当前车静止不动时,碰撞预警的最小安全距离Sw为:
Figure BDA0002796774210000021
其中Slim表示两车直接行驶的安全距离,此时后方车辆启动紧急制动的最小安全距离Sb为:
Figure BDA0002796774210000031
当前车匀速行驶时,碰撞预警的最小安全距离Sw为:
Figure BDA0002796774210000032
此时后方车辆启动紧急制动的最小安全距离Sb为:
Figure BDA0002796774210000033
当前车加速行驶时,碰撞预警的最小安全距离Sw为:
Figure BDA0002796774210000034
此时后方车辆启动紧急制动的最小安全距离Sb为:
Figure BDA0002796774210000035
当前车减速行驶时,碰撞预警的最小安全距离Sw为:
Figure BDA0002796774210000036
此时后方车辆启动紧急制动的最小安全距离Sb为:
Figure BDA0002796774210000037
当实际车距S>最小预警安全距离Sw时,雷达工作在安全模式,此时对雷达的距离分辨率性能要求不高,工作参数可以设置为较低的带宽,以及较低的数据刷新率,减少功耗,实现节能,当Sb<S≤Sw时,雷达工作在预警模式,此时改变雷达工作参数,增加带宽,提高距离分辨率,同时提高数据刷新率,当S≤Sb时,雷达工作在制动模式,此时设置雷达具有较高的距离分辨率,工作参数设置为高带宽和高数据刷新率,精确测量与前车的距离。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明对前后车行驶场景进行分类,计算相应的安全距离从而切换不同的雷达工作模式,精确测量与前车的安全距离,提高雷达工作效率,减少功耗。
附图说明
图1是本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
车载毫米波防撞雷达实际应用场景中主要针对同向车道行驶的前后车,实时探测与前车的距离,发出预警信号或执行紧急制动,减少交通事故的发生。本发明给出一种车载毫米波防撞雷达工作模式自动控制方法,将行驶场景分为四类,计算相应的最小安全距离,在不同距离下切换雷达工作模式,提高雷达工作效率。
前后车在行驶过程中有四种场景,即前车静止不动、前车匀速行驶、前车加速行驶,前车减速行驶。定义后车速度为v1,前车速度为v2,后车的制动加速度a1,前车加速度a2,后车驾驶员的响应时间为tr,制动时间为tb。当前车静止不动时,碰撞预警的最小安全距离Sw为:
Figure BDA0002796774210000041
其中Slim表示两车直接行驶的安全距离,此时后方车辆启动紧急制动的最小安全距离Sb为:
Figure BDA0002796774210000042
当前车匀速行驶时,碰撞预警的最小安全距离Sw为:
Figure BDA0002796774210000043
此时后方车辆启动紧急制动的最小安全距离Sb为:
Figure BDA0002796774210000044
当前车加速行驶时,碰撞预警的最小安全距离Sw为:
Figure BDA0002796774210000045
此时后方车辆启动紧急制动的最小安全距离Sb为:
Figure BDA0002796774210000051
当前车减速行驶时,碰撞预警的最小安全距离Sw为:
Figure BDA0002796774210000052
此时后方车辆启动紧急制动的最小安全距离Sb为:
Figure BDA0002796774210000053
车载防撞雷达工作模式可以分为三种:安全模式、预警模式和制动模式。实时测量前车的速度和加速度,从而调整最小预警安全距离和启动紧急制动的最小安全距离的计算方法。当实际车距S>最小预警安全距离Sw时,雷达工作在安全模式,此时对雷达的距离分辨率性能要求不高,工作参数可以设置为较低的带宽,以及较低的数据刷新率,减少功耗,实现节能。当Sb<S≤Sw时,雷达工作在预警模式,此时改变雷达工作参数,增加带宽,提高距离分辨率,同时提高数据刷新率。当S≤Sb时,雷达工作在制动模式,此时设置雷达具有较高的距离分辨率,工作参数设置为高带宽和高数据刷新率,精确测量与前车的距离。车载防撞雷达工作模式的自动控制过程如图1所示
如图1所示,一种车载毫米波防撞雷达工作模式自动控制方法,包括以下具体步骤:
步骤一:雷达目标检测;
步骤二:计算目标前车速度、加速度;
步骤三:根据步骤二计算的结果来判断前车行驶状态,选择相应的安全距离计算方法;
步骤四:根据步骤三得到的安全距离计算方法来计算安全距离;
步骤五:若实际车距大于计算的碰撞预警最小安全距离,则执行步骤六,否则,执行步骤七;
步骤六:继续行驶,雷达工作在安全模式,执行步骤一;
步骤七:根据步骤三得到的安全距离计算方法来计算启动紧急制动的最小安全距离;
步骤八:若实际车距大于启动紧急制动的最小安全距离,则执行步骤九,否则,执行步骤十;
步骤九:自动驾驶辅助系统发出预警信号通知驾驶员,雷达工作在预警模式,执行步骤一;
步骤十:汽车启动紧急制动刹车控制与前车的距离,雷达工作在制动模式;
步骤十一:计算目标前车速度、加速度,根据结果判断行驶状态选择安全距离计算方法;
步骤十二:若实际车距大于启动紧急制动的最小安全距离,则执行步骤十三,否则,执行步骤十四;
步骤十三:停止制动刹车,执行步骤一;
步骤十四:雷达继续工作在制动模式,执行步骤十一。
实施案例
假设后车速度为v1=25m/s,前车速度为v2=15m/s,后车的制动加速度a1=-5m/s2,前车加速度a2=0m/s2,后车驾驶员的响应时间为tr=1s,制动时间为tb=5s。当前车匀速行驶时,碰撞预警的最小安全距离Sw=(187.5+Slim),两车行驶的安全距离Slim=10m,后方车辆启动紧急制动的最小安全距离Sb=47.5m。
当实际车距S>最小预警安全距离197.5m时,雷达工作在安全模式,此时雷达的工作参数可以设置为300MHz带宽,距离分辨率为0.5m,数据刷新率10Hz,减少功耗,实现节能。当Sb<S≤Sw时,雷达工作在预警模式,此时改变雷达工作参数,增加带宽到540MHz,提高距离分辨率到0.28m,同时提高数据刷新率为15Hz。当S≤Sb时,雷达工作在制动模式,此时设置雷达工作参数设置带宽750MHz,距离分辨率为0.2m,数据刷新率为20Hz,精确测量与前车的距离。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种车载毫米波防撞雷达工作模式自动控制方法,其特征在于,包括以下具体步骤:
步骤一:雷达目标检测;
步骤二:计算目标前车速度、加速度;
步骤三:根据步骤二计算的结果来判断前车行驶状态,选择相应的安全距离计算方法;
步骤四:根据步骤三得到的安全距离计算方法来计算安全距离;
步骤五:若实际车距大于计算的碰撞预警最小安全距离,则执行步骤六,否则,执行步骤七;
步骤六:继续行驶,雷达工作在安全模式,执行步骤一;
步骤七:根据步骤三得到的安全距离计算方法来计算启动紧急制动的最小安全距离;
步骤八:若实际车距大于启动紧急制动的最小安全距离,则执行步骤九,否则,执行步骤十;
步骤九:自动驾驶辅助系统发出预警信号通知驾驶员,雷达工作在预警模式,执行步骤一;
步骤十:汽车启动紧急制动刹车控制与前车的距离,雷达工作在制动模式;
步骤十一:计算目标前车速度、加速度,根据结果判断行驶状态选择安全距离计算方法;
步骤十二:若实际车距大于启动紧急制动的最小安全距离,则执行步骤十三,否则,执行步骤十四;
步骤十三:停止制动刹车,执行步骤一;
步骤十四:雷达继续工作在制动模式,执行步骤十一;
定义后车速度为v1,前车速度为v2,后车的制动加速度a1,前车加速度a2,后车驾驶员的响应时间为tr,制动时间为tb,当前车静止不动时,碰撞预警的最小安全距离S w 为:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中Slim表示两车直接行驶的安全距离,此时后方车辆启动紧急制动的最小安全距离Sb为:
Figure 940533DEST_PATH_IMAGE002
当前车匀速行驶时,碰撞预警的最小安全距离S w 为:
Figure DEST_PATH_IMAGE003
此时后方车辆启动紧急制动的最小安全距离Sb为:
Figure 543159DEST_PATH_IMAGE004
当前车加速行驶时,碰撞预警的最小安全距离S w 为:
Figure DEST_PATH_IMAGE005
此时后方车辆启动紧急制动的最小安全距离Sb为:
Figure 57317DEST_PATH_IMAGE006
当前车减速行驶时,碰撞预警的最小安全距离S w 为:
Figure DEST_PATH_IMAGE007
此时后方车辆启动紧急制动的最小安全距离Sb为:
Figure 639477DEST_PATH_IMAGE008
2.根据权利要求1所述的一种车载毫米波防撞雷达工作模式自动控制方法,其特征在于,
当实际车距S>最小预警安全距离S w 时,雷达工作在安全模式,此时对雷达的距离分辨率性能要求不高,工作参数设置为较低的带宽,以及较低的数据刷新率,减少功耗,实现节能,当Sb<S≤S w 时,雷达工作在预警模式,此时改变雷达工作参数,增加带宽,提高距离分辨率,同时提高数据刷新率,当S≤Sb时,雷达工作在制动模式,此时设置雷达具有较高的距离分辨率,工作参数设置为高带宽和高数据刷新率,精确测量与前车的距离。
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