CN112644441A - 基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法及自动紧急避撞系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法，包括：基于车载前向及后向环境感知传感器获取目标对象运动信息和自车运动信息，所述目标对象运动信息包括前向车辆运行信息和后向车辆运动信息；根据目标对象运动信息和自车运动信息获得制动类型，并计算前向主动避撞制动参数，以前向主动避撞制动参数执行制动。本发明还公开了一种基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统。本发明在对前向车辆或者其他交通参与者进行避撞判断过程中，考虑了后向的交通环境因素的影响，能在保证驾驶员安全的情况下，可以全力刹车保证前方交通参与对象的安全。

Description

基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法及自动紧急避撞 系统

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法。本发明还涉及一种基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统。

背景技术

随着车辆智能化水平逐步提高，目前越来越多的车辆都会包含自动紧急避撞系统(AEB)，该系统用来在车辆与前方同向行驶车辆或者其他交通参与对象之间即将发生碰撞时自动执行制动动作，避免或减轻碰撞造成的伤害。因此全球都在大力推进车辆装载AEB系统，也提高对其的检测评分要求。例如欧洲联合国经济委员会今年2019-2-12日宣布日本及欧洲40国强制导入AEB，最快2020年适用。

但是目前大多数车辆装载的自动避撞系统的效果却令人担忧，美国汽车协会(AAA)对雪佛兰迈锐宝、本田雅阁、特斯拉Model3、丰田凯美瑞四款车辆的测试结果也不尽如人意，低速时不能保证完全避撞，高速情况下车辆更不会完全刹停，一定会出现碰撞。(C-NCAP官方网站)

当前出现高速情况下一定会产生碰撞主要是因为主流的自动紧急避撞系统设计方案中，在速度较高(≥60公里/小时)时，均不会完全将车辆刹停，这种制动设计的原因是考虑到高速紧急刹停可能会与后侧车辆发生碰撞，并且对驾驶员产生一定的危险。这种制动设计在高速(≥60公里/小时)下无法刹停，容易造成与前向交通参与对象产生严重的碰撞事故，影响双方安全。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明要解决的技术问题是提供一种车辆高速运行中(≥60公里/小时)在保证不与后向车辆发生碰撞的情况下，能执行全力刹车保证不与前向车辆发生碰撞的基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种车辆高速运行中(≥60公里/小时)在保证不与后向车辆发生碰撞的情况下，能执行全力刹车保证不与前向车辆发生碰撞的基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法，包括以下步骤：

S1,基于车载前向及后向环境感知传感器获取目标对象运动信息和自车运动信息，所述目标对象运动信息包括前向车辆运行信息和后向车辆运动信息；所述环境感知传感器包括但不限于视觉摄像头、长距离毫米波雷达或激光雷达；

S2，根据目标对象运动信息和自车运动信息获得制动类型，并计算前向主动避撞制动参数，以前向主动避撞制动参数执行制动。

可选择的，进一步改进所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法，所述目标对象运动信息包括：前车减速度、前车速度、后车速度、后车减速度、后车预期减速度、前车预期车速和后车预期车速。

其中，前车减速度前车速度、后车速度、后车减速度、直接由前向及后向环境传感器获取，后车预期减速度、前车预期车速和后车预期车速则由前后车的速度及减速度推算得到。

可选择的，进一步改进所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法，所述自车运动信息包括：实时自车车速和自车加减速度。

可选择的，进一步改进所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法，基于制动过程的刹车距离计算分别计算自车刹车距离及后车刹车距离，再加以距离阈值(TTC安全距离)作为外端限制，所述制动类型包括：

第一制动类型，无碰撞危险，无需制动；

第二制动类型，前向有碰撞危险，后向无车，允许制动并刹停；

第三制动类型，前向有碰撞危险，后向有车，自车与后车之间距离大于距离阈值，允许制动并刹停；

第四制动类型，前向有碰撞危险，后向有车，自车与后车之间距离小于等于距离阈值，允许制动至预设车速。

其中，第三制动类型和第四制动类型需用当前其实时的相对速度进行区分。仅通过车速设定距离阈值区分第三和第四种类型，其中距离阈值为Y＝KV*V，其中V为自车车速、KV为比例系数，Y为自车与后车之间距离的阈值。

可选择的，进一步改进所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法，所述前向主动避撞制动参数包括：自车预期减速度和自车预期车速；

a₁＝K₁*g+K₂*a₂+K₃*g+K₄*(V₁-V₂)；

a₃＝K₁*g+K₂*a₁+K₃*g+K₄*(V₃-V₁)；

a₁是自车预期减速度，a₂前车减速度，a₃是后车预期减速度，V₁是自车预期车速，V₂前车预期车速，V₃是后车预期车速，K₁、K₂、K₃和K₄是指定系数。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统，所述环境感知包括但不限于任意一种现有技术中的车载环境感知系统，包括：

环境感知传感器，其至少设置于车头，其用于获取目标对象运动信息和自车运动信息输送至制动控制器，所述目标对象运动信息包括前向车辆运行信息和后向车辆运动信息；所述环境感知传感器包括但不限于视觉摄像头、长距离毫米波雷达或激光雷达；

制动控制器，其用于根据目标对象运动信息和自车运动信息获得制动类型，并计算前向主动避撞制动参数，控制制动执行器以前向主动避撞制动参数执行制动。

可选择的，进一步改进所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统，环境感知传感器获取的目标对象运动信息包括：前车减速度、前车速度、后车速度、后车减速度、后车预期减速度、前车预期车速和后车预期车速。

可选择的，进一步改进所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统，环境感知传感器获取的自车运动信息包括：实时自车车速和自车加减速度。

可选择的，进一步改进所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统，基于制动过程的刹车距离计算分别计算自车刹车距离及后车刹车距离，再加以距离阈值(TTC安全距离)作为外端限制，制动类型包括：

第一制动类型，无碰撞危险，无需制动；

第二制动类型，前向有碰撞危险，后向无车，允许制动并刹停；

第三制动类型，前向有碰撞危险，后向有车，自车与后车之间距离大于距离阈值，允许制动并刹停；

第四制动类型，前向有碰撞危险，后向有车，自车与后车之间距离小于等于距离阈值，允许制动至预设车速。

可选择的，进一步改进所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统，制动控制器计算的前向主动避撞制动参数包括：自车预期减速度和自车预期车速；

a₁＝K₁*g+K₂*a₂+K₃*g+K₄*(V₁-V₂)；

a₃＝K₁*g+K₂*a₁+K₃*g+K₄*(V₃-V₁)；

a₁是自车预期减速度，a₂前车减速度，a₃是后车预期减速度，V₁是自车预期车速，V₂前车预期车速，V₃是后车预期车速，K₁、K₂、K₃和K₄是指定系数。

现有前向紧急制动系统中不会包含后向环境的传感器，即使配备较为完整的环境感知系统，在前向紧急制动系统中也不会调用后向交通环境信息，这造成了背景技术部分所述的安全隐患。现有的前向紧急制动即使车辆有能力够稳定减速，后方也无其他交通参与者，该系统也不能帮助驾驶员完全进行减速，无法完全避撞，只能起到缓解碰撞的效果。

本发明在对前向车辆或者其他交通参与者进行避撞判断过程中，考虑了后向的交通环境因素的影响。在前向紧急避撞制动参数的计算中加入了后向目标对象(距离和速度)交通环境因素，能进一步对车辆的刹车控制进行精准化控制，而不是传统前向紧急制动(AEB)系统中一刀切式的进行分割，车速大于一定阈值以上，则只减速一定大小的车速后则不在继续制动。由于考虑了后向的交通环境因素的影响，本发明在保证驾驶员安全的情况下，可以全力刹车保证前方交通参与对象的安全。

附图说明

本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明流程示意图。

图2是本发明实施例环境感知传感器布置示意图。

图3是本发明第二制动类型位置示意图。

图4是本发明第三制动类型位置示意图。

图5是本发明第四制动类型位置示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。

应当理解的是，当元件被称作“连接”或“结合”到另一元件时，该元件可以直接连接或结合到另一元件，或者可以存在中间元件。不同的是，当元件被称作“直接连接”或“直接结合”到另一元件时，不存在中间元件。在全部附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。

第一实施例；

如图1所示，本发明提供一种基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法，包括以下步骤：

S1,基于车载前向及后向环境感知传感器获取目标对象运动信息和自车运动信息；

S2，根据目标对象运动信息和自车运动信息获得制动类型，并计算前向主动避撞制动参数，以前向主动避撞制动参数执行制动。

其中，所述目标对象运动信息包括：前车减速度、前车速度、后车速度、后车减速度、后车预期减速度、前车预期车速和后车预期车速；所述自车运动信息包括：实时自车车速和自车加减速度。

第二实施例；

继续参考图1所示，本发明提供一种基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法，包括以下步骤：

S1,基于车载前向及后向环境感知传感器获取目标对象运动信息和自车运动信息；

S2，根据目标对象运动信息和自车运动信息获得制动类型，并计算前向主动避撞制动参数，以前向主动避撞制动参数执行制动，所述制动类型包括：

第一制动类型，无碰撞危险，无需制动；

第二制动类型，前向有碰撞危险，后向无车，允许制动并刹停；

第三制动类型，前向有碰撞危险，后向有车，自车与后车之间距离大于距离阈值，允许制动并刹停；

所述前向主动避撞制动参数包括：自车预期减速度和自车预期车速；

a₁＝K₁*g+K₂*a₂+K₃*g+K₄*(V₁-V₂)；

a₃＝K₁*g+K₂*a₁+K₃*g+K₄*(V₃-V₁)；

a₁是自车预期减速度，a₂前车减速度，a₃是后车预期减速度，V₁是自车预期车速，V₂前车预期车速，V₃是后车预期车速，K₁、K₂、K₃和K₄是指定系数(可能通过过标定获得)；

第四制动类型，前向有碰撞危险，后向有车，自车与后车之间距离小于等于距离阈值，允许制动至预设车速；

其中，所述目标对象运动信息包括：前车减速度、前车速度、后车速度、后车减速度、后车预期减速度、前车预期车速和后车预期车速；所述自车运动信息包括：实时自车车速和自车加减速度。

第三实施例；

本发明提供一种基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统，包括：

如图2所示，环境感知传感器，其至少设置于车头、车顶和车位，其用于获取目标对象运动信息和自车运动信息输送至制动控制器；

制动控制器，其用于根据目标对象运动信息和自车运动信息获得制动类型，并计算前向主动避撞制动参数，控制制动执行器以前向主动避撞制动参数执行制动。

第四实施例；

本发明提供一种基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统，包括：

继续参考2所示，环境感知传感器，其至少设置于车头、车顶和车位，其用于获取目标对象运动信息和自车运动信息输送至制动控制器；环境感知传感器获取的目标对象运动信息包括：前车减速度、前车速度、后车速度、后车减速度、后车预期减速度、前车预期车速和后车预期车速；环境感知传感器获取的自车运动信息包括：实时自车车速和自车加减速度；

制动控制器，其用于根据目标对象运动信息和自车运动信息获得制动类型，并计算前向主动避撞制动参数，控制制动执行器以前向主动避撞制动参数执行制动；

制动控制器的制动类型包括：

第一制动类型，无碰撞危险，无需制动；

如图3所示，第二制动类型，前向有碰撞危险，后向无车，允许制动并刹停；

如图4所示，第三制动类型，前向有碰撞危险，后向有车，自车与后车之间距离大于距离阈值，允许制动并刹停；

如图5所示，第四制动类型，前向有碰撞危险，后向有车，自车与后车之间距离小于等于距离阈值，允许制动至预设车速；

其中，制动控制器计算的前向主动避撞制动参数包括：自车预期减速度和自车预期车速；

a₁＝K₁*g+K₂*a₂+K₃*g+K₄*(V₁-V₂)；

a₃＝K₁*g+K₂*a₁+K₃*g+K₄*(V₃-V₁)；

a₁是自车预期减速度，a₂前车减速度，a₃是后车预期减速度，V₁是自车预期车速，V₂前车预期车速，V₃是后车预期车速，K₁、K₂、K₃和K₄是指定系数。

除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1,基于车载前向及后向环境感知传感器获取目标对象运动信息和自车运动信息，所述目标对象运动信息包括前向车辆运行信息和后向车辆运动信息；

S2，根据目标对象运动信息和自车运动信息获得制动类型，并计算前向主动避撞制动参数，以前向主动避撞制动参数执行制动。

2.如权利要求1所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法，其特征在于，所述目标对象运动信息包括：前车减速度、前车速度、后车速度、后车减速度、后车预期减速度、前车预期车速和后车预期车速。

3.如权利要求1所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法，其特征在于，所述自车运动信息包括：实时自车车速和自车加减速度。

4.如权利要求1所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法，其特征在于，所述制动类型包括：

第一制动类型，无碰撞危险，无需制动；

第二制动类型，前向有碰撞危险，后向无车，允许制动并刹停；

第三制动类型，前向有碰撞危险，后向有车，自车与后车之间距离大于距离阈值，允许制动并刹停；

第四制动类型，前向有碰撞危险，后向有车，自车与后车之间距离小于等于距离阈值，允许制动至预设车速。

5.如权利要求1所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞方法，其特征在于，所述前向主动避撞制动参数包括：自车预期减速度和自车预期车速；

a₁＝K₁*g+K₂*a₂+K₃*g+K₄*(V₁-V₂)；

a₃＝K₁*g+K₂*a₁+K₃*g+K₄*(V₃-V₁)；

a₁是自车预期减速度，a₂前车减速度，a₃是后车预期减速度，V₁是自车预期车速，V₂前车预期车速，V₃是后车预期车速，K₁、K₂、K₃和K₄是指定系数。

6.一种基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统，其特征在于，包括：

环境感知传感器，其至少设置于车头，其用于获取目标对象运动信息和自车运动信息输送至制动控制器，所述目标对象运动信息包括前向车辆运行信息和后向车辆运动信息；

制动控制器，其用于根据目标对象运动信息和自车运动信息获得制动类型，并计算前向主动避撞制动参数，控制制动执行器以前向主动避撞制动参数执行制动。

7.如权利要求6所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统，其特征在于：

环境感知传感器获取的目标对象运动信息包括：前车减速度、前车速度、后车速度、后车减速度、后车预期减速度、前车预期车速和后车预期车速。

8.如权利要求6所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统，其特征在于：

环境感知传感器获取的自车运动信息包括：实时自车车速和自车加减速度。

9.如权利要求6所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统，其特征在于：

制动控制器的制动类型包括：

第一制动类型，无碰撞危险，无需制动；

第二制动类型，前向有碰撞危险，后向无车，允许制动并刹停；

第三制动类型，前向有碰撞危险，后向有车，自车与后车之间距离大于距离阈值，允许制动并刹停；

第四制动类型，前向有碰撞危险，后向有车，自车与后车之间距离小于等于距离阈值，允许制动至预设车速。

10.如权利要求6所述基于前后向环境感知的自动紧急避撞系统，其特征在于：

制动控制器计算的前向主动避撞制动参数包括：自车预期减速度和自车预期车速；

a₁＝K₁*g+K₂*a₂+K₃*g+K₄*(V₁-V₂)；

a₃＝K₁*g+K₂*a₁+K₃*g+K₄*(V₃-V₁)；

a₁是自车预期减速度，a₂前车减速度，a₃是后车预期减速度，V₁是自车预期车速，V₂前车预期车速，V₃是后车预期车速，K₁、K₂、K₃和K₄是指定系数。

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