CN112903305B - 一种汽车紧急避障能力测试评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车性能测试技术领域，具体涉及一种汽车紧急避障能力测试评价方法，包括如下步骤：标桩布置步骤，在测试道路上设置制动起始点；间距计算步骤，通过获取车辆的速度信息和当前位置信息，计算当前位置信息与制动起始点的间隔距离，生成第一间距信息；倒计时计算步骤，计算第一间距信息与速度信息的比值，得到第一时间信息；倒计时播报步骤，基于第一时间信息进行倒计时语音播报；测试结果记录步骤，获取车辆的行驶工况数据。采用本方案能够解决汽车紧急避障能力测试结果准确度偏低的问题。

Description

一种汽车紧急避障能力测试评价方法

技术领域

本发明涉及汽车性能测试技术领域，具体涉及一种汽车紧急避障能力测试评价方法。

背景技术

良好的紧急避障能力对汽车安全至关重要。紧急避障试验也称“麋鹿测试”，最早在瑞典产生。北欧地区地广人稀，麋鹿众多，它们经常会在车辆前出其不意地跳出来，与高速行驶的车辆相撞，造成严重的交通事故。“麋鹿测试”中要检验的就是车辆回避障碍的能力。紧急避障试验主要是针对汽车的ESC工作效能、转向、悬挂系统以及轮胎等整个底盘系统做的试验，除了上述几个关键因素之外，轮胎的抓地力、车辆的驱动形式、载荷情况等因素也会影响紧急避障能力的好坏，这个成绩可以直接体现一辆车的极限操控能力。

例如，现有的汽车紧急避障能力测试方法中，通过在规定环境温度、风速、路面、路线以及车辆状态等条件下，使车辆在一定的初始速度下行驶，由驾驶员在预设的位置处进行制动、转向等避障操作，从而测得车辆质心侧向加速度等评价指标。

采用这种方式，能够从驾驶员的实际角度出发，模拟汽车在正常行驶过程中，躲避前方突发障碍物的能力；但是，车辆的行驶速度极易影响驾驶员对位置的判断能力，由于车速相对较快，大部分驾驶员需要依靠自己的感觉对位置进行判断，无法避免提前或延后制动的情况发生，即未在车辆到达标桩的一瞬间做出制动操作，存在测试结果准确度偏低的问题。

发明内容

本发明意在于提供一种汽车紧急避障能力测试评价方法，能够解决测试结果准确度偏低的问题。

本发明提供的基础方案为：一种汽车紧急避障能力测试评价方法，包括如下步骤：

标桩布置步骤，在测试道路上设置制动起始点；

间距计算步骤，通过获取车辆的速度信息和当前位置信息，计算当前位置信息与制动起始点的间隔距离，生成第一间距信息；

倒计时计算步骤，计算第一间距信息与速度信息的比值，得到第一时间信息；

倒计时播报步骤，基于第一时间信息进行倒计时语音播报；

测试结果记录步骤，获取车辆的行驶工况数据。

本发明的工作原理及优点在于：

首先在测试道路上划定制动起始点，再由试验人员驾驶车辆在测试道路上行驶，计算车辆与制动起始点的间隔距离，得到第一间距信息；然后再根据第一间距信息与车速的比值，得到第一时间信息；这个时间信息表征车辆行驶到制动起始点所需的时间，所以通过将时间作为倒计时进行语音播报；最后再由试验人员在制动起始点执行制动操作，得到车辆的行驶工况数据。

本方案中，可以通过语音播报倒计时的方式辅助提醒试验人员进行制动，与现有技术相比，无需试验人员在驾驶过程中集中精力来观察制动起始点的位置，安全性更高；另一方面，还可以避免驾驶员提前或延后制动的情况发生，从而提升测试结果的准确性。

进一步，所述标桩布置步骤中具体还包括在测试道路上设置转向起始点；还包括自制动步骤，在车辆到达制动起始点时，启动电子刹车辅助系统；并在车辆到达转向起始点时，释放电子刹车辅助系统。一般来说，电子刹车辅助系统的响应速度都会远远快于驾驶者，在本方案中，通过电子刹车辅助系统执行制动，让试验人员专心于操作车辆转向。

进一步，还包括车速检测步骤，通过判断车速信息是否等于预设的标准时速信息，如果否，则生成第一提示信息。能够保证试验过程中车辆按照预先设定的标准时速行驶。

进一步，所述标准时速信息为60km/h 。

进一步，所述行驶工况数据包括车速、制动距离和侧向加速度。

进一步，还包括车辆姿态监测步骤，通过摄像头实时采集车辆姿态图像；并根据车辆姿态图像判断是否存在风险，如果是，则通过安全执行装置执行安全防护操作。通过分析车辆姿态图像，判断出转向风险，并执行安全防护，从而提高极限测试时的安全性。

进一步，所述安全执行装置包括：

防护栏，防护栏设置在测试道路的两旁；

气垫，气垫为充满气状态，并固定在防护栏靠近道路的一侧；

电动伸缩机构，电动伸缩机构固定在防护栏上，并位于气垫和防护栏之间；

所述电动伸缩机构的输出轴为伸出状态，且固定在气垫的充气口上。

本方案意在提供安全执行装置的具体结构，通过设置气垫，能够在车辆撞在防护栏上时起到缓冲和保护的作用。

进一步，所述车辆姿态监测步骤具体还包括偏转角分析步骤，通过车辆姿态图像中车辆的偏转角信息，判断偏转角是否大于预设阈值，如果是，则控制电动伸缩机构的输出轴收缩。采用本方案，能够在车辆撞向防护栏前，控制电动伸缩机构的输出轴缩回，并打开充气口，使充满气的气垫开始泄气，并在车辆撞在气垫上后，气垫内的气体能够从充气口泄出；避免车辆撞在充满气的气垫上导致气垫的受压爆炸而失效，安全性更高。

进一步，所述预设阈值为45°。

进一步，还包括标准化检测步骤，在车辆启动前，通过摄像头拍摄车辆外观图像，并根据车辆外观图像判断是否存在违规操作，如果是，则生成第二提示信息。由于车辆在测试前，需要做好关闭车窗和照明装置等准备工作，本方案通过对车辆外观图像进行采集和分析，并在车辆存在违规操作时进行提示。能够避免违规操作对试验结果造成影响。

附图说明

图1为本发明实施例一的流程图。

图2为本发明实施例一的测试道路示意图。

图3为本发明实施例二的安全执行装置主视图。

图4为本发明实施例四的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：测试道路1、制动起始点2、转向起始点3、障碍物4、安全执行装置5、防护栏6、气垫7、电动伸缩机构8、第一空腔9、第二空腔10、铁质插销11、第一电磁铁12、第二电磁铁13。

实施例一

一种汽车紧急避障能力测试评价方法，基本如图1所示，包括如下步骤：

标桩布置步骤，在测试道路1上设置制动起始点2和转向起始点3；如图2所示，本实施例中测试道路1的车道宽度为3.5m，制动起始点2和转向起始点3在车道中具体为第一标桩和第二标桩，第一标桩和第二标桩的水平距离为10m，第二标桩与障碍物4的水平距离为10m；在另一实施例中，为了便于驾驶员专心于操作车辆转向，还包括自制动步骤，在车辆到达制动起始点2时，启动电子刹车辅助系统；并在车辆到达转向起始点3时，释放电子刹车辅助系统；

试验前，还需要对环境温湿度、风速等参数进行测量，并确保试验相对湿度小于95%，环境温度为0℃-40℃，风速小于5m/s；

为对试验车辆进行检测，还包括标准化检测步骤，在车辆启动前，通过摄像头拍摄车辆外观图像，并根据车辆外观图像判断是否存在违规操作，如果是，则生成第二提示信息；通过车辆的外观图像能够检测车窗、照明装置是否关闭，若车窗、照明未关闭，则判定为违规操作。

间距计算步骤，通过获取车辆的速度信息和当前位置信息，计算当前位置信息与制动起始点2的间隔距离，生成第一间距信息；在测试过程中，还要求车辆按照一定的初速度在第一标桩处进行制动，本实施例中的初速度(即标准速度信息)为60km/h ，还包括车速检测步骤，通过判断车速信息是否等于预设的标准时速信息，如果否，则生成第一提示信息“请保持车速”。可以保证驾驶员控制车辆以60km/h的稳定车速进入中车道。由于车道上第一标桩和第二标桩的位置相对固定，可以在车道上设置红外传感器，例如红外传感器设置在车道上距离第一标桩150m处，即车辆在到达此处后，触发红外传感器，生成第一间距信息为150m；

倒计时计算步骤，计算第一间距信息与速度信息的比值，得到第一时间信息；具体的，根据已知的初速度60km/h、第一间距信息150m，可以计算得到第一时间信息为9s；

倒计时播报步骤，基于第一时间信息进行倒计时语音播报；试验车辆内设置有智能音响，在得到第一时间信息后，将倒计时播报指令发送至智能音响，并进行语音播报。

测试结果记录步骤，获取车辆的行驶工况数据。行驶工况数据包括车速、制动距离和侧向加速度；

驾驶员控制车辆以60km/h的稳定车速进入测试道路1，在第一标桩位置时，智能音响播报的倒计时为0，驾驶员踩下制动踏板进行紧急制动，制动到第二标桩时立即松开制动踏板，同时驾驶员操纵转向盘进行转向避障操作，记录行驶过程的车速、制动距离、侧向加速度，评价指标为转向避障过程中车辆质心的最大侧向加速度。

实施例二

与实施例一相比，不同之处仅在于，还包括车辆姿态监测步骤，通过摄像头实时采集车辆姿态图像；并根据车辆姿态图像判断是否存在风险，如果是，则通过安全执行装置5执行安全防护操作。如图3所示，安全执行装置5包括：防护栏6，防护栏6设置在测试道路1的两旁；气垫7，气垫7为充满气状态，并固定在防护栏6靠近道路的一侧；电动伸缩机构8，电动伸缩机构8固定在防护栏6上，并位于气垫7和防护栏6之间；电动伸缩机构8的输出轴为伸出状态，且固定在气垫7的充气口上。车辆姿态监测步骤具体还包括偏转角分析步骤，通过车辆姿态图像中车辆的偏转角信息，判断偏转角是否大于预设阈值(本实施例中设定为45°)，如果是，则控制电动伸缩机构8的输出轴收缩。

在另一实施例中，还包括标准化检测步骤，在车辆启动前，通过摄像头拍摄车辆外观图像，并根据车辆外观图像判断是否存在违规操作，如果是，则生成第二提示信息“请检查车辆”；本方案中的违规操作包括车辆车窗未关闭和照明装置未关闭。

实施例三

还包括用于检测气垫气压的气压传感器以及用于向气垫充气的充气装置，充气装置的连接管与气垫的进气孔固定连接；充气装置类似于现有的气球电动充气泵，相较于传统的打气筒，充气装置能够通过电动的方式吹出压缩气体，实现对气垫的自动充气。

本实施例中还包括：碰撞距离获取步骤，在车辆的偏转角信息大于预设阈值时，通过摄像头对测试道路进行抓拍，生成待识别图像；从待识别图像中识别并定位出车辆、防护栏以及预设的参照物；再计算图中车辆间隔防护栏的长度与参照物长度的比例信息，并根据预存的参照物的实际长度与比例信息的乘积求得车辆与防护栏的实际距离，生成第一距离信息；

车载数据采集步骤，在车辆的偏转角信息大于预设阈值时，获取车载行车电脑中记录的当前加速度信息和当前速度信息；

碰撞损坏预测步骤，将当前加速度信息、当前速度信息以及预设的末速度信息输入到预设的距离算法中，得到第二距离信息；再计算第一距离信息和第二距离信息差的绝对值，判断该绝对值是否小于预设距离阈值，如果是，则开启充气装置向气垫充气，并在气垫的气压值达到预设值后，停止充气；反之，则控制电动伸缩机构的输出轴收缩，使气垫泄气。

例如，测试车辆转向时的偏转角大于45°，此时抓拍到的待识别图像中，通过参照物（本方案中选用障碍物作为参照物）计算车辆到防护栏的实际距离，也即待识别图像中，参照物和车辆到防护栏间距的比值为1:4，又因为参照物的实际长度为25cm，所以可以求出实际距离为4x25cm=1m ；距离算法则基于公式：T=（v-v0）/a,以及S=[（v+v0）/2]×t进行编译，由于在车辆的偏转角信息大于预设阈值（45°）时，通过车载行车电脑中获取当前加速度信息v和当前速度信息a，而末速度信息v0是指车辆的减速为零，说明其中的末速度信息v0始终等于0，将这些已知信息代入距离算法中，即可求出第二距离信息；本方案中的第二距离信息为1.05m，所以第一距离信息与第二距离信息差的绝对值为5cm；由于预设距离阈值为6cm，5cm＜6cm，则需要开启充气装置向气垫充气，并在气垫的气压值达到预设值（本方案中设定为6MPa，在其他实施例中可以根据气垫的可承受最大气压值进行设定）后，停止充气。

采用本方案，可以在车辆的偏转角达到阈值时，预测车辆会撞击在防护栏上，此时通过图像识别计算车辆与防护栏的实际距离，并根据行车电脑中的当前加速度和当前速度,计算车辆减速到零的距离，与实际距离相比较，根据两者的差值对车辆的撞击进行预测，如果距离差与阈值比较，如果较小则说明车辆撞击在防护栏的气垫上，车辆和气垫都能够承受，不会造成损坏，则需要开启充气装置对充气垫进行充气，让气垫变得更坚固且富有弹性，使车辆撞击后能够在气垫的作用下缓冲和弹开，反之，如果较大，说明撞击力度较大，会造成损坏，则开始泄压，避免气垫爆炸产生二次伤害，从而保证人员不受伤害，进而提升安全性。

实施例四

如图4所示，防护栏6与地面的各连接处点位地面向下钻设有第一空腔9；相应的，防护栏6与地面的连接处，防护栏6的底部向上钻有第二空腔10，第一空腔9和第二空腔10横截面积相同，第二空腔10的长度大于第一空腔9，且第一空腔9的长度＜铁质插销11的长度＜第二空腔10的长度；第一空腔9位于第二空腔10的正上方；铁质插销11分别与第一空腔9和第二空腔10滑动连接，即铁质插销11能够在上下两空腔(第一空腔9和第二空腔10)内上下滑动；第一空腔9内的底部固定有第一电磁铁12，第二空腔10内的顶部固定有第二电磁铁13；即第一电磁铁12位于铁质插销11的正下方，而第二电磁铁13则是位于铁质插销11的正上方；初始状态，第一电磁铁12均通电吸附住铁质插销11，第二电磁铁13断电；且各个连接处点位的第一电磁铁12和第二电磁铁13将根据相应的安装点位进行匹配绑定。

还包括撞击预测步骤，根据车辆姿态图像对车辆撞击防护栏6的点位和方向进行预测，提取图像中车辆图像，根据偏转角信息判断撞击方向，并将车辆图像的对称轴延长线与防护栏6的交点作为撞击点位；若第一预设阈值(45°)＜偏转角＜第二预设阈值(60°)，则判断车辆大概率侧向撞击防护栏6，由于驾驶员左舵驾驶，位于右侧的防护栏6对驾驶员的造成伤害不大；若偏转角≥60°，判定车辆大概率正面撞击防护栏6，则根据撞击点位确定防护栏6的各个连接处隶属于该点位的第一电磁铁12和第二电磁铁13，再生成脉冲信号分别控制将该点位的第一电磁铁12断电和第二电磁铁13通电(能够避免所有点位处的电磁铁都需要通断电，从而减小控制成本和损耗)，使第一电磁铁12失去吸附铁质插销11能力，第二电磁铁13具有磁性吸附铁质插销11，铁质插销11离开第一空腔9，滑入第二空腔10内，使该处的防护栏6与地面的固定效果变弱，即变得更易受撞击力倾倒；当车辆正向撞击防护栏6时，能够避免防护栏6过于坚固，导致车辆撞击防护栏6后，挤压驾驶室内的人员，造成二次伤害。虽然成本偏高，但是人的生命财产通常是重于金钱，这样做能够有利于测试安全性的提升。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种汽车紧急避障能力测试评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

标桩布置步骤，在测试道路上设置制动起始点；

间距计算步骤，通过获取车辆的速度信息和当前位置信息，计算当前位置信息与制动起始点的间隔距离，生成第一间距信息；

倒计时计算步骤，计算第一间距信息与速度信息的比值，得到第一时间信息；

倒计时播报步骤，基于第一时间信息进行倒计时语音播报；

测试结果记录步骤，获取车辆的行驶工况数据；

所述标桩布置步骤中具体还包括在测试道路上设置转向起始点；还包括自制动步骤，在车辆到达制动起始点时，启动电子刹车辅助系统；并在车辆到达转向起始点时，释放电子刹车辅助系统；

还包括车辆姿态监测步骤，通过摄像头实时采集车辆姿态图像；并根据车辆姿态图像判断是否存在风险，如果是，则通过安全执行装置执行安全防护操作；

所述安全执行装置包括：

防护栏，防护栏设置在测试道路的两旁；

气垫，气垫为充满气状态，并固定在防护栏靠近道路的一侧；

电动伸缩机构，电动伸缩机构固定在防护栏上，并位于气垫和防护栏之间；

所述电动伸缩机构的输出轴为伸出状态，且固定在气垫的充气口上；

所述车辆姿态监测步骤具体还包括偏转角分析步骤，通过车辆姿态图像中车辆的偏转角信息，判断偏转角是否大于预设阈值，如果是，则控制电动伸缩机构的输出轴收缩。

2.根据权利要求1所述的汽车紧急避障能力测试评价方法，其特征在于：还包括车速检测步骤，通过判断车速信息是否等于预设的标准时速信息，如果否，则生成第一提示信息。

3.根据权利要求2所述的汽车紧急避障能力测试评价方法，其特征在于：所述标准时速信息为60km/h。

4.根据权利要求1所述的汽车紧急避障能力测试评价方法，其特征在于：所述行驶工况数据包括车速、制动距离和侧向加速度。

5.根据权利要求1所述的汽车紧急避障能力测试评价方法，其特征在于：所述预设阈值为45°。

6.根据权利要求1所述的汽车紧急避障能力测试评价方法，其特征在于：还包括标准化检测步骤，在车辆启动前，通过摄像头拍摄车辆外观图像，并根据车辆外观图像判断是否存在违规操作，如果是，则生成第二提示信息。

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