CN113002536A - 一种智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法 - Google Patents

一种智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能汽车传感器盲区主动避撞方法，涉及行车安全技术领域，获取车辆行车环境信息；获取车载传感器盲区特征信息，并建立盲区运动状态方程式；根据盲区运动状态，建立车辆纵向主动避撞安全距离模型并计算安全距离；获取车辆与车载传感器盲区的相对速度和相对距离及智能汽车行驶目标并通过电子控制单元对智能汽车进行车速控制，以使智能汽车安全通过车载传感器盲区。本发明提出了一种智能汽车在传感器盲区的主动避撞方法，能够实现车辆在通过传感器盲区过程中及时的规避危险碰撞工况，显著提高了行车的安全系数。

Description

一种智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法
技术领域
本发明涉及行车安全技术领域，特别是涉及一种智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法。
背景技术
近年来，随着科技的发展，智能汽车已经从概念逐渐变为现实。智能汽车是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的智能汽车。它是利用车载传感器来感知车辆周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地在道路上行驶。先进的车辆主动安全系统仍然是智能汽车技术研究的重中之重。由于外界环境的不确定性、复杂多变性的特点以及传感器本身的局限性，在智能汽车行驶过程中外界环境会存在传感器盲区，且其具有潜伏性，突变性的特点。智能汽车依赖于车载传感器信息进行控制决策，传感器盲区的存在会对智能汽车的安全性造成极大的威胁，所以需要针对智能汽车行驶过程中存在的传感器盲区进行主动避撞。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供一种智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法，根据智能汽车行驶过程中的传感器盲区信息，建立盲区运动状态方程式，并根据其运动状态建立车辆纵向主动避撞安全距离模型，使智能汽车在行车过程中会主动规避由于传感器盲区的存在可能引发的危险碰撞工况，让智能汽车在通过传感器盲区区域时更加安全，从而有效提高了智能汽车的主动安全系统的性能以及车辆的行驶安全性。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法，包括如下步骤
步骤A、获取车辆行车环境信息；
步骤B、获取车载传感器盲区特征信息，并建立盲区运动状态方程式；
步骤C、根据盲区运动状态，建立车辆纵向主动避撞安全距离模型并计算安全距离；
步骤D、获取车辆与车载传感器盲区的相对速度和相对距离及智能汽车行驶目标并通过电子控制单元对智能汽车进行车速控制，以使智能汽车安全通过车载传感器盲区。
优选的，步骤A具体包括
步骤a1、利用车载雷达获取车辆前方及两侧环境信息，并传输给电子控制单元；
步骤a2、利用车载传感器获取智能汽车距离弯道的相对距离S1或距离三岔路口的相对距离S2；
步骤a3、分别获取智能汽车与车载传感器盲区边缘线的相对距离Hrelative、智能汽车的行驶速度Vr和智能汽车的制动减速度a。
优选的，步骤B中基于车载传感器盲区特征信息建立的盲区运动状态方程式分别为：
Figure BDA0002978536470000021
Figure BDA0002978536470000022
式中：vblind-r为智能汽车在三岔路口右转时盲区边缘线的运动速度；
vblind-l为智能汽车在三岔路口左转时盲区边缘线的运动速度；
S'为智能汽车与三岔路口的相对距离S2。
优选的，步骤B中基于车载传感器盲区特征信息建立的盲区运动状态方程式还包括有：
vblind＝vr
vblind为智能汽车在弯道转弯时盲区边缘线的运动速度。
优选的，所述步骤C中车辆纵向主动避撞安全距离计算公式为：
Figure BDA0002978536470000031
Figure BDA0002978536470000032
Figure BDA0002978536470000033
式中：ablind-r为智能汽车在三岔路口右转时盲区边缘线的运动加速度；
ablind-l为智能汽车在三岔路口左转时盲区边缘线的运动加速度；
ablind为盲区边缘线的运动加速度；
Hs-G为智能汽车在三岔路口道路环境下的安全距离
τdetect1为检测三岔路口道路环境时滞；
h0为车辆停止后与前方车辆之间的车间距离。
优选的，所述步骤C中车辆纵向主动避撞安全距离计算公式还包括有：
Figure BDA0002978536470000034
Hs-F为智能汽车在弯道道路环境下的安全距离；
τdetect2为检测弯道道路环境时滞；
h1为车辆停止后与前方车辆之间的车间距离。
优选的，所述Hs为Hs-G或Hs-F；
当测量的相对距离Hrelative＞Hs，无另外控制动作；
当测量的相对距离Hrelative≤Hs时，则电子控制单元控制智能汽车的行车速度，用于使智能汽车安全通过车载传感器盲区。
优选的，所述步骤D包括有
工况1、检测到智能汽车前方为弯道式的车载传感器盲区时，在进入弯道之前，根据道路环境信息计算出安全的制动距离Hs-F，并根据安全距离Hs-F控制车速进入弯道，用于避免因弯道前方出现障碍物而造成安全事故；
工况2：检测到智能汽车前方为三岔路口式的车载传感器盲区时，在逐渐靠近三岔路口的行驶过程中，智能汽车提前控制车速，根据行使目标的不同和当前车载传感器盲区边缘线的变化选择相应的车速安全的通过此车载传感器盲区。
优选的，步骤D后还包括有
步骤E、通过电子控制单元控制步骤D中所需的车速后，反馈车辆状态信息给行车信息采集控制单元。
优选的，所述h0和h1的选取数值范围均为2-5m，τdetect1和τdetect2数值均为0.2s。
本发明的有益技术效果：
1.本发明提出了一种智能汽车在传感器盲区的主动避撞方法，能够实现车辆在通过传感器盲区过程中及时的规避危险碰撞工况，显著提高了行车的安全系数。
2.本发明建立了车辆纵向主动避撞安全距离模型，能够精确且有效的判断车辆的行车工况，实现了提前规避道路交通危险工况保证行车安全。
附图说明
图1为按照本发明的实施例的方法示意图；
图2为按照本发明的实施例的行车工况1示意图；
图3为按照本发明的实施例的行车工况1示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1-图3所示，本实施例提供的一种智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法，包括如下步骤
步骤A、获取车辆行车环境信息；
步骤B、获取车载传感器盲区特征信息，并建立盲区运动状态方程式；
步骤C、根据盲区运动状态，建立车辆纵向主动避撞安全距离模型并计算安全距离；
步骤D、获取车辆与车载传感器盲区的相对速度和相对距离及智能汽车行驶目标(目的地)并通过电子控制单元对智能汽车进行车速控制，以使智能汽车安全通过车载传感器盲区。
在本实施例中，如图1所示，步骤A具体包括
步骤a1、利用车载雷达获取车辆前方及两侧环境信息，车载雷达设置为五个，其中3个分布在车辆前端保险杆的两侧和中间位置，另外两个分别放置在两侧的前门和后门之间的中间位置，用于将车辆两侧及前方道路信息状况(车辆与障碍物的距离)传输给电子控制单元ECU；
也可利用车载摄像装置获取车辆前方状况，车载摄像装置可以安装在车辆前保险杠上，用于将车辆前方的道路信息状况传输给电子控制单元ECU；
步骤a2、利用车载传感系统获取智能汽车距离弯道的相对距离S1或距离三岔路口的相对距离S2；
步骤a3、利用车载传感系统分别获取智能汽车与车载传感器盲区边缘线的相对距离Hrelative、智能汽车的行驶速度Vr和智能汽车的制动减速度a。
在本实施例中，如图1所示，步骤B中基于车载传感器盲区特征信息建立的盲区运动状态方程式分别为：
Figure BDA0002978536470000061
Figure BDA0002978536470000062
式中：vblind-r为智能汽车在三岔路口右转时盲区边缘线的运动速度；
vblind-l为智能汽车在三岔路口左转时盲区边缘线的运动速度；
S'为智能汽车与三岔路口的相对距离S2。
在本实施例中，如图1所示，步骤B中基于车载传感器盲区特征信息建立的盲区运动状态方程式还包括有：
vblind＝vr
vblind为智能汽车在弯道转弯时盲区边缘线的运动速度。
在本实施例中，如图1所示，根据盲区运动状态，建立车辆纵向主动避撞安全距离公式并计算，得到主动避撞最小安全距离Hs，
Figure BDA0002978536470000071
Figure BDA0002978536470000072
Figure BDA0002978536470000073
式中：ablind-r为智能汽车在三岔路口右转时盲区边缘线的运动加速度；
ablind-l为智能汽车在三岔路口左转时盲区边缘线的运动加速度；
ablind为盲区边缘线的运动加速度；
Hs-G为智能汽车在三岔路口道路环境下的安全距离，大于1.5m；
τdetect1为检测三岔路口道路环境时滞，检测盲区环境特征所需要的时间；
h0为车辆停止后与前方车辆之间的车间距离。
在本实施例中，如图1所示，步骤C中车辆纵向主动避撞安全距离计算公式还包括有：
Figure BDA0002978536470000074
Hs-F为智能汽车在弯道道路环境下的安全距离，大于1.5m；
τdetect2为检测弯道道路环境时滞；
h1为车辆停止后与前方车辆之间的车间距离。
在本实施例中，如图1所示，
Hs为Hs-G或Hs-F；
当测量的相对距离Hrelative＞Hs，无另外控制动作；
当测量的相对距离Hrelative≤Hs时，则电子控制单元控制智能汽车的行车速度，用于使智能汽车安全通过车载传感器盲区；
h0和h1的选取数值范围均为2-5m；τdetect1和τdetect2数值均为0.2s。
在本实施例中，如图1所示，步骤D包括有
工况1、检测到智能汽车前方为弯道式的车载传感器盲区时，在进入弯道之前，根据道路环境信息计算出安全的制动距离，并根据安全距离Hs-F控制车速进入弯道，用于避免因弯道前方出现障碍物而造成安全事故；
工况2：检测到智能汽车前方为三岔路口式的车载传感器盲区时，在逐渐靠近三岔路口的行驶过程中，距离三岔路口40m之内，智能汽车提前控制车速，低于20码，根据行使目标的不同和当前车载传感器盲区边缘线的变化选择相应的车速安全的通过此车载传感器盲区。
在本实施例中，如图1所示，步骤D后还包括有
步骤E、通过电子控制单元ECU控制步骤D中所需的车速后，反馈车辆状态信息给行车信息采集控制单元。
在本实施例中，如图3工况2为例：
(1)首先获取车辆行车环境信息；
(2)通过分析传感器盲区特征信息，建立三岔路口式盲区运动状态方程式；
(3)根据智能汽车行驶任务(左转或右转)，选择对应的盲区运动状态方程式，建立车辆纵向主动避撞安全距离模型，并计算安全距离Hs；比较测量的相对距离和计算的安全距离，
若测量的相对距离Hrelative＞Hs，系统无控制动作；
测量的相对距离Hrelative≤Hs时，则主动避撞系统进行针对传感器盲区的主动避撞行为；
(4)根据自车与传感器盲区的相对速度和相对距离及其行驶目标对智能汽车进行车速控制，使智能汽车安全快速的通过传感器盲区；如式1所示，在智能汽车执行右转指令时，智能汽车略微降低车速至与三岔路口的相对距离为30m；
根据道路实际状况控制车速在安全车速直至相对距离为1.7m；
若无障碍物出现，加速通过传感器盲区；
(5)根据步骤D所进行的动作反馈至电子控制单元ECU，由ECU控制完成避撞。
综上所述，在本实施例中，本实施例的控制方法能够使汽车在行车过程中及时的规避危险碰撞工况，车辆主动避撞系统能够在车辆发生前撞的危险时刻发出报警信息，且在危急情况下实现紧急制动纵向避撞或者实现转向换道横向避撞，从而能够有效地提高汽车的行驶安全性。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法，其特征在于：包括如下步骤
步骤A、获取车辆行车环境信息；
步骤B、获取车载传感器盲区特征信息，并建立盲区运动状态方程式；
步骤C、根据盲区运动状态，建立车辆纵向主动避撞安全距离模型并计算安全距离；
步骤D、获取车辆与车载传感器盲区的相对速度和相对距离及智能汽车行驶目标并通过电子控制单元对智能汽车进行车速控制，以使智能汽车安全通过车载传感器盲区。
2.根据权利要求1所述的智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法，其特征在于：步骤A具体包括
步骤a1、利用车载雷达获取车辆前方及两侧环境信息，并传输给电子控制单元；
步骤a2、利用车载传感器获取智能汽车距离弯道的相对距离S1或距离三岔路口的相对距离S2；
步骤a3、分别获取智能汽车与车载传感器盲区边缘线的相对距离Hrelative、智能汽车的行驶速度Vr和智能汽车的制动减速度a。
3.根据权利要求2所述的智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法，其特征在于：步骤B中基于车载传感器盲区特征信息建立的盲区运动状态方程
式分别为：
Figure FDA0002978536460000011
Figure FDA0002978536460000021
式中：vblind-r为智能汽车在三岔路口右转时盲区边缘线的运动速度；
vblind-l为智能汽车在三岔路口左转时盲区边缘线的运动速度；
S'为智能汽车与三岔路口的相对距离S2。
4.根据权利要求2所述的智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法，其特征在于：步骤B中基于车载传感器盲区特征信息建立的盲区运动状态方程式还包括有：
vblind＝vr
vblind为智能汽车在弯道转弯时盲区边缘线的运动速度。
5.根据权利要求3所述的智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法，其特征在于：所述步骤C中车辆纵向主动避撞安全距离计算公式为：
Figure FDA0002978536460000022
Figure FDA0002978536460000023
Figure FDA0002978536460000024
式中：ablind-r为智能汽车在三岔路口右转时盲区边缘线的运动加速度；
ablind-l为智能汽车在三岔路口左转时盲区边缘线的运动加速度；
ablind为盲区边缘线的运动加速度；
Hs-G为智能汽车在三岔路口道路环境下的安全距离
τdetect1为检测三岔路口道路环境时滞；
h0为车辆停止后与前方车辆之间的车间距离。
6.根据权利要求5所述的智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法，其特征在于：所述步骤C中车辆纵向主动避撞安全距离计算公式还包括有：
Figure FDA0002978536460000031
Hs-F为智能汽车在弯道道路环境下的安全距离；
τdetect2为检测弯道道路环境时滞；
h1为车辆停止后与前方车辆之间的车间距离。
7.根据权利要求6所述的智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法，其特征在于：
所述Hs为Hs-G或Hs-F；
当测量的相对距离Hrelative＞Hs，无另外控制动作；
当测量的相对距离Hrelative≤Hs时，则电子控制单元控制智能汽车的行车速度，用于使智能汽车安全通过车载传感器盲区。
8.根据权利要求7所述的智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法，其特征在于：所述步骤D包括有
工况1、检测到智能汽车前方为弯道式的车载传感器盲区时，在进入弯道之前，根据道路环境信息计算出安全的制动距离Hs-F，并根据安全距离Hs-F控制车速进入弯道，用于避免因弯道前方出现障碍物而造成安全事故；
工况2：检测到智能汽车前方为三岔路口式的车载传感器盲区时，在逐渐靠近三岔路口的行驶过程中，智能汽车提前控制车速，根据行使目标的不同和当前车载传感器盲区边缘线的变化选择相应的车速安全的通过此车载传感器盲区。
9.根据权利要求1所述的智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法，其特征在于：步骤D后还包括有
步骤E、通过电子控制单元控制步骤D中所需的车速后，反馈车辆状态信息给行车信息采集控制单元。
10.根据权利要求6所述的智能汽车车载传感器盲区主动避撞方法，其特征在于：所述h0和h1的选取数值范围均为2-5m，τdetect1和τdetect2数值均为0.2s。
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CN108528445A (zh) * 2018-03-29 2018-09-14 江苏大学 一种智能汽车传感器盲区主动避撞方法

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