CN113119929A - 弯道制动控制方法、控制系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

弯道制动控制方法、控制系统、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN113119929A
CN113119929A CN202110563035.6A CN202110563035A CN113119929A CN 113119929 A CN113119929 A CN 113119929A CN 202110563035 A CN202110563035 A CN 202110563035A CN 113119929 A CN113119929 A CN 113119929A
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obstacles
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林子竣
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Qianhai Qijian Technology Shenzhen Co ltd
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Qianhai Qijian Technology Shenzhen Co ltd
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00Brake-action initiating means
    • B60T7/12Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/22Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger initiated by contact of vehicle, e.g. bumper, with an external object, e.g. another vehicle, or by means of contactless obstacle detectors mounted on the vehicle

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

本申请公开了弯道制动控制方法、控制系统、电子设备及存储介质,方法包括:获取车辆信息、车辆所在区域内的道路信息和所有障碍物的障碍物信息;根据障碍物信息、车辆信息和道路信息得到目标障碍物和目标障碍物信息;根据目标障碍物信息、车辆信息确定目标障碍物与车辆的相对距离、相对速度和碰撞时间;根据车辆信息、道路信息和预设制动减速度得到最大制动减速度;根据碰撞时间、最大制动减速度和预设级数数据库确定制动状态的制动级数,预设级数数据库包括:碰撞时间、最大制动减速度和制动级数的匹配信息;根据制动级数、最大制动减速度确定车辆的制动减速度,以进行减速。本申请的弯道制动控制方法,提高了车辆的安全性和驾驶员的体验感。

Description

弯道制动控制方法、控制系统、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及自动紧急制动领域,尤其涉及一种弯道制动控制方法、控制系统、电子设备及存储介质。
背景技术
自动紧急制动(Autonomous Emergency Braking,AEB)是一项重要的主动安全功能。通过激光雷达、毫米波雷达和前视多功能摄像头等检测出前方障碍物,在即将发生碰撞时通过报警和采取主动制动保障车辆安全。AEB系统的价值体现在能及时有效的避免或减轻碰撞带来的风险。但同时过早制动,会影响驾驶员的体验感;过晚制动,会带来碰撞危险。
在自动驾驶场景中,弯道是一典型驾驶场景。在前方众多障碍物中,目标障碍物的选取十分关键,直接影响自动紧急制动系统的性能。如图1所示,当A车准备通过弯道加速超车时,AEB系统可能会将正前方检测到的B车认为障碍物,而触发制动紧急制动。D车位于本车摄像头检测的盲区,D车的突然变道,可能出现制动不及时的现象。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种弯道制动控制方法,能够筛选出最可能触碰的障碍物,并根据具体的道路信息和车辆信息确定与道路信息和车辆信息对应的制动状态,提高了车辆的安全性,并且,提高了驾驶员的体验感。
本申请还提出一种弯道制动控制系统。
本申请还提出一种电子设备。
本申请还提出一种计算机可读存储介质。
根据本申请的第一方面实施例的弯道制动控制方法,包括:
获取制动请求车辆所在区域内的道路信息、所有障碍物的障碍物信息和车辆的车辆信息;
根据所述所有障碍物的所述障碍物信息、所述车辆信息和所述道路信息筛选所述所有障碍物,以得到目标障碍物和目标障碍物信息;
根据所述目标障碍物信息、所述车辆信息确定所述目标障碍物与所述车辆的相对距离和相对速度;
根据所述相对距离和所述相对速度得到碰撞时间;
根据所述车辆信息、所述道路信息和预设制动减速度得到最大制动减速度;
根据所述碰撞时间、所述最大制动减速度和预设级数数据库确定制动状态的制动级数,所述预设级数数据库包括:所述碰撞时间、所述最大制动减速度和所述制动级数的匹配信息;
根据所述制动级数、所述最大制动减速度确定所述车辆的制动减速度,并根据所述制动减速度进行减速。
根据本申请实施例的弯道制动控制方法,至少具有如下有益效果:通过根据车辆自身的车辆信息、车辆所在区域内的道路信息和所有障碍物的障碍物信息对障碍物进行筛选,得到目标障碍物以及目标障碍物信息,通过对所有的障碍物进行分析,能够减少因障碍物选取错误或某个障碍物突然改变造成制动不及时的现象。根据目标障碍物信息、车辆信息确定目标障碍物与车辆的相对距离和相对速度,以得到碰撞时间;再根据车辆信息和道路信息确定车辆在当前道路下所能达到的最大制动减速度,然后,再依据碰撞时间、最大制动减速度和预设级数数据库确定制动级数,从而确定制动减速度,这样设置,能够根据车辆和道路的具体情况,确定不同的制动减速度,在保证车辆安全的情况下,还能提高驾驶员的驾驶体验。
根据本申请的一些实施例,所述车辆信息包括车辆位置信息和车辆速度信息,所述障碍物信息包括障碍物位置信息和障碍物速度信息;
所述根据所述所有障碍物的所述障碍物信息、所述车辆信息和所述道路信息筛选所述所有障碍物,以得到目标障碍物和目标障碍物信息,包括:
根据所述道路信息确定所述车辆所在车道的中心线,以得到中心线信息;
根据所述中心线信息建立笛卡尔坐标系,并将所述所有障碍物的所述障碍物位置信息和所述车辆位置信息映射到所述笛卡尔坐标系中;
将所述笛卡尔坐标系转换为Frenet坐标系,并将所述笛卡尔坐标系中所述所有障碍物的所述障碍物位置信息和所述车辆位置信息映射到Frenet坐标系中;
根据所述Frenet坐标系中所述所有障碍物的所述障碍物位置信息、所述车辆位置信息、所述障碍物速度信息和所述车辆速度信息对所述所有障碍物筛选,以得到所述目标障碍物和所述目标障碍物信息。
根据本申请的一些实施例,所述根据所述Frenet坐标系中所述所有障碍物的所述障碍物位置信息、所述车辆位置信息、所述障碍物速度信息和所述车辆速度信息对所述所有障碍物筛选,以得到所述目标障碍物和所述目标障碍物信息,包括:
根据所述Frenet坐标系中所述所有障碍物的所述障碍物位置信息和所述车辆位置信息得到相对位置差值;
根据所述Frenet坐标系中所述所有障碍物的所述障碍物速度信息和所述车辆速度信息得到相对速度差值;
根据所述所有障碍物和所述车辆的所述相对位置差值和所述相对速度差值确定多个碰撞时间;
根据所述多个碰撞时间筛选出最短碰撞时间,并根据所述最短碰撞时间确定对应的所述障碍物,以得到所述目标障碍物和所述目标障碍物信息。
根据本申请的一些实施例,所述根据所述目标障碍物信息、所述车辆信息确定所述目标障碍物与所述车辆的相对距离和相对速度,包括:
根据所述Frenet坐标系中的所述障碍物位置信息和所述车辆位置信息得到纵坐标方向上的相对距离;
根据所述Frenet坐标系中的所述障碍物速度信息和所述车辆速度信息得到纵坐标方向上的相对速度。
根据本申请的一些实施例,所述车辆信息还包括:车辆轮胎附着力;所述道路信息还包括:所述车辆所在车道的曲率;
所述根据所述车辆信息、所述道路信息和预设制动减速度得到最大制动减速度,包括:
根据所述曲率、预设制动减速度和所述车辆轮胎附着力得到最大制动减速。
根据本申请的一些实施例,所述弯道制动控制方法还包括:
若所述预设级数数据库不存在与所述碰撞时间、所述最大制动减速度和所述制动级数的匹配信息,所述车辆保持正常行驶状态。
根据本申请的一些实施例,所述弯道制动控制方法还包括:
若所述相对速度小于或等于0,所述车辆退出所述制动状态。
根据本申请的第二方面实施例的弯道制动控制系统,包括:
获取模块,所述获取模块用于获取车辆信息、车辆所在区域内的道路信息和所有障碍物的障碍物信息;
筛选模块,所述筛选模块用于根据所述所有障碍物的所述障碍物信息、所述车辆信息和所述道路信息筛选所述所有障碍物,以得到目标障碍物和目标障碍物信息;
计算模块,所述计算模块用于根据所述目标障碍物信息、所述车辆信息确定所述目标障碍物与所述车辆的相对距离和相对速度;
所述计算模块还用于根据所述相对距离和所述相对速度得到碰撞时间;
所述计算模块还用于根据所述车辆信息、所述道路信息和预设制动减速度得到最大制动减速度;
所述计算模块还用于根据所述碰撞时间、所述最大制动减速度和预设级数数据库确定制动状态的制动级数,所述预设级数数据库包括:所述碰撞时间、所述最大制动减速度和所述制动级数的匹配信息;
控制模块,所述控制模块用于根据所述制动级数、所述最大制动减速度确定所述车辆的制动减速度,并根据所述制动减速度进行减速根据所述制动级数、所述最大制动减速度确定所述车辆的制动减速度。
根据本申请实施例的弯道制动控制系统,至少具有如下有益效果:通过根据车辆自身的车辆信息、车辆所在区域内的道路信息和所有障碍物的障碍物信息对障碍物进行筛选,得到目标障碍物以及目标障碍物信息,通过对所有的障碍物进行分析,能够减少因障碍物选取错误或某个障碍物突然改变造成制动不及时的现象。根据目标障碍物信息、车辆信息确定目标障碍物与车辆的相对距离和相对速度,以得到碰撞时间;再根据车辆信息和道路信息确定车辆在当前道路下所能达到的最大制动减速度,然后,再依据碰撞时间、最大制动减速度和预设级数数据库确定制动级数,从而确定制动减速度,这样设置,能够根据车辆和道路的具体情况,确定不同的制动减速度,在保证车辆安全的情况下,还能提高驾驶员的驾驶体验。
根据本申请的第三方面实施例的电子设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面实施例中任意一项所述的弯道制动控制方法。
根据本申请的第四方面实施例的计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行如第一方面实施例中任意一项所述的弯道制动控制方法。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明,其中:
图1为相关技术中AEB系统选取障碍物的示意图;
图2为本申请实施例提供的弯道制动控制方法的流程图;
图3为本申请实施例提供的弯道制动控制方法的流程图;
图4为本申请实施例提供的笛卡尔坐标系示意图;
图5为本申请实施例提供的Frenet坐标系示意图;
图6为本申请实施例提供的弯道制动控制系统的模块框图。
附图标记:100、获取模块;200、筛选模块;300、计算模块;400、控制模块。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,若干的含义是一个以上,多个的含义是两个以上,大于、小于、超过等理解为不包括本数,以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本申请的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
本申请的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
参照图1,在图1中A车准备弯道加速超车,在这种情况下,相关技术中的自动紧急制动系统会认为B车为最可能触碰的障碍物,而触发紧急制动。实际上,B车一直在其自身的车道上行驶,不会影响A车所在车道的安全,自动紧急制动系统出现了误制动的情况,影响了驾驶员的驾驶体验。而当D车突然变道时,由于自动紧急制动系统关注的是正前方的障碍物,因此,如果D车突然变道,可能出现制动不及时的现象,进而影响驾驶安全。所以,现有的自动紧急制动系统,在车辆行驶到弯道道路时,容易出现制动不及时或者误制动的现象。
第一方面,参照图2,本申请的一些实施例提出了一种弯道制动控制方法,包括但不限于步骤S100、步骤S200、步骤S300、步骤S400、步骤S500、步骤S600和步骤S700。
步骤S100:获取车辆信息、车辆所在区域内的道路信息和所有障碍物的障碍物信息;
步骤S200:根据所有障碍物的障碍物信息、车辆信息和道路信息筛选所有障碍物,以得到目标障碍物和目标障碍物信息;
步骤S300:根据目标障碍物信息、车辆信息确定目标障碍物与车辆的相对距离和相对速度;
步骤S400:根据相对距离和相对速度得到碰撞时间;
步骤S500:根据车辆信息、道路信息和预设制动减速度得到最大制动减速度;
步骤S600:根据碰撞时间、最大制动减速度和预设级数数据库确定制动状态的制动级数,预设级数数据库包括:碰撞时间、最大制动减速度和制动级数的匹配信息;
步骤S700:根据制动级数、最大制动减速度确定车辆的制动减速度,并根据制动减速度进行减速。
首先获取车辆所在区域内的道路信息、所在区域内的所有障碍物的障碍物信息和车辆自身的车辆信息,然后根据障碍物信息、车辆信息和道路信息对所有障碍物进行筛选,得到最可能触碰的目标障碍物和目标障碍物信息;根据目标障碍物信息以及车辆的车辆信息得到目标障碍物与车辆之间的相对距离和相对速度,其中,相对速度指的是车辆的速度与目标障碍物的速度的差值。对得到的相对速度和相对距离进行计算,得到在当前车速下车辆与目标障碍物发生碰撞的碰撞时间。根据车辆信息、道路信息和预设制动减速度得到最大制动减速度,再根据最大制动减速度、碰撞时间和预设级数数据库确定制动级数以及制动级数对应的车辆制动减速度。
本申请实施例的弯道制动控制方法,通过根据车辆自身的车辆信息、车辆所在区域内的道路信息和所有障碍物的障碍物信息对障碍物进行筛选,得到目标障碍物以及目标障碍物信息,通过对所有的障碍物进行分析,能够减少因障碍物选取错误或某个障碍物突然改变造成制动不及时的现象。根据目标障碍物信息、车辆信息确定目标障碍物与车辆的相对距离和相对速度,以得到碰撞时间;再根据车辆信息和道路信息确定车辆在当前道路下所能达到的最大制动减速度,然后,再依据碰撞时间、最大制动减速度和预设级数数据库确定制动级数,从而确定制动减速度,这样设置,能够根据车辆和道路的具体情况,确定不同的制动减速度,在保证车辆安全的情况下,还能提高驾驶员的驾驶体验。
具体地,在本申请实施例中,道路信息可以通过高精度地图获得,也可以通过车载前视摄像头采集得到车辆前方道路信息。障碍物信息通过毫米波雷达、激光雷达或者车载前视摄像头检测得到车辆周围的障碍物信息,障碍物包括行人和其他车辆。车辆的车辆信息通过车辆自身携带的设备获取得到,如车辆的当前车速可以通过车辆轮胎的转速、半径计算得到,车辆的具体位置,通过车辆自身的定位得到,车辆具体在哪个车道、所在位置与车道中心的偏差信息可以通过定位设备再结合车载前视摄像头得到。根据得到的障碍物信息、车辆信息和道路信息对所有的障碍物进行筛选,筛选出最可能触碰的目标障碍物,得到目标障碍物以后,根据目标障碍物信息和车辆的车辆信息确定目标障碍物和车辆的之间的相对距离和相对速度,然后依据得到的相对距离和相对速度得到在当前状态下的碰撞时间。根据车辆信息、道路信息和预设制动减速度得到车辆在当前道路上能达到的最大制动减速度,再根据最大制动减速度、碰撞时间和预设级数数据库确定制动级数,再根据确定的制动级数确定车辆的制动减速度。
需要说明的是,相对距离指的是目标障碍物与车辆之间的距离;相对速度指的是车辆速度与目标障碍物的速度的差值;碰撞时间指的是,保持当前车速在当前距离下发生碰撞所需要的时间;预设级数数据库为不同最大制动减速度对应的车辆能够避免发生碰撞发生的TTC(time to conflict)值,由历史数据和多次试验得到。预设制动减速度指的是车辆在当前状态下,能够保证车身稳定,系统所能够允许最大制动减速度,由汽车自身的性能所决定。
一并参照图3、图4和图5,在本申请的一些实施例中,车辆信息包括:车辆位置信息和车辆速度信息,障碍物信息包括:障碍物位置信息和障碍物速度信息。步骤S200包括但不限于步骤S210、步骤S220、步骤S230和步骤S240。
步骤S210:根据道路信息确定车辆所在车道的中心线,以得到中心线信息;
步骤S220:根据中心线信息建立笛卡尔坐标系,并将所有障碍物的障碍物位置信息和车辆位置信息映射到笛卡尔坐标系中;
步骤S230:将笛卡尔坐标系转换为Frenet坐标系,并将笛卡尔坐标系中的所有障碍物的障碍物位置信息和车辆位置信息映射到Frenet坐标系中;
步骤S240:根据Frenet坐标系中所有障碍物的障碍物位置信息、车辆位置信息、障碍物速度信息和车辆速度信息对所有障碍物筛选,以得到目标障碍物和目标障碍物信息。
在本申请的一些实施例中,步骤S240包括但不限于步骤S241、步骤S242、步骤S243和步骤S244。
步骤S241:根据Frenet坐标系中所有障碍物的障碍物位置信息和车辆位置信息得到相对位置差值;
步骤S242:根据Frenet坐标系中所有障碍物的障碍物速度信息和车辆速度信息得到相对速度差值;
步骤S243:根据所有障碍物和车辆的相对位置差值和相对速度差值确定多个碰撞时间;
步骤S244:根据多个碰撞时间筛选出最短碰撞时间,并根据最短碰撞时间确定对应的障碍物,以得到目标障碍物和目标障碍物信息。
首先,根据道路信息确定车辆所在车道的中心线,得到中心线信息,再在中心线上,以距离当前车辆最近点为坐标中心,以车道中心线在该点的切线为Y轴,该点法线向右为X轴建立笛卡尔坐标系,并且将障碍物的位置信息和车辆的位置信息映射到笛卡尔坐标系中。将笛卡尔坐标系转换为Frenet坐标系,并将笛卡尔坐标系中的障碍物位置信息和车辆位置信息映射到Frenet坐标系中。根据Frenet坐标系中所有障碍物的障碍物位置信息和车辆位置信息得到相对位置差值,根据Frenet坐标系中多个障碍物的障碍物速度信息和车辆速度信息得到相对速度差值,再根据多个相对位置差值和多个相对速度差值确定每一个障碍物与车辆的碰撞时间,再在多个碰撞时间中筛选出最短碰撞时间,然后,以最短碰撞时间对应的障碍物为目标障碍物,同时获取目标障碍物对应的目标障碍物信息。
通过这样设置,能够避免障碍物选取错误,导致车辆出现制动不及时,影响驾驶安全或者制动过早,影响驾驶员的体验。
具体地,如图4所示,A点为本车,O点为中心线上距离本车最近的点,因此,选择O点为坐标中心点,B1、B2、B3和B4为障碍物在笛卡尔坐标系上的位置信息,Y轴为车道中心线在O点的切线,X轴为车道中心线在O点的法线向右方向。将笛卡尔坐标系转换为Frenet坐标系,并将笛卡尔坐标系中的障碍物位置信息和车辆位置信息映射到Frenet坐标系中,如图5所示。图5中,A点为本车;O点为Frenet坐标系中心,同时也是车道中心线上距离本车最近的点;B1~B4点(图中空心点)分别为在Frenet坐标系下的障碍物。在Frenet坐标系中,使用变量S和L描述车辆在道路上的位置,其中S坐标表示沿道路的距离,也称为纵向位移,L表示道路上的左右位置,也称为横向位移。将A点,B1~B4点分别想S轴投影,可以得到A的投影点为坐标中心点O点,障碍物B1~B4点的投影点分别为C1~C4点(图中实心点)。其中,A点、障碍物B1~B4点在Frenet坐标系中分别表示为:(sA,dA),(sB1,dB1),(sB2,dB2),(sB3,dB3),(sB4,dB4)。
笛卡尔坐标系与Frenet坐标系的转换公式为公式(1),公式(1)如下所示:
Figure BDA0003079727480000091
式中,d表示L方向的位置量,
Figure BDA0003079727480000092
表示L方向的速度量,s表示S方向的位置量,
Figure BDA0003079727480000093
表示S方向的速度量,κr表示曲率。
公式(1)的推导过程如下:
假设θr为车道中心线在
Figure BDA0003079727480000094
点的方位角(该方位角为笛卡尔坐标系下,车道中心线与X轴的夹角)。
Figure BDA0003079727480000095
是车道中心线与车辆距离最近点的法向单位向量,
Figure BDA0003079727480000096
是最近点的切线单位向量,
Figure BDA0003079727480000097
表示最近点在笛卡尔坐标系的位置向量。可以得到车道中心线上的切向和法向单位向量,如公式(2)所示:
Figure BDA0003079727480000098
令θx为车辆的方位角,
Figure BDA0003079727480000099
Figure BDA00030797274800000910
分别为轨迹的法向单位向量和切向单位向量,其表示如公式(3)所示:
Figure BDA00030797274800000911
车辆轨迹点
Figure BDA00030797274800000912
用Frenet坐标系用向量表达式表示为:
Figure BDA00030797274800000913
公式(4)中,
Figure BDA00030797274800000914
表示车辆在Frenet坐标系下的位置向量,s(t)表示为车辆当前位置向车道中心线做投影时的点距离起点的弧线长度,
Figure BDA00030797274800000915
为车辆位置和车道中心线上的距离最近点的法向距离。
将公式(4)的两边同时乘以
Figure BDA00030797274800000916
得到公式(5),公式(5)为:
Figure BDA0003079727480000101
车道中心线上的法向向量
Figure BDA0003079727480000102
对时间t求一阶导数可得公式(6),公式(6)为:
Figure BDA0003079727480000103
在公式(6)中,由
Figure BDA0003079727480000104
表示道路在该点的曲率,因此,法向向量的一阶导数可以表示为:
Figure BDA0003079727480000105
因此,令Δθ=θxr,则对公式(5)求导,得到公式(7):
Figure BDA0003079727480000106
对公式(4)求导可得到公式(8),公式(8)为:
Figure BDA0003079727480000107
在公式(8)中,将d对s求导得到公式(9):
Figure BDA0003079727480000111
由公式(9)中可得到公式(10),公式(10)为:
Figure BDA0003079727480000112
联立公式(7)和公式(10)可得到,公式(11):
Figure BDA0003079727480000113
将公式(11)转换得到公式(12):
Figure BDA0003079727480000114
将上述公式整理可以得到公式(1)。
将笛卡尔坐标系转换为Frenet坐标系后,在Frenet坐标系中选择目标障碍物以进行系统决策判断。如:B1离本车在S轴方向上距离本车最近,最有可能发生碰撞危险,因此选取B1为AEB系统决策的目标障碍物。本车与前方障碍物的相对距离和相对速度的计算如公式(13)所示,公式(13)为:
Figure BDA0003079727480000115
在公式(13)中,sA表示本车在S方向的位置,
Figure BDA0003079727480000116
表示本车在S方向的速度,sB1表示障碍物在S方向的位置,
Figure BDA0003079727480000121
表示障碍物在S方向的速度。
在得到相对速度和相对距离后,可以得到本车与B1障碍物的碰撞时间,在依据碰撞时间、最大制动减速度和预设级数数据库确定制动级数以及制动级数对应的制动减速度。
在本申请的一些实施例中,步骤S300包括但不限于步骤S310和步骤S320。
步骤S310:根据Frenet坐标系中的障碍物位置信息和车辆位置信息得到纵坐标方向上的相对距离;
步骤S320:根据Frenet坐标系中的障碍物速度信息和车辆速度信息得到纵坐标方向上的相对速度。
在本实施例中,纵坐标方向即为S方向,在筛选目标障碍物时,主要是以沿道路的距离为主,通过这样设置,能够得到较为准确的障碍物,从而提高了车辆的安全性,并且,提高了驾驶员的体验感。
在本申请的一些实施例中,车辆信息还包括:车辆轮胎附着力,道路信息还包括:车辆所在车道的曲率;步骤S500包括但不限于步骤S510。
步骤S510:根据曲率、预设制动减速度和车辆轮胎附着力得到最大制动减速度。
在弯道行驶时,当离心力大于轮胎侧向附着力时,车辆容易出现侧滑现象。因此,在计算最大制动减速度时,需要同时考虑当前车道的曲率κ,车辆轮胎附着力fad,以及预设最大制动减速度fabs,其中,预设最大制动减速度指的是车身稳定系统能够允许制动减速度,车辆轮胎附着力表示轮胎能够提供的附着力。再通过曲率、预设制动减速度和车辆轮胎附着力得到最大制动减速度。
在本申请的一些实施例中,制动级数包括一级制动级数和二级制动级数,制动状态包括与一级制动级数相对应的一级制动状态和与二级制动级数相对应的二级制动状态。
车辆的最大制动减速度不一样。则车辆的每个制动状态的制动级数对应的减速度是不一致的。如制动级数分为一级制动级数和二级制动级数,在某种情况下,最大制动减速度为2m/s2,则在这种情况下,一级制动级数对应的减速度为0.9m/s2,二级制动级数对应的减速度为2m/s2。在另一种情况下,最大制动减速度为3m/s2,则在这种情况下,一级制动级数对应的减速度为1.5m/s2,二级制动级数对应的制动减速度为3m/s2
参照图2,在本申请的一些实施例中,弯道制动控制方法还包括但不限于步骤S800。
步骤S800:若预设级数数据库不存在与碰撞时间、最大制动减速度和制动级数的匹配信息,车辆保持正常行驶状态。
当计算得到的碰撞时间较大,即车辆与目标障碍物的相对距离较远,预设级数数据库中不存在与与碰撞时间、最大制动减速度和制动级数的匹配信息,车辆首先保持正常行驶状态,当计算得到的碰撞时间满足要求,即预设级数数据库中存在与碰撞时间、最大制动减速度和制动级数的匹配信息,再通过预设级数数据库和最大制动减速度确定制动状态的制动级数,以得到制动级数和制动减速度,并根据制动减速度进行减速。
在本申请的一些实施例中,弯道制动控制方法还包括但不限于步骤S900。
步骤S900:若相对速度小于或等于0,车辆退出制动状态。
当检测本车的速度和目标障碍物的速度之差小于或者等于0时,则表示碰撞不可能发生,车辆退出制动状态,回到正常行驶的状态。
例如:根据道路信息、车辆信息和预设制动减速度得到的在当前状态下的最大制动减速度为2m/s2,在这种情况下,根据相对距离、相对速度和最大制动减速度确定对应的一级制动级数的制动碰撞时间为2.2S,二级制动级数对应的制动碰撞时间为1.7S,而通过计算得到的碰撞时间为2S,则此时制动级数为一级制动级数,并且,控制车辆以一级制动级数对应的制动减速度进行制动减速。
当车辆在以一级制动级数对应的制动减速度进行制动减速时,后台控制系统需要实时测量车辆的碰撞时间,当碰撞时间不满足一级制动级数对应的制动要求时,需要将制动级数从一级制动级数升级为二级制动级数。需要说明的是,制动级数对应的制动碰撞时间并不是一成不变的,依据实时相对距离和相对速度进行计算得到。
例如:根据道路信息、车辆信息和预设制动减速度得到的在当前状态下的最大制动减速度为3m/s2,在当前相对距离和相对速度的情况下,碰撞时间为2.2S,一级制动级数对应的制动碰撞时间为2.3s,二级制动级数对应的碰撞时间为1.7S,则首先以一级制动级数对应的制动减速度进行制动,当制动一段时间后,如0.5S,通过计算得到在0.5S后的相对距离和相对速度的情况下,碰撞时间为1.4S,一级制动级数对应的制动碰撞时间为2S,二级制动级数对应的制动碰撞时间为1.5S,则将制动级数从一级制动级数升级为二级制动级数。当检测本车的速度和目标障碍物的速度之差小于或者等于0时,则表示碰撞不可能发生,车辆退出制动状态,回到正常行驶的状态。
第二方面,本申请的一些实施例还提供了一种弯道制动控制系统,包括获取模块100、筛选模块200、计算模块300和控制模块400。
获取模块100用于获取车辆信息、车辆所在区域内的道路信息和所有障碍物的障碍物信息。
筛选模块200用于根据所有障碍物的障碍物信息、车辆信息和道路信息筛选所有障碍物,以得到目标障碍物和目标障碍物信息;
计算模块300用于根据目标障碍物信息、车辆信息确定目标障碍物与车辆的相对距离和相对速度;还用于根据相对距离和相对速度得到碰撞时间;还用于根据车辆信息、道路信息和预设制动减速度得到最大制动减速度;还用于根据碰撞时间、最大制动减速度和预设级数数据库确定制动状体的制动级数,预设级数数据库包括:碰撞时间、最大制动减速度和制动级数的匹配信息。
控制模块400用于根据制动级数、最大制动减速度确定车辆的制动减速度,并根据制动减速度进行减速。
本申请实施例的弯道制动控制系统,通过根据车辆自身的车辆信息、车辆所在区域内的道路信息和所有障碍物的障碍物信息对障碍物进行筛选,得到目标障碍物以及目标障碍物信息,通过对所有的障碍物进行分析,能够减少因障碍物选取错误或某个障碍物突然改变造成制动不及时的现象。根据目标障碍物信息、车辆信息确定目标障碍物与车辆的相对距离和相对速度,以得到碰撞时间;再根据车辆信息和道路信息确定车辆在当前道路下所能达到的最大制动减速度,然后,再依据碰撞时间、最大制动减速度和预设级数数据库确定制动级数,从而确定制动减速度,这样设置,能够根据车辆和道路的具体情况,确定不同的制动减速度,在保证车辆安全的情况下,还能提高驾驶员的驾驶体验。
本申请实施例的弯道制动控制系统的操作流程、控制方法与前述的弯道制动控制方法类似,在此不再赘述。
第三方面,本申请实施例还提供了一种电子设备。
在一些实施例中,电子设备包括:至少一个处理器,以及与至少一个处理器通信连接的存储器;其中,存储器存储有指令,指令被至少一个处理器执行,以使至少一个处理器执行指令时实现本申请实施例中任一项弯道制动控制方法。
处理器和存储器可以通过总线或者其他方式连接。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序,如本申请实施例描述的弯道制动控制方法。处理器通过运行存储在存储器中的非暂态软件程序以及指令,从而实现上述的弯道制动控制方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储执行上述弯道制动控制方法。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态存储器,比如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中,存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
实现上述的弯道制动控制方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器中,当被一个或者多个处理器执行时,执行上述第一方面实施例中提到的弯道制动控制方法。
第四方面,本申请实施例还提供了计算机可读存储介质。
在一些实施例中,计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,计算机可执行指令用于执行第一方面实施例中提到的弯道制动控制方法。
在一些实施例中,该存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令被一个或多个控制处理器执行,比如,被上述电子设备中的一个处理器执行,可使得上述一个或多个处理器执行上述弯道制动控制方法。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器,如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件,或者被实施为硬件,或者被实施为集成电路,如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上,计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的,术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外,本领域普通技术人员公知的是,通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据,并且可包括任何信息递送介质。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明,但是本申请不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.弯道制动控制方法,其特征在于,包括:
获取车辆信息、车辆所在区域内的道路信息和所有障碍物的障碍物信息;
根据所有障碍物的所述障碍物信息、所述车辆信息和所述道路信息筛选所述所有障碍物,以得到目标障碍物和目标障碍物信息;
根据所述目标障碍物信息、所述车辆信息确定所述目标障碍物与所述车辆的相对距离和相对速度;
根据所述相对距离和所述相对速度得到碰撞时间;
根据所述车辆信息、所述道路信息和预设制动减速度得到最大制动减速度;
根据所述碰撞时间、所述最大制动减速度和预设级数数据库确定制动状态的制动级数,所述预设级数数据库包括:所述碰撞时间、所述最大制动减速度和所述制动级数的匹配信息;
根据所述制动级数、所述最大制动减速度确定所述车辆的制动减速度,并根据所述制动减速度进行减速。
2.根据权利要求1所述的弯道制动控制方法,其特征在于,所述车辆信息包括车辆位置信息和车辆速度信息,所述障碍物信息包括障碍物位置信息和障碍物速度信息;
所述根据所述所有障碍物的所述障碍物信息、所述车辆信息和所述道路信息筛选所述所有障碍物,以得到目标障碍物和目标障碍物信息,包括:
根据所述道路信息确定所述车辆所在车道的中心线,以得到中心线信息;
根据所述中心线信息建立笛卡尔坐标系,并将所述所有障碍物的所述障碍物位置信息和所述车辆位置信息映射到所述笛卡尔坐标系中;
将所述笛卡尔坐标系转换为Frenet坐标系,并将所述笛卡尔坐标系中的所述所有障碍物的所述障碍物位置信息和所述车辆位置信息映射到Frenet坐标系中;
根据所述Frenet坐标系中所述所有障碍物的所述障碍物位置信息、所述车辆位置信息、所述障碍物速度信息和所述车辆速度信息对所述所有障碍物筛选,以得到所述目标障碍物和所述目标障碍物信息。
3.根据权利要求2所述的弯道制动控制方法,其特征在于,所述根据所述Frenet坐标系中所述所有障碍物的所述障碍物位置信息、所述车辆位置信息、所述障碍物速度信息和所述车辆速度信息对所述所有障碍物筛选,以得到所述目标障碍物和所述目标障碍物信息,包括:
根据所述Frenet坐标系中所述所有障碍物的所述障碍物位置信息和所述车辆位置信息得到相对位置差值;
根据所述Frenet坐标系中所述所有障碍物的所述障碍物速度信息和所述车辆速度信息得到相对速度差值;
根据所述所有障碍物和所述车辆的所述相对位置差值和所述相对速度差值确定多个碰撞时间;
根据所述多个碰撞时间筛选出最短碰撞时间,并根据所述最短碰撞时间确定对应的所述障碍物,以得到所述目标障碍物和所述目标障碍物信息。
4.根据权利要求2所述的弯道制动控制方法,其特征在于,所述根据所述目标障碍物信息、所述车辆信息确定所述目标障碍物与所述车辆的相对距离和相对速度,包括:
根据所述Frenet坐标系中的所述障碍物位置信息和所述车辆位置信息得到纵坐标方向上的相对距离;
根据所述Frenet坐标系中的所述障碍物速度信息和所述车辆速度信息得到纵坐标方向上的相对速度。
5.根据权利要求1所述的弯道制动控制方法,其特征在于,所述车辆信息还包括:车辆轮胎附着力;所述道路信息还包括:所述车辆所在车道的曲率;
所述根据所述车辆信息、所述道路信息和预设制动减速度得到最大制动减速度,包括:
根据所述曲率、预设制动减速度和所述车辆轮胎附着力得到最大制动减速度。
6.根据权利要求1所述的弯道制动控制方法,其特征在于,所述弯道制动控制方法还包括:
若所述预设级数数据库不存在与所述碰撞时间、所述最大制动减速度和所述制动级数的匹配信息,所述车辆保持正常行驶状态。
7.根据权利要求1所述的弯道制动控制方法,其特征在于,所述弯道制动控制方法还包括:
若所述相对速度小于或等于0,所述车辆退出所述制动状态。
8.弯道制动控制系统,其特征在于,包括:
获取模块,所述获取模块用于获取车辆信息、车辆所在区域内的道路信息和所有障碍物的障碍物信息;
筛选模块,所述筛选模块用于根据所述所有障碍物的所述障碍物信息、所述车辆信息和所述道路信息筛选所述所有障碍物,以得到目标障碍物和目标障碍物信息;
计算模块,所述计算模块用于根据所述目标障碍物信息、所述车辆信息确定所述目标障碍物与所述车辆的相对距离和相对速度;
所述计算模块还用于根据所述相对距离和所述相对速度得到碰撞时间;
所述计算模块还用于根据所述车辆信息、所述道路信息和预设制动减速度得到最大制动减速度;
所述计算模块还用于根据所述碰撞时间、所述最大制动减速度和预设级数数据库确定制动状态的制动级数,所述预设级数数据库包括:所述碰撞时间、所述最大制动减速度和所述制动级数的匹配信息;
控制模块,所述控制模块用于根据所述制动级数、所述最大制动减速度确定所述车辆的制动减速度,并根据所述制动减速度进行减速。
9.电子设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于:所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的弯道制动控制方法。
10.计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1至7中任意一项所述的弯道制动控制方法。
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