CN113561947A - 一种乘用车自动制动方法、装置及系统 - Google Patents

一种乘用车自动制动方法、装置及系统 Download PDF

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    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/22—Brake-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

Abstract

本发明公开了一种乘用车自动制动方法、装置及系统，用于更好的解决乘用车的行车安全问题。具体包括，在目标乘用车的前部区域预装多个超声波雷达，多个超声波雷达均匀间隙覆盖目标乘用车的前部区域，该多个超声波雷达均设置起效车速阈值；实时获取当前车速并根据所述当前车速计算各个超声波雷达的动态安全距离；对所述动态安全距离内实时进行障碍物探测，在所述动态安全距离内探测到障碍物时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统。

Description

一种乘用车自动制动方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及乘用车安全行驶技术领域，尤其涉及一种乘用车自动制动方法、装置及系统。
背景技术
近年来，随着AI技术的高速发展以及国家对交通安全的关注，交通部相继出台相关标准对涉及主动安全的车辆自动紧急制动系统(又称AEBS)进行规范和要求。当出租车等乘用车前行时，其A柱、车头会使得司机在车头周围形成视线盲区；在倒车时，车尾周围也会形成视线盲区，这直接影响行车安全。而由于盲区导致的事故在出租车等乘用车行车事故中占有很大比例。所以，为了更好地解决乘用车行车安全问题，提出本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于公开一种乘用车自动制动方法、装置及系统，用于解决现有技术中存在的乘用车行车安全问题。
为达上述目的，根据本发明的一个方面，公开一种乘用车自动制动方法，并采用如下技术方案:
乘用车自动制动方法包括：在目标乘用车的前部区域预装多个超声波雷达，多个超声波雷达均匀间隙覆盖目标乘用车的前部区域，该多个超声波雷达均设置起效车速阈值；实时获取当前车速并根据所述当前车速计算各个超声波雷达的动态安全距离；对所述动态安全距离内实时进行障碍物探测，在所述动态安全距离内探测到障碍物时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统。
进一步地，所述实时获取当前车速并根据所述当前车速计算各个超声波雷达的安全距离包括：定义原点与n号超声波雷达的连线与车速方向的夹角为αn；根据|αn|的角度范围及公式1实时计算所述安全距离Sn，
Figure BDA0003145510310000021
其中，Sn为n号超声波雷达的动态安全距离，n为多个超声波雷达的编号，V为当前实时车速，P为常数。
进一步地，所述的乘用车自动制动方法，还包括：在目标乘用车的车尾部预装多个超声波雷达，多个超声波雷达重叠无间隙覆盖目标乘用车的车后区域；实时获取目标乘用车的档位信息，在确认所述目标乘用车为倒车时，车后区域的超声波雷达起效；实时获取倒车的所述目标乘用车的车速，并在所述车速超过预设车速时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统；实时探测后向盲区安全距离内的障碍物，在确认该安全距离内存在障碍物时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统。
进一步地，所述的乘用车自动制动方法还包括：在目标乘用车的正前方预装双目立体相机及毫米波雷达，通过所述双目立体相机及所述毫米波雷达实时对车辆正前方的中远距离进行障碍物探测，在发现中远距离存在障碍物时，根据预设制动决策发送车辆自动减速或制动指令。
根据本发明的另外一个方面，提供一种乘用车自动制动装置，并采用如下技术方案：
乘用车自动制动装置包括：第一预装模块，用于在目标乘用车的前部区域预装多个超声波雷达，多个超声波雷达均匀间隙覆盖目标乘用车的左前向盲区、右前向盲区及正前向盲区，该多个超声波雷达均设置起效车速阈值；计算模块，用于实时获取当前车速并根据所述当前车速计算各个超声波雷达的动态安全距离；第一发送模块，用于实时对所述动态安全距离内进行障碍物探测，在所述动态安全距离内探测到障碍物时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统。
进一步地，所述计算模块包括：定义模块，用于定义原点与n号超声波雷达的连线与车速方向的夹角为αn；计算子模块，用于根据|αn|的角度范围及公式1实时计算所述安全距离Sn，
Figure BDA0003145510310000031
其中，Sn为n号超声波雷达的动态安全距离，n为多个超声波雷达的编号，V为当前实时车速，P为常数。
进一步地，乘用车自动制动装置还包括：第二预装模块，用于在目标乘用车的车尾部预装多个超声波雷达，多个超声波雷达重叠无间隙覆盖目标乘用车的车后区域；确认模块，用于实时获取目标乘用车的档位信息，在确认所述目标乘用车为倒车时，车后区域的超声波雷达起效；第二发送模块，用于实时获取倒车的所述目标乘用车的车速，并在所述车速超过预设车速时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统；实时探测后向盲区安全距离内的障碍物，在确认该安全距离内存在障碍物时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统。
进一步地，所述的乘用车自动制动装置还包括：第三预装模块，用于在目标乘用车的正前方预装双目立体相机及毫米波雷达，通过所述双目立体相机及所述毫米波雷达实时对车辆正前方的中远距离进行障碍物探测，在发现中远距离存在障碍物时，根据预设制动决策发送车辆自动减速或制动指令。
根据本发明的又一方面，提供一种乘用车自动制动系统，并采用如下技术方案：
乘用车自动制动系统包括上述的乘用车自动制动装置。
本发明是通过植入算法，并基于双目立体相机、毫米波雷达、超声波雷达、决策控制系统、刹车执行系统、人机交互屏幕、相关线路等融合一套乘用车自动制动系统，当车辆的行驶轨迹范围内，出现可能发生碰撞危险的各种障碍物时，系统会自动进行报警提醒或刹车制动。从而避免或极大降低在司机疲劳、打瞌睡、分神、聊天时，引发的碰撞交通事故，提高乘用车行车安全。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述的一种乘用车自动制动方法的流程图；
图2为本发明背景技术中的乘用车司机视线盲区图；
图3为本发明实施例所述的前部区域与车尾区域的超声波雷达分布图；
图4为本发明实施例所述的车辆转角示意图；
图5为本发明实施例所述的各雷达与当前车速方向夹角示意图；以及
图6为本发明实施例所述的乘用车自动制动装置示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1为本发明实施例所述的一种乘用车自动制动方法的流程图。
参见图1所示，乘用车自动制动方法包括：
S101:在目标乘用车的前部区域预装多个超声波雷达，多个超声波雷达均匀间隙覆盖目标乘用车的前部区域，该多个超声波雷达均设置起效车速阈值；
S103：实时获取当前车速并根据所述当前车速计算各个超声波雷达的动态安全距离；
S105：对所述动态安全距离内实时进行障碍物探测，在所述动态安全距离内探测到障碍物时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统。
在步骤S101中，目标乘用车，如出租车，轿车等的前部区域预装多个超声波雷达，可参见图3所示。
在车体左前、右前、正前向布设多个超声波雷达。如图3所示，0号雷达布设在车头左侧、5号雷达布设在车头右侧、1号雷达布设在左前角、4号雷达布设在右前角、2号3号雷达布设在正前方。各方向超声波雷达的布设数量与雷达自身探测角、车体宽度等因素相关。总之，超声波雷达之间应该保证探测区域的重叠无间隙，布设方式并不唯一。与此同时，左前向、右前向、前向盲区内的超声波雷达在车速小于一定数值时起效(此数值的取值范围一般为10km/h～30km/h)。例如，在车速小于25km/h时，这些超声波雷达的感知数据才被决策模块采用，否则，这些感知数据不被使用。有效车速阈值可以根据实际情况而定，并不唯一。这样做的原因如下：超声波雷达在高速条件下，感知结果的准确性降低；在拐弯处、十字路口、狭窄道路、闹市街区等场景，近距离盲区的障碍物感知才会更有意义，而这些场景下车辆的速度通常不会很高。
在步骤S103中，实时获取当前车速并根据所述当前车速计算各个超声波雷达的动态安全距离。其中，车辆左拐、右拐、直行的状态可以通过读取方向盘转角获得，进而获得当前车速方向(即前轮方向)相对于车体正前方向的夹角，即车辆的转角，如图4所示。
如图5所示，将0号、5号雷达连线，通过连线中点做该连线的垂线，将其交点作为坐标系原点。进而，可以得到原点与各雷达的连线与车速方向的夹角。为了方便说明，假设车辆转角为45度，即当前车速方向与车体正前方向的夹角为45度。原点与各雷达的连线与车速方向的夹角被标示在图5上，记作αn，其中n为雷达编号。那么根据|αn|的角度范围及公式1实时计算所述安全距离Sn，
Figure BDA0003145510310000061
其中，Sn为n号超声波雷达的动态安全距离，n为多个超声波雷达的编号，V为当前实时车速，P为常数。
通过公式1可知，车速越大，各超声波雷达被动态设置的安全距离就会越大，实时车速与动态安全距离成正比；当αn>75°时，Sn为0，即超声波雷达不再起效。而动态设置安全距离的目的，是为了保证系统遇到危险时能够及时发出减速或制动指令的同时，最大程度的降低误刹车概率。
优选地，所述的乘用车自动制动方法，还包括：在目标乘用车的车尾部预装多个超声波雷达，多个超声波雷达重叠无间隙覆盖目标乘用车的车后区域；实时获取目标乘用车的档位信息，在确认所述目标乘用车为倒车时，车后区域的超声波雷达起效；实时获取倒车的所述目标乘用车的车速，并在所述车速超过预设车速时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统；实时探测后向盲区安全距离内的障碍物，在确认该安全距离内存在障碍物时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统。
具体的，在车体后向布设多个超声波雷达，如图3所示。后向盲区超声波雷达的布设数量与雷达自身探测角、车体宽度等因素相关。总之，超声波雷达之间应该保证探测区域的重叠无间隙，布设方式并不唯一。
后向盲区的超声波雷达在车辆倒车时感知数据起效，否则，这些感知数据不被使用，车辆倒车状态可以通过读取车辆档位信息获得。后向盲区触发车辆减速或制动的条件包含两个方面，只要满足其一决策系统就会向执行机构发出减速或制动指令。
条件一是车辆速度达到一定数值时，例如：倒车速度超过5km/h时，车辆自动减速或制动。具体数值也是根据实际情况设定，并不是唯一的。
条件二是后向盲区的超声波雷达的安全距离内发现危险障碍物时，车辆自动减速或制动。该安全距离可以是一个常数，例如，我们可以将其设定为0.3米。具体数值也是根据实际情况设定，并不是唯一的。
作为优选的实施方式，所述的乘用车自动制动方法还包括：在目标乘用车的正前方预装双目立体相机及毫米波雷达，通过所述双目立体相机及所述毫米波雷达实时对车辆正前方的中远距离进行障碍物探测，在发现中远距离存在障碍物时，根据预设制动决策发送车辆自动减速或制动指令。
具体的，中远距离的感知设备为双目立体相机。一般位于车体正前方，对车辆行驶轨迹范围内的中远距离危险障碍物进行感知，并形成制动决策指令，进而控制车辆进行减速或者刹停。其通常包含两个触发条件。
其一，触发条件一是自车与前方障碍物的碰撞时间(也称TTC时间)，可以表示为：
T＝S/ΔV (公式2)
其中，S为自车与行驶轨迹范围内的最近障碍物的距离；ΔV为自车与该障碍物的相对速度。当碰撞时间小于提前设定的多级阈值时(一般在0.5秒～1.5秒范围内)，系统向车辆执行机构发出警告音、严重警告音、轻力度制动、重力度制动等不同指令。
触发条件二是自车行驶轨迹范围的安全距离内是否存在障碍物，如果存在，系统根据障碍物与自车的距离不同，向车辆执行机构发出警告音、严重警告音、轻力度制动、重力度制动等不同指令。自车的安全距离与自车车速相关，可以表示为：
S＝f×V (公式3)
其中，f为常数，仅与车体自身相关；V为自车速度。由公式可以得知，自车速度越大，车辆需要的安全距离就越远。
图6为本发明实施例所述的乘用车自动制动装置示意图。
参见图6所示，乘用车自动制动装置包括：第一预装模块100，用于在目标乘用车的前部区域预装多个超声波雷达，多个超声波雷达均匀间隙覆盖目标乘用车的左前向盲区、右前向盲区及正前向盲区，该多个超声波雷达均设置起效车速阈值；计算模块102，用于实时获取当前车速并根据所述当前车速计算各个超声波雷达的动态安全距离；第一发送模块104，用于实时对所述动态安全距离内进行障碍物探测，在所述动态安全距离内探测到障碍物时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统。
可选地，所述计算模块102包括：定义模块(图中未示)，用于定义原点与n号超声波雷达的连线与车速方向的夹角为αn；计算子模块(图中未示)，用于根据|αn|的角度范围及公式1实时计算所述安全距离Sn，
Figure BDA0003145510310000081
其中，Sn为n号超声波雷达的动态安全距离，n为多个超声波雷达的编号，V为当前实时车速，P为常数。
可选地，乘用车自动制动装置还包括：第二预装模块(图中未示)，用于在目标乘用车的车尾部预装多个超声波雷达，多个超声波雷达重叠无间隙覆盖目标乘用车的车后区域；确认模块(图中未示)，用于实时获取目标乘用车的档位信息，在确认所述目标乘用车为倒车时，车后区域的超声波雷达起效；第二发送模块(图中未示)，用于实时获取倒车的所述目标乘用车的车速，并在所述车速超过预设车速时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统；实时探测后向盲区安全距离内的障碍物，在确认该安全距离内存在障碍物时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统。
可选地，所述的乘用车自动制动装置还包括：第三预装模块(图中未示)，用于在目标乘用车的正前方预装双目立体相机及毫米波雷达，通过所述双目立体相机及所述毫米波雷达实时对车辆正前方的中远距离进行障碍物探测，在发现中远距离存在障碍物时，根据预设制动决策发送车辆自动减速或制动指令。
本发明提供的一种乘用车自动制动系统包括上述的乘用车自动制动装置。
本发明是通过植入算法，并基于双目立体相机、毫米波雷达、超声波雷达、决策控制系统、刹车执行系统、人机交互屏幕、相关线路等融合一套乘用车自动制动系统，当车辆的行驶轨迹范围内，出现可能发生碰撞危险的各种障碍物时，系统会自动进行报警提醒或刹车制动。从而避免或极大降低在司机疲劳、打瞌睡、分神、聊天时，引发的碰撞交通事故，提高乘用车行车安全。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种乘用车自动制动方法，其特征在于，包括：
在目标乘用车的前部区域预装多个超声波雷达，多个超声波雷达均匀间隙覆盖目标乘用车的前部区域，该多个超声波雷达均设置起效车速阈值；
实时获取当前车速并根据所述当前车速计算各个超声波雷达的动态安全距离；
对所述动态安全距离内实时进行障碍物探测，在所述动态安全距离内探测到障碍物时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统。
2.根据权利要求1所述的乘用车自动制动方法，其特征在于，所述实时获取当前车速并根据所述当前车速计算各个超声波雷达的安全距离包括：
定义原点与n号超声波雷达的连线与车速方向的夹角为αn；
根据|αn|的角度范围及公式1实时计算所述安全距离Sn，
Figure FDA0003145510300000011
其中，Sn为n号超声波雷达的动态安全距离，n为多个超声波雷达的编号，V为当前实时车速，P为常数。
3.根据权利要求2所述的乘用车自动制动方法，其特征在于，还包括：
在目标乘用车的车尾部预装多个超声波雷达，多个超声波雷达重叠无间隙覆盖目标乘用车的车后区域；
实时获取目标乘用车的档位信息，在确认所述目标乘用车为倒车时，车后区域的超声波雷达起效；
实时获取倒车的所述目标乘用车的车速，并在所述车速超过预设车速时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统；实时探测后向盲区安全距离内的障碍物，在确认该安全距离内存在障碍物时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统。
4.根据权利要求3所述的乘用车自动制动方法，其特征在于，还包括：在目标乘用车的正前方预装双目立体相机及毫米波雷达，通过所述双目立体相机及所述毫米波雷达实时对车辆正前方的中远距离进行障碍物探测，在发现中远距离存在障碍物时，根据预设制动决策发送车辆自动减速或制动指令。
5.一种乘用车自动制动装置，其特征在于，包括：
第一预装模块，用于在目标乘用车的前部区域预装多个超声波雷达，多个超声波雷达均匀间隙覆盖目标乘用车的左前向盲区、右前向盲区及正前向盲区，该多个超声波雷达均设置起效车速阈值；
计算模块，用于实时获取当前车速并根据所述当前车速计算各个超声波雷达的动态安全距离；
第一发送模块，用于实时对所述动态安全距离内进行障碍物探测，在所述动态安全距离内探测到障碍物时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统。
6.根据权利要求5所述的乘用车自动制动装置，其特征在于，所述计算模块包括：
定义模块，用于定义原点与n号超声波雷达的连线与车速方向的夹角为αn；
计算子模块，用于根据|αn|的角度范围及公式1实时计算所述安全距离Sn，
Figure FDA0003145510300000031
其中，Sn为n号超声波雷达的动态安全距离，n为多个超声波雷达的编号，V为当前实时车速，P为常数。
7.根据权利要求6所述的乘用车自动制动装置，其特征在于，还包括：
第二预装模块，用于在目标乘用车的车尾部预装多个超声波雷达，多个超声波雷达重叠无间隙覆盖目标乘用车的车后区域；
确认模块，用于实时获取目标乘用车的档位信息，在确认所述目标乘用车为倒车时，车后区域的超声波雷达起效；
第二发送模块，用于实时获取倒车的所述目标乘用车的车速，并在所述车速超过预设车速时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统；实时探测后向盲区安全距离内的障碍物，在确认该安全距离内存在障碍物时，发送减速或制动指令至目标乘用车的执行系统。
8.根据权利要求6所述的乘用车自动制动装置，其特征在于，还包括：
第三预装模块，用于在目标乘用车的正前方预装双目立体相机及毫米波雷达，通过所述双目立体相机及所述毫米波雷达实时对车辆正前方的中远距离进行障碍物探测，在发现中远距离存在障碍物时，根据预设制动决策发送车辆自动减速或制动指令。
9.一种乘用车自动制动系统，其特征在于，包括权利要求5-8任一项所述的乘用车自动制动装置。
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