CN113844449A - 基于多状态集成的巡航系统控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多状态集成的巡航系统控制方法，本发明的主要设计构思在于，在功能开启状态下的系统待机状态、系统激活状态、接管状态、驾驶员超控状态、退出状态、紧急停车状态、驻车状态等子状态之间设置了全面且合理地跳转执行条件，并据此在运行巡航功能时，可以有效实现对智能网联车辆更为可靠、安全且智能的自动驾驶控制方式。

Description

基于多状态集成的巡航系统控制方法

技术领域

本发明涉及智能网联汽车领域，尤其涉及一种基于多状态集成的巡航系统控制方法。

背景技术

汽车智能化技术在减少交通事故、缓解交通拥堵、提高道路及车辆利用率等方面具有巨大潜能，已成为众多企业的竞争热点。本行业定义智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车内网、车外网、车际网的无缝链接，具备信息共享、复杂环境感知、智能化决策、自动化协同等控制功能，与智能公路和辅助设施组成的智能出行系统，可实现“高效、安全、舒适、节能”行驶的新一代汽车。

传统的智能网联汽车的全速自适应巡航、车道保持等智能驾驶功能，为单独纵向或者横向控制功能，各功能状态独立开启，且当功能开启时，还需要求驾驶员的双手不能脱离方向盘，即不能解放驾驶员的双手。此外，在自动驾驶功能运行时，若某条件不满足，对应功能即会直接退出，并没有给驾驶员充足的反应时间和人工介入时间，而系统直接解除对功能的控制，极易容易引发安全事故。

经分析，前述问题的根本原因是目前尚没有适配多个系统状态之间进行全面、合理、清晰的流转及过渡的控制逻辑。

发明内容

鉴于上述，本发明旨在提供一种基于多状态集成的巡航系统控制方法，以弥补前述自动驾驶控制的不足之处。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于多状态集成的巡航系统控制方法，其中包括：

在功能主开关打开后，若系统硬件无故障或者系统硬件故障消除且超过预设时长，则进入功能开启状态下的系统待机状态；

当处于系统待机状态下的禁能状态时，检测预设的车况第一条件是否达成；

若达成，则由系统待机状态的禁能状态跳转至系统待机状态的使能状态；

当处于使能状态时，分别检测预设的车况第二条件是否满足以及自动驾驶开关是否被触发；其中，所述车况第二条件为所述车况第一条件的取反值；

若满足车况第二条件，则由系统待机状态的使能状态跳转至系统待机状态的禁能状态；若车况第二条件不满足且自动驾驶开关被触发开启，则进入功能开启状态下的系统激活状态；

在系统激活状态下，执行横向纵向控制并分别检测第一退出条件、接管条件以及驾驶员超控条件是否满足，若满足任一条件则跳转至对应的退出状态、接管状态或驾驶员超控状态；

当处于驾驶员超控状态时，在保持横向纵向控制的同时检测第二退出条件是否满足，若满足则跳转至退出状态；

当处于接管状态时，分别检测紧急停车条件以及第三退出条件是否满足，若满足任一条件则跳转至对应的紧急停车状态或退出状态；其中，在进入到紧急停车状态之后，执行刹停操作，并向车身控制器请求点亮双闪灯，同时分别检测第三退出条件以及驻车条件是否满足，若满足任一条件，则跳转至对应的退出状态或驻车状态；

当处于退出状态时，系统退出巡航控制，并检测第一系统待机条件是否满足，若满足则跳转至功能开启状态下的系统待机状态。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在功能主开关打开前或打开后，若检测到系统硬件存在故障，则进入硬件故障状态。

在其中至少一种可能的实现方式中，当处于功能开启状态或者处于硬件故障状态时，若检测到功能主开关被关闭，则进入系统关闭状态。

在其中至少一种可能的实现方式中，当处于驻车状态时，执行电子手刹操作，并将档位置于P挡，同时检测锁止条件是否满足，若满足则跳转至锁止状态。

在其中至少一种可能的实现方式中，当处于锁止状态时，将系统锁定信号置位高电平并在当前整个点火周期内保持高电平，直至下一个点火周期开始。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述第一退出条件包括：人工踩踏制动踏板，或者手动关闭自动驾驶开关，或者手动拉起电子手刹并保持既定时长。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述第二退出条件包括：人工操控时间超过预标定的时间阈值，或者人工对车辆进行横向纵向控制，或者手动触发预设的退出开关。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述第三退出条件包括：人工踩踏制动踏板或油门踏板，或者手触方向盘，或者手动操作换挡，或者手动触发预设的退出开关。

在其中至少一种可能的实现方式中，所述接管条件包括：车辆位于在预设的允许运行区域内，且系统硬件无故障、且车身状态满足预设的安全驾驶要求。

在其中至少一种可能的实现方式中，当处于接管状态时，系统执行预设的事件处理功能，以及执行基于事件处理功能的横向纵向控制；同时，计算当前事件场景是否符合预设的多个报警级别；

所述紧急停车条件为当前事件场景的紧急程度符合最高的报警级别。

本发明的主要设计构思在于，在功能开启状态下的系统待机状态、系统激活状态、接管状态、驾驶员超控状态、退出状态、紧急停车状态、驻车状态等子状态之间设置了全面且合理地跳转执行条件，并据此在运行巡航功能时，可以有效实现对智能网联车辆更为可靠、安全且智能的自动驾驶控制方式。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明实施例提供的基于多状态集成的巡航系统控制方法的状态流转示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明提出了一种基于多状态集成的巡航系统控制方法的实施例，具体来说，本发明涉及的巡航功能(智能驾驶系统、自动驾驶系统)设计有关闭(OFF)、开启(ON)和硬件错误(HAD-ERROR)三大状态，且其中的开启状态还进一步设计有：待机(STANDBY)、激活(ACTIVE)、接管(TOR)、驾驶员超控(Ctrl-OVERRIDE)、紧急停车过程(FallBack-Stop)、驻车(HOLD)、退出(EXIT)、锁定(LOCKED)等子状态。如图1所示，各状态进入及跳转逻辑实施如下：

1、系统关闭状态(OFF状态)：该状态下，自动驾驶控制器不会对车辆任何执行器发出控制请求。对于OFF状态的进入条件，本发明设计为功能开关的关闭，具体地，由功能开启状态(ON状态)或硬件故障状态(HAD-ERROR状态)进入Off状态的S2条件为功能开关(mainswitch)关闭。

2、硬件故障状态(HAD-ERROR状态)：进入该状态的条件为E5或E3。E5条件主要包括：功能开关(main switch)打开且同时存在系统硬件故障；E3条件主要为：系统硬件故障。

3、功能开启状态(ON状态)：该状态下可以执行各个子状态的跳转逻辑。进入该状态的条件为S1或E4。由off状态进入ON状态的S1条件为功能主开关(main switch)打开。由HAD-ERROR状态进入ON状态的E4条件为硬件故障消除且超过设定的时间阈值。

各子状态间的跳转逻辑如下：

3.1、系统待机状态(STANDBY状态)：此时没有控制功能介入。该状态为进入ON状态后的默认状态，进一步地，系统待机状态包含禁能状态(Inhibit状态)及使能状态(Enable状态)两个子状态。

Inhibit状态是进入STANBY状态后的默认子状态，此时即便打开了主开关，但是工作条件尚未满足。在实际操作中，进入inhibit状态后，系统会检测如下Stb1条件：(1)车辆是否在预设的可运行区域内，如前方不能是收费站或者多弯等路况；(2)不存在与系统相关部件的故障，即摄像头、雷达等主要感知系统不能存在故障状态，制动系统、转向系统等主要执行系统不能存在故障等；(3)第二车身状态满足系统设定的要求，例如车速满足预设、转向灯未开、转向力矩小于阈值、未踩刹车未踩油门等。当以上Stb 1条件全部满足时，车辆进入Enable状态。

进入Enable状态后，同时判断S3条件和Stb2条件，Stb2条件即所有Stb1条件取反，当满足时，进入Inhibit状态；S3条件即检测自动驾驶开关(L3激活开关)是否被触发，若开关被触发开启，则进入系统激活状态(ACTIVE状态)。

3.2、系统激活状态(ACTIVE状态)：该状态下即意味着系统开始执行常规的横向纵向车控。但还需要具体判断S4条件、S5条件和Override1条件：

当S4条件满足时，系统进入退出状态(EXIT状态)，S4条件主要是检测：(1)驾驶员踩制动踏板；(2)驾驶员再次按下L3激活开关，即触发自动驾驶开关关闭；(3)长时间拉起电子驻车制动EPB；(4)驾驶员主观意图判断，如存在主动介入控制的意图。

当S5条件满足时，系统进入接管状态(TOR状态)，S5条件主要进行的逻辑判断包括以下三个方面：(1)车辆是否在预设的可运行区域内，如前方不能是收费站或者多弯等路况；(2)不存在与系统相关部件的故障，即摄像头、雷达等主要感知系统不能存在故障状态，制动系统、转向系统等主要执行系统不能存在故障等；(3)第二车身状态满足系统设定的要求，例如车门是否保持关闭状态、档位是否处于前进挡、安全带是否系紧等。当S5条件中有一项满足时，车辆即进入TOR状态。

当Override1条件满足时，系统进入驾驶员超控状态(Ctrl-OVERRIDE状态)，Override1的逻辑判断条件主要包括以下几个方面：(1)驾驶员踩油门踏板；(2)驾驶员轻踩制动踏板；(3)驾驶员转动方向盘。

3.3、接管状态(TOR状态)：系统执行事件处理功能，以及执行基于事件处理功能的横向纵向车控。在该状态下，设置有三级报警以提醒人工介入，一级(Mild)、二级(Normal)、三级(Urgent)对应不同的事件紧急程度。也即是说，在执行事件处理功能的同时，计算当前场景是否符合一级、二级或三级报警条件，从而可以向系统发出对应等级的报警信号。进一步地，当三级报警(Urgent)发出时，系统检测S7条件，当满足S7条件时，系统进入紧急停车状态(FallBack-Stop状态)，S7条件主要包括：车辆刹停，或者三级报警的发出时间超过1秒。在TOR状态下，系统同时检测S12条件，当S12条件满足时，系统进入EXIT状态。S12条件包括：(1)驾驶员踩制动踏板；(2)踩油门踏板；(3)手触方向盘；(4)作出换挡动作；(5)按下退出按键。

3.4、紧急停车状态(FallBack-Stop状态)：系统执行刹停操作。系统进入该状态后执行刹停操作，同时，向车身控制器发出点亮双闪的请求，同时，系统进行Override2条件和S8条件的检测。当Override2条件满足时，系统进入EXIT状态，Override2条件主要包括以下几个：(1)驾驶员踩制动踏板；(2)踩油门踏板；(3)手触方向盘；(4)换挡动作；(5)驾驶员按下功能退出开关。当S8条件满足时，系统进入驻车状态(HOLD状态)，S8条件为车辆停止运动。

3.5、驾驶员超控状态(Ctrl-OVERRIDE状态)：此时为驾驶员在环辅助控制。进入该状态后，驾驶员在环辅助系统进行车辆控制，系统仍然执行横向纵向控制。系统同时进行S10条件的检测，当S10条件满足时，系统进入EXIT状态。S10条件包括：(1)驾驶员操控时间超过一定的时间阈值，该时间阈值可以标定，当前设置为30s；(2)驾驶员同时进行了车辆横向和纵向的控制；(3)驾驶员按下功能退出开关。

3.6、驻车状态(HOLD状态)：系统执行拉起手刹动作，并将档位置于P挡、发出执行完成的标志位。系统执行LOCK1条件的检测，即手刹拉起反馈信号为1且档位置于P挡。满足条件后进入锁止状态(LOCKED状态)。

3.7、锁止状态(LOCKED状态)：系统进入该状态后，系统级Sys_Locked信号置位高电平，本点火周期内记忆。直到下一个点火周期，系统功能可以重新开启。

3.8、退出状态(EXIT状态)：该状态下系统执行退出模式，即等待相关执行器完成功能后退出L3控制。系统进行S9条件的检测，当S9条件满足时，S9条件为各执行器退出完成，此时系统进入STANDBY状态。

综上所述，本发明的主要设计构思在于，在功能开启状态下的系统待机状态、系统激活状态、接管状态、驾驶员超控状态、退出状态、紧急停车状态、驻车状态等子状态之间设置了全面且合理地跳转执行条件，并据此在运行巡航功能时，可以有效实现对智能网联车辆更为可靠、安全且智能的自动驾驶控制方式。

本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于多状态集成的巡航系统控制方法，其特征在于，包括：

在功能主开关打开后，若系统硬件无故障或者系统硬件故障消除且超过预设时长，则进入功能开启状态下的系统待机状态；

当处于系统待机状态下的禁能状态时，检测预设的车况第一条件是否达成；

若达成，则由系统待机状态的禁能状态跳转至系统待机状态的使能状态；

当处于使能状态时，分别检测预设的车况第二条件是否满足以及自动驾驶开关是否被触发；其中，所述车况第二条件为所述车况第一条件的取反值；

若满足车况第二条件，则由系统待机状态的使能状态跳转至系统待机状态的禁能状态；若车况第二条件不满足且自动驾驶开关被触发开启，则进入功能开启状态下的系统激活状态；

在系统激活状态下，执行横向纵向控制并分别检测第一退出条件、接管条件以及驾驶员超控条件是否满足，若满足任一条件则跳转至对应的退出状态、接管状态或驾驶员超控状态；

当处于驾驶员超控状态时，在保持横向纵向控制的同时检测第二退出条件是否满足，若满足则跳转至退出状态；

当处于接管状态时，分别检测紧急停车条件以及第三退出条件是否满足，若满足任一条件则跳转至对应的紧急停车状态或退出状态；其中，在进入到紧急停车状态之后，执行刹停操作，并向车身控制器请求点亮双闪灯，同时分别检测第三退出条件以及驻车条件是否满足，若满足任一条件，则跳转至对应的退出状态或驻车状态；

当处于退出状态时，系统退出巡航控制，并检测第一系统待机条件是否满足，若满足则跳转至功能开启状态下的系统待机状态。

2.根据权利要求1所述的基于多状态集成的巡航系统控制方法，其特征在于，所述方法还包括：在功能主开关打开前或打开后，若检测到系统硬件存在故障，则进入硬件故障状态。

3.根据权利要求2所述的基于多状态集成的巡航系统控制方法，其特征在于，当处于功能开启状态或者处于硬件故障状态时，若检测到功能主开关被关闭，则进入系统关闭状态。

4.根据权利要求1所述的基于多状态集成的巡航系统控制方法，其特征在于，当处于驻车状态时，执行电子手刹操作，并将档位置于P挡，同时检测锁止条件是否满足，若满足则跳转至锁止状态。

5.根据权利要求4所述的基于多状态集成的巡航系统控制方法，其特征在于，当处于锁止状态时，将系统锁定信号置位高电平并在当前整个点火周期内保持高电平，直至下一个点火周期开始。

6.根据权利要求1所述的基于多状态集成的巡航系统控制方法，其特征在于，所述第一退出条件包括：人工踩踏制动踏板，或者手动关闭自动驾驶开关，或者手动拉起电子手刹并保持既定时长。

7.根据权利要求1所述的基于多状态集成的巡航系统控制方法，其特征在于，所述第二退出条件包括：人工操控时间超过预标定的时间阈值，或者人工对车辆进行横向纵向控制，或者手动触发预设的退出开关。

8.根据权利要求1所述的基于多状态集成的巡航系统控制方法，其特征在于，所述第三退出条件包括：人工踩踏制动踏板或油门踏板，或者手触方向盘，或者手动操作换挡，或者手动触发预设的退出开关。

9.根据权利要求1所述的基于多状态集成的巡航系统控制方法，其特征在于，所述接管条件包括：车辆位于在预设的允许运行区域内，且系统硬件无故障、且车身状态满足预设的安全驾驶要求。

10.根据权利要求1～9任一项所述的基于多状态集成的巡航系统控制方法，其特征在于，当处于接管状态时，系统执行预设的事件处理功能，以及执行基于事件处理功能的横向纵向控制；同时，计算当前事件场景是否符合预设的多个报警级别；

所述紧急停车条件为当前事件场景的紧急程度符合最高的报警级别。

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