CN114248765A - 控制车辆紧急避险的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制车辆紧急避险的系统及方法，该系统包括：中央控制单元、前侧向采集模块、侧向采集模块、后向采集模块和执行模块，前侧向采集模块用于采集侧前方车辆距离参数；侧向采集模块用于采集侧向车辆距离参数；后向采集模块用于采集本车辆与后方车辆目标的距离和后方车辆目标的运动特征，得到后方车辆状态参数；中央控制单元用于根据侧前方车辆距离参数、侧向车辆距离和后方车辆状态参数，控制执行模块紧急避险。本发明提供的控制车辆紧急避险的系统及方法，针对后方来车进行运动特征分析，并判断两侧的可躲避空间，最终控制车辆前往安全区域，躲避后方即将追尾车辆，有效避免车辆在等红绿灯时被后方车辆追尾，保障司机及乘客的安全。

Description

控制车辆紧急避险的系统及方法

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种控制车辆紧急避险的系统及方法。

背景技术

自动驾驶又称无人驾驶，是一种通过电脑系统控制车辆自动行驶的先进技术。目前，自动驾驶汽车发展日新月异，当前主流的自动驾驶控制类子功能主要针对车辆前方的目标进行识别，并控制车辆执行相关操作以达到自动驾驶的状态。

现有技术方案大多是在行驶过程中规避前方障碍物，而并未考虑到后方追尾的情形，存在局限性。近年来，等红绿灯的车辆被后方车辆追尾的事故时有发生，目前暂无针对这种应用场景的紧急避险方案。

因此，亟需一种控制车辆紧急避险的系统及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制车辆紧急避险的系统及方法，以解决上述现有技术中的问题，能够实现停车状态下对后方追尾车辆的紧急避险。

本发明提供了一种控制车辆紧急避险的系统，包括：

中央控制单元和与所述中央控制单元连接的前侧向采集模块、侧向采集模块、后向采集模块和执行模块，其中：

所述前侧向采集模块用于采集本车辆与侧前方车辆目标的距离，得到侧前方车辆距离参数；

所述侧向采集模块用于采集本车辆与侧向车辆目标的距离，得到侧向车辆距离参数；

所述后向采集模块用于采集本车辆与后方车辆目标的距离和后方车辆目标的运动特征，得到后方车辆状态参数；

所述中央控制单元用于根据所述侧前方车辆距离参数、所述侧向车辆距离和所述后方车辆状态参数，控制所述执行模块紧急避险。

如上所述的控制车辆紧急避险的系统，其中，优选的是，所述前侧向采集模块包括左前雷达和右前雷达。

如上所述的控制车辆紧急避险的系统，其中，优选的是，所述侧向采集模块包括左雷达和右雷达。

如上所述的控制车辆紧急避险的系统，其中，优选的是，所述后向采集模块包括左后雷达和右后雷达。

如上所述的控制车辆紧急避险的系统，其中，优选的是，所述后方车辆目标的运动特征包括后方车辆的速度和加速度，所述后方车辆状态参数包括后向车辆距离参数、后向车辆速度和后向车辆加速度。

如上所述的控制车辆紧急避险的系统，其中，优选的是，所述执行模块包括转向单元和制动单元，其中：

所述转向单元用于在紧急情况下控制车辆转向；

所述制动单元用于在紧急情况下控制车辆解除制动。

如上所述的控制车辆紧急避险的系统，其中，优选的是，所述执行模块还包括驱动单元，用于在紧急情况下控制车辆前往可躲避空间。

如上所述的控制车辆紧急避险的系统，其中，优选的是，所述中央控制单元具体用于：

判断车辆是否处于停车状态；

若是，则根据所述后向采集模块实时发送的所述后方车辆状态参数，判断后方车辆有无追尾风险；

若有，则根据所述前侧向采集模块实时发送的所述侧前方车辆距离参数和所述侧向采集模块实时发送的所述侧向车辆距离参数，识别车辆两侧的可躲避空间，并计算即将发生追尾的时间；

判断车辆两侧是否有躲避空间；

若是，则判断即将发生追尾的时间是否大于系统响应时间与安全时间之和；

若否，则控制所述执行模块执行紧急避险操作，以避开后方即将追尾的车辆；

若车辆两侧无躲避空间，则提示驾驶员注意后方来车。

本发明还提供一种采用上述系统的控制车辆紧急避险的方法，包括：

采集本车辆与侧前方车辆目标的距离，得到侧前方车辆距离参数；

采集本车辆与侧向车辆目标的距离，得到侧向车辆距离参数；

采集本车辆与后方车辆目标的距离和后方车辆目标的运动特征，得到后方车辆状态参数；

根据所述侧前方车辆距离参数、所述侧向车辆距离和所述后方车辆状态参数，控制本车辆紧急避险。

如上所述的控制车辆紧急避险的方法，其中，优选的是，所述根据所述侧前方车辆距离参数、所述侧向车辆距离和所述后方车辆状态参数，控制本车辆紧急避险，具体包括：

判断车辆是否处于停车状态；

若是，则根据所述后方车辆状态参数，判断后方车辆有无追尾风险；

若有，则根据所述侧前方车辆距离参数和所述侧向车辆距离参数，识别车辆两侧的可躲避空间，并计算即将发生追尾的时间；

判断车辆两侧是否有躲避空间；

若是，则判断即将发生追尾的时间是否大于系统响应时间与安全时间之和；

若否，则控制车辆执行紧急避险操作，以避开后方即将追尾的车辆；

若车辆两侧无躲避空间，则提示驾驶员注意后方来车。

本发明的控制车辆紧急避险的系统及方法，根据侧前方车辆距离参数、侧向车辆距离和后方车辆状态参数，控制车辆紧急避险，针对后方来车进行运动特征分析，并判断两侧的可躲避空间，最终控制车辆前往安全区域，躲避正后方即将追尾的车辆，可以有效避免车辆在等红绿灯时被后方来不及刹车的车辆追尾，有效保障司机及乘客的安全，本发明可广泛应用于无人驾驶汽车及智能驾驶汽车，且硬件成本基本保持不变。

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为本发明提供的控制车辆紧急避险的系统的实施例的结构框图；

图2为本发明提供的控制车辆紧急避险的方法的流程图；

图3为本发明提供的控制车辆紧急避险的方法的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1所示，本实施例提供的控制车辆紧急避险的系统包括：中央控制单元(ECU)7和与所述中央控制单元7连接的前侧向采集模块、侧向采集模块、后向采集模块和执行模块，其中：

所述前侧向采集模块用于采集本车辆与侧前方车辆目标的距离，得到侧前方车辆距离参数；

所述侧向采集模块用于采集本车辆与侧向车辆目标的距离，得到侧向车辆距离参数；

所述后向采集模块用于采集本车辆与后方车辆目标的距离和后方车辆目标的运动特征，得到后方车辆状态参数；

所述中央控制单元7用于根据所述侧前方车辆距离参数、所述侧向车辆距离和所述后方车辆状态参数，控制所述执行模块紧急避险。

其中，本发明的车辆开始处于停车状态。所述前侧向采集模块包括左前雷达1和右前雷达4。所述侧向采集模块包括左雷达2和右雷达5。所述后向采集模块包括左后雷达3和右后雷达6。本发明将汽车前进方向的雷达探测区域划分为左前探测区、右前探测区、左探测区、右探测区、左后探测区和右后探测区六个区域，这六个区域分别通过一个雷达进行探测。

具体而言，所述后方车辆目标的运动特征包括后方车辆的速度和加速度，所述后方车辆状态参数包括后向车辆距离参数、后向车辆速度和后向车辆加速度。因此，左前探测区、右前探测区、左探测区、右探测区这四个探测区对应的雷达主要探测本车辆与其他车辆的距离，而左后探测区和右后探测区这两个探测区对应的雷达不仅探测后方车辆的距离，还需探测后方车辆的速度和加速度，便于判断后方车辆有无追尾风险。

上述六个雷达的输入信号给中央控制单元7，经中央控制单元7分析处理后再输出到执行模块。

在工作中，车辆在停车状态下，通过后向采集模块(左后雷达3和右后雷达6两个雷达)判断后方车辆有无追尾的风险，在有风险的情况下通过前侧向采集模块(左前雷达1和右前雷达4)和侧向采集模块(左雷达2和右雷达5)来识别左右两侧可以躲避的空间，然后驱动车辆进行紧急避险。

具体地，所述执行模块包括转向单元8和制动单元9，其中：所述转向单元8用于在紧急情况下控制车辆转向；所述制动单元9用于在紧急情况下控制车辆解除制动，其中，所述转向单元8为电控转动单元，所述制动单元9为电控制动单元。

更进一步地，所述执行模块还包括驱动单元10，用于在紧急情况下控制车辆前往可躲避空间，其中，优选地，所述驱动单元10为电控驱动单元。

进一步地，所述中央控制单元7具体用于：

判断车辆是否处于停车状态；

若是，则根据所述后向采集模块实时发送的所述后方车辆状态参数，判断后方车辆有无追尾风险；

若有，则根据所述前侧向采集模块实时发送的所述侧前方车辆距离参数和所述侧向采集模块实时发送的所述侧向车辆距离参数，识别车辆两侧的可躲避空间，并计算即将发生追尾的时间t；

判断车辆两侧是否有躲避空间；

若是，则判断即将发生追尾的时间t是否大于系统响应时间t0与安全时间t1之和；

若否，则控制所述执行模块执行紧急避险操作，以避开后方即将追尾的车辆；

若车辆两侧无躲避空间，则提示驾驶员注意后方来车。

具体而言，本发明在一些实施方式中，在识别出追尾风险后，中央控制单元7控制制动单元9解除制动，控制转向单元8转向，并控制驱动单元10前往可躲避空间，以避开后方即将追尾的车辆。本发明在另一些实施方式中，在识别出追尾风险后，中央控制单元7控制制动单元9解除制动，控制转向单元8转向，将方向盘的方向转至车辆两侧有躲避空间的一侧，并提醒司机注意后方来车，万一发生追尾，可将撞击转为汽车的动能，并且由于车辆转向，车头会在撞击时偏向于车辆两侧，可避免被后车直接撞击碾压，这样可以有效保障司机的安全。

其中，系统响应时间t0是指车辆从静止状态至移动到可躲避区域的时间，针对每台车而言是一个定值。安全时间t1是由厂家设置的额外时间，t1值越高，系统启动得越快，安全系数越大，但系统误操作概率越大；t1值越小，系统启动得越慢，安全系数越小，但系统误操作概率越小，在具体实现中，通过综合考虑来选取t1的取值。

本发明实施例提供的控制车辆紧急避险的系统，根据侧前方车辆距离参数、侧向车辆距离和后方车辆状态参数，控制车辆紧急避险，针对后方来车进行运动特征分析，并判断两侧的可躲避空间，最终控制车辆前往安全区域，躲避正后方即将追尾的车辆，可以有效避免车辆在等红绿灯时被后方来不及刹车的车辆追尾，有效保障司机及乘客的安全，本发明可广泛应用于无人驾驶汽车及智能驾驶汽车，且硬件成本基本保持不变。

如图2和图3所示，本实施例提供的控制车辆紧急避险的方法在实际执行过程中，具体包括：

步骤S1、采集本车辆与侧前方车辆目标的距离，得到侧前方车辆距离参数。

其中，本发明的车辆开始处于停车状态。具体地，通过左前雷达1和右前雷达4采集本车辆与侧前方车辆目标的距离，得到侧前方车辆距离参数。

步骤S2、采集本车辆与侧向车辆目标的距离，得到侧向车辆距离参数。

具体地，通过左雷达2和右雷达5采集本车辆与侧向车辆目标的距离，得到侧向车辆距离参数。

步骤S3、采集本车辆与后方车辆目标的距离和后方车辆目标的运动特征，得到后方车辆状态参数。

具体地，通过左后雷达3和右后雷达6采集本车辆与后方车辆目标的距离和后方车辆目标的运动特征，得到后方车辆状态参数。

步骤S4、根据所述侧前方车辆距离参数、所述侧向车辆距离和所述后方车辆状态参数，控制本车辆紧急避险。

在本发明的控制车辆紧急避险的方法的一种实施方式中，所述步骤S4具体可以包括：

步骤S41、判断车辆是否处于停车状态。

步骤S42、若是，则根据所述后方车辆状态参数，判断后方车辆有无追尾风险。

具体地，通过左后雷达3和右后雷达6采集后方车辆的距离、速度和加速度信息，并传递给中央控制单元7。然后通过中央控制单元7根据后方车辆的距离、速度和加速度信息来判断有无追尾风险。

若车辆不处于停车状态，则返回开始状态。

步骤S43、若有，则根据所述侧前方车辆距离参数和所述侧向车辆距离参数，识别车辆两侧的可躲避空间，并计算即将发生追尾的时间。

具体地，若后方车辆有追尾风险，则中央控制单元7通过左前雷达1、右前雷达4、左雷达2和右雷达5来识别左右的可躲避空间，并计算即将发生追尾的时间t。若后方车辆无追尾风险，则返回开始状态。

步骤S44、判断车辆两侧是否有躲避空间。

步骤S45、若是，则判断即将发生追尾的时间t是否大于系统响应时间t0与安全时间t1之和。

具体而言，本发明在一些实施方式中，若即将发生追尾的时间t是否大于系统响应时间t0与安全时间t1之和，则认为存在追尾风险，此时，中央控制单元7向转向单元8、制动单元9和驱动单元10发出追尾风险信号，通过中央控制单元7控制制动单元9解除制动，控制转向单元8转向，并控制驱动单元10前往可躲避空间，以避开后方即将追尾的车辆。本发明在另一些实施方式中，在识别出追尾风险后，中央控制单元7向转向单元8和制动单元9发出追尾风险信号，通过中央控制单元7控制制动单元9解除制动，控制转向单元8转向，将方向盘的方向转至车辆两侧有躲避空间的一侧，并提醒司机注意后方来车，万一发生追尾，可将撞击转为汽车的动能，并且由于车辆转向，车头会在撞击时偏向于车辆两侧，可避免被后车直接撞击碾压，这样可以有效保障司机的安全。

其中，系统响应时间t0是指车辆从静止状态至移动到可躲避区域的时间，针对每台车而言是一个定值。安全时间t1是由厂家设置的额外时间，t1值越高，系统启动得越快，安全系数越大，但系统误操作概率越大；t1值越小，系统启动得越慢，安全系数越小，但系统误操作概率越小，在具体实现中，通过综合考虑来选取t1的取值。

步骤S46、若否，则控制车辆执行紧急避险操作，以避开后方即将追尾的车辆。

若即将发生追尾的时间t大于系统响应时间t0与安全时间t1之和，则返回步骤S44，判断车辆两侧是否有躲避空间。

步骤S47、若车辆两侧无躲避空间，则提示驾驶员注意后方来车。

本发明实施例提供的控制车辆紧急避险的方法，根据侧前方车辆距离参数、侧向车辆距离和后方车辆状态参数，控制车辆紧急避险，针对后方来车进行运动特征分析，并判断两侧的可躲避空间，最终控制车辆前往安全区域，躲避正后方即将追尾的车辆，可以有效避免车辆在等红绿灯时被后方来不及刹车的车辆追尾，有效保障司机及乘客的安全，本发明可广泛应用于无人驾驶汽车及智能驾驶汽车，且硬件成本基本保持不变。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种控制车辆紧急避险的系统，其特征在于，包括：中央控制单元和与所述中央控制单元连接的前侧向采集模块、侧向采集模块、后向采集模块和执行模块，其中：

所述前侧向采集模块用于采集本车辆与侧前方车辆目标的距离，得到侧前方车辆距离参数；

所述侧向采集模块用于采集本车辆与侧向车辆目标的距离，得到侧向车辆距离参数；

所述后向采集模块用于采集本车辆与后方车辆目标的距离和后方车辆目标的运动特征，得到后方车辆状态参数；

所述中央控制单元用于根据所述侧前方车辆距离参数、所述侧向车辆距离和所述后方车辆状态参数，控制所述执行模块紧急避险。

2.根据权利要求1所述的控制车辆紧急避险的系统，其特征在于，所述前侧向采集模块包括左前雷达和右前雷达。

3.根据权利要求1所述的控制车辆紧急避险的系统，其特征在于，所述侧向采集模块包括左雷达和右雷达。

4.根据权利要求1所述的控制车辆紧急避险的系统，其特征在于，所述后向采集模块包括左后雷达和右后雷达。

5.根据权利要求1所述的控制车辆紧急避险的系统，其特征在于，所述后方车辆目标的运动特征包括后方车辆的速度和加速度，所述后方车辆状态参数包括后向车辆距离参数、后向车辆速度和后向车辆加速度。

6.根据权利要求1所述的控制车辆紧急避险的系统，其特征在于，所述执行模块包括转向单元和制动单元，其中：

所述转向单元用于在紧急情况下控制车辆转向；

所述制动单元用于在紧急情况下控制车辆解除制动。

7.根据权利要求6所述的控制车辆紧急避险的系统，其特征在于，所述执行模块还包括驱动单元，用于在紧急情况下控制车辆前往可躲避空间。

8.根据权利要求1所述的控制车辆紧急避险的系统，其特征在于，所述中央控制单元具体用于：

判断车辆是否处于停车状态；

若是，则根据所述后向采集模块实时发送的所述后方车辆状态参数，判断后方车辆有无追尾风险；

若有，则根据所述前侧向采集模块实时发送的所述侧前方车辆距离参数和所述侧向采集模块实时发送的所述侧向车辆距离参数，识别车辆两侧的可躲避空间，并计算即将发生追尾的时间；

判断车辆两侧是否有躲避空间；

若是，则判断即将发生追尾的时间是否大于系统响应时间与安全时间之和；

若否，则控制所述执行模块执行紧急避险操作，以避开后方即将追尾的车辆；

若车辆两侧无躲避空间，则提示驾驶员注意后方来车。

9.一种采用权利要求1-8中任一项所述系统的控制车辆紧急避险的方法，其特征在于，包括如下步骤：

采集本车辆与侧前方车辆目标的距离，得到侧前方车辆距离参数；

采集本车辆与侧向车辆目标的距离，得到侧向车辆距离参数；

采集本车辆与后方车辆目标的距离和后方车辆目标的运动特征，得到后方车辆状态参数；

根据所述侧前方车辆距离参数、所述侧向车辆距离和所述后方车辆状态参数，控制本车辆紧急避险。

10.根据权利要求9所述的控制车辆紧急避险的方法，其特征在于，所述根据所述侧前方车辆距离参数、所述侧向车辆距离和所述后方车辆状态参数，控制本车辆紧急避险，具体包括：

判断车辆是否处于停车状态；

若是，则根据所述后方车辆状态参数，判断后方车辆有无追尾风险；

若有，则根据所述侧前方车辆距离参数和所述侧向车辆距离参数，识别车辆两侧的可躲避空间，并计算即将发生追尾的时间；

判断车辆两侧是否有躲避空间；

若是，则判断即将发生追尾的时间是否大于系统响应时间与安全时间之和；

若否，则控制车辆执行紧急避险操作，以避开后方即将追尾的车辆；

若车辆两侧无躲避空间，则提示驾驶员注意后方来车。

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