CN114863698A - 一种基于车路协同的碰撞事故主动防控系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于车路协同的碰撞事故主动防控系统及方法，所述主动防控系统包括车载单元、路侧单元及主动防控单元。通过路侧单元将前方道路信息发送给车载单元，车载单元接收道路信息后，计算车辆驶入该路段的最大安全驶入车速，并根据车速动态计算驶入该路段前的预警距离，通过比较实际距离与预警距离确定主动防控系统介入条件，保证车辆以不大于最大安全车速进入该路段，若系统检测到前方有障碍物，则启动AEBS执行相应减速措施，保证车辆在该路段实现有效避撞，从而保障行车安全。

Description

一种基于车路协同的碰撞事故主动防控系统及方法
技术领域
本发明涉及一种基于车路协同的碰撞事故主动防控系统及方法，属于智能辅助驾驶技术领域。
背景技术
近年来我国道路运输总里程不断增加，交通事故发生率也逐年上升，因大雾、路面结冰而导致的碰撞事故往往造成群死、群伤等重大后果。一方面，当车辆行驶至大雾路段时能见度降低，或行驶至结冰路段时道路附着系数降低，由于大雾和路面结冰车载传感器检测不到，导致自动紧急制动系统（Advanced Emergency Braking System，AEBS）不能充分发挥作用；另一方面，驾驶员因视距受阻或担心车辆制动不足而紧急制动，会导致车辆侧翻失控。
车路协同采用无线通信技术实现对人、车、路信息的全面感知，配备有车载终端的车辆可实时接收路侧设备发送来的前方道路信息，从而能准确及时地获取前方道路大雾或结冰等信息，有效解决了车载传感器易受天气影响和自身探测距离有限的问题。因此，通过车路协同技术预先感知前方道路起雾和结冰情况，并提前采取减速措施，对车辆行驶至起雾或结冰路段时AEB系统充分发挥作用具有重要意义。
申请号为201610643513.3的发明专利公布了一种面向智能网联汽车的雾天环境下高速公路安全车速引导系统和方法，该方法计算出最佳车速供路段上所有驾驶员参考。申请号为201710993620.3的发明专利公布了一种基于车路协同的高速公路运行车速主动预警系统及控制方法，该方法综合考虑天气、交通流和个体车辆运行信息，对车辆运行速度进行引导。上述方法虽然考虑了天气因素实现对道路交通流的速度引导，但是忽略了当个体车辆驾驶员未按引导速度行驶时的主动车速控制措施，不能保证车辆进入起雾或结冰路段时有效防碰撞。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种基于车路协同的碰撞事故主动防控系统及方法，该方法通过建立的主动防控系统获取前方路段能见度和路面结冰情况，计算车辆驶入该路段的最大安全车速，并根据车速动态计算驶入该路段前的预警距离，通过动态比较当前距该路段的距离与预警距离，确定主动防控系统介入条件，保证车辆以不大于最大安全车速进入该路段；进入该路段后，若系统检测到前方有障碍物，则启动AEBS执行相应减速措施，保证车辆在该路段实现有效避撞。
因此本发明所采用的技术方案如下：
本发明提供一种基于车路协同的碰撞事故主动防控系统，包括车载单元、主动防控单元及路侧单元；
所述车载单元和主动防控单元，设置在车辆工控机内；
所述车载单元，由车载通讯模块和数据处理模块构成；
所述路侧单元，由预设在道路两侧的路侧检测器和路侧通讯模块构成，所述路侧检测器包括路面结冰检测器和气象监测器；
所述车载单元和路侧单元信息交互；
所述主动防控单元，控制车辆以不大于所述数据处理模块计算的最大安全驶入车速进入起雾路段或结冰路段。
进一步地：
所述车载通讯模块用于接收路侧单元发送来的前方道路信息，所述数据处理模块根据接收的前方道路信息计算车辆驶入该路段的最大安全驶入车速；
所述路侧通讯模块用于向车载单元发送前方道路信息；
所述路面结冰检测器用于测量结冰路段路面附着系数、结冰起点距车辆行驶当前位置的纵向距离、结冰路段的长度；
气象监测器用于测量起雾路段雾的浓度和能见度、起雾起点距车辆行驶当前位置的纵向距离、起雾路段的长度。
本发明还提供一种基于车路协同的碰撞事故主动防控方法，包括如下步骤：
S1：获取车辆行驶的前方道路的结冰路段或起雾路段的路段情况；
S2：确定结冰路段或起雾路段的最大制动减速度和有效感知距离；
S3：计算车辆驶入结冰路段或起雾路段的最大安全驶入车速；
S4：计算当前车速减速至最大安全驶入车速时所需行驶的预警距离；
S5：主动防控系统介入并施加一定的制动减速度；
S6：若前方道路有障碍物，则AEBS系统启动。
进一步地：
所述结冰路段有效感知距离的确定为：将AEBS系统的最大检测距离作为结冰路段有效感知距离；
所述起雾路段有效感知距离的确定为：按雾的浓度等级，将对应的最小跟车距离作为起雾路段有效感知距离。
进一步地：
所述结冰路段最大制动减速度的计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE004
：结冰路段的最大制动减速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
：结冰路段平均路面附着系数；
Figure DEST_PATH_IMAGE008
：道路坡度；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
：重力加速度；
所述起雾路段最大制动减速度，根据路况不同情况进行设定。
进一步地：
所述结冰路段最大安全驶入车速的计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE012
所述起雾路段最大安全驶入车速的计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE014
Figure DEST_PATH_IMAGE016
：结冰路段的最大安全驶入车速；
Figure DEST_PATH_IMAGE018
：结冰路段的最大制动减速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE020
：结冰路段的有效感知距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE022
：AEBS系统一级预警时间，取值为1.4s；
Figure DEST_PATH_IMAGE024
：起雾路段的最大安全驶入车速；
Figure DEST_PATH_IMAGE026
：起雾路段的最大制动减速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE028
：起雾路段的有效感知距离。
进一步地：
若当前车速≤最大安全驶入车速，则无需计算预警距离；
若当前车速＞最大安全驶入车速，则需计算预警距离：
（1）当车辆前方为结冰路段时，所述预警距离的计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE030
（2）当车辆前方为起雾路段时，所述预警距离的计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE032
Figure DEST_PATH_IMAGE034
：预警距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE036
：当前车速；
Figure DEST_PATH_IMAGE038
：结冰路段的最大安全驶入车速；
Figure DEST_PATH_IMAGE040
：起雾路段的最大安全驶入车速；
Figure DEST_PATH_IMAGE042
：主动防控系统预警时间，自定义；
Figure DEST_PATH_IMAGE044
：保证车辆不侧翻且使驾驶员能接受的最大舒适制动减速度，自定义。
进一步地：
（1）若预警距离≥当前车辆距结冰路段或起雾路段起点的距离时，则主动防控系统启动预警并施加一定的制动减速度；
（2）若预警距离＜当前车辆距结冰路段或起雾路段起点的距离时，则主动防控系统不启动预警，且不施加制动减速度；
所施加的制动减速度计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE046
Figure DEST_PATH_IMAGE048
：制动减速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE050
：预警后车辆速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE052
：预警前车辆速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE054
：当前车辆距结冰路段或起雾路段起点的距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE056
：最大安全驶入车速，结冰路段时取值为
Figure DEST_PATH_IMAGE058
，起雾路段时取值为
Figure DEST_PATH_IMAGE060
。
进一步地：
若AEBS系统启动预警后驾驶员未执行减速或转向操作，则AEBS系统启动制动，使车辆以最大制动减速度减速至0，保证与障碍物不发生碰撞。
本文提供了一种基于车路协同的碰撞事故主动防控系统及方法，与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明提出的主动防控策略是基于车路协同技术获取前方道路的结冰情况和起雾情况，使车辆提前减速，以不大于最大安全行驶速度驶入该路段，解决了现有AEBS系统无法在结冰路段或大雾情况下充分发挥的局限性，提高了车辆针对碰撞事故的主动防控性能，保障了行车安全。
（2）本发明提出的主动防控策略是基于车路协同技术获取前方道路的结冰情况和起雾情况，使车辆提前减速，以安全行驶速度驶入该路段，并根据车速动态计算驶入该路段前的预警距离，通过比较确定主动防控系统介入条件，保证车辆以不大于最大安全车速进入该路段，保障了行车安全。
（3）本发明提出的主动防控系统包括车载单元、路侧单元及主动防控单元，基于最大制动减速度和有效感知距离，分别计算得到车辆驶入前方道路的最大安全车速，可在前方道路结冰或起雾两种应用场景下应用，并且通过启动AEBS系统，避免对前方道路障碍物的碰撞。
附图说明
图1是基于车路协同的碰撞事故主动防控系统示意图；
图2是基于车路协同的碰撞事故主动防控方法流程图；
图3是进入结冰路段或起雾路段AEBS系统避撞控制流程图；
图4是具有本发明所提供的系统的车辆在结冰路段应用场景示意图；
图5是不具有本发明所供的系统的车辆在结冰路段应用场景示意图；
图6是具有本发明所提供的系统的车辆在起雾路段应用场景示意图；
图7是不具有本发明所提供的系统的车辆在起雾路段应用场景示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明。但本领域的技术人员应该知道，以下实施例并不是对本发明技术方案作的唯一限定，凡是在本发明技术方案精神实质下所做的任何等同变换或改动，均应视为属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种基于车路协同的碰撞事故主动防控系统及方法，所述主动防控系统包括车载单元、路侧单元及主动防控单元，通过路侧单元将前方道路信息发送给车载单元，车载单元接收道路信息后，计算车辆驶入该路段的最大安全驶入车速，并通过主动防控系统启动预警，施加一定的制动减速度，以不大于计算的最大安全驶入车速进入起雾路段或结冰路段，从而保障行车安全。
如图1所示，所述车载单元，设置在车辆工控机内，由车载通讯模块和数据处理模块构成。所述车载通讯模块用于接收路侧单元发送的前方道路信息，所述数据处理模块内置算法，可根据接收的前方道路信息计算车辆驶入该路段的最大安全驶入车速。
所述路侧单元，由预设在易起雾或易结冰路段道路两侧的路侧检测器和路侧通讯模块构成。所述路侧检测器包括路面结冰检测器和气象监测器。路面结冰检测器用于测量前方结冰路段附着系数、结冰起点距车辆行驶当前位置的纵向距离、结冰路段的长度。气象监测器用于测量前方起雾路段雾的浓度和能见度、起雾起点距车辆行驶当前位置的纵向距离、起雾路段的长度。所述路侧通讯模块用于向车载单元发送前方道路信息。
所述主动防控单元，设置在车辆工控机内，内置控制算法，控制车辆以不大于数据处理模块计算的最大安全驶入车速进入起雾路段或结冰路段。
本发明提供了一种基于车路协同的碰撞事故主动防控方法，具体步骤如下，如图2所示：
S1：获取车辆行驶的前方道路的结冰路段或起雾路段的路段情况
所述前方道路的结冰路段情况：包括结冰路段起点距车辆行驶当前位置的纵向距离、结冰路段长度和路面附着系数。将AEBS系统对目标车辆的最大检测距离150m，作为结冰路段的有效感知距离。
所述前方道路的起雾路段情况：包括起雾路段起点距车辆行驶当前位置的纵向距离、起雾路段长度和能见度范围。起雾路段雾的浓度划分为轻微、中度、重度，分别对应能见度范围(100m,200m]、(50m,100m]、[0m,50m]，将所对应的最小跟车距离100m、50m、0m作为起雾路段有效感知距离。
S2：计算结冰路段或起雾路段的最大制动减速度
最大制动减速度是指当车辆以最大安全驶入车速进入路段时，以车辆不侧翻为安全前提的最大减速能力。
所述结冰路段最大制动减速度的计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE062
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE064
：结冰路段的最大制动减速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE066
：为结冰路段平均路面附着系数；
Figure DEST_PATH_IMAGE068
：为道路坡度，上坡时为正值，下坡时为负值；
Figure DEST_PATH_IMAGE070
：重力加速度。所述起雾路段最大制动减速度，不是根据公式计算得出，而是根据路况不同进行设定，设定起雾路段最大制动减速度为
Figure DEST_PATH_IMAGE072
，一般情况
Figure DEST_PATH_IMAGE074
。
S3：计算车辆驶入结冰路段或起雾路段的最大安全驶入车速
设定结冰路段或起雾路段相关参数，包括三个参数：有效感知距离、最大制动减速度和最大安全驶入车速，基于这三个参数建立的运动学模型，计算车辆驶入结冰或起雾路段的最大安全驶入车速
Figure DEST_PATH_IMAGE076
。
Figure DEST_PATH_IMAGE078
（1）当车辆行驶的前方道路为结冰路段时，
基于结冰路段的有效感知距离、最大制动减速度和最大安全驶入车速三个参数，建立的运动学模型如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE080
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE082
：结冰路段的有效感知距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE084
：结冰路段的最大制动减速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE086
：结冰路段的最大安全驶入车速；
Figure DEST_PATH_IMAGE088
：为AEBS系统一级预警时间，取值为1.4s。
将AEBS系统对目标车辆的最大检测距离150m，作为结冰路段的有效感知距离。
进一步地，根据公式（2）的推导，计算车辆驶入结冰路段的最大安全驶入车速如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE090
（2）当车辆行驶的前方道路为起雾路段时，
基于起雾路段的有效感知距离、最大制动减速度和最大安全驶入车速三个参数，建立的运动学模型计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE092
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE094
：起雾路段的有效感知距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE096
：起雾路段的最大制动减速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE098
：起雾路段的最大安全驶入车速。
将雾的浓度划分为轻微、中度、重度三级，对应的将最小跟车距离100m、50m、0m作为起雾路段的有效感知距离。
进一步地，根据公式（4）的推导，计算车辆驶入起雾路段的最大安全驶入车速如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE100
S4：计算预警距离
如果当前车速大于最大安全驶入车速，所述预警距离是当前车速减速至最大安全驶入车速时所需行驶的距离。
（1）当车辆前方为结冰路段时，所述预警距离的计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE102
（2）当车辆前方为起雾路段时，所述预警距离的计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE104
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE106
：预警距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE108
：当前车速；
Figure DEST_PATH_IMAGE110
：主动防控系统预警时间，取1.4s；
Figure DEST_PATH_IMAGE112
：保证车辆不侧翻且使驾驶员能接受的最大舒适制动减速度，取值为0.3g。
如果当前车速小于等于最大安全驶入车速，则无需计算预警距离，也无需主动防控系统介入，按小于等于当前车速的速度驶入结冰路段或起雾路段即可。
S5：主动防控系统的介入并施加一定的制动减速度
当路侧单元检测到前方路段有结冰或起雾的路况信息，并向车辆传输前方道路结冰或起雾路段信息这一时刻开始，计算当前时刻距结冰或起雾路段起点的距离。设定车辆当前距结冰或起雾路段起点的距离为
Figure DEST_PATH_IMAGE114
，设定最大安全驶入车速为
Figure DEST_PATH_IMAGE116
：
（1）当预警距离
Figure DEST_PATH_IMAGE118
时，主动防控系统启动预警
i.若预警后车辆速度大于最大安全驶入车速，则主动防控系统介入并施加一定的制动减速度
Figure DEST_PATH_IMAGE120
，使车辆以不大于最大安全驶入速度驶入结冰路段或起雾路段。
进一步地，所述主动防控系统施加的制动减速度计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE122
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE124
：制动减速度，小于等于最大舒适制动减速度
Figure DEST_PATH_IMAGE126
；
Figure DEST_PATH_IMAGE128
：预警后车辆速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE130
：主动防控系统启动预警阶段车辆行驶的距离。
ii.若预警后车辆速度小于等于最大安全驶入车速，则即便预警距离
Figure DEST_PATH_IMAGE132
，主动防控系统也无需施加制动减速度
Figure DEST_PATH_IMAGE134
，直接驶入结冰路段或起雾路段即可。
（2）当预警距离
Figure DEST_PATH_IMAGE136
时，系统不进行预警且不介入。
S6：AEBS系统启动
如图3所示，车辆以不大于最大安全驶入的速度驶入结冰或起雾路段后，若在AEBS系统检测范围内检测到前方存在障碍物，则AEBS系统启动预警，若预警后驾驶员未执行减速或转向操作，则AEBS系统启动制动，使车辆在该路段以最大制动减速度减速至0，保证与障碍物不发生碰撞。
下面结合两个实施例对基于车路协同的碰撞事故主动防控方法进行说明。
假设路面检测器、气象监测器均以5HZ的频率向车辆发送信息，车载单元每1s处理1次接收到的信息。
实施例一：前方道路为结冰场景
1、车辆是同时具备本发明的主动防控系统和I型AEBS的车辆
如图4所示，假设车辆在正常路段以
Figure DEST_PATH_IMAGE138
的速度匀速行驶，车辆前方有一段长度为
Figure DEST_PATH_IMAGE140
的结冰路段，车辆行驶至A点时距离结冰路段开始点B点的长度为200m，C点位于结冰路段中，C点位置停有一辆静止不动的故障车，C点距离结冰路段开始点B点的长度为200m。
计算车辆行驶至该结冰路段的最大制动减速度：
Figure DEST_PATH_IMAGE142
式中：
设该结冰路段坡度=0，平均路面附着系数为
Figure DEST_PATH_IMAGE144
，取
Figure DEST_PATH_IMAGE146
；
则计算得出
Figure DEST_PATH_IMAGE148
。
计算车辆驶入结冰路段的最大安全驶入车速：
基于结冰路段有效感知距离、最大制动减速度和最大安全驶入车速，建立运动学模型，从而计算车辆驶入结冰路段的最大安全驶入车速，运动学模型如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE150
式中：
由于I型AEBS对目标车辆的最大检测距离不应小于150m，故选取
Figure DEST_PATH_IMAGE152
；
Figure DEST_PATH_IMAGE154
为AEB系统一级预警时间，取1.4s；
Figure DEST_PATH_IMAGE156
。
代入上式得出：
Figure DEST_PATH_IMAGE158
。
计算预警距离：
车辆当前车速
Figure DEST_PATH_IMAGE160
，大于最大安全驶入车速，计算由当前车速减速至最大安全驶入车速所需的预警距离：
Figure DEST_PATH_IMAGE162
根据最大安全驶入车速
Figure DEST_PATH_IMAGE164
、当前车速
Figure DEST_PATH_IMAGE166
，取
Figure DEST_PATH_IMAGE168
，主动防控系统预警时间
Figure DEST_PATH_IMAGE170
，计算得出预警距离为
Figure DEST_PATH_IMAGE172
。
也就是说，当车辆行驶至距结冰起点72.4米时，主动防控系统开始进行持续1.4s的预警，若预警后车辆速度未发生变化，则系统施加给车辆
Figure DEST_PATH_IMAGE174
的最大舒适制动减速度，使车辆减速至最大安全驶入车速
Figure DEST_PATH_IMAGE176
。
主动防控系统介入并施加一定的制动减速度时机：
若假设预警后车辆速度
Figure DEST_PATH_IMAGE178
降低至20m/s时，此时车辆距离结冰路段开始点B点的距离
Figure DEST_PATH_IMAGE180
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE182
，则系统施加给车辆制动减速度
Figure DEST_PATH_IMAGE184
，计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE186
代入数值，计算得出
Figure DEST_PATH_IMAGE188
。
也就是说，系统施加给车辆至少
Figure DEST_PATH_IMAGE190
的制动减速度才可使车辆以不高于最大安全车速驶入前方结冰路段。
AEBS系统启动时机：
假设AEBS对目标车辆的最大检测距离为150m，当车辆以
Figure DEST_PATH_IMAGE192
进入结冰路段行驶50米后，AEBS检测到前方150m处有故障车，AEBS系统进行1.4s碰撞预警，若预警后驾驶员未减速或转向，则AEBS启动，使车辆在该结冰路段以
Figure DEST_PATH_IMAGE194
的最大制动减速度减速，保证与故障车不发生碰撞。
2、车辆是仅具备I型AEBS的车辆
如图5所示，假设车辆在正常路段以
Figure DEST_PATH_IMAGE196
的速度匀速行驶，车辆前方有一段长度为
Figure DEST_PATH_IMAGE198
的结冰路段，车辆行驶至A点时距离结冰路段开始点B点的长度为200m，C点位于结冰路段中，C点位置停有一辆静止不动的故障车，C点距离结冰路段开始点B点的长度为200m。
计算车辆行驶至结冰路段的最大制动减速度：
Figure DEST_PATH_IMAGE200
式中，
设该结冰路段坡度=0，平均路面附着系数为
Figure DEST_PATH_IMAGE202
，取
Figure DEST_PATH_IMAGE204
；
则计算得出
Figure DEST_PATH_IMAGE206
。
计算制动距离
Figure DEST_PATH_IMAGE208
，公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE210
代入初速度
Figure DEST_PATH_IMAGE212
，制动减速度
Figure DEST_PATH_IMAGE214
，
Figure DEST_PATH_IMAGE216
为AEBS系统一级预警时间，取值为1.4s，计算得出
Figure DEST_PATH_IMAGE218
。
Figure DEST_PATH_IMAGE220
大于200m，故仅依靠I型AEBS不能对结冰路段故障车进行有效避撞，应有主动防控系统介入。
实施例二：前方道路为起雾场景
1、假设车辆是同时具备本发明的主动防控系统和I型AEBS的车辆。
如图6所示，假设车辆在正常路段以
Figure DEST_PATH_IMAGE222
的速度匀速行驶，车辆前方有一段长度为
Figure DEST_PATH_IMAGE224
的起雾路段，该路段大雾浓度为中度，车辆有效感知距离为50m。设车辆行驶至A点距离起雾路段开始点B点的长度为200m，C点位于起雾路段中，C点位置停有一静止不动的故障车，C点距离起雾路段开始点B点的长度为50m。
设该起雾路段保证车辆不侧翻的最大制动减速度为
Figure DEST_PATH_IMAGE226
。
基于起雾路段有效感知距离、最大制动减速度和最大安全驶入车速，建立运动学模型，从而计算车辆驶入起雾路段的最大安全驶入车速如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE228
式中：
Figure DEST_PATH_IMAGE230
为AEB系统一级预警时间，取1.4s；
Figure DEST_PATH_IMAGE232
；
Figure DEST_PATH_IMAGE234
；
代入数值，计算得出
Figure DEST_PATH_IMAGE236
。
计算预警距离：
车辆当前车速
Figure DEST_PATH_IMAGE238
，大于最大安全驶入车速，计算由当前车速减速至最大安全驶入车速所需的预警距离：
Figure DEST_PATH_IMAGE240
根据当前车速
Figure DEST_PATH_IMAGE242
、最大安全驶入车速
Figure DEST_PATH_IMAGE244
，取
Figure DEST_PATH_IMAGE246
，主动防控系统预警时间
Figure DEST_PATH_IMAGE248
，计算得出预警距离
Figure DEST_PATH_IMAGE250
。
也就是说，当车辆行驶至距起雾起点76.1米时，主动防控系统开始进行持续1.4s的预警，若预警后车辆速度未发生变化，则系统施加给车辆
Figure DEST_PATH_IMAGE252
的最大舒适制动减速度，使车辆减速至最大安全驶入车速
Figure DEST_PATH_IMAGE254
。
主动防控系统的介入并施加一定的制动减速度时机：
若假设预警后车辆速度
Figure DEST_PATH_IMAGE256
降低至20m/s，此时车辆距离起雾路段开始点B点的距离
Figure DEST_PATH_IMAGE258
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE260
，则系统施加给车辆制动减速度
Figure DEST_PATH_IMAGE262
，计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE264
代入数值，计算得出
Figure DEST_PATH_IMAGE266
。
也就是说，系统施加给车辆至少
Figure 602605DEST_PATH_IMAGE266
的制动减速度才可使车辆以不高于最大安全车速驶入前方起雾路段。
AEBS系统启动时机：
假设AEBS对目标车辆的最大检测距离为50m，当车辆以
Figure DEST_PATH_IMAGE268
进入起雾路段行驶后，AEBS系统进行1.4s碰撞预警。若预警后驾驶员无反应，则AEBS启动，使车辆在该路段以
Figure DEST_PATH_IMAGE270
的最大制动减速度减速至0，保证与故障车不发生碰撞。
2、车辆是仅具备I型AEBS的车辆
如图7所示，假设车辆在正常路段以
Figure DEST_PATH_IMAGE272
的速度匀速行驶，车辆前方有一段长度为
Figure DEST_PATH_IMAGE274
的起雾路段，车辆行驶至A点距离起雾路段开始点B点的长度为200m，C点位于起雾路段中，C点位置停有一静止不动的故障车，C点距离起雾路段开始点B点的长度为50m。
设定车辆行驶至起雾路段的最大制动减速度，
Figure DEST_PATH_IMAGE276
。
计算制动距离
Figure DEST_PATH_IMAGE278
如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE280
代入初速度
Figure DEST_PATH_IMAGE282
，最大制动减速度
Figure DEST_PATH_IMAGE284
，计算得出
Figure DEST_PATH_IMAGE286
，
Figure DEST_PATH_IMAGE288
大于50m，故仅依靠I型AEBS不能对起雾路段故障车进行有效避撞，应有主动防控系统介入。

Claims (9)

1.一种基于车路协同的碰撞事故主动防控系统，其特征在于：包括车载单元、主动防控单元及路侧单元；
所述车载单元和主动防控单元，设置在车辆工控机内；
所述车载单元，由车载通讯模块和数据处理模块构成；
所述路侧单元，由预设在道路两侧的路侧检测器和路侧通讯模块构成，所述路侧检测器包括路面结冰检测器和气象监测器；
所述车载单元和路侧单元信息交互；
所述主动防控单元，控制车辆以不大于所述数据处理模块计算的最大安全驶入车速进入起雾路段或结冰路段。
2.根据权利要求1所述的基于车路协同的碰撞事故主动防控系统，其特征在于：
所述车载通讯模块用于接收路侧单元发送来的前方道路信息，所述数据处理模块根据接收的前方道路信息计算车辆驶入该路段的最大安全驶入车速；
所述路侧通讯模块用于向车载单元发送前方道路信息；
所述路面结冰检测器用于测量结冰路段路面附着系数、结冰起点距车辆行驶当前位置的纵向距离、结冰路段的长度；
气象监测器用于测量起雾路段雾的浓度和能见度、起雾起点距车辆行驶当前位置的纵向距离、起雾路段的长度。
3.一种利用权利要求1或2所述的基于车路协同的碰撞事故主动防控系统的防控方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：获取车辆行驶的前方道路的结冰路段或起雾路段的路段情况；
S2：确定结冰路段或起雾路段的最大制动减速度和有效感知距离；
S3：计算车辆驶入结冰路段或起雾路段的最大安全驶入车速；
S4：计算当前车速减速至最大安全驶入车速时所需行驶的预警距离；
S5：主动防控系统介入并施加一定的制动减速度；
S6：若前方道路有障碍物，则AEBS系统启动。
4.根据权利要求3所述的防控方法，其特征在于：
结冰路段有效感知距离的确定：将AEBS系统的最大检测距离作为结冰路段有效感知距离；起雾路段有效感知距离的确定：按雾的浓度等级，将对应的最小跟车距离作为起雾路段有效感知距离。
5.根据权利要求3所述的防控方法，其特征在于：
所述结冰路段最大制动减速度的计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure 507595DEST_PATH_IMAGE002
：结冰路段的最大制动减速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
：结冰路段平均路面附着系数；
Figure 690315DEST_PATH_IMAGE004
：道路坡度；
Figure DEST_PATH_IMAGE005
：重力加速度；
所述起雾路段最大制动减速度，根据路况不同情况进行设定。
6.根据权利要求3或4或5所述的防控方法，其特征在于：
所述结冰路段最大安全驶入车速的计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
所述起雾路段最大安全驶入车速的计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE009
Figure DEST_PATH_IMAGE011
：结冰路段的最大安全驶入车速；
Figure DEST_PATH_IMAGE013
：结冰路段的最大制动减速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE015
：结冰路段的有效感知距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE017
：AEBS系统一级预警时间，取值为1.4s；
Figure DEST_PATH_IMAGE019
：起雾路段的最大安全驶入车速；
Figure DEST_PATH_IMAGE021
：起雾路段的最大制动减速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE023
：起雾路段的有效感知距离。
7.根据权利要求6所述的防控方法，其特征在于：
若当前车速≤最大安全驶入车速，则无需计算预警距离；
若当前车速＞最大安全驶入车速，则需计算预警距离：
（1）当车辆前方为结冰路段时，所述预警距离的计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE025
（2）当车辆前方为起雾路段时，所述预警距离的计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE027
Figure DEST_PATH_IMAGE029
：预警距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE031
：当前车速；
Figure DEST_PATH_IMAGE033
：结冰路段的最大安全驶入车速；
Figure DEST_PATH_IMAGE035
：起雾路段的最大安全驶入车速；
Figure DEST_PATH_IMAGE037
：主动防控系统预警时间，自定义；
Figure DEST_PATH_IMAGE039
：保证车辆不侧翻且使驾驶员能接受的最大舒适制动减速度，自定义。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：
（1）若预警距离≥当前车辆距结冰路段或起雾路段起点的距离时，则主动防控系统启动预警并施加一定的制动减速度；
（2）若预警距离＜当前车辆距结冰路段或起雾路段起点的距离时，则主动防控系统不启动预警，且不施加制动减速度；
所施加的制动减速度计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE041
Figure DEST_PATH_IMAGE043
：制动减速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE045
：预警后车辆速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE047
：预警前车辆速度；
Figure DEST_PATH_IMAGE049
：当前车辆距结冰路段或起雾路段起点的距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE051
：最大安全驶入车速，结冰路段时取值为
Figure DEST_PATH_IMAGE053
，起雾路段时取值为
Figure DEST_PATH_IMAGE055
。
9.根据权利要求3所述的防控方法，其特征在于：
若AEBS系统启动预警后驾驶员未执行减速或转向操作，则AEBS系统启动制动，使车辆以最大制动减速度减速至0，保证与障碍物不发生碰撞。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107742432A (zh) * 2017-10-23 2018-02-27 天津职业技术师范大学 基于车路协同的高速公路运行车速主动预警系统及控制方法
KR20180114978A (ko) * 2017-04-11 2018-10-22 서울시립대학교 산학협력단 V2x 기반 동적 통행 배정을 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체
CN112885116A (zh) * 2021-01-25 2021-06-01 浙江公路水运工程咨询有限责任公司 一种高速公路雨雾场景车路协同诱导系统
CN113112841A (zh) * 2021-04-16 2021-07-13 长安大学 一种基于路面湿滑状态感知的车辆智能引导系统
CN113723699A (zh) * 2021-09-07 2021-11-30 南京安通气象数据有限公司 恶劣天气高速公路安全车速矫正把控预警方法及系统
CN114148321A (zh) * 2021-11-22 2022-03-08 长安大学 一种考虑碰撞风险的自动紧急制动及安全评价方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180114978A (ko) * 2017-04-11 2018-10-22 서울시립대학교 산학협력단 V2x 기반 동적 통행 배정을 위한 장치, 이를 위한 방법 및 이 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체
CN107742432A (zh) * 2017-10-23 2018-02-27 天津职业技术师范大学 基于车路协同的高速公路运行车速主动预警系统及控制方法
CN112885116A (zh) * 2021-01-25 2021-06-01 浙江公路水运工程咨询有限责任公司 一种高速公路雨雾场景车路协同诱导系统
CN113112841A (zh) * 2021-04-16 2021-07-13 长安大学 一种基于路面湿滑状态感知的车辆智能引导系统
CN113723699A (zh) * 2021-09-07 2021-11-30 南京安通气象数据有限公司 恶劣天气高速公路安全车速矫正把控预警方法及系统
CN114148321A (zh) * 2021-11-22 2022-03-08 长安大学 一种考虑碰撞风险的自动紧急制动及安全评价方法

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