CN115063967B - 一种对跟车行驶下的acc车辆的预警系统及其预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及ACC车辆安全技术领域，具体涉及一种对跟车行驶下的ACC车辆的预警系统及其预警方法。本发明能对跟车行驶下的ACC车辆进行预警，使ACC车辆规避闯入临时施工区的风险，减少道路交通事故的发生，进而降低人员生命及财产损失。
Description
技术领域
本发明涉及ACC车辆安全技术领域，具体涉及一种对跟车行驶下的ACC车辆的预警系统及其预警方法。
背景技术
一般情况，装有ACC(自适应巡航系统)的车辆在道路上处于巡航状态，即保持ACC车辆驾驶员设定的速度行驶；当ACC车辆车道前方出现车辆时，ACC车辆会自动减速直至与前车保持安全距离，保持安全距离后，ACC车辆会进入跟车行驶状态，即与前车以相同的车速行驶；若前车进行换道，且ACC车辆也未检测到前方有其他车辆，则ACC车辆将进行自动加速，恢复至设定的行驶速度。
在高速公路上施工时，一般采取的是边通车边施工的方式。ACC车辆进行跟车行驶时，若前方出现施工区，ACC车辆的前车会进行换道，但ACC车辆却会因前车换道和ACC车辆的毫米波雷达识别不了施工区放置的橡胶反光路锥进行自动加速，容易闯入施工区；特别是前车距离施工区较近时换道，会进一步增大ACC车辆闯入施工区的风险。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于一种对跟车行驶下的ACC车辆的预警系统及其预警方法，对跟车行驶下的ACC车辆进行自动预警，使ACC车辆规避闯入临时施工区的风险。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
技术方案一：
一种对跟车行驶下的ACC车辆的预警系统，包括毫米波雷达、自车感知系统和嵌入式控制系统；
嵌入式控制系统分别与毫米波雷达、自车感知系统连接；
所述毫米波雷达用于获取自车与后方车辆的间距、相对速度和相对位置；
所述自车感知系统用于获取自车的车速、加速度、方向盘转角、航向角速率、侧向加速度；
所述嵌入式控制系统用于根据毫米波雷达获得的后车数据，判断后车是否为ACC车辆，并计算后车与自车的碰撞时间TTC；嵌入式控制系统还用于根据自车感知系统获得的自车数据，计算自车行驶轨迹，判断自车是否进行换道；嵌入式控制系统还用于控制自车喇叭和双闪灯对后车进行预警。
进一步的，还包括视频检测系统，所述视频检测系统与所述嵌入式控制系统连接；所述视频检测系统用于采集自车车道前方的交通标识图像，判断前方是否出现施工区。
技术方案二：
一种对跟车行驶下的ACC车辆的预警系统的预警方法，基于对跟车行驶下的ACC车辆的预警系统，包括以下步骤：
步骤1，毫米波雷达获取自车与后车的间距、相对速度和相对位置，嵌入式控制系统根据毫米波雷达获得的后车行驶数据判断后车是否为跟车行驶的ACC车辆；自车感知系统获取自车的车速、加速度、方向盘转角、航向角速率、侧向加速度，嵌入式控制系统根据自车感知系统获得的自车行驶数据计算自车行驶轨迹，判断自车是否进行换道；
步骤2，在后车是跟车行驶的ACC车辆的情况下：
当视频检测系统判断前方出现施工区：
若有后车与自车的碰撞时间TTC＜3s、后车车速大于80km/h及后车与自车的间距小于50m，则自车进行换道时，嵌入式控制系统控制自车喇叭鸣笛、双闪灯闪烁，对后车进行预警；否则自车进行换道时，对后车不进行预警；
当视频检测系统判断前方未出现施工区或自车未安装视频检测系统：
若有后车与自车的碰撞时间TTC＜3s、后车车速大于80km/h及后车与自车的间距小于50m，则自车进行换道时，嵌入式控制系统控制自车双闪灯闪烁，对后车进行预警；否则自车进行换道时，对后车不进行预警。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：对跟车行驶下的ACC车辆进行预警，使ACC车辆规避闯入临时施工区的风险，减少道路交通事故的发生，进而降低人员生命及财产损失。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1为ACC车辆跟车行驶的场景示意图；
图2为本发明对跟车行驶下的ACC车辆的预警系统的预警方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
一种对跟车行驶下的ACC车辆的预警系统，包括毫米波雷达、自车感知系统和嵌入式控制系统；
嵌入式控制系统分别与毫米波雷达、自车感知系统连接；
所述毫米波雷达用于获取自车与后方车辆的间距、相对速度和相对位置；
所述自车感知系统用于获取自车的车速、加速度、方向盘转角、航向角速率、侧向加速度；
所述嵌入式控制系统用于根据毫米波雷达获得的后车数据，判断后车是否为ACC车辆，并计算后车与自车的碰撞时间TTC；嵌入式控制系统还用于根据自车感知系统获得的自车数据，计算自车行驶轨迹，判断自车是否进行换道；嵌入式控制系统还用于控制自车喇叭和双闪灯对后车进行预警。
进一步的，还包括视频检测系统，所述视频检测系统与所述嵌入式控制系统连接；所述视频检测系统用于采集自车车道前方的交通标识图像，判断出前方是否出现施工区。
参考图1，毫米波雷达设置在自车后保险杠上，获取自车与后方车辆的间距、相对速度和相对位置；视频检测系统设置在自车前保险杠上，采集自车车道前方的交通标识图像，判断出前方是否出现施工区。
一种对跟车行驶下的ACC车辆的预警系统的预警方法，基于对跟车行驶下的ACC车辆的预警系统，包括以下步骤：
步骤1，毫米波雷达获取自车与后车的间距、相对速度和相对位置，嵌入式控制系统根据毫米波雷达获得的后车行驶数据判断后车是否为跟车行驶的ACC车辆；自车感知系统获取自车的车速、加速度、方向盘转角、航向角速率、侧向加速度，嵌入式控制系统根据自车感知系统获得的自车行驶数据计算自车行驶轨迹，判断自车是否进行换道；
具体的，判断后车是否为跟车行驶的ACC车辆，判断方法为：
当自车加速度发生变化，且有-1m/s2≤加速度变化值Δa≤1m/s2时，若后车在1s内能做出相应的速度变化，且安全时距保持在2.5～3.5s内，则后车为跟车行驶的ACC车辆；其中，安全时距为自车与后车的间距与后车速度的比值。
具体的，判断自车是否进行换道，判断方法如下：
获得自车行驶轨迹斜率K，如式(1)所示；
式(1)中，X为横向位移，Y为纵向位移，j表示当前时刻，j-1表示当前时刻的上一时刻；
获得自车上一时刻与此刻的行驶轨迹斜率比值ρ，如式(2)所示；
判断自车上一时刻与此刻的行驶轨迹斜率比值ρ是否满足式(3)；
ρ≥λ (3)
式(3)中，λ为常数；
若式(3)不满足，则自车未进行换道；若式(3)满足，则自车进行换道。
步骤2，在后车是跟车行驶的ACC车辆的情况下：
当视频检测系统判断前方出现施工区：
若有后车与自车的碰撞时间TTC＜3s、后车车速大于80km/h及后车与自车的间距小于50m，则自车进行换道时，嵌入式控制系统控制自车喇叭鸣笛、双闪灯闪烁，对后车进行预警，提醒后车驾驶员当前车道前方施工，从而为后车驾驶员规避闯入施工区风险赢得时间；否则自车进行换道时，对后车不进行预警，此时后车驾驶员有足够的时间进行换道操作；
当视频检测系统判断前方未出现施工区或自车未安装视频检测系统：
若有后车与自车的碰撞时间TTC＜3s、后车车速大于80km/h及后车与自车的间距小于50m，则自车进行换道时，嵌入式控制系统控制自车双闪灯闪烁，对后车进行预警，提醒后车驾驶员当前车道前方状态未知，请减速慢行，从而为后车驾驶员规避闯入施工区风险赢得时间；否则自车进行换道时，对后车不进行预警，此时后车驾驶员有足够的时间进行换道操作；
虽然，本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (3)
1.一种对跟车行驶下的ACC车辆的预警系统的预警方法，其特征在于，所述预警方法基于对跟车行驶下的ACC车辆的预警系统，所述系统包括：
毫米波雷达、自车感知系统和嵌入式控制系统；嵌入式控制系统分别与毫米波雷达、自车感知系统连接；所述毫米波雷达用于获取自车与后方车辆的间距、相对速度和相对位置；所述自车感知系统用于获取自车的车速、加速度、方向盘转角、航向角速率、侧向加速度；所述嵌入式控制系统用于根据毫米波雷达获得的后车数据，判断后车是否为ACC车辆，并计算后车与自车的碰撞时间TTC；嵌入式控制系统还用于根据自车感知系统获得的自车数据，计算自车行驶轨迹，判断自车是否进行换道；嵌入式控制系统还用于控制自车喇叭和双闪灯对后车进行预警；
还包括视频检测系统，所述视频检测系统与所述嵌入式控制系统连接；所述视频检测系统用于采集自车车道前方的交通标识图像，判断前方是否出现施工区；
所述预警方法包括以下步骤：
步骤1，毫米波雷达获取自车与后车的间距、相对速度和相对位置，嵌入式控制系统根据毫米波雷达获得的后车行驶数据判断后车是否为跟车行驶的ACC车辆；自车感知系统获取自车的车速、加速度、方向盘转角、航向角速率、侧向加速度，嵌入式控制系统根据自车感知系统获得的自车行驶数据计算自车行驶轨迹，判断自车是否进行换道；
步骤2，在后车是跟车行驶的ACC车辆的情况下：
当视频检测系统判断前方出现施工区：
若有后车与自车的碰撞时间TTC＜3s、后车车速大于80km/h及后车与自车的间距小于50m，则自车进行换道时，嵌入式控制系统控制自车喇叭鸣笛、双闪灯闪烁，对后车进行预警；否则自车进行换道时，对后车不进行预警；
当视频检测系统判断前方未出现施工区或自车未安装视频检测系统：
若有后车与自车的碰撞时间TTC＜3s、后车车速大于80km/h及后车与自车的间距小于50m，则自车进行换道时，嵌入式控制系统控制自车双闪灯闪烁，对后车进行预警；否则自车进行换道时，对后车不进行预警。
2.根据权利要求1所述的对跟车行驶下的ACC车辆的预警系统的预警方法，其特征在于，步骤1中，判断后车是否为跟车行驶的ACC车辆，具体的，判断方法为：
当自车加速度发生变化，且有-1m/s2≤加速度变化值Δa≤1m/s2时，若后车在1s内能做出相应的速度变化，且安全时距保持在2.5～3.5s内，则后车为跟车行驶的ACC车辆；其中，安全时距为自车与后车的间距与后车速度的比值。
3.根据权利要求1所述的对跟车行驶下的ACC车辆的预警系统的预警方法，其特征在于，步骤1中，判断自车是否进行换道，具体的，判断方法如下：
首先，获得自车行驶轨迹斜率K，如式(1)所示；
式(1)中，X为横向位移，Y为纵向位移，j表示当前时刻，j-1表示当前时刻的上一时刻；
获得自车上一时刻与此刻的行驶轨迹斜率比值ρ，如式(2)所示；
判断自车上一时刻与此刻的行驶轨迹斜率比值ρ是否满足式(3)；
ρ≥λ (3)
式(3)中，λ为常数；
若式(3)不满足，则自车未进行换道；若式(3)满足，则自车进行换道。
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