CN115071689A - 一种车辆紧急制动方法、系统以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆紧急制动方法、系统以及车辆，该方法包括：接收环境感知模块通过车载设备获取的自车周边的环境感知信息，根据环境感知信息确定目标障碍物和目标状态信息；获取自车姿态信息，并根据自车姿态信息和环境感知信息从目标障碍物中确定前方危险目标；检测前方危险目标的运动工况，根据自车姿态信息和目标状态信息，获得前方危险目标为各种运动工况时的最小制动距离以及预计碰撞时间；根据预计碰撞时间和碰撞时间阈值进行判定，并分别向人机交互模块和执行模块发送决策控制信息。本发明能够准确控制紧急制动的时机，实时调整向执行模块发送的制动信息，保障了紧急制动时的安全性和舒适性。

Description

一种车辆紧急制动方法、系统以及车辆

技术领域

本发明属于汽车制动技术领域，具体是涉及到一种车辆紧急制动方法、系统以及车辆。

背景技术

根据世界卫生组织估计，道路交通事故每年造成全球约120万人死亡，高达5000万人受伤。据预测，这个数字在未来的20年将继续增长，除非对交通事故进行预防并做出一些预防改进措施。对交通事故研究表明，少数交通事故是由车辆故障造成的，大多数交通事故是由人为失误造成的。预防危险和提高安全是车辆避碰系统的一个重要的指标子集，旨在帮助驾驶员避免与车辆、行人或其他障碍物发生碰撞。目前有部分汽车制造商提供一些功能，例如警告、刹车、自动干预刹车等，来帮助驾驶员避免碰撞。但这些功能通常用于追尾碰撞中，一是因为追尾碰撞是最常见的交通事故场景，约占所有交通事故的23％和所有死亡人数的5％，二是因为追尾碰撞的运动学相较于其他类型的交通事故更容易预测，以使威胁评估和决策更加直观。

现有的车辆制动系统能够自动发现车辆可能与其他车辆、行人或其他障碍物发生碰撞时，进而发出警报或同时采取车辆制动或者车辆规避等措施，从而避免碰撞的发生。但是，现有的车辆制动系统存在无法准确控制握紧急制动的时机以及调整减速度大小，从而降低车辆的行车安全与制动舒适性的问题。例如在行驶过程中车辆感知到前方危险障碍物频繁制动可能导致后车追尾，影响驾驶感受；又例如在车辆感知到前方危险障碍物延迟制动，可能导致车辆不能及时制动，追尾前车，紧急制动的控制时机以及减速度大小是非常重要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆紧急制动方法、系统以及车辆，以解决现有的车辆制动系统由于无法准确控制握紧急制动的时机以及调整减速度大小，从而降低车辆的制动安全与制动舒适性的问题。

基于上述目的，第一方面，本发明提供了一种车辆紧急制动方法，包括：

接收环境感知模块通过车载设备获取的自车周边的环境感知信息，根据所述环境感知信息确定目标障碍物和目标状态信息；

获取自车姿态信息，并根据所述自车姿态信息和所述环境感知信息从所述目标障碍物中确定前方危险目标；

检测所述前方危险目标的运动工况，根据所述自车姿态信息和所述目标状态信息，获得所述前方危险目标为各种所述运动工况时的最小制动距离以及预计碰撞时间；

根据所述预计碰撞时间和碰撞时间阈值进行判定，并分别向人机交互模块和执行模块发送决策控制信息。

优选地，所述获取自车姿态信息，并根据所述自车姿态信息和所述环境感知信息从所述目标障碍物中确定前方危险目标，包括：

根据车身参数获得所述自车姿态信息；

根据所述环境感知信息确定所述目标障碍物的横向距离；

获取参照距离，在所述目标障碍物的横向距离处于所述参照距离的范围内时，确定所述目标障碍物为前方危险目标。

优选地，所述前方危险目标为前车；所述检测所述前方危险目标的运动工况，根据所述自车姿态信息和所述目标状态信息，获得所述前方危险目标为各种所述运动工况时的最小制动距离以及预计碰撞时间，包括：

根据所述自车姿态信息和所述目标状态信息确定所述前车的绝对速度，通过所述绝对速度确定所述前车的运动工况；其中，所述自车姿态信息包含自车速度，所述目标状态信息包含前车的相对速度；

在所述前车为静止工况时，根据所述自车姿态信息和所述目标状态信息，通过与静止工况对应的安全距离模型获得最小制动距离，并通过安全碰撞时间模型获得预计碰撞时间；

在所述前车为匀速或加速工况时，根据所述自车姿态信息和所述目标状态信息，通过与匀速或加速工况对应的安全距离模型获得最小制动距离，并通过安全碰撞时间模型获得预计碰撞时间；

在所述前车为减速工况时，根据所述自车姿态信息和所述目标状态信息，通过与减速工况对应的安全距离模型获得最小制动距离，并通过安全碰撞时间模型获得预计碰撞时间。

优选地，所述与静止工况对应的安全距离模型为：

其中，D_b为所述自车允许的最小制动距离，t_s为制动减速增长时间，v₁为所述自车的速度，a₁为所述自车的加速度，D₀为刹车时所述自车与所述前车的距离；

所述与匀速或加速工况对应的安全距离模型为：

其中，v₂为前车的速度，a₂为前车的加速度；

所述与减速工况对应的安全距离模型为：

所述安全碰撞时间模型为：

其中，Ttc为所述自车与所述前车的预计碰撞时间，V_rel为所述自车与所述前车的相对速度。

优选地，所述决策控制信息包括预警信息和制动信息；所述根据预计碰撞时间和碰撞时间阈值进行判定，并分别向人机交互模块和执行模块发送决策控制信息，包括：

获取预设预警阈值，并根据所述碰撞时间阈值和所述预设预警阈值获取预警判定值；

在检测到预计碰撞时间小于预警判定值时，将预警信息发送至人机交互模块，以使所述人机交互模块响应预警信息进行物理报警；

在检测到预计碰撞时间小于碰撞时间阈值时，通过制动力控制模型获得制动信息，并将制动信息发送至制动模块，以使所述制动模块响应制动信息进行车辆紧急制动。

优选地，所述制动信息为减速度信息；所述制动力控制模型为：

其中，a_Brak为减速度，D_safe为最小安全距离，D为本车行驶的距离，且D＜D_b。

第二方面，本发明提供了一种车辆紧急制动系统，包括环境感知模块、决策控制模块、人机交互模块和执行模块；

所述环境感知模块用于通过车载设备获取自车周边的环境感知信息，并将所述环境感知信息发送至所述决策控制模块；

所述决策控制模块用于接收所述环境感知模块发送的所述环境感知信息，根据所述环境感知信息确定目标障碍物和目标状态信息；获取自车姿态信息，并根据所述自车姿态信息和所述环境感知信息从所述目标障碍物中确定前方危险目标；检测所述前方危险目标的运动工况，根据所述自车姿态信息和所述目标状态信息，获得所述前方危险目标为各种所述运动工况时的最小制动距离以及预计碰撞时间；根据所述预计碰撞时间和碰撞时间阈值进行判定，并分别向所述人机交互模块和所述执行模块发送决策控制信息；

所述人机交互模块用于接收所述决策控制模块发出的决策控制信息，发出物理报警；

所述执行模块用于接收所述决策控制模块发出的决策控制信息，进行车辆紧急制动。

优选地，所述执行模块包括动力单元、制动单元，所述动力单元和所述制动单元用于响应所述决策控制信息中的制动信息进行车辆紧急制动。

优选地，所述执行模块包括还包括振动预警单元，所述振动预警单元用于响应所述决策控制信息中的报警信息进行振动报警。

第三方面，本发明提供了一种车辆，包括处理器和存储器，所述存储器中存储有紧急制动程序，所述紧急制动程序由处理器加载并执行以实现上述任意一项的车辆紧急制动方法。

本发明提供的车辆紧急制动方法、系统以及车辆，决策控制模块首先根据环境感知模块获取的环境感知信息确定目标障碍物和目标状态信息，结合自车姿态信息确定前方危险目标，然后检测前方危险目标的运动工况，基于不同的运动工况，根据自车姿态信息和目标状态信息计算对应的最小制动距离以及预计碰撞时间，最后根据预计碰撞时间和碰撞时间阈值进行判定，并向人机交互模块和执行模块发出决策控制信息。本发明能够准确控制紧急制动的时机，实时调整向执行模块发送的制动信息，保障了紧急制动时的安全性和舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中车辆紧急制动方法的流程图；

图2为本发明一实施例中车辆紧急制动方法中的步骤S20的流程图；

图3为本发明一实施例中车辆紧急制动方法中的步骤S30的流程图；

图4为本发明一实施例中的初始安全距离模型示意图；

图5为本发明一实施例中车辆紧急制动系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

如图1所示，本发明一实施例提供了一种车辆紧急制动方法，具体包括：

步骤S10，接收环境感知模块通过车载设备获取的自车周边的环境感知信息，根据环境感知信息确定目标障碍物和目标状态信息。

在本实施例中，车载设备包括车载雷达例如激光雷达、毫米波雷达等、摄像机、声纳以及其他用于感知周边环境的车载传感器。环境感知信息包括但不限于沿路信息、车道线信息和障碍物信息。沿路信息例如交通标志灯、道路的宽度和坡度等；车道线信息例如车道线数量、车道线位置等；障碍物信息例如前方障碍物的类型、位置、包含相对速度和加速度等的状态信息等。前方障碍物的类型包括行人和车辆等。作为优选，环境感知模块安装在车辆中心位置。

环境感知模块利用车载设备感知环境感知信息，并将感知的环境感知信息发送至决策控制模块。决策控制模块根据接收到的环境感知信息确定目标障碍物和目标状态信息。其中，决策控制模块根据接收到的环境感知信息确定目标障碍物，具体包括：当车载设备为车载雷达时，环境感知模块通过车载雷达获取自车周边的环境点云集合，并将环境点云集合发送至决策控制模块，决策控制模块根据接收到的环境点云集合确定目标障碍物。

而当车载设备为摄像头时，环境感知模块通过摄像头获取自车周边的环境图像，并将环境图像发送至决策控制模块，决策控制模块根据接收到的环境图像确定目标障碍物。

步骤S20，获取自车姿态信息，并根据自车姿态信息和环境感知信息从目标障碍物中确定前方危险目标。

作为优选，如图2所示，步骤S20具体包括：

步骤S201，根据车身参数获得自车姿态信息。

步骤S202，根据环境感知信息确定目标障碍物的横向距离。

步骤S203，获取参照距离，在目标障碍物的横向距离处于参照距离的范围内时，确定目标障碍物为前方危险目标。

在本实施例中，车身参数包括但不限于轴距、轮距、风阻系数、空车质量等车身参数预先设置在车辆紧急制动系统中，且车身参数预先存储存储器中。自车姿态信息包括但不限于自车的速度、横摆角速度、加速度、方向盘角度、仰视角等。

决策控制模块根据自车参数计算自车姿态信息，根据环境感知信息中的车道线信息和障碍物信息确定目标障碍物的横向距离和纵向距离，并将自车的车辆中心离车轮的横向距离(也即轮距的一半)认定为参照距离a，若目标障碍物的横向距离在参照距离a的范围内，也即在[-a,+a]内，则判定目标障碍物为前方危险目标。

步骤S30，检测前方危险目标的运动工况，根据自车姿态信息和目标状态信息，获得前方危险目标为各种运动工况时的最小制动距离D_b以及预计碰撞时间Ttc。

在本实施例中，在决策控制模块根据车道线信息、障碍物信息与自车姿态信息确定前方危险目前之后，决策控制模块检测前方危险目标是否为静止工况，若前方危险目标为静止工况，则根据自车姿态信息和目标状态信息，计算前方危险目标为静止工况时的最小制动距离D_b以及预计碰撞时间Ttc；而若前方危险目标不为静止工况，则进一步检测前方危险目标是否为匀速或加速工况。

若前方危险目标为匀速或加速工况，则根据自车姿态信息和目标状态信息，计算前方危险目标为匀速或加速工况时的最小制动距离D_b以及预计碰撞时间Ttc；而若前方危险目标不为匀速或加速工况，则直接判定前方危险目标为减速工况，并根据自车姿态信息和目标状态信息，计算前方危险目标为减速工况时的最小制动距离D_b以及预计碰撞时间Ttc。其中，目标状态信息包括前方危险目标的相对速度、加速度等。

作为优选，在前方危险目标为前车时，如图3所示，步骤S30具体包括：

步骤S301，根据自车姿态信息和目标状态信息确定前车的绝对速度V_b，通过绝对速度V_b确定前车的运动工况。其中，自车姿态信息包含自车速度，目标状态信息包含前车的相对速度。

在本实施例中，根据前车的相对速度和自车速度计算前车的绝对速度V_b，通过连续两个采样点或采样时刻所对应的前车的绝对速度V_b判断前车的运动工况。其中，前车的运动工况包括静止工况、匀速或加速工况、减速工况。例如，假设t₁时刻前车的绝对速度为V_t1以及t₂时刻前车的绝对速度为V_t2，将V_t1、V_t2进行比较，若V_t2＞V_t1，也即绝对速度V_b增大，则确定前车为加速工况；若V_t2＜V_t1，也即绝对速度V_b减小，则确定前车为减速工况；若V_t2＝V_t1，也即绝对速度V_b未变，则确定前车为静止工况。

步骤S302，在前车为静止工况时，根据自车姿态信息和目标状态信息，通过与静止工况对应的安全距离模型获得最小制动距离D_b，并通过安全碰撞时间模型获得预计碰撞时间Ttc。

图4所示的初始安全距离模型示意图，初始安全距离模型可以具体表示为：

D_b＝X₁+D₀-X₂ (1)

公式(1)中，D_b为自车允许的最小制动距离；X₁为自车行驶的制动距离；X₂为前车行驶的制动距离；D₀为刹车时自车与前车的距离。

基于初始安全距离模型，在步骤S302中，在前车为静止工况时，前车行驶的制动距离X₂＝0，自车允许的最小制动距离D_b为自车初速度v₁减速直至停止时的距离，此时静止工况对应的安全距离模型可以具体表示为：

公式(2)中，t_s为制动减速增长时间；v₁为自车的初速度；a₁为自车的加速度。

其中，制动减速增长时间t_s实质是制动模块的制动力从零增长到设定值的时间。刹车时自车与前车的距离D₀，可以根据传感器的特性，以及路面附着情况、天气情况等影响制动距离的因素进行设置。自车的加速度a₁可以根据灵敏度进行设置。

步骤S303，在前车为匀速或加速工况时，根据自车姿态信息和目标状态信息，通过与匀速或加速工况对应的安全距离模型获得最小制动距离D_b，并通过安全碰撞时间模型获得预计碰撞时间Ttc。

在步骤S303中，在前车为匀速或加速工况时，自车允许的最小制动距离D_b为自车末速度小于或等于前车速度时的距离，此时匀速或加速工况对应的距离模型可以具体表示为：

公式(4)中，v₂为前车的速度；a₂为前车的加速度。

步骤S304，在前车为减速工况时，根据自车姿态信息和目标状态信息，通过与减速工况对应的安全距离模型获得最小制动距离D_b，并通过安全碰撞时间模型获得预计碰撞时间Ttc。

在步骤S304中，在前车为减速工况时，自车允许的最小制动距离为自车末速度小于或等于前车速度时的距离，此时匀速或加速工况对应的距离模型可以具体表示为：

进一步地，获取自车与前车的相对速度V_rel，将自车与前车的相对速度V_rel、以及自车允许的最小制动距离D_b输入至安全碰撞时间模型中，即可获得预计碰撞时间Ttc。作为优选，安全碰撞时间模型具体表示为：

由公式(3)可知，预计碰撞时间Ttc可以为在自车允许的最小制动距离D_b下，自车与前车保持一定的相对速度行驶，直至自车与前车发生碰撞所需的时间。

可理解的，针对前车的各种运动工况，设置有与各种运动工况对应的安全距离模型，通过与前车的运动工况匹配对应的安全距离模型计算自车允许的最小制动距离D_b，进而通过安全碰撞时间模型计算预计碰撞时间Ttc。

步骤S40，根据预计碰撞时间Ttc和碰撞时间阈值H_Ttc进行判定，并分别向人机交互模块和执行模块发送决策控制信息。

作为优选，在决策控制信息包括预警信息和制动信息时，步骤S40具体包括：

步骤一，获取预设预警阈值H_wi，并根据碰撞时间阈值H_Ttc和预设预警阈值H_wi获取预警判定值E_wi。其中，预设预警阈值H_wi可以根据预警等级进行设置，且预警等级越高对应的预设预警阈值H_wi越小，相应的预设预警阈值H_wi越小。

步骤二，在检测到预计碰撞时间Ttc小于预警判定值E_wi时，将预警信息发送至人机交互模块，以使人机交互模块响应预警信息进行物理报警。

步骤三，在检测到预计碰撞时间Ttc小于碰撞时间阈值H_Ttc时，通过制动力控制模型获得制动信息，并将制动信息发送至制动模块，以使制动模块响应制动信息进行车辆紧急制动。

在本实施例中，首先获取各预警等级对应的预设预警阈值H_wi，并对计算碰撞时间阈值H_Ttc和预设预警阈值H_wi累积，得到各预警等级对应的预警判定值E_wi，即预警判定值E_wi可以表示为：E_wi＝H_Ttc+H_wi。

然后进行预警检测，将预警碰撞时间Ttc与各预警等级对应的预警判定值E_wi进行比较，确定预计碰撞时间Ttc满足的预警判定值E_wi，进而将预计碰撞时间Ttc满足的预警判定值E_wi所对应的预警等级作为预警信息输出，以使人机交互模块响应预警信息进行不同严重程度的物理报警。以预警等级设置了一级预警和二级预警，且一级预警的预警等级高于二级预警进行举例说明，假设一级预警对应的预警判定值为E_w1，二级预警对应的预警判定值为E_w2，且H_w1＜H_w2，此时可以根据预计碰撞时间Ttc、预警判定值E_w1、预警判定值E_w2按照预警等级由低至高进行预警检测：首先检测预计碰撞时间Ttc是否小于预警判定值E_w2，若Ttc≥E_w2，则无需发出报警信息，此时可以返回至步骤S10，根据环境感知信息确定下一个障碍物目标；而若Ttc＜E_w2，则再次检测预计碰撞时间Ttc是否小于E_w1，若Ttc≥E_w1，即预计碰撞时间Ttc满足不等式E_w1≤Ttc＜E_w2，则将二级预警作为预警信息输出；而若Ttc＜E_w1，则进入步骤三中的制动检测，若未触发紧急制动，则将一级预警作为预警信息输出。

最后，进行制动检测，在预计碰撞时间Ttc小于最高预警等级对应的的预警判定值时，进一步检测预警碰撞时间Ttc是否小于碰撞时间阈值H_Ttc，若Ttc＜H_Ttc，则通过制动力控制模型计算制动信息，并将制动信息发送至制动模块，而若Ttc≥H_Ttc，则无需发出制动信息。作为优选，在制动信息为减速度信息时，该制动力控制模型可以表示为：

公式(6)中，a_Brak为减速度，D_safe为最小安全距离，D为本车行驶的距离。由于当Ttc＜H_Ttc时方才产生减速度，因此本车行驶的距离D往往小于最小制动距离D_b。由公式(6)可知自车与前车的相对速度V_rel为零时的减速度大小，并将该减速度作为制动信息发送至执行模块，执行模块基于该减速度可调整液压或气压传动机构产生相应的制动力，从而达到制动的目的。

可理解的，首先检测预计碰撞时间Ttc是否小于E_wi，若Ttc＜E_wi，进一步检测预计碰撞时间Ttc是否小于碰撞时间阈值H_Ttc。此时，车辆紧急制动系统可以在提前预警的情况下，进一步进行车辆紧急制动，有利于提高用户体验。

需要说明的是，在其他实施例中，也可以检测预计碰撞时间Ttc是否小于碰撞时间阈值H_Ttc，在Ttc≥H_Ttc的情况下，再进一步检测预计碰撞时间Ttc是否小于预警判定值E_w。此时，车辆紧急制动系统在未提前预警的情况下，直接进行车辆紧急制动。

可选地，人机交互模块接收决策控制模块发送的预警信息，发出声、光报警，远程、本地记录预警信息和环境感知信息记录，便于信息管理和回溯。此外，人机交互模块可以接收系统状态信息，进行系统状态预警。其中，系统状态信息例如开启、关闭、故障等信息。

可选的，执行模块可以包括动力单元、制动单元，接收决策控制模块发送的制动信息，通过动力单元和制动单元进行车辆紧急制动。其中，动力单元例如电机、发动机、节气门等。

可选的，执行模块还包括振动预警单元，接收决策控制模块发送的预警信息，通过振动预警单元进行振动预警。其中，振动预警单元例如方向盘、安全带等。

需要说明的是，在本发明的上述实施例中，是以决策控制模块作为该车辆紧急制动方法中各个步骤的执行主体，而在本发明的其他实施例中，也可以用整个车辆紧急制动系统作为该车辆紧急制动方法中各个步骤的为执行主体。

综上所述，本实施例的车辆紧急制动方法，决策控制模块首先根据环境感知模块获取的环境感知信息确定目标障碍物和目标状态信息，结合自车姿态信息确定前方危险目标，然后检测前方危险目标的运动工况，基于不同的运动工况，根据自车姿态信息和目标状态信息计算对应的最小制动距离以及预计碰撞时间，最后根据预计碰撞时间和碰撞时间阈值进行判定，并向人机交互模块和执行模块发出决策控制信息。本实施例的车辆紧急制动方法，能够准确控制紧急制动的时机，实时调整向执行模块发送的制动信息，保障了紧急制动时的安全性和舒适性。

如图5所示，本发明一实施例还提供了一种车辆紧急制动系统，包括环境感知模块110、决策控制模块120、人机交互模块130和执行模块140。

环境感知模块110用于通过车载设备获取自车周边的环境感知信息，并将环境感知信息发送至决策控制模块120。

决策控制模块120用于接收环境感知模块110发送的环境感知信息，根据环境感知信息确定目标障碍物和目标状态信息；获取自车姿态信息，并根据自车姿态信息和环境感知信息从目标障碍物中确定前方危险目标；检测前方危险目标的运动工况，根据自车姿态信息和目标状态信息，获得前方危险目标为各种运动工况时的最小制动距离以及预计碰撞时间；根据预计碰撞时间和碰撞时间阈值进行判定，并分别向人机交互模块和执行模块发送决策控制信息。

人机交互模块130用于接收决策控制模块120发出的决策控制信息，发出物理报警。

执行模块140用于接收决策控制模块120发出的决策控制信息，进行车辆紧急制动。

进一步地，人机交互模块130还用于接收系统状态信息。

进一步地，执行模块140包括动力单元、制动单元，动力单元和制动单元用于响应决策控制信息中的制动信息进行车辆紧急制动。

进一步地，执行模块140还包括振动预警单元，振动预警单元用于响应决策控制信息中的报警信息进行振动报警。

上述实施例中的车辆紧急制动系统用于实现前述任意一实施例中的车辆紧急制动方法，该车辆紧急制动系统，决策控制模块首先根据环境感知模块获取的环境感知信息确定目标障碍物和目标状态信息，结合自车姿态信息确定前方危险目标，然后检测前方危险目标的运动工况，基于不同的运动工况，根据自车姿态信息和目标状态信息计算对应的最小制动距离以及预计碰撞时间，最后根据预计碰撞时间和碰撞时间阈值进行判定，并向人机交互模块和执行模块发出决策控制信息。本实施例的车辆紧急制动系统，能够准确控制紧急制动的时机，实时调整向执行模块发送的制动信息，保障了紧急制动时的安全性和舒适性。

此外，本发明实施例还提供了一种车辆，该车辆包括存储器和处理器，存储器中存储有车辆紧急制动程序，车辆紧急制动程序由处理器加载并执行以实现上述实施例中的任意一实施例中的车辆紧急制动方法。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明实施例的，不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆紧急制动方法，其特征是，包括：

接收环境感知模块通过车载设备获取的自车周边的环境感知信息，根据所述环境感知信息确定目标障碍物和目标状态信息；

获取自车姿态信息，并根据所述自车姿态信息和所述环境感知信息从所述目标障碍物中确定前方危险目标；

检测所述前方危险目标的运动工况，根据所述自车姿态信息和所述目标状态信息，获得所述前方危险目标为各种所述运动工况时的最小制动距离以及预计碰撞时间；

根据所述预计碰撞时间和碰撞时间阈值进行判定，并分别向人机交互模块和执行模块发送决策控制信息。

2.根据权利要求1所述的车辆紧急制动方法，其特征在于，所述获取自车姿态信息，并根据所述自车姿态信息和所述环境感知信息从所述目标障碍物中确定前方危险目标，包括：

根据车身参数获得所述自车姿态信息；

根据所述环境感知信息确定所述目标障碍物的横向距离；

获取参照距离，在所述目标障碍物的横向距离处于所述参照距离的范围内时，确定所述目标障碍物为前方危险目标。

3.根据权利要求1所述的车辆紧急制动方法，其特征在于，所述前方危险目标为前车；

所述检测所述前方危险目标的运动工况，根据所述自车姿态信息和所述目标状态信息，获得所述前方危险目标为各种所述运动工况时的最小制动距离以及预计碰撞时间，包括：

根据所述自车姿态信息和所述目标状态信息确定所述前车的绝对速度，通过所述绝对速度确定所述前车的运动工况；其中，所述自车姿态信息包含自车速度，所述目标状态信息包含前车的相对速度；

在所述前车为静止工况时，根据所述自车姿态信息和所述目标状态信息，通过与静止工况对应的安全距离模型获得最小制动距离，并通过安全碰撞时间模型获得预计碰撞时间；

在所述前车为匀速或加速工况时，根据所述自车姿态信息和所述目标状态信息，通过与匀速或加速工况对应的安全距离模型获得最小制动距离，并通过安全碰撞时间模型获得预计碰撞时间；

在所述前车为减速工况时，根据所述自车姿态信息和所述目标状态信息，通过与减速工况对应的安全距离模型获得最小制动距离，并通过安全碰撞时间模型获得预计碰撞时间。

4.根据权利要求3所述的车辆紧急制动方法，其特征在于，所述与静止工况对应的安全距离模型为：

其中，D_b为所述自车允许的最小制动距离，t_s为制动减速增长时间，v₁为所述自车的速度，a₁为所述自车的加速度，D₀为刹车时所述自车与所述前车的距离；

所述与匀速或加速工况对应的安全距离模型为：

其中，v₂为前车的速度，a₂为前车的加速度；

所述与减速工况对应的安全距离模型为：

所述安全碰撞时间模型为：

其中，Ttc为所述自车与所述前车的预计碰撞时间，V_rel为所述自车与所述前车的相对速度。

5.根据权利要求1所述的车辆紧急制动方法，其特征在于，所述决策控制信息包括预警信息和制动信息；

所述根据预计碰撞时间和碰撞时间阈值进行判定，并分别向人机交互模块和执行模块发送决策控制信息，包括：

获取预设预警阈值，并根据所述碰撞时间阈值和所述预设预警阈值获取预警判定值；

在检测到预计碰撞时间小于预警判定值时，将预警信息发送至人机交互模块，以使所述人机交互模块响应预警信息进行物理报警；

在检测到预计碰撞时间小于碰撞时间阈值时，通过制动力控制模型获得制动信息，并将制动信息发送至制动模块，以使所述制动模块响应制动信息进行车辆紧急制动。

6.根据权利要求5所述的车辆紧急制动方法，其特征在于，所述制动信息为减速度信息；所述制动力控制模型为：

其中，a_Brak为减速度，D_safe为最小安全距离，D为本车行驶的距离，且D＜D_b。

7.一种车辆紧急制动系统，其特征在于，包括环境感知模块、决策控制模块、人机交互模块和执行模块；

所述环境感知模块用于通过车载设备获取自车周边的环境感知信息，并将所述环境感知信息发送至所述决策控制模块；

所述决策控制模块用于接收所述环境感知模块发送的所述环境感知信息，根据所述环境感知信息确定目标障碍物和目标状态信息；获取自车姿态信息，并根据所述自车姿态信息和所述环境感知信息从所述目标障碍物中确定前方危险目标；检测所述前方危险目标的运动工况，根据所述自车姿态信息和所述目标状态信息，获得所述前方危险目标为各种所述运动工况时的最小制动距离以及预计碰撞时间；根据所述预计碰撞时间和碰撞时间阈值进行判定，并分别向所述人机交互模块和所述执行模块发送决策控制信息；

所述人机交互模块用于接收所述决策控制模块发出的决策控制信息，发出物理报警；

所述执行模块用于接收所述决策控制模块发出的决策控制信息，进行车辆紧急制动。

8.如权利要求7所示的车辆紧急制动系统，所述执行模块包括动力单元、制动单元，所述动力单元和所述制动单元用于响应所述决策控制信息中的制动信息进行车辆紧急制动。

9.如权利要求7所示的车辆紧急制动系统，所述执行模块包括还包括振动预警单元，所述振动预警单元用于响应所述决策控制信息中的报警信息进行振动报警。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括处理器和存储器，所述存储器中存储有紧急制动程序，所述紧急制动程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至6任意一项所述的车辆紧急制动方法。

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