CN115214570A - 一种结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法及系统，其中所述方法包括：获取自车前方的目标障碍物的行驶特征数据；对所述目标障碍物的行驶特征数据进行防碰距离解析，得到第一危险系数；对所述目标障碍物的行驶特征数据进行防碰时间解析，得到第二危险系数；对所述第一危险系数和所述第二危险系数进行耦合判断，得到自车的分级制动切换控制策略。本发明通过将自车与目标障碍物之间的防碰距离和防碰时间作为制定自车分级制动切换控制策略的双重参考依据，使得AEB系统可以实时执行更加可靠的制动状态切换动作，进而使得驾驶员在自车制动过程中更加安全舒适。

Description

一种结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法及系统
技术领域
本发明涉及车辆制动控制技术领域，具体是涉及一种结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法及系统。
背景技术
随着自动驾驶技术的发展，越来越多的车辆配备AEB(Autonomous EmergencyBraking，自动紧急制动)系统，可以在车辆发生碰撞危险时及时代替驾驶员开始制动操作以避免车辆发生追尾事故。目前技术人员对AEB系统的研究改进仅注重于安全性问题，往往忽略驾驶员在车辆制动过程中的舒适性问题，即在制定自车分级制动切换控制策略时往往仅将自车与目标障碍物之间的防碰距离作为主要参考依据，AEB系统运行时的适用性和可靠性有待提高。
发明内容
本发明提供一种结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
本发明实施例提供一种结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法，所述方法包括：
获取自车前方的目标障碍物的行驶特征数据；
对所述目标障碍物的行驶特征数据进行防碰距离解析，得到第一危险系数；
对所述目标障碍物的行驶特征数据进行防碰时间解析，得到第二危险系数；
对所述第一危险系数和所述第二危险系数进行耦合判断，得到自车的分级制动切换控制策略。
进一步地，所述获取自车前方的目标障碍物的行驶特征数据包括：
利用摄像头获取目标障碍物的图像特征数据，再基于YOLO算法将所述目标障碍物的图像特征数据以目标框的形式表示在所述摄像头所在的像素坐标系下，得到单个障碍物目标框；
利用毫米波雷达获取自车前方的所有障碍物的物理特征数据，再将所述所有障碍物的物理特征数据以检测框的形式映射到所述像素坐标系下进行表示，得到多个障碍物检测框；
将所述多个障碍物检测框与所述单个障碍物目标框进行匹配度检测，从中筛选出匹配度最高的一个障碍物检测框，再将该障碍物检测框所对应的障碍物的物理特征数据作为所述目标障碍物的行驶特征数据输出。
进一步地，所述目标障碍物的行驶特征数据包括所述目标障碍物与自车之间的相对速度以及所述目标障碍物与自车之间的相对距离。
进一步地，所述第一危险系数的计算公式为：
Figure BDA0003705066900000021
其中，Va为自车速度，Vb为所述目标障碍物的速度，Ta为驾驶员反应阶段时间，Tb为制动器协调阶段时间，Tc为减速度增长阶段时间，a为制动减速度，S0为自车制动阶段结束后距离所述目标障碍物的最小安全距离，D为自车制动过程中距离所述目标障碍物的最小行车安全距离，DB为报警安全距离，DA为所述目标障碍物与自车之间的相对距离，ε为第一危险系数。
进一步地，所述第二危险系数的计算公式为：iTTC＝(Va-Vb)/DA，其中的iTTC为第二危险系数，(Vd-Va)指的是所述目标障碍物与自车之间的相对速度。
进一步地，自车的分级制动切换控制策略具体表现为：
自车当前处于一级制动状态：当1.2<ε≤1.8时，自车从一级制动状态切换为二级制动状态；当ε≤0.2时，自车从一级制动状态切换为五级制动状态；
自车当前处于二级制动状态：当ε>1.8时，自车从二级制动状态切换为一级制动状态；当iTTC>3时，自车从二级制动状态切换为五级制动状态；当0.5<ε≤1.2时，自车从二级制动状态切换为三级制动状态；
自车当前处于三级制动状态：当ε>1.2时，自车从三级制动状态切换为二级制动状态；当iTTC>2时，自车从三级制动状态切换为五级制动状态；当0.2<ε≤0.5时，自车从三级制动状态切换为四级制动状态；
自车当前处于四级制动状态：当ε>0.5时，自车从四级制动状态切换为三级制动状态；当iTTC>1.5或者ε≤0.2或者DA<12m时，自车从四级制动状态切换为五级制动状态；
自车当前处于五级制动状态：当Va＝0时，自车从五级制动状态切换为一级制动状态。
进一步地，自车的分级制动状态具体表现为：
当自车处于一级制动状态时，制动减速度设置为a＝0；
当自车处于二级制动状态时，采用轻微声光报警与轻微震动相结合的方式，制动减速度设置为a＝1m/s2；
当自车处于三级制动状态时，采用轻微声光报警与轻微震动相结合的方式，制动减速度设置为a＝1.5m/s2；
当自车处于四级制动状态时，采用强烈声光报警与强烈震动相结合的方式，制动减速度设置为a＝3m/s2；
当自车处于五级制动状态时，采用强烈声光报警与强烈震动相结合的方式，制动减速度设置为a＝5m/s2。
另外，本发明实施例还提供一种结合距离和时间因素的车辆分级制动控制系统，所述系统包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现实现上述任一项所述的结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法。
本发明至少具有以下有益效果：通过将毫米波雷达所采集到的物理特征数据与摄像头所采集到的图像特征数据进行融合分析，可以得到更为准确的目标障碍物信息，弥补现有技术中仅采用单个传感器所带来的误报虚报率高的缺陷。通过在制定自车分级制动切换控制策略时将自车与目标障碍物之间的防碰距离以及自车与目标障碍物之间的防碰时间作为双重参考依据，使得AEB系统可以实时执行更加可靠的制动状态切换动作，进而使得驾驶员在自车制动过程中更加安全舒适。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1是本发明实施例中的一种结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中的一种目标障碍物的行驶特征数据获取方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。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。
请参考图1，图1是本发明实施例提供的一种结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法的流程示意图，所述方法包括如下步骤：
S100、获取自车前方的目标障碍物的行驶特征数据，其中所述目标障碍物的行驶特征数据包括所述目标障碍物与自车之间的相对速度以及所述目标障碍物与自车之间的相对距离。
在实施此步骤S100时需要借助到毫米波雷达和摄像头，为确保毫米波雷达的测量精度，将毫米波雷达水平安装在自车中轴线的标志牌上且前方无遮挡物，同时确保毫米波雷达距离地面有一定的高度，使得毫米波雷达可以有效地朝向自车行驶时的前方发射毫米波；此外，将摄像头安装在自车中轴线的前挡风玻璃上且不影响驾驶员的视线，使得摄像头可以有效地采集自车行驶时的前方场景图像；当然，本发明实施例对毫米波雷达和摄像头的安装位置不作限制。
在此基础上，将毫米波雷达通过PCAN(即CAN转USB接口)与自车工控机连接，将摄像头通过USB接口与自车工控机连接，由此搭建实施此步骤S100的硬件结构，利用自车工控机完成对毫米波雷达所输出的检测数据以及摄像头所输出的图像数据进行融合分析处理，进而获取所述目标障碍物的行驶特征数据。
在本发明实施例中，如图2所示，此步骤S100的实施过程包括如下步骤：
S110、利用摄像头获取目标障碍物的图像特征数据，再基于YOLO算法将所述目标障碍物的图像特征数据以目标框的形式表示在所述摄像头所在的像素坐标系下，得到单个障碍物目标框；
S120、利用毫米波雷达获取自车前方的所有障碍物的物理特征数据，再将所述所有障碍物的物理特征数据以检测框的形式映射到所述像素坐标系下进行表示，得到多个障碍物检测框；
S130、将所述多个障碍物检测框与所述单个障碍物目标框进行匹配度检测，从中筛选出匹配度最高的一个障碍物检测框，再将该障碍物检测框所对应的障碍物的物理特征数据作为所述目标障碍物的行驶特征数据输出。
在上述步骤S120中，具体实施过程包括如下步骤：
(1)基于毫米波雷达设置有64个采集通道，对毫米波雷达所采集到的64个通道数据进行无效数据滤除，得到所有障碍物的物理特征数据，其中每一个障碍物的物理特征数据包括该障碍物与自车之间的相对距离以及该障碍物与自车之间的相对速度，其中所述所有障碍物指的是位于自车前方的所有车辆。
具体的，设定毫米波雷达的采集周期数为M且确保每一个采集周期可获取到64个通道数据，每一个通道数据允许携带一个障碍物的物理特征数据，从第四个采集周期开始计算，首先对毫米波雷达所采集到的64个通道数据进行清零处理后，得到不为零的64-N个通道数据，其中N为置零的通道数据数量；再将不为零的64-N个通道数据分别与前三个采集周期所对应的通道数据进行对比，进而将不为零的64-N个通道数据中不符合判断条件的所有通道数据进行删除处理；按照上述方法循环执行直至完成对最后一个采集周期所获取到的64个通道数据的无效数据滤除处理，此时将最后一个采集周期所获取到的64个通道数据在经过清零和判断筛选后所保留下来的所有通道数据作为所有障碍物的物理特征数据输出；其中所述判断条件如下：
Figure BDA0003705066900000051
式中，
Figure BDA0003705066900000061
为在第j个采集周期下的第n个通道数据所携带的障碍物与自车之间的相对距离，
Figure BDA0003705066900000062
为在第j个采集周期下的第n个通道数据所携带的障碍物与自车之间的相对速度，d0为设定的相对距离阈值，v0为设定的相对速度阈值，其中4≤k≤M，1≤n≤64。
需要说明的是，上述步骤(1)的实施目的在于：毫米波雷达存在回波能量不均匀等自身工作特性会导致出现虚检、漏检的现象，加之在道路不平坦、道路湿滑等外界环境影响下会造成自车行驶颠簸，从而造成毫米波雷达在实际使用时的不稳定性，由此使得毫米波雷达在每一采集周期所获取到的64个通道数据中除了携带有障碍物的物理特征数据之外，还可能携带着无效的噪声干扰数据，此类无效的噪声干扰数据可能出现在某几个采集周期内，若不通过所述判断条件进行剔除，将被视为一个有效的障碍物的物理特征数据输出。
(2)根据每一个障碍物的物理特征数据所关联的障碍物数据点，将该障碍物数据点从毫米波雷达坐标系转换到相机坐标系下进行表示，具体如下：
Figure BDA0003705066900000063
其中，(Xc,Yc,Zc)为该障碍物数据点在相机坐标系下的三维坐标信息，α为毫米波雷达坐标系相对于相机坐标系的俯仰角，β为毫米波雷达坐标系相对于相机坐标系的航向角，γ为毫米波雷达坐标系相对于相机坐标系的翻滚角，(Xr,Yr,Zr)为该障碍物数据点在毫米波雷达坐标系下的三维坐标信息，由于毫米波雷达扫描得到的障碍物数据点实际上为二维数据点，即毫米波雷达无法输出高度信息，因此本发明实施例设定Zr为毫米波雷达安装在自车时距离地面的高度值，Xo为毫米波雷达坐标系与相机坐标系之间在X轴方向上的距离差值，Yo为毫米波雷达坐标系与相机坐标系之间在Y轴方向上的距离差值，Zo为毫米波雷达坐标系与相机坐标系之间在Z轴方向上的距离差值。
(3)将该障碍物数据点从相机坐标系转换到所述摄像头所在的像素坐标系下进行表示，具体如下：
Figure BDA0003705066900000064
其中，(u,v)为该障碍物数据点在像素坐标系下的二维坐标信息，fx、fy、u0和v0统称为相机内参，fx＝F/dx，fy＝F/dy，F为镜头焦距长度，dx为在像素坐标系的X轴方向上的单位像素尺寸，dy为在像素坐标系的Y轴方向上的单位像素尺寸，u0为图像中心像素坐标与图像原点像素坐标之间相差的横向像素数，v0为图像中心像素坐标与图像原点像素坐标之间相差的纵向像素数。
(4)在所述像素坐标系下，创建该障碍物数据点所在的障碍物检测框为：
Figure BDA0003705066900000071
其中，w为该障碍物数据点所在的障碍物检测框的宽度，h为该障碍物数据点所在的障碍物检测框的高度，R为该障碍物数据点所关联的障碍物与自车之间的相对距离，θ为该障碍物数据点所关联的障碍物与自车之间的相对角度，可以通过自车安装的毫米波雷达直接检测到，W为该障碍物数据点所关联的障碍物的宽度，β1为该障碍物数据点所关联的障碍物的宽高比系数，(x,y)为该障碍物数据点的所在检测框的最左上角在像素坐标系下的二维坐标信息。
需要说明的是，上述步骤(2)至步骤(4)应当被多次执行，以得到上述步骤(1)所获取到的每一个障碍物的物理特征数据所对应的障碍物检测框。
在上述步骤S130中，具体实施过程包括：首先，根据现有目标检测算法中经常采用的交并比(IoU，Intersection over Union)的定义，计算出所述多个障碍物检测框中的每一个障碍物检测框与所述单个障碍物目标框之间的交并比，进而从所述多个障碍物检测框中筛选出与所述单个障碍物目标框存在重叠关系的所有障碍物检测框；其次，从该所有障碍物检测框中获取与所述单个障碍物目标框之间满足中心距离最近的一个障碍物检测框，说明该障碍物检测框与所述单个障碍物目标框的匹配度最高，再将该障碍物检测框所对应的障碍物的物理特征数据作为所述目标障碍物的行驶特征数据输出。
S200、对所述目标障碍物的行驶特征数据进行防碰距离解析，得到第一危险系数，相应的计算公式为：
Figure BDA0003705066900000081
其中，Va为自车速度，可以通过在自车安装速度传感器进行采集获取，Vb为所述目标障碍物的速度，可以结合自车速度Va与毫米波雷达所检测到的相对速度进行计算获取，Ta为驾驶员反应阶段时间，Tb为制动器协调阶段时间，Tc为减速度增长阶段时间，a为制动减速度，S0为自车制动阶段结束后距离所述目标障碍物的最小安全距离，D为自车制动过程中距离所述目标障碍物的最小行车安全距离，DB为报警安全距离，DA为所述目标障碍物与自车之间的相对距离，ε为第一危险系数。
需要说明的是，自车的制动过程实际体现为从驾驶员意识到危险状况后开始控制车辆维持稳定的制动压力直到车辆完全停止的这一过程，可以划分成驾驶员反应阶段、制动器协调阶段、减速度增长阶段和匀减速阶段这四个阶段，本发明实施例在计算所述第一危险系数之前会优先统计上述各个阶段的时长。
在本发明实施例中，当驾驶员发现自车前方有静止或者低速行驶的所述目标障碍物时，会在适当时机进行制动操作直到自车完全停止或者与所述目标障碍物保持相同车速进行跟车行驶；在自车开始减速直到其速度小于或者等于所述目标障碍物的速度这一期间需要维持一定安全车距以确保自车的行车安全，此时近似将自车制动直至停车时的行驶距离看作自车制动过程中距离所述目标障碍物的最小行车安全距离，以此作为判断自车与所述目标障碍物之间的碰撞危险程度的依据之一，也就是作为影响所述第一危险系数的重要因素之一。
S300、对所述目标障碍物的行驶特征数据进行防碰时间解析，得到第二危险系数，相应的计算公式为：iTTC＝(Va-Vb)/DA，其中的iTTC为第二危险系数，(Vb-Va)指的是所述目标障碍物与自车之间的相对速度，且当iTTC≤0时，自车与所述目标障碍物之间无碰撞危险，当iTTC>0时，自车与所述目标障碍物之间的碰撞危险程度与iTTC的值大小成正比例关系。
需要说明的是，所述第二危险系数iTTC实际为碰撞时间TTC的倒数，表示自车与所述目标障碍物在保持各自当前速度行驶以及保持各自行驶轨迹不发生变化的前提下发生碰撞的预测时间。
S400、对所述第一危险系数和所述第二危险系数进行耦合判断，得到自车的分级制动切换控制策略，具体表现如下：
自车当前处于一级制动状态：当1.2<ε≤1.8时，自车从一级制动状态切换为二级制动状态；当ε≤0.2时，自车从一级制动状态切换为五级制动状态；
自车当前处于二级制动状态：当ε>1.8时，自车从二级制动状态切换为一级制动状态；当iTTC>3时，自车从二级制动状态切换为五级制动状态；当0.5<ε≤1.2时，自车从二级制动状态切换为三级制动状态；
自车当前处于三级制动状态：当ε>1.2时，自车从三级制动状态切换为二级制动状态；当iTTC>2时，自车从三级制动状态切换为五级制动状态；当0.2<ε≤0.5时，自车从三级制动状态切换为四级制动状态；
自车当前处于四级制动状态：当ε>0.5时，自车从四级制动状态切换为三级制动状态；当iTTC>1.5或者ε≤0.2或者DA<12m时，自车从四级制动状态切换为五级制动状态；
自车当前处于五级制动状态：当Va＝0时，自车从五级制动状态切换为一级制动状态。
在本发明实施例中，自车的分级制动状态具体表现为：当自车处于一级制动状态时，说明自车处于安全状态，制动减速度设置为a＝0；当自车处于二级制动状态时，采用轻微声光报警与轻微震动相结合的方式，制动减速度设置为a＝1m/s2；当自车处于三级制动状态时，采用轻微声光报警与轻微震动相结合的方式，制动减速度设置为a＝1.5m/s2；当自车处于四级制动状态时，采用强烈声光报警与强烈震动相结合的方式，制动减速度设置为a＝3m/s2；当自车处于五级制动状态时，采用强烈声光报警与强烈震动相结合的方式，制动减速度设置为a＝5m/s2。
在本发明实施例中，上述步骤S200至步骤S400同样是在自车工控机内完成的，并且基于自车工控机通过CAN总线与自车嵌入式底盘控制器连接，利用自车嵌入式底盘控制器可对自车工控机所输出的自车当前制动控制策略进行及时响应，从而对自车制动踏板所连接的驱动电机以及自车电子油门作出相应的制动控制。
在本发明实施例中，通过将毫米波雷达所采集到的物理特征数据与摄像头所采集到的图像特征数据进行融合分析，可以得到更为准确的目标障碍物信息，弥补现有技术中仅采用单个传感器所带来的误报虚报率高的缺陷。通过在制定自车分级制动切换控制策略时将自车与目标障碍物之间的防碰距离以及自车与目标障碍物之间的防碰时间作为双重参考依据，使得AEB系统可以实时执行更加可靠的制动状态切换动作，进而使得驾驶员在自车制动过程中更加安全舒适。
另外，本发明实施例还提供一种结合距离和时间因素的车辆分级制动控制系统，所述系统包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上述任一实施例所述的结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法。
上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所实现的功能与上述方法实施例相同，并且所达到的有益效果与上述方法实施例相同。
所述处理器可以是中央处理单元(Central-Processing-Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital-Signal-Processor，DSP)、专用集成电路(Application-Specific-Integrated-Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable-Gate-Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述结合距离和时间因素的车辆分级制动控制系统的控制中心，利用各种接口和线路连接整个一种结合距离和时间因素的车辆分级制动控制系统可运行装置的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述结合距离和时间因素的车辆分级制动控制系统的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中：存储程序区用于存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区用于存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart-Media-Card，SMC)，安全数字(Secure-Digital，SD)卡，闪存卡(Flash-Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件或者其他易失性固态存储器件。
尽管本申请的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求，考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本申请的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本申请进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本申请的非实质性改动仍可代表本申请的等效改动。

Claims (8)

1.一种结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取自车前方的目标障碍物的行驶特征数据；
对所述目标障碍物的行驶特征数据进行防碰距离解析，得到第一危险系数；
对所述目标障碍物的行驶特征数据进行防碰时间解析，得到第二危险系数；
对所述第一危险系数和所述第二危险系数进行耦合判断，得到自车的分级制动切换控制策略。
2.根据权利要求1所述的结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法，其特征在于，所述获取自车前方的目标障碍物的行驶特征数据包括：
利用摄像头获取目标障碍物的图像特征数据，再基于YOLO算法将所述目标障碍物的图像特征数据以目标框的形式表示在所述摄像头所在的像素坐标系下，得到单个障碍物目标框；
利用毫米波雷达获取自车前方的所有障碍物的物理特征数据，再将所述所有障碍物的物理特征数据以检测框的形式映射到所述像素坐标系下进行表示，得到多个障碍物检测框；
将所述多个障碍物检测框与所述单个障碍物目标框进行匹配度检测，从中筛选出匹配度最高的一个障碍物检测框，再将该障碍物检测框所对应的障碍物的物理特征数据作为所述目标障碍物的行驶特征数据输出。
3.根据权利要求1所述的结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法，其特征在于，所述目标障碍物的行驶特征数据包括所述目标障碍物与自车之间的相对速度以及所述目标障碍物与自车之间的相对距离。
4.根据权利要求3所述的结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法，其特征在于，所述第一危险系数的计算公式为：
Figure FDA0003705066890000011
其中，Va为自车速度，Vb为所述目标障碍物的速度，Ta为驾驶员反应阶段时间，Tb为制动器协调阶段时间，Tc为减速度增长阶段时间，a为制动减速度，S0为自车制动阶段结束后距离所述目标障碍物的最小安全距离，D为自车制动过程中距离所述目标障碍物的最小行车安全距离，DB为报警安全距离，DA为所述目标障碍物与自车之间的相对距离，ε为第一危险系数。
5.根据权利要求4所述的结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法，其特征在于，所述第二危险系数的计算公式为：iTTC＝(Va-Vb)/DA，其中的iTTC为第二危险系数，(Vb-Va)指的是所述目标障碍物与自车之间的相对速度。
6.根据权利要求5所述的结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法，其特征在于，自车的分级制动切换控制策略具体表现为：
自车当前处于一级制动状态：当1.2<ε≤1.8时，自车从一级制动状态切换为二级制动状态；当ε≤0.2时，自车从一级制动状态切换为五级制动状态；
自车当前处于二级制动状态：当ε>1.8时，自车从二级制动状态切换为一级制动状态；当iTTC>3时，自车从二级制动状态切换为五级制动状态；当0.5<ε≤1.2时，自车从二级制动状态切换为三级制动状态；
自车当前处于三级制动状态：当ε>1.2时，自车从三级制动状态切换为二级制动状态；当iTTC>2时，自车从三级制动状态切换为五级制动状态；当0.2<ε≤0.5时，自车从三级制动状态切换为四级制动状态；
自车当前处于四级制动状态：当ε>0.5时，自车从四级制动状态切换为三级制动状态；当iTTC>1.5或者ε≤0.2或者DA<12m时，自车从四级制动状态切换为五级制动状态；
自车当前处于五级制动状态：当Va＝0时，自车从五级制动状态切换为一级制动状态。
7.根据权利要求6所述的结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法，其特征在于，自车的分级制动状态具体表现为：
当自车处于一级制动状态时，制动减速度设置为a＝0；
当自车处于二级制动状态时，采用轻微声光报警与轻微震动相结合的方式，制动减速度设置为a＝1m/s2；
当自车处于三级制动状态时，采用轻微声光报警与轻微震动相结合的方式，制动减速度设置为a＝1.5m/s2；
当自车处于四级制动状态时，采用强烈声光报警与强烈震动相结合的方式，制动减速度设置为a＝3m/s2；
当自车处于五级制动状态时，采用强烈声光报警与强烈震动相结合的方式，制动减速度设置为a＝5m/s2。
8.一种结合距离和时间因素的车辆分级制动控制系统，其特征在于，所述系统包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1至7中任意一项所述的结合距离和时间因素的车辆分级制动控制方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115900688A (zh) * 2023-02-01 2023-04-04 安徽信息工程学院 一种用于自动驾驶的高精度地图视觉定位方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004106701A (ja) * 2002-09-18 2004-04-08 Toyota Motor Corp 危険障害物判定装置
DE102006030686A1 (de) * 2006-07-04 2008-01-10 Volkswagen Ag Vorrichtung und Verfahren zur Bremskraftunterstützung für eine Not- oder Zielbremsung
CN102476637A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 郑钦祥 汽车智能防追撞控制器
KR20150055852A (ko) * 2013-11-14 2015-05-22 현대모비스 주식회사 중립 주차 상태에서 전자 주차 브레이크 제어 장치 및 방법
US20170210381A1 (en) * 2016-01-26 2017-07-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle collision avoidance assist system
CN110395251A (zh) * 2019-06-27 2019-11-01 驭势（上海）汽车科技有限公司 一种基于多传感器融合数据的自动紧急制动决策方法
CN111469835A (zh) * 2019-01-22 2020-07-31 观致汽车有限公司 基于拓扑地图的车辆辅助驾驶系统和方法
CN111796286A (zh) * 2020-06-24 2020-10-20 中国第一汽车股份有限公司 一种制动等级的评估方法、装置、车辆和存储介质
US20210179039A1 (en) * 2019-12-11 2021-06-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Braking assistance apparatus for a vehicle

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004106701A (ja) * 2002-09-18 2004-04-08 Toyota Motor Corp 危険障害物判定装置
DE102006030686A1 (de) * 2006-07-04 2008-01-10 Volkswagen Ag Vorrichtung und Verfahren zur Bremskraftunterstützung für eine Not- oder Zielbremsung
CN102476637A (zh) * 2010-11-30 2012-05-30 郑钦祥 汽车智能防追撞控制器
KR20150055852A (ko) * 2013-11-14 2015-05-22 현대모비스 주식회사 중립 주차 상태에서 전자 주차 브레이크 제어 장치 및 방법
US20170210381A1 (en) * 2016-01-26 2017-07-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle collision avoidance assist system
CN111469835A (zh) * 2019-01-22 2020-07-31 观致汽车有限公司 基于拓扑地图的车辆辅助驾驶系统和方法
CN110395251A (zh) * 2019-06-27 2019-11-01 驭势（上海）汽车科技有限公司 一种基于多传感器融合数据的自动紧急制动决策方法
US20210179039A1 (en) * 2019-12-11 2021-06-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Braking assistance apparatus for a vehicle
CN111796286A (zh) * 2020-06-24 2020-10-20 中国第一汽车股份有限公司 一种制动等级的评估方法、装置、车辆和存储介质

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115900688A (zh) * 2023-02-01 2023-04-04 安徽信息工程学院 一种用于自动驾驶的高精度地图视觉定位方法
CN115900688B (zh) * 2023-02-01 2024-04-16 安徽信息工程学院 一种用于自动驾驶的高精度地图视觉定位方法

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