CN115817422B - 一种新能源汽车自动安全驾驶的车身制动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新能源汽车自动安全驾驶的车身制动控制系统，涉及自动驾驶技术领域，解决了未根据前车是否车道变向进行分析并对本车作出一系列措施和未对前车的刹车状态进行分析以提前进行应对处理的技术问题，对前车处于的某种刹车状态进行判定，并根据不同的判定结果，错位分析端对处于正常错位的前车进行分析，得到对应的错位时长，再根据本车时速以及对应的距离参数得到属于本车的行径时长，将错位时长和行径时长进行统一分析处理，判定本车是否需要进行减速，可保证本车的正常驾驶，保持安全行驶距离，后续再进行提速时会造成能源损耗，前车错位时，完全错位后并不会对本车造成阻挡，故并不需要进行预减速处理，提升驾驶人员的驾驶体验。

Description

一种新能源汽车自动安全驾驶的车身制动控制系统

技术领域

本发明属于自动驾驶技术领域，具体是一种新能源汽车自动安全驾驶的车身制动控制系统

背景技术

自动驾驶系统系统采用先进的通信、计算机、网络和控制系统，对新能源汽车实现实时、连续控制，采用现代通信手段，直接面对新能源汽车，可实现车地间的双向数据通信，传输速率快，信息量大，后续追踪新能源汽车和控制中心可以及时获知前行汽车的确切位置，使得运行管理更加灵活，控制更为有效。

专利公开号为CN104002808A的发明公开了一种汽车主动防碰撞自动制动控制系统及工作方法，所述的系统包括行人信息获取和处理模块、行车安全状态判断模块及自动控制模块；所述的方法包括以下步骤：获取车辆前方行人信息、进行行车安全状态判断和进行自动控制。本发明对积分I、比例P和微分D分别采用了不同的学习速率μI、μP、μD以便对不同的权系数分别进行调整，加权系数的在线修正不完全根据神经网络学习算法，而是参考实际情况制定的，能够更好的满足实时性和准确性的要求。本发明基于滑模控制和单神经元PID控制设计了具有上下两层结构的控制系统，能够有效抑制系统抖振现象，克服外界干扰的影响，实现了车辆为避撞行人而进行的自动停车控制，保证了车辆行驶的安全性。

随着时代的发展，新能源汽车已经逐步智能化，均可自行进行避障处理，避免交通事故的发生，在具体的实际驾驶过程中，仍存在以下不足需进行改进：

1、仅根据前车的刹车状态，便对本车的时速进行降低，却并未前车是否处于一个车道变向的状态进行分析，变道完毕后，便不会对本车造成阻挡，故并不需要进行减速处理，加速时，会造成车辆能源损耗；

2、未对前车的刹车状态进行分析以提前进行应对处理，仅根据制动距离，对本车进行紧急制动处理，会造成驾乘人员不适，影响驾驶体验。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一；为此，本发明提出了一种新能源汽车自动安全驾驶的车身制动控制系统，用于解决未根据前车是否车道变向进行分析并对本车作出一系列措施和未对前车的刹车状态进行分析以提前进行应对处理的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种新能源汽车自动安全驾驶的车身制动控制系统，包括监测图像获取端以及安全控制中心：

所述安全控制中心包括有图像预分析单元、错位分析端、刹车分析端以及控制单元；

所述错位分析端包括错位时长分析单元、行径时长分析单元以及主判单元；所述刹车分析端包括减速状态分析单元、制动信号生成单元以及阈值单元；

所述监测图像获取端，用于对进入本车安全距离的前车图像进行获取，其中每秒获取一次前车图像，并将所获取的若干组前车图像传输至图像预分析单元内；

所述图像预分析单元，对所获取的若干组前车图像进行接收，并根据所接收的若干组前车图像，对前车处于某种刹车状态进行确定，并根据确定结果生成错位信号或刹车信号，将错位信号传输至错位分析端，将刹车信号传输至刹车分析端；

所述错位分析端，对错位信号进行接收，根据错位信号，执行错位时长分析单元和行径时长分析单元，对前车的错位时长以及本车的行径时长进行分析，并将分析参数传输至主判单元内；

所述主判单元，对错位时长分析单元所传输的整体虚拟整体时长和行径时长分析单元传输的行径时长进行接收，并进行信号判定，并将判定信号传输至控制单元内；

所述刹车分析端，对刹车信号进行接收，通过所接收到的刹车信号，执行减速状态分析单元，对前车的减速状态进行分析，查看前车是属于紧急减速状态还是属于缓慢减速状态，制动信号生成单元根据分析结果生成不同的信号，并将不同的信号传输至控制单元内。

优选的，所述图像预分析单元，对前车处于某种刹车状态进行确定的具体方式为：

从若干组前车图像内，获取前车与本车之间的距离参数，并将其标记为JL_i，其中i代表不同的前车图像，其中i=1、2、……、n，根据i值，分析距离参数JL_i是否处于减少状态，处于减少状态，则判定前车处于刹车状态，反之，则控制本车保持安全距离行驶，并同时对前车进行监视；

从若干组前车图像内，对若干组前车图像的面积参数进行获取，并将其标记为MJ_i，当若干组面积参数处于逐渐增大状态时，代表前车处于错位状态，并生成错位信号，将错位信号传输至错位分析端内；

当若干组面积参数并不处于逐渐增大状态时，则代表前车处于刹车状态，并生成刹车信号，并将刹车信号传输至刹车分析端内。

优选的，所述错位分析端，对前车的错位时长以及本车的行径时长进行分析的具体方式为：

错位时长分析单元根据所获取的若干组前车图像，对前车的错位距离以及错位时长进行获取，其中错位距离为前车行驶出此车道的距离参数，其中错位时长，为前车开始进行错位时至图像获取完毕时的整体时长，将错位距离标记为CS，将错位时长标记为SC，并采用得到前车的错位时速XL，采用得到虚拟整体时长ZT，其中YL为车道路宽；

行径时长分析单元根据所获取的第一组前车图像，确定与本车的距离参数，并将其标记为BJ，同时，对本车的行驶时速进行获取，并将其标记为SS，采用得到本车行驶至第一组前车图像位置处行径时长BT；

将计算所得的虚拟整体时长ZT以及行径时长BT传输至主判单元内。

优选的，所述主判单元，进行信号判定的具体方式为：

当BT＞ZT+YS时，代表本车在行驶至制动距离时，均可正常行驶，生成正常行驶信号，其中YS为预设时间参数，前车可能在变道过程中出现时间延长或其他情况出现；

当BT≤ZT+YS时，代表本车在行驶时，可能会与正在错位的车辆发生碰撞，故生成避障启动信号，并将所生成的正常行驶信号或避障启动信号传输至控制单元内。

优选的，所述刹车分析端，对前车的减速状态进行分析的具体方式为：

根据所获取的若干组前车图像，获取第一组前车图像与本车之间的距离参数SJ1，再获取最后一组前车图像与本车之间的距离参数SJ2，并获取若干组前车图像的获取时长，并将获取时长标记为HQ；

采用得到本车与前车之间的距离缩减时速SJS，并从阈值单元内提取预设阈值YZ；

当SJS＜YZ时，代表前车属于缓慢减速状态，通过制动信号生成单元生成缓慢减速信号；

当SJS≥YZ时，代表前车属于紧急减速状态，通过制动信号生成单元生成紧急减速信号；

将所生成的缓慢减速信号或紧急减速信号传输至控制单元内。

优选的，所述控制单元，根据接收到的正常行驶信号或缓慢减速信号，在车辆行驶至制动距离时，不进行任何减速措施；

接收到避障启动信号或紧急减速信号时，启动安全避障系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：根据所获取的监测图像，对前车处于的某种刹车状态进行判定，并根据不同的判定结果，执行错位分析端或刹车分析端，错位分析端，对处于正常错位的前车进行分析，得到对应的错位时长，再根据本车时速以及对应的距离参数，得到属于本车的行径时长，将错位时长和行径时长进行统一分析处理，判定本车是否需要进行减速，可保证本车的正常驾驶，并不需要因前车减速时，本车跟随着一起减速，保持安全行驶距离，后续再进行提速时，会造成能源损耗，前车错位时，完全错位后，并不会对本车造成阻挡，故并不需要进行预减速处理，提升驾驶人员的驾驶体验；

同时，根据并不属于错位状态下的刹车车辆，对此刹车车辆的刹车状态进行分析，查看该车辆是否属于紧急减速状态，若属于紧急减速状态，则提前控制本车，开启安全避障系统的同时，并进行减速处理，便可有效避免了本车行驶至制动距离时出现一个紧急刹车的情况发生，在一定程度上，增强了行驶过程的安全性，同时，也不会存在紧急刹车造成驾驶人员不适的情况发生，提升驾驶体验。

附图说明

图1为本发明原理框架示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本申请提供了一种新能源汽车自动安全驾驶的车身制动控制系统，包括监测图像获取端以及安全控制中心，所述监测图像获取端将所获取的监测图像传输至安全控制中心内；

所述安全控制中心包括有图像预分析单元、错位分析端、刹车分析端以及控制单元，其中图像预分析单元均与错位分析端和刹车分析端输入端电性连接，所述错位分析端和刹车分析端均与控制单元输入端电性连接；

所述错位分析端包括错位时长分析单元、行径时长分析单元以及主判单元，其中错位时长分析单元以及行径时长分析单元均与主判单元输入端电性连接；

所述刹车分析端包括减速状态分析单元、制动信号生成单元以及阈值单元，其中阈值单元与减速状态分析单元输入端电性连接，所述减速状态分析单元与制动信号生成单元输入端电性连接；

所述监测图像获取端，用于对进入本车安全距离的前车图像进行获取（安全距离由外部操作人员自行拟定），其中所获取的前车图像一般设定为5组，每秒获取一次，并将所获取的若干组前车图像传输至图像预分析单元内；

所述图像预分析单元，对所获取的若干组前车图像进行接收，并根据所接收的若干组前车图像，对前车处于某种刹车状态进行确定，并根据确定结果，再根据确定结果判定执行错位分析端或刹车分析端，其中对前车处于某种刹车状态进行确定的具体方式为：

从若干组前车图像内，获取前车与本车之间的距离参数，并将其标记为JL_i，其中i代表不同的前车图像，其中i=1、2、……、n，根据i值，分析距离参数JL_i是否处于减少状态，处于减少状态，则判定前车处于刹车状态，反之，则控制本车保持安全距离行驶，并同时对前车进行监视；

从若干组前车图像内，对若干组前车图像的面积参数进行获取，并将其标记为MJ_i，当若干组面积参数处于逐渐增大状态时，代表前车处于错位状态，并生成错位信号，将错位信号传输至错位分析端内（在具体驾驶过程中，当前车需要变道或者拐弯时，后车所监测的前车图像的面积是会增大的，因前车可能处于一个斜向行驶状态，截面较大，故面积也会逐渐增大）；

当若干组面积参数并不处于逐渐增大状态时，则代表前车处于刹车状态，并生成刹车信号，并将刹车信号传输至刹车分析端内。

所述错位分析端，对错位信号进行接收，根据错位信号，执行错位时长分析单元和行径时长分析单元，对前车的错位时长以及本车的行径时长进行分析，并将分析参数传输至主判单元内，其中进行分析的具体方式为：

错位时长分析单元根据所获取的若干组前车图像，对前车的错位距离以及错位时长进行获取，其中错位距离为前车行驶出该车道的距离参数，其中错位时长，为前车开始进行错位时至图像获取完毕时的整体时长，将错位距离标记为CS，将错位时长标记为SC，并采用得到前车的错位时速XL，采用得到虚拟整体时长ZT，其中YL为车道路宽，其具体取值由操作人员自行拟定；

行径时长分析单元根据所获取的第一组前车图像，确定与本车的距离参数，并将其标记为BJ，同时，对本车的行驶时速进行获取，并将其标记为SS，采用得到本车行驶至第一组前车图像位置处行径时长BT；

将计算所得的虚拟整体时长ZT以及行径时长BT传输至主判单元内。

所述主判单元，对错位时长分析单元所传输的整体虚拟整体时长ZT和行径时长分析单元传输的行径时长BT进行接收，并进行判定，并将判定信号传输至控制单元内，其中进行判定的具体方式为：

当BT＞ZT+YS时，代表本车在行驶至制动距离时，均可正常行驶，生成正常行驶信号，其中YS为预设时间参数，其具体取值由操作人员进行拟定，前车可能在变道过程中出现时间延长或其他情况出现（正常状态下，车辆行驶至制动距离时，前方仍存在对应的障碍物，便自行启动安全避障系统，自行进行避障处理）；

当BT≤ZT+YS时，代表本车在行驶时，可能会与正在错位的车辆发生碰撞，故生成避障启动信号，并将所生成的正常行驶信号或避障启动信号传输至控制单元内；

所述控制单元，根据接收到的正常行驶信号，在车辆行驶至制动距离时，不进行任何减速措施，保证车辆正常行驶（当前方车辆错位完毕后，制动距离则不存在），接收到避障启动信号时，启动安全避障系统，随时做好避障工作，避免发生交通事故。

所述刹车分析端，对刹车信号进行接收，通过所接收到的刹车信号，执行减速状态分析单元，对前车的减速状态进行分析，查看前车是属于紧急减速状态还是属于缓慢减速状态，制动信号生成单元根据分析结果生成不同的信号，并将不同的信号传输至控制单元内，其中进行分析的具体方式为：

根据所获取的若干组前车图像，获取第一组前车图像与本车之间的距离参数SJ1，再获取最后一组前车图像与本车之间的距离参数SJ2，并获取若干组前车图像的获取时长，并将获取时长标记为HQ；

采用得到本车与前车之间的距离缩减时速SJS，并从阈值单元内提取预设阈值YZ；

当SJS＜YZ时，代表前车属于缓慢减速状态，通过制动信号生成单元生成缓慢减速信号；

当SJS≥YZ时，代表前车属于紧急减速状态，通过制动信号生成单元生成紧急减速信号；

将所生成的缓慢减速信号或紧急减速信号传输至控制单元内。

所述控制单元，根据接收到的缓慢减速信号，对本车在安全距离行驶状态下，不进行任何处理，在车辆行驶至制动距离时，不进行任何减速措施，保证车辆正常行驶，接收到紧急减速信号时，启动安全避障系统，随时做好避障工作，避免发生交通事故。

上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式；公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：预先根据所获取的监测图像，对前车处于的某种刹车状态进行判定，并根据不同的判定结果，执行错位分析端或刹车分析端，错位分析端，对处于正常错位的前车进行分析，得到对应的错位时长，再根据本车时速以及对应的距离参数，得到属于本车的行径时长，将错位时长和行径时长进行统一分析处理，判定本车是否需要进行减速，可保证本车的正常驾驶，并不需要因前车减速时，本车跟随着一起减速，保持安全行驶距离，后续再进行提速时，会造成能源损耗，前车错位时，完全错位后，并不会对本车造成阻挡，故并不需要进行预减速处理，提升驾驶人员的驾驶体验；

同时，根据并不属于错位状态下的刹车车辆，对此刹车车辆的刹车状态进行分析，查看该车辆是否属于紧急减速状态，若属于紧急减速状态，则提前控制本车，开启安全避障系统的同时，并进行减速处理，便可有效避免了本车行驶至制动距离时出现一个紧急刹车的情况发生，在一定程度上，增强了行驶过程的安全性，同时，也不会存在紧急刹车造成驾驶人员不适的情况发生，提升驾驶体验。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (4)

1.一种新能源汽车自动安全驾驶的车身制动控制系统，其特征在于，包括监测图像获取端以及安全控制中心：

所述安全控制中心包括有图像预分析单元、错位分析端、刹车分析端以及控制单元；

所述错位分析端包括错位时长分析单元、行径时长分析单元以及主判单元；所述刹车分析端包括减速状态分析单元、制动信号生成单元以及阈值单元；

所述监测图像获取端，用于对进入本车安全距离的前车图像进行获取，其中每秒获取一次前车图像，并将所获取的若干组前车图像传输至图像预分析单元内；

所述图像预分析单元，对所获取的若干组前车图像进行接收，并根据所接收的若干组前车图像，对前车处于某种刹车状态进行确定，并根据确定结果生成错位信号或刹车信号，将错位信号传输至错位分析端，将刹车信号传输至刹车分析端，具体方式为：

从若干组前车图像内，获取前车与本车之间的距离参数，并将其标记为JL_i，其中i代表不同的前车图像，其中i=1、2、……、n，根据i值，分析距离参数JL_i是否处于减少状态，处于减少状态，则判定前车处于刹车状态，反之，则控制本车保持安全距离行驶，并同时对前车进行监视；

从若干组前车图像内，对若干组前车图像的面积参数进行获取，并将其标记为MJ_i，当若干组面积参数处于逐渐增大状态时，代表前车处于错位状态，并生成错位信号，将错位信号传输至错位分析端内；

当若干组面积参数并不处于逐渐增大状态时，则代表前车处于刹车状态，并生成刹车信号，并将刹车信号传输至刹车分析端内；

所述错位分析端，对错位信号进行接收，根据错位信号，执行错位时长分析单元和行径时长分析单元，对前车的错位时长以及本车的行径时长进行分析，并将分析参数传输至主判单元内，具体方式为：

错位时长分析单元根据所获取的若干组前车图像，对前车的错位距离以及错位时长进行获取，其中错位距离为前车行驶出此车道的距离参数，其中错位时长，为前车开始进行错位时至图像获取完毕时的整体时长，将错位距离标记为CS，将错位时长标记为SC，并采用得到前车的错位时速XL，采用得到虚拟整体时长ZT，其中YL为车道路宽；

行径时长分析单元根据所获取的第一组前车图像，确定与本车的距离参数，并将其标记为BJ，同时，对本车的行驶时速进行获取，并将其标记为SS，采用得到本车行驶至第一组前车图像位置处行径时长BT；

将计算所得的虚拟整体时长ZT以及行径时长BT传输至主判单元内；

所述主判单元，对错位时长分析单元所传输的整体虚拟整体时长和行径时长分析单元传输的行径时长进行接收，并进行信号判定，并将判定信号传输至控制单元内；

所述刹车分析端，对刹车信号进行接收，通过所接收到的刹车信号，执行减速状态分析单元，对前车的减速状态进行分析，查看前车是属于紧急减速状态还是属于缓慢减速状态，制动信号生成单元根据分析结果生成不同的信号，并将不同的信号传输至控制单元内。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车自动安全驾驶的车身制动控制系统，其特征在于，所述主判单元，进行信号判定的具体方式为：

当BT＞ZT+YS时，代表本车在行驶至制动距离时，均可正常行驶，生成正常行驶信号，其中YS为预设时间参数，前车可能在变道过程中出现时间延长或其他情况出现；

当BT≤ZT+YS时，代表本车在行驶时，可能会与正在错位的车辆发生碰撞，故生成避障启动信号，并将所生成的正常行驶信号或避障启动信号传输至控制单元内。

3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车自动安全驾驶的车身制动控制系统，其特征在于，所述刹车分析端，对前车的减速状态进行分析的具体方式为：

根据所获取的若干组前车图像，获取第一组前车图像与本车之间的距离参数SJ1，再获取最后一组前车图像与本车之间的距离参数SJ2，并获取若干组前车图像的获取时长，并将获取时长标记为HQ；

采用得到本车与前车之间的距离缩减时速SJS，并从阈值单元内提取预设阈值YZ；

当SJS＜YZ时，代表前车属于缓慢减速状态，通过制动信号生成单元生成缓慢减速信号；

当SJS≥YZ时，代表前车属于紧急减速状态，通过制动信号生成单元生成紧急减速信号；

将所生成的缓慢减速信号或紧急减速信号传输至控制单元内。

4.根据权利要求2或3所述的一种新能源汽车自动安全驾驶的车身制动控制系统，其特征在于，所述控制单元，根据接收到的正常行驶信号，在车辆行驶至制动距离时，不进行任何减速措施；

接收到避障启动信号时，启动安全避障系统；

根据接收到的缓慢减速信号，对本车在安全距离行驶状态下，不进行任何处理，在车辆行驶至制动距离时，不进行任何减速措施；

接收到紧急减速信号时，启动安全避障系统。

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