CN116653940A - 基于车路协同信息风险系数的acc控制预警方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法，步骤如下：S1、接收巡航速度和车间时距；S2、未收到车路协同信息巡航；S3、收到信息计算碰撞风险系数f1，比较f1与阈值θ；S4、若f1大于等于θ，则计算自车距事件发生点的距离和车路协同信息风险系数F，计算安全距离D1及D2；S5、探测前方车辆；S6、若有车，以巡航车速巡航；S7、计算车间时距增大值；S8、计算巡航速度减小值；S9、距离小于等于D2，车辆刹停。本发明还公开了一种基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警装置和计算机系统。本发明能够基于车路协同信息风险系数的控制提高ACC系统的使用安全性，可以广泛应用于智能辅助驾驶领域。
Description
技术领域
本发明涉及智能辅助驾驶ADAS技术，特别是涉及一种基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法和装置。
背景技术
随着智能辅助驾驶ADAS技术的快速发展，目前众多量产车型均已搭载自适应巡航系统(Adaptive Cruise Control，简称ACC系统)。ACC系统是采用环境感知传感器(毫米波雷达、摄像头等)探测前方车辆与本车的相对距离和相对速度，通过对EMS控制器和ESC控制器进行控制，以达到对自车车速进行自适应控制的系统。由于毫米波雷达和摄像头等传感器对目标物的识别均具有一定的局限性，为了使ACC系统能够可用，不会频繁地对道路基础设施做出“误响应”，各主机厂在ACC功能使用手册中基本上都会说明“ACC系统可能无法识别静止目标物”，但是驾驶员在不知情、分心驾驶或操作不当的情况下使用ACC系统可能会发生以下问题：
一、可能会导致车辆与前方的静止车辆或者故障车辆发生碰撞；
二、可能会导致车辆与道路施工设施、拥堵路段的静止车辆或者交通事故现场的事故车辆发生碰撞。
基于前述的问题，有发明人尝试将C-V2X技术结合路测单元RSU(Road Side Unit)提供的V2I信息和周围车辆的V2V信息，对主车与远车之间的碰撞风险进行检测；若检测到主车与远车不存在碰撞风险时，且在根据主车驾驶员的驾驶专注情况判定主车驾驶员行为规范驾驶后，开启主车自适应巡航系统。该发明基于C-V2X技术对任何道路进行目标车辆实时监测来降低碰撞风险，还能提高驾驶安全性和乘坐舒适性，例如CN 113682305 A，该发明可确保在驾驶员行为规范后才能开启ACC系统，能够降低ACC系统滥用带来的风险，但是这也会大大限制ACC系统的使用场景，而且也无法应对ACC系统开启过程中面临的突发风险。
有鉴于此，有的发明人提出了多传感器与V2X融合的低速巡航方法，可实现在V2X装车率不高时，通过对装备有V2X设备的传统ADAS车辆采集数据进行状态反推、数据过滤与数据融合，提高已装备V2X设备车辆的感知与应用范围，从技术角度极大地促进V2X的应用推广进度；同时可提高车辆的感知范围，提前对车辆前方拥堵路段环境做出预判，提高车辆自适应巡航的稳定性和车辆低速巡航燃油经济性，并降低V2X应用对装车率的依赖性，例如CN 110606083 A，该发明旨在通过车路协同技术获取前方拥堵信息，使ACC系统提前做出预判，提高车辆自适应巡航的稳定性和车辆低速巡航燃油经济性。但是该发明无法应对前方静止或者故障车辆、道路施工、交交通事故等场景，在ACC系统的安全性方面还有待进一步提高。
所以，现有的技术方案在ACC系统使用过程中均无法应对前方静止或者故障车辆、道路施工、交通拥堵、交通事故等场景。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法和装置，使其能够基于车路协同信息风险系数的控制和预警方法来提高ACC系统的使用安全性，同时使ACC系统的适用范围得到进一步拓展。
本发明提供的一种基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法，包括如下步骤：S1、ACC系统实时接收驾驶员设置的巡航速度和车间时距，通过向ESC控制器发送减速度请求和EMS控制器发送正负扭矩请求实现车辆的车速控制；S2、检测车载单元OBU是否收到车路协同信息，若未收到车路协同信息则基于步骤S1的ACC控制模式进行巡航车速和车间时距控制；S3、若检测车载单元OBU已经收到车路协同信息，对车路协同信息进行碰撞风险系数f1计算，并判断碰撞风险系数f1是否大于等于设定阈值θ，若碰撞风险系数f1小于设定阈值θ，则基于步骤S1的ACC控制模式进行巡航车速和车间时距控制；S4、若碰撞风险系数f1大于等于设定阈值θ，则计算自车距车路协同事件发生点的实时距离和车路协同信息风险系数F，同时以多个车路协同事件中最近的发生点为控制基准，计算第一安全距离D1及第二安全距离D2并将其作为ACC系统协同控制依据；S5、检测车载感知设备是否探测到本车道前方有目标车辆，若没有目标车辆，则计算巡航速度减小值ΔV，并将原来的巡航速度V重新设置为V1＝V-ΔV，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况相关情况；S6、若检测车载感知设备探测到本车道前方有目标车辆，且前方目标车辆车速大于等于重新设置的巡航车速V1，则以巡航车速V1进行巡航，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况相关情况；S7、若前方目标车辆车速小于重新设置的巡航车速V1，且自车与前方车路协同事件发生点的距离大于第一安全距离D1，则以巡航车速V1进行巡航，并计算车间时距增大值ΔT，并重新设置车间时距为(T+ΔT)，与前车保持更长的安全距离行驶，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况情况；S8、若自车与前方车路协同事件发生点的距离大于第二安全距离D2且小于第一安全距离D1，则重新计算巡航速度减小值ΔS，并重新设置巡航速度Vs＝V1-ΔS，通过向EMS控制器发送负扭矩请求将速度降低到对应的安全巡航车速，在仪表上请求驾驶员立即接管并进行一级报警，同时点亮危险报警灯；S9、若自车与前方车路协同事件发生点的距离小于等于第二安全距离D2，则通过向ESC控制器发送减速度请求将车辆刹停，避免车辆与前方危险障碍物发生碰撞，刹车过程中在仪表上请求驾驶员立即接管并进行二级报警，同时点亮危险报警灯，直到驾驶员接管后，ACC系统退出并解除报警和危险报警灯。
在上述技术方案中，所述步骤S3的具体过程如下：S31、车载单元OBU接收到车路协同信息后，提取车路协同事件信息中的经纬度信息；S32、将经纬度坐标转换成高斯投影坐标；S33、按照车路协同信息风险计算表计算碰撞风险系数f1；S34、判断f1是否大于等于设定阈值θ，若小于阈值θ，直接过滤获取的车路协同信息，基于步骤S1的ACC控制模式进行巡航车速和车间时距控制。
在上述技术方案中，所述步骤S33中，车路协同信息风险计算表。
在上述技术方案中，所述步骤S33中，碰撞风险系数f1计算公式如下：f1＝a1j*k1+a2j*k2+a3j*k3+a4j*k4；其中，aij是根据等级判定条件确定的分数，且aij为处于1—10之间的整数；ki为单项指标权重，满足f1为单项影响因素的风险系数，且0≤f1≤10。
在上述技术方案中，所述步骤S4的具体过程如下：S41、若碰撞风险系数f1大于等于阈值θ，根据转换后的高斯投影坐标计算自车距车路协同事件发生点的实时距离；S42、计算车路协同信息风险系数F：f2＝b1j*l1+b2j*l2+b3j*l3+b4j*l4，f3＝c1j*m1+c2j*m2+c3j*m3+c4j*m4，F＝f1*q1+f2*q2+f3*q3，其中，bij、cij是根据等级判定条件确定的分数，且bij、cij均为处于1—10之间的整数；li、mi为单项指标权重，满足fi为单项影响因素的风险系数，且0≤fi≤10；qi为各影响因素权重，满足/>F为最终计算得到的车路协同信息风险系数；
S43、以多个车路协同事件中最近的发生点为控制基准，同时计算第二安全距离D2和第一安全距离D1作为ACC系统协同控制依据，所述第二安全距离D2计算过程如下：其中，Vl为当前行驶道路的最高限制速度，t0为制动系统的反应时间，amax为在ACC控制模式下制动系统能够提供的最大减速度，ds为极端情况下避免碰撞所预留的安全距离；所述第一安全距离D1计算过程：D1＝D2+V*t1，其中，V为当前设置巡航车速，t1为给驾驶员预留的突发事件应对时间。
在上述技术方案中，所述步骤S5中，巡航速度减小值ΔV计算公式如下：ΔV＝A1*V+B1*F，其中，A1和B1为通过标定确定的系数，V为当前设置的巡航车速，F为计算得到的车路协同信息风险系数。
在上述技术方案中，所述步骤S7中，车间时距增大值ΔT计算公式如下：其中，C1和N1为通过标定确定的系数，DS为自车距车路协同事件发生点的实时距离，D２为安全距离，Vh为自车速度，Vf为前车速度，F为计算得到的车路协同信息风险系数。
在上述技术方案中，所述步骤S8中，巡航速度减小值ΔS根据标定MAP曲线查值计算得到；所述步骤S41中，所述自车距车路协同事件发生点是碰撞风险系数f1大于等于设定阈值θ的点；所述步骤S1之前还包括步骤S0、激活ACC系统。
本发明还提供了一种基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警装置，能够执行基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法。
本发明又提供了一种计算机系统，该计算机系统包括基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警装置。
本发明的原理在于：基于碰撞风险系数对车路协同信息进行过滤和筛选，计算车路协同信息风险系数F以及安全距离D2和D1，将其作为ACC系统协同控制的依据，并结合检测车载感知设备的目标车辆信息，针对不同的安全距离调整巡航设置车速和车间时距以及对驾驶员安全预警，提升ACC系统使用安全性，同时使ACC系统的适用范围得到进一步拓展。
本发明基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法和装置，具有以下有益效果：
本发明提出了一种基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法和装置，基于碰撞风险系数对车路协同信息进行过滤和筛选，同时计算车路协同信息风险系数F以及安全距离D2和D1做为ACC系统协同控制的依据，结合检测车载感知设备的目标车辆信息，针对不同的安全距离调整巡航设置车速和车间时距以及对驾驶员安全预警。该方法可对前方静止车辆或故障车辆、道路施工、交通拥堵、交通事故等道路突发事件进行提前预判和预警，减少ACC系统使用过程中由于车载传感器局限性造成的碰撞事故发生，提升ACC系统使用过程中的安全性，同时增加了ACC系统的适用场景。
附图说明
图1为本发明基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法的整体流程示意图；
图2为本发明基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警装置的结构示意图；
图3为本发明计算机系统的结构图；
图4为本发明基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法的获取ACC系统车路协同信息架构图；
图5为本发明基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法的ACC控制预警部件的架构图；
图6为本发明基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法的实施例中步骤501的自车距车路协同事件发生点实时距离的计算演示图；
图7为本发明基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法的实施例中步骤9的巡航速度减小值的标定MAP图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。
参见图1，本发明基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法，具体过程如下：
1、驾驶员激活ACC系统；
2、ACC系统实时接收驾驶员设置的巡航速度和车间时距，通过向ESC控制器发送减速度请求和EMS控制器发送正负扭矩请求实现车辆的车速控制；
3、检测车载单元OBU是否收到第三方信息服务平台、路侧单元RSU、车载单元OBU的车路协同信息，若未收到车路协同信息则基于传统的ACC控制模式进行巡航车速和车间时距控制；
4、若检测车载单元OBU已经收到车路协同信息，对车路协同信息(如静止或故障车辆信息、道路施工、交通拥堵、交通事故等信息)进行碰撞风险系数f1计算，并判断f1是否大于等于设定阈值θ，若碰撞风险系数f1小于设定阈值θ，则认为前方无碰撞风险可直接过滤获取的车路协同信息，仍然基于传统的ACC控制模式进行巡航车速和车间时距控制；
5、若碰撞风险系数f1大于等于设定阈值θ，则计算自车距车路协同事件发生点(即f1大于等于设定阈值θ的点)的实时距离和车路协同信息风险系数F，同时以多个车路协同事件中最近的发生点为控制基准，计算第一安全距离D1及第二安全距离D2做为ACC系统协同控制依据；
6、检测车载感知设备是否探测到本车道前方有目标车辆，若没有目标车辆，则计算巡航速度减小值ΔV，并将原来的巡航速度V重新设置为V1＝V-ΔV，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况相关情况；
7、若检测车载感知设备探测到本车道前方有目标车辆，且前方目标车辆车速大于等于重新设置的巡航车速V1，则以巡航车速V1进行巡航，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况相关情况；
8、若前方目标车辆车速小于重新设置的巡航车速V1，且自车与前方车路协同事件发生点的距离大于第一安全距离D1，则以巡航车速V1进行巡航，并计算车间时距增大值ΔT，并重新设置车间时距为(T+ΔT)，与前车保持更长的安全距离行驶，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况情况；
9、若自车与前方车路协同事件发生点的距离大于第二安全距离D2且小于第一安全距离D1，则重新计算巡航速度减小值ΔS，并重新设置巡航速度Vs＝V1-ΔS，通过向EMS控制器发送负扭矩请求将速度降低到对应的安全巡航车速，在仪表上请求驾驶员立即接管并进行一级报警，同时点亮危险报警灯；
10、若自车与前方车路协同事件发生点的距离小于等于第二安全距离D2，则通过向ESC控制器发送减速度请求(不超过-3m/s2)将车辆刹停，避免车辆与前方危险障碍物发生碰撞，刹车过程中在仪表上请求驾驶员立即接管并进行二级报警，同时点亮危险报警灯，直到驾驶员接管后，ACC系统退出并解除报警和危险报警灯。
参见图2，本发明基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警装置，包括如下部分：
启动模块：激活ACC系统；
控制模块：ACC系统实时接收驾驶员设置的巡航速度和车间时距，通过向ESC控制器发送减速度请求和EMS控制器发送正负扭矩请求实现车辆的车速控制；
通讯协同模块：检测车载单元OBU是否收到车路协同信息，若未收到车路协同信息则基于控制模块的ACC控制模式进行巡航车速和车间时距控制；
碰撞风险系数计算模块：若检测车载单元OBU已经收到车路协同信息，对车路协同信息进行碰撞风险系数f1计算，并判断碰撞风险系数f1是否大于等于设定阈值θ，若碰撞风险系数f1小于设定阈值θ，则基于控制模块的ACC控制模式进行巡航车速和车间时距控制；
安全距离计算模块：若碰撞风险系数f1大于等于设定阈值θ，则计算自车距车路协同事件发生点的实时距离和车路协同信息风险系数F，同时以多个车路协同事件中最近的发生点为控制基准，计算第一安全距离D1及第二安全距离D2并将其作为ACC系统协同控制依据；
目标车辆探知模块：检测车载感知设备是否探测到本车道前方有目标车辆，若没有目标车辆，则计算巡航速度减小值ΔV，并将原来的巡航速度V重新设置为V1＝V-ΔV，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况相关情况；
巡航车速设定模块：若检测车载感知设备探测到本车道前方有目标车辆，且前方目标车辆车速大于等于重新设置的巡航车速V1，则以巡航车速V1进行巡航，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况相关情况；
车间时距设定模块：若前方目标车辆车速小于重新设置的巡航车速V1，且自车与前方车路协同事件发生点的距离大于第一安全距离D1，则以巡航车速V1进行巡航，并计算车间时距增大值ΔT，并重新设置车间时距为(T+ΔT)，与前车保持更长的安全距离行驶，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况情况；
一级报警模块：若自车与前方车路协同事件发生点的距离大于第二安全距离D2且小于第一安全距离D1，则重新计算巡航速度减小值ΔS，并重新设置巡航速度Vs＝V1-ΔS，通过向EMS控制器发送负扭矩请求将速度降低到对应的安全巡航车速，在仪表上请求驾驶员立即接管并进行一级报警，同时点亮危险报警灯；
二级报警模块：若自车与前方车路协同事件发生点的距离小于等于第二安全距离D2，则通过向ESC控制器发送减速度请求将车辆刹停，避免车辆与前方危险障碍物发生碰撞，刹车过程中在仪表上请求驾驶员立即接管并进行二级报警，同时点亮危险报警灯，直到驾驶员接管后，ACC系统退出并解除报警和危险报警灯。
参见图3，本发明计算机系统，该计算机系统包括基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警装置。
参见图4，与所述ACC系统车路协同信息获取相关各部分包括：
交通管理信息服务平台，对道路施工、交通拥堵、交通事故、交通实时路况等信息进行管理和发布，并通过数据专线向第三方信息服务平台(如导航服务平台等)提供此类信息；
第三方信息服务平台，可通过4G/5G网络对外发布道路施工、交通拥堵、交通事故、交通实时路况等交通事件信息，该类信息至少包含事件类型、发生时间、预计结束时间、事件经纬度信息等；
路侧感知设备，通过在路侧安装毫米波雷达、智能摄像头、激光雷达等感知设备，可将道路交通事件(拥堵、施工、事故等)、道路交通参与者(行人、非机动车、机动车等)信息传输给V2X云平台；
V2X云平台，将路侧感知设备传输过来的道路交通事件和交通参与者信息等进行消息的自动封装，将封装好的RSI消息、RSM消息、MAP消息以固定频率传输给指定路口的路侧单元RSU；
CA平台，可为V2X通信设备(路侧单元RSU、车载单元OBU等)提供安全证书服务，确保V2X通信设备进行安全通信，防止伪造攻击事件发生；
路侧单元RSU，接收V2X平台发送的RSI、RSM、MAP消息，并将此类消息以固定频率向车载单元OBU进行广播；
检测车载单元OBU，可将车辆自身状态信息(车速、故障状态、经纬度信息等)以PC5直连通信的方式向外广播，同时还可接收第三方信息服务平台(通过4G/5G网络)、路侧单元RSU(通过PC5直连通信方式)、其他车载单元OBU(通过PC5直连通信方式)等传输过来的车路协同信息给到车辆做控制和信息显示；
带ACC系统的车辆，结合检测车载单元OBU获取的车路协同信息和车载感知设备(毫米波雷达、摄像头等)获取的目标物信息实现车速巡航控制。
参见图5，与所述ACC系统控制和预警相关的硬件模块包括：
ACC控制器，结合车路协同信息和车载感知设备(毫米波雷达、摄像头等)获取的目标物信息、驾驶员设置的巡航车速和车间时距信息等进行计算，通过向EMS控制器和ESC控制器发送相关控制指令，实现车辆的自适应巡航控制，同时通过与仪表进行信息交互，实现ACC系统图标、文字及报警信息显示；
ESC(电子稳定性控制系统)控制器，广泛装备于现代车辆上，可实现车辆减速、保持稳定等功能，通过接收ACC控制器的减速度请求，实现车辆的减速行驶；
EMS控制器，控制车辆的动力系统，包括内燃机、电机等，执行ACC控制器发送的正负扭矩信息；
检测车载感知设备，包括但不限于车载毫米波雷达、摄像头等，可感知车辆前方的目标物信息给到ACC控制器做控制；
检测车载单元OBU，可实时获取车路协同信息并进行距离解算，并将上述信息给到ACC控制器做控制；
巡航速度设置模块，用于向ACC控制器提供驾驶员期望的巡航车速信息；
车间时距设置模块，用于向ACC控制器提供驾驶员期望的车间时距信息；
仪表，用于显示ACC系统的图标、文字、驾驶员提醒和报警信息等；
危险报警灯，接收ACC系统的开启请求指令，在紧急情况下提示后方车辆谨慎驾驶。
本发明的关键技术要点：
1、对车路协同信息风险系数进行计算的方法，及对车路协同信息进行过滤和筛选的方法；
2、从车路协同信息中提取经纬度信息进行相对距离计算的方法；
3、基于车路协同信息风险系数、车载感知设备信息及自车信息等进行巡航速度减小值ΔV、ΔS和车间时距增大值ΔT的计算方法；
4、基于车路协同信息风险系数和车载感知设备信息进行ACC系统控制和预警的方法。
下面以一个具体的实施例加以详细说明：
车辆ACC系统被驾驶员激活后，ACC实时获取检测车载单元OBU获取的车路协同信息和检测车载感知设备获取的前方目标物信息。(该部分对应图1的步骤1～3)
步骤401、一旦检测车载单元OBU接收到车路协同信息后，提取车路协同事件信息中的经纬度信息。
步骤402、进行坐标系的转换：统一成CGCS2000坐标系或WGS84坐标系，将经纬度坐标转换成高斯投影坐标(xy)，计算过程如下：
其中：角度都是弧度；
π＝3.1415926535897932；
ρ°＝180÷π＝57.2957795130823210°；
ρ′＝180×60÷π＝3437.74677078493917′；
ρ"＝180×60×60÷π＝206264.806247096355"；
| (参数/椭球名称) | CGCS 2000 | WGS 84 |
| 长半轴a | 6378137 | 6378137 |
| 短半轴b | 6356752.3141403558 | 6356752.3142451795 |
η＝e′cosB，e′为椭圆的第二偏心率，
e为椭圆的第一偏心率
B为坐标点的纬度，l″＝L-L0，L为点的经度，L0为中央子午线经度；
N为子午圈曲率半径，
t＝tan B；
其中，
X为子午线弧长，
M为子午圈曲率半径，
M按照牛顿二项式定理展开级数，取至8次项，则有：
M＝m0+m2 sin2B+m4 sin4B+m6 sin6B+m8 sin8B；
将正弦的幂函数展开为余弦的倍数函数：
M＝a0-a2 cos 2B+a4 cos 4B-a6 cos 6B+a8 cos 8B；
所以，上式进行积分得：
步骤403、进一步按照车路协同信息风险计算表计算碰撞风险系数f1，车路协同信息风险计算表如下表所示：
表1车路协同信息风险计算表
车路协同信息风险系数计算公式如下：
f1＝a1j*k1+a2j*k2+a3j*k3+a4j*k4；
步骤404、判断f1是否大于等于设定阈值θ，若小于阈值θ，直接过滤获取的车路协同信息，仍然基于传统的ACC控制模式进行巡航车速和车间时距控制；
步骤501、若大于等于阈值θ，参见图6，根据转换后的高斯投影坐标计算自车距车路协同事件发生点的实时距离：
继续计算车路协同信息风险系数F：
f2＝b1j*l1+b2j*l2+b3j*l3+b4j*l4，
f3＝c1j*m1+c2j*m2+c3j*m3+c4j*m4，
F＝f1*q1+f2*q2+f3*q3，
其中，
aij、bij、cij是根据等级判定条件确定的分数，且aij、bij、cij均为处于1—10之间的整数；
ki、li、mi为单项指标权重，满足
fi为单项影响因素的风险系数，且0≤fi≤10；
qi为各影响因素权重，满足F为最终计算得到的车路协同信息风险系数。
步骤502、以多个车路协同事件中最近的发生点为控制基准，同时计算第二安全距离D2和第一安全距离D1作为ACC系统协同控制依据；
所述第二安全距离D2计算过程如下：
其中，
Vl为当前行驶道路的最高限制速度，t0为制动系统的反应时间，amax为在ACC控制模式下制动系统能够提供的最大减速度，一般不超过3m/s2，ds为极端情况下避免碰撞所预留的安全距离；
所述第一安全距离D1计算过程：
D1＝D2+V*t1，
其中，
V为当前设置巡航车速，t1为给驾驶员预留的突发事件应对时间。
步骤6、当检测车载单元OBU获取到有碰撞风险的车路协同信息后，且车载感知设备未探测到本车道前方有目标车辆，ACC控制器计算巡航速度减小值ΔV，并重新设置巡航速度V1＝V-ΔV，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况相关情况，巡航速度减小值计算如下：
ΔV＝A1*V+B1*F；
其中，
A1和B1为通过标定确定的系数，V为当前设置的巡航车速，F为计算得到的车路协同信息风险系数。
步骤7、若检测车载感知设备探测到本车道前方有目标车辆，且前方目标车辆车速大于等于重新设置的巡航车速V1，则以巡航车速V1进行巡航，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况相关情况；
步骤8、若前方目标车辆车速小于重新设置的巡航车速V1，且自车与前方车路协同事件发生点的距离大于第一安全距离D1，则以巡航车速V1进行巡航，并计算车间时距增大值ΔT，并重新设置车间时距为(T+ΔT)，与前车保持更长的安全距离行驶，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况情况，其中车间时距增大值ΔT的计算公式如下：
其中，
C1和N1为通过标定确定的系数，DS为自车距车路协同事件发生点的实时距离，D2为安全距离，Vh为自车速度，Vf为前车速度，F为计算得到的车路协同信息风险系数，由ΔT计算公式可知，ΔT与车路协同信息风险系数F、与车路协同事件发生点的实时距离DS及前后车的速度差成正比，当与车路协同事件发生点的实时距离等于D2时，此时车间时距增大值将处于最大ΔTmax＝C1*F。
步骤9、若自车与前方车路协同事件发生点的距离大于第二安全距离D2且小于第一安全距离D1，则重新计算巡航速度减小值ΔS，并重新设置巡航速度Vs＝V1-ΔS，通过向EMS控制器发送负扭矩请求将速度降低到新的安全巡航车速，在仪表上请求驾驶员立即接管并进行一级报警，同时点亮危险报警灯；参见图7，巡航速度减小值ΔS根据巡航速度减少值标定MAP图的标定MAP曲线查值计算得到。
步骤10、若自车与前方车路协同事件发生点的距离小于等于第二安全距离D2，则通过向ESC控制器发送减速度请求(不超过-3m/s2)将车辆刹停，避免车辆与前方危险障碍物发生碰撞，刹车过程中在仪表上请求驾驶员立即接管并进行二级报警，同时点亮危险报警灯，直到驾驶员接管后，ACC系统退出并解除报警和危险报警灯。
本发明涉及缩略语和关键术语定义如下：
BSM(Basic Safety Message)——基本安全消息；
RSM(Road Side Message)——路侧单元消息；
RSI(Road Side Information)——交通事件及交通标志标牌信息；
OBU(On Board Unit)——检测车载单元；
RSU(Road Side Unit)——路侧单元。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、ACC系统实时接收驾驶员设置的巡航速度和车间时距，通过向ESC控制器发送减速度请求和EMS控制器发送正负扭矩请求实现车辆的车速控制；
S2、检测车载单元OBU是否收到车路协同信息，若未收到车路协同信息则基于步骤S1的ACC控制模式进行巡航车速和车间时距控制；
S3、若检测车载单元OBU已经收到车路协同信息，对车路协同信息进行碰撞风险系数f1计算，并判断碰撞风险系数f1是否大于等于设定阈值θ，若碰撞风险系数f1小于设定阈值θ，则基于步骤S1的ACC控制模式进行巡航车速和车间时距控制；
S4、若碰撞风险系数f1大于等于设定阈值θ，则计算自车距车路协同事件发生点的实时距离和车路协同信息风险系数F，同时以多个车路协同事件中最近的发生点为控制基准，计算第一安全距离D1及第二安全距离D2并将其作为ACC系统协同控制依据；
S5、检测车载感知设备是否探测到本车道前方有目标车辆，若没有目标车辆，则计算巡航速度减小值ΔV，并将原来的巡航速度V重新设置为V1＝V-ΔV，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况相关情况；
S6、若检测车载感知设备探测到本车道前方有目标车辆，且前方目标车辆车速大于等于重新设置的巡航车速V1，则以巡航车速V1进行巡航，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况相关情况；
S7、若前方目标车辆车速小于重新设置的巡航车速V1，且自车与前方车路协同事件发生点的距离大于第一安全距离D1，则以巡航车速V1进行巡航，并计算车间时距增大值ΔT，并重新设置车间时距为(T+ΔT)，与前车保持更长的安全距离行驶，同时在仪表上提醒驾驶员前方路况情况；
S8、若自车与前方车路协同事件发生点的距离大于第二安全距离D2且小于第一安全距离D1，则重新计算巡航速度减小值ΔS，并重新设置巡航速度Vs＝V1-ΔS，通过向EMS控制器发送负扭矩请求将速度降低到对应的安全巡航车速，在仪表上请求驾驶员立即接管并进行一级报警，同时点亮危险报警灯；
S9、若自车与前方车路协同事件发生点的距离小于等于第二安全距离D2，则通过向ESC控制器发送减速度请求将车辆刹停，避免车辆与前方危险障碍物发生碰撞，刹车过程中在仪表上请求驾驶员立即接管并进行二级报警，同时点亮危险报警灯，直到驾驶员接管后，ACC系统退出并解除报警和危险报警灯。
2.根据权利要求1所述的基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法，其特征在于：所述步骤S3的具体过程如下：
S31、车载单元OBU接收到车路协同信息后，提取车路协同事件信息中的经纬度信息；
S32、将经纬度坐标转换成高斯投影坐标；
S33、按照车路协同信息风险计算表计算碰撞风险系数f1；
S34、判断f1是否大于等于设定阈值θ，若小于阈值θ，直接过滤获取的车路协同信息，基于步骤S1的ACC控制模式进行巡航车速和车间时距控制。
3.根据权利要求2所述的基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法，其特征在于：所述步骤S33中，车路协同信息风险计算表如下：
4.根据权利要求3所述的基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法，其特征在于：所述步骤S33中，碰撞风险系数f1计算公式如下：
f1＝a1j*k1+a2j*k2+a3j*k3+a4j*k4；
其中，aij是根据等级判定条件确定的分数，且aij为处于1—10之间的整数；
ki为单项指标权重，满足
f1为单项影响因素的风险系数，且0≤f1≤10。
5.根据权利要求4所述的基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法，其特征在于：所述步骤S4的具体过程如下：
S41、若碰撞风险系数f1大于等于阈值θ，根据转换后的高斯投影坐标计算自车距车路协同事件发生点的实时距离；
S42、计算车路协同信息风险系数F：
f2＝b1j*l1+b2j*l2+b3j*l3+b4j*l4，
f3＝c1j*m1+c2j*m2+c3j*m3+c4j*m4，
F＝f1*q1+f2*q2+f3*q3，
其中，bij、cij是根据等级判定条件确定的分数，且bij、cij均为处于1—10之间的整数；
li、mi为单项指标权重，满足
fi为单项影响因素的风险系数，且0≤fi≤10；
qi为各影响因素权重，满足
F为最终计算得到的车路协同信息风险系数；
S43、以多个车路协同事件中最近的发生点为控制基准，同时计算第二安全距离D2和第一安全距离D1作为ACC系统协同控制依据，
所述第二安全距离D2计算过程如下：
其中，
Vl为当前行驶道路的最高限制速度，t0为制动系统的反应时间，amax为在ACC控制模式下制动系统能够提供的最大减速度，ds为极端情况下避免碰撞所预留的安全距离；
所述第一安全距离D1计算过程：
D1＝D2+V*t1，
其中，
V为当前设置巡航车速，t1为给驾驶员预留的突发事件应对时间。
6.根据权利要求5所述的基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法，其特征在于：所述步骤S5中，巡航速度减小值ΔV计算公式如下：
ΔV＝A1*V+B1*F，
其中，
A1和B1为通过标定确定的系数，V为当前设置的巡航车速，F为计算得到的车路协同信息风险系数。
7.根据权利要求6所述的基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法，其特征在于：所述步骤S7中，车间时距增大值ΔT计算公式如下：
其中，
C1和N1为通过标定确定的系数，DS为自车距车路协同事件发生点的实时距离，D2为安全距离，Vh为自车速度，Vf为前车速度，F为计算得到的车路协同信息风险系数。
8.根据权利要求7所述的基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法，其特征在于：所述步骤S8中，巡航速度减小值ΔS根据标定MAP曲线查值计算得到；
所述步骤S41中，所述自车距车路协同事件发生点是碰撞风险系数f1大于等于设定阈值θ的点；
所述步骤S1之前还包括步骤S0、激活ACC系统。
9.一种基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警装置，能够执行如权利要求1～8所述的基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警方法。
10.一种计算机系统，该计算机系统包括具有如权利要求9所述的基于车路协同信息风险系数的ACC控制预警装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202310293297.4A CN116653940A (zh) | 2023-03-23 | 2023-03-23 | 基于车路协同信息风险系数的acc控制预警方法和装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN116653940A true CN116653940A (zh) | 2023-08-29 |
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| CN (1) | CN116653940A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117557004A (zh) * | 2024-01-09 | 2024-02-13 | 交通运输部天津水运工程科学研究所 | 一种海上船舶监管效能评估方法、系统、设备和介质 |
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2023
- 2023-03-23 CN CN202310293297.4A patent/CN116653940A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117557004A (zh) * | 2024-01-09 | 2024-02-13 | 交通运输部天津水运工程科学研究所 | 一种海上船舶监管效能评估方法、系统、设备和介质 |
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