專利名稱：一種車輛主動防碰撞方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車安全領(lǐng)域，涉及車輛防碰撞技術(shù)，具體涉及一種帶有轉(zhuǎn)向控制功能的防碰撞方法。
背景技術(shù)：
隨著汽車的不斷普及，汽車安全系統(tǒng)市場需求量越來越大，自電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)問世以來，主動安全技術(shù)發(fā)展進入了高速時代。車道偏離報警系統(tǒng)、盲點檢測系統(tǒng)、車道保持系統(tǒng)、泊車自動轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、防正碰系統(tǒng)等系統(tǒng)越來越受到了人們的期待。傳統(tǒng)的防正碰系統(tǒng)，當探測到前方碰撞無法避免時，只能通過自動剎車來降低與前車碰撞的強度。這樣做確實能夠盡量避免車輛事故造成的損失，但是同時存在兩個問題:一、如果自車后方緊跟有車輛，自動剎車很有可能造成后方車輛與自車發(fā)生二次碰撞，從而造成連環(huán)碰撞事故；二、車輛只能判斷本車道的情況，但是往往在車流量小的地方，旁邊車道沒有車如果通過自動轉(zhuǎn)向，完全可以避免事故的發(fā)生。因此需要提供一種帶有轉(zhuǎn)向控制功能的防碰撞系統(tǒng)，最大限度內(nèi)的避免車輛碰撞事故的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種帶有轉(zhuǎn)向控制功能的車輛主動防碰撞方法，當系統(tǒng)判斷本車道內(nèi)有碰撞危險且無法避免時，系統(tǒng)進行轉(zhuǎn)向逃逸判斷，通過自動轉(zhuǎn)向?qū)ふ疑媛窂健１景l(fā)明的實現(xiàn)方案如下:1、一種車輛主動防碰撞方法，包括以下步驟:(I)等待模式:實時探測采集自車和周圍車輛的速度、加速度以及相對位置信息，判斷同一車道內(nèi)是否與前 車有碰撞危險:若判斷無危險，繼續(xù)步驟(I);若判斷有碰撞危險，轉(zhuǎn)入步驟(2)；(2)自動制動模式:(A)判斷是否可以通過自動制動避免本車道內(nèi)碰撞:(a)若判斷本車道內(nèi)自動制動可以避免碰撞，轉(zhuǎn)入步驟(B)；(b)若判斷自動制動無法避免碰撞,但通過轉(zhuǎn)向逃逸避免碰撞時,確定車輛轉(zhuǎn)向逃逸時方向盤轉(zhuǎn)向角，轉(zhuǎn)入步驟(3)；(C)若判斷自動制動無法避免碰撞，自動轉(zhuǎn)向逃逸也無法避免碰撞時，轉(zhuǎn)入步驟(B)；(B)在本車道內(nèi)進行制動，并發(fā)出警告；(3)自動轉(zhuǎn)向模式:基于步驟(2)中確定車輛轉(zhuǎn)向逃逸時方向盤轉(zhuǎn)向角角度，進行轉(zhuǎn)向逃逸。所述步驟(2)與所述步驟(3)中，若判斷危險解除，轉(zhuǎn)入步驟(I)中等待模式。所述步驟(I)之前還包括初始化步驟，檢測硬件設備狀況是否良好，若硬件設備運行正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)入步驟(I)。
所述初始化步驟、等待步驟、自動制動步驟以及自動轉(zhuǎn)向步驟中還包括中斷步驟，當監(jiān)測所述設備運行出現(xiàn)故障時，中斷原工作步驟，轉(zhuǎn)入故障模式。步驟(a)中基于自車與前車的車距S1以及自車第一加速度和前車加速度，判斷本車道內(nèi)自動制動碰撞是否可以避免碰撞發(fā)生，包括以下步驟:I)計算自車以第一加速度開始減速制動至自車完全停止所需的時間；2)分別計算制動時間內(nèi)，自車的制動距離以及前車的制動距離，并計算兩車的制動距離之差；3)比較所述車距S1與所述制動距離之差:若兩車的制動距離之差小于車距S1，判斷本車道內(nèi)碰撞可以避免，以所述第一加速度進行制動，并發(fā)出報警；若兩車的制動距離之差大于車距S1，判斷本車道內(nèi)會發(fā)生碰撞，轉(zhuǎn)入步驟(b )。所述第一減速加速度為0.7g，g為重力加速度。所述步驟(b)中，包括以下步驟:設定車輛前進方向為第一方向，第二方向垂直于所述第一方向設置，1、確定逃逸最大方向盤轉(zhuǎn)角:計算車輛轉(zhuǎn)向逃逸時最大車輛轉(zhuǎn)向角，并基于所述最大車輛轉(zhuǎn)向角確定車輛轉(zhuǎn)向逃逸的最大方向盤轉(zhuǎn)角角度；I1、確定碰撞范圍:基于所述最大車輛轉(zhuǎn)向角以及自車與相鄰車道目標車輛的位置關(guān)系，計算自車逃逸至目標車輛行駛的軌道與目標車輛發(fā)生碰撞時，目標車輛從起始位置至碰撞位置的位移S2,同時設定一定裕量Y，以(S2- Y，S2+ Y )作為碰撞范圍；II1、基于目標車輛車速，計算自車轉(zhuǎn)向逃逸至設定目標位置的時間段中，目標車輛沿第一方向的位移Iffix ;`
IV、比較所述位移1%與所述碰撞范圍，若位移Iffix處于所述碰撞范圍內(nèi)，則判斷轉(zhuǎn)向逃逸時，碰撞仍不可避免；若位移Iffix不屬于所述碰撞范圍，判斷按照步驟(I )中確定最大方向盤轉(zhuǎn)角度進行轉(zhuǎn)向逃逸。所述步驟(I )包括以下步驟:I)計算車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑；2)基于幾何關(guān)系及所述最小轉(zhuǎn)彎半徑確定對應的自車最大車輛轉(zhuǎn)向角β度數(shù)；3)基于所述最大車輛轉(zhuǎn)角確定所述最大方向盤轉(zhuǎn)角車輛轉(zhuǎn)角確定最大方向盤轉(zhuǎn)角，所述最大車輛轉(zhuǎn)角與所述最大方向盤轉(zhuǎn)角度數(shù)成線性關(guān)系。所述步驟(II )包括以下步驟:I)讀取自車轉(zhuǎn)向逃逸時，與相鄰車道目標車輛在第一方向和第二方向上距離自車的距離I1和bi ;2)基于幾何關(guān)系，計算當車輛以最大車輛轉(zhuǎn)向角轉(zhuǎn)向逃逸，自車行駛至目標車輛的軌道時，沿第一方向的位移I2 ;所述位移S2為所述I1與所述I2之和。所述步驟(III)包括以下步驟:I)基于幾何關(guān)系，確定自車轉(zhuǎn)向逃逸距離；2)基于逃逸時自車速度、第二加速度以及所述逃逸距離I3確定自車轉(zhuǎn)向逃逸時間
t <
Les 3)基于所述轉(zhuǎn)向逃逸時間tes以及目標車輛速度，確定第二車輛的位移lQ2x。所述第二減速加速度為0.7g，g為重力加速度。
本發(fā)明的有益效果如下在傳統(tǒng)防正碰系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上增加了自動轉(zhuǎn)向功能，并且算法邏輯增加了相應的判斷，當前方碰撞被系統(tǒng)判斷為直接自動剎車無法避免時，系統(tǒng)開始探測和計算周圍是否存在生存路徑，當系統(tǒng)計算出可以逃脫的路徑后，系統(tǒng)就開始啟動自動轉(zhuǎn)向功能，從而成功的避免事故的發(fā)生。


圖1為本發(fā)明的工作流程圖；圖2為同一軌道內(nèi)自動制動時時，自車與前車行駛軌跡示意圖；圖3為轉(zhuǎn)向逃逸時，自車與目標車輛行駛軌跡示意圖；圖4為車輛轉(zhuǎn)向逃逸時，車輛轉(zhuǎn)向半徑示意圖；圖5為轉(zhuǎn)向逃逸時，自車與目標車輛發(fā)生碰撞的行駛路徑示意圖；圖6為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明實施例的工作狀態(tài)遷移圖。
具體實施例方式如圖1所示，一種車輛主動防碰撞方法，包括以下步驟(I)等待模式實時探測采集自車和周圍車輛的速度、加速度以及相對位置信息，判斷同一車道內(nèi)是否與前車有碰撞危險若判斷無危險，繼續(xù)步驟(I);若判斷有碰撞危險，轉(zhuǎn)入步驟(2)；本實施例中，通過監(jiān)測前車速度，判斷是否有碰撞危險，若監(jiān)測前車車速突然降低，則系統(tǒng)判斷有碰撞危險。(2)自動制動模式(A)判斷是否可以通過本車道內(nèi)自動制動避免碰撞(a)若判斷本車道內(nèi)自動制動可以避免碰撞，轉(zhuǎn)入步驟(B)；(b)若判斷自動制動無法避免碰撞,但通過轉(zhuǎn)向逃逸避免碰撞時,確定車輛轉(zhuǎn)向逃逸時方向盤轉(zhuǎn)向角，轉(zhuǎn)入步驟(3)；(C)若判斷自動制動無法避免碰撞，自動轉(zhuǎn)向逃逸也無法避免碰撞時，轉(zhuǎn)入步驟
(B)；(3)自動轉(zhuǎn)向模式基于步驟(2)中確定車輛轉(zhuǎn)向逃逸時方向盤轉(zhuǎn)向角角度,進行轉(zhuǎn)向逃逸。其中，步驟(a)中基于自車與前車的車距S1以及自車第一加速度和前車加速度，判斷本車道內(nèi)自動制動碰撞是否可以避免碰撞發(fā)生，包括以下步驟I)計算自車以第一加速度開始制動，直至自車完全停止所需的時間；2)分別計算制動時間內(nèi)，自車的制動距離Sex以及前車的制動距離Sm，并計算兩車的制動距離之差；3)將兩車的制動距離之差與車距S1進行比較若兩車的制動距離之差小于車距S1，判斷本車道內(nèi)碰撞可以避免，自動剎車，并發(fā)出報警；若兩車的制動距離之差大于車距S1，判斷本車道內(nèi)會發(fā)生碰撞。
判斷過程如下:如圖2所示，當汽車判斷有碰撞危險后，啟動自動緊急制動系統(tǒng)，此時系統(tǒng)測得自車車速為Vrai,設定第一減速加速度為aex，前方車輛的車速和減速度分別為
Voix、aolx°I)系統(tǒng)計算自前車開始剎車時，自車同時開始制動，直至自車完全停止所需的時間。系統(tǒng)經(jīng)由車速傳感器以及雷達監(jiān)測系統(tǒng)，可獲知自車速Vex和加速度aex，因此，由公式
Volx-aolxt = 0，可知自車制動時間 2)計算當自車開始制動到完全停止時間內(nèi)，自車及目標車輛各自行駛距離。由此可知
權(quán)利要求
1.一種車輛主動防碰撞方法，其特征在于:包括以下步驟， (1)等待模式:實時探測采集自車和周圍車輛的速度、加速度以及相對位置信息，判斷同一車道內(nèi)是否與前車有碰撞危險:若判斷無危險，繼續(xù)步驟(I);若判斷有碰撞危險，轉(zhuǎn)入步驟(2)； (2)自動制動模式: (A)判斷是否可以通過自動制動避免本車道內(nèi)碰撞: Ca)若判斷本車道內(nèi)自動制動可以避免碰撞，轉(zhuǎn)入步驟(B)； (b)若判斷自動制動無法避免碰撞,但通過轉(zhuǎn)向逃逸避免碰撞時,確定車輛轉(zhuǎn)向逃逸時方向盤轉(zhuǎn)向角，轉(zhuǎn)入步驟(3)； (c)若判斷自動制動無法避免碰撞，自動轉(zhuǎn)向逃逸也無法避免碰撞時，轉(zhuǎn)入步驟(B)； (B)在本車道內(nèi)進行制動，并發(fā)出警告； (3)自動轉(zhuǎn)向模式:基于步驟(2)中確定車輛轉(zhuǎn)向逃逸時方向盤轉(zhuǎn)向角角度,進行轉(zhuǎn)向逃逸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛主動防碰撞方法，其特征在于:所述步驟(2)與所述步驟(3)中，若判斷危險解除，轉(zhuǎn)入步驟(I)中等待模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛主動防碰撞方法，其特征在于:所述步驟(I)之前還包括初始化步驟，檢測硬件設備狀況是否良好，若硬件設備運行正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)入步驟(I )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛主動防碰撞方法，其特征在于:所述初始化步驟、等待步驟、自動制動步驟以及自動轉(zhuǎn)向步驟中還包括中斷步驟，當監(jiān)測所述設備運行出現(xiàn)故障時，中斷原工作步驟，轉(zhuǎn)入故障模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛主動防碰撞方法，其特征在于:步驟(a)中基于自車與前車的車距S1以及自車第一加速度和前車加速度，判斷本車道內(nèi)自動制動碰撞是否可以避免碰撞發(fā)生，包括以下步驟， O計算自車以第一加速度開始減速制動至自車完全停止所需的時間； 2)分別計算制動時間內(nèi)，自車的制動距離以及前車的制動距離，并計算兩車的制動距離之差； 3)比較所述車距S1與所述制動距離之差:若兩車的制動距離之差小于車距S1，判斷本車道內(nèi)碰撞可以避免，以所述第一加速度進行制動，并發(fā)出報警；若兩車的制動距離之差大于車距S1，判斷本車道內(nèi)會發(fā)生碰撞，轉(zhuǎn)入步驟(b )。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛主動防碰撞方法，其特征在于:所述步驟(b)中，包括以下步驟，設定車輛前進方向為第一方向，第二方向垂直于所述第一方向設置，1、確定逃逸最大方向盤轉(zhuǎn)角:計算車輛轉(zhuǎn)向逃逸時最大車輛轉(zhuǎn)向角，并基于所述最大車輛轉(zhuǎn)向角確定車輛轉(zhuǎn)向逃逸的最大方向盤轉(zhuǎn)角角度； I1、確定碰撞范圍:基于所述最大車輛轉(zhuǎn)向角以及自車與相鄰車道目標車輛的位置關(guān)系，計算自車逃逸至目標車輛行駛的軌道與目標車輛發(fā)生碰撞時，目標車輛從起始位置至碰撞位置的位移S2,同時設定一定裕量Y，以(S2- Y , S2+ Y )作為碰撞范圍； II1、基于目標車輛車速，計算自車轉(zhuǎn)向逃逸至設定目標位置的時間段中，目標車輛沿第一方向的位移Iffix ; IV、比較所述位移1%與所述碰撞范圍，若位移Iffix處于所述碰撞范圍內(nèi)，則判斷轉(zhuǎn)向逃逸時，碰撞仍不可避免；若位移Iffix不屬于所述碰撞范圍，判斷按照步驟(I )中確定最大方向盤轉(zhuǎn)角度進行轉(zhuǎn)向逃逸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛主動防碰撞方法，其特征在于:所述步驟(I)包括以下步驟， 1)計算車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑； 2)基于幾何關(guān)系及所述最 小轉(zhuǎn)彎半徑確定對應的自車最大車輛轉(zhuǎn)向角β度數(shù)； 3)基于所述最大車輛轉(zhuǎn)角確定所述最大方向盤轉(zhuǎn)角車輛轉(zhuǎn)角確定最大方向盤轉(zhuǎn)角,所述最大車輛轉(zhuǎn)角與所述最大方向盤轉(zhuǎn)角度數(shù)成線性關(guān)系。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛主動防碰撞方法，其特征在于:所述步驟(II)包括以下步驟， 1)讀取自車轉(zhuǎn)向逃逸時，與相鄰車道目標車輛在第一方向和第二方向上距離自車的距尚I1和Id1 ； 2)基于幾何關(guān)系，計算當車輛以最大車輛轉(zhuǎn)向角轉(zhuǎn)向逃逸，自車行駛至目標車輛的軌道時，沿第一方向的位移I2 ;所述位移S2為所述I1與所述I2之和。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輛主動防碰撞方法，其特征在于:所述步驟(III)包括以下步驟， 1)基于幾何關(guān)系，確定自車轉(zhuǎn)向逃逸距離；2)基于逃逸時自車速度、第二加速度以及所述逃逸距離I3確定自車轉(zhuǎn)向逃逸時間tes； 3)基于所述轉(zhuǎn)向逃逸時間tes以及目標車輛速度，確定第二車輛的位移lffix。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或10所述的車輛主動防碰撞方法，其特征在于:所述第一減速加速度與所述第二減速加速度的大小為0.lg, g為重力加速度。
全文摘要
一種車輛主動防碰撞方法，當系統(tǒng)監(jiān)測本車道內(nèi)有碰撞危險時，系統(tǒng)首先判斷是否可以通過自動制動避免本車道內(nèi)碰撞若判斷本車道內(nèi)自動制動可以避免碰撞，在本車道內(nèi)進行制動，并發(fā)出警告；若判斷自動制動無法避免碰撞，但通過轉(zhuǎn)向逃逸避免碰撞時，確定車輛轉(zhuǎn)向逃逸時方向盤轉(zhuǎn)向角，并基于此進行轉(zhuǎn)向逃逸；若判斷自動制動無法避免碰撞，自動轉(zhuǎn)向逃逸也無法避免碰撞時，在本車道內(nèi)進行制動，并發(fā)出警告；若判斷危險解除，繼續(xù)監(jiān)測自車周圍環(huán)境。通過在傳統(tǒng)防正碰系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上增加了自動轉(zhuǎn)向功能，并且算法邏輯增加了相應的判斷，最大限度內(nèi)的避免車輛碰撞的發(fā)生。
文檔編號B60W30/09GK103072575SQ20131001993
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月18日
發(fā)明者宋超, 張暉, 江振偉, 祝賀, 周大永, 劉衛(wèi)國, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司