本發(fā)明屬于汽車主動(dòng)安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種根據(jù)實(shí)時(shí)路面附著進(jìn)行自適應(yīng)的自主緊急制動(dòng)控制算法。

背景技術(shù)：

近年來，我國(guó)道路交通安全形勢(shì)越來越嚴(yán)峻，道路交通安全事故已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的最大公害之一。因此，相關(guān)的先進(jìn)安全技術(shù)研究日益受到重視。中國(guó)的城市道路交通事故調(diào)查顯示，完全由于駕駛員因素造成的交通事故占90％左右。如果能做到在事故發(fā)生前提醒駕駛員并且采取一定的安全措施，對(duì)減少交通事故的發(fā)生是非常有用的。汽車AEB系統(tǒng)正是基于減少汽車追尾事故，實(shí)現(xiàn)在行車過程中給駕駛員提供預(yù)警并在必要時(shí)自主觸發(fā)緊急制動(dòng)的技術(shù)裝備。

目前國(guó)內(nèi)外提出了比較多的能夠自主制動(dòng)的駕駛輔助系統(tǒng)或主動(dòng)避撞系統(tǒng)。這些系統(tǒng)均能夠在一定程度上自主制動(dòng)車輛，避免前向碰撞的發(fā)生或減緩碰撞程度。

上述系統(tǒng)存在的一個(gè)不足是其控制算法沒有考慮附著路面估計(jì)，因此不能自動(dòng)調(diào)整在不同附著路面上前向避撞的預(yù)警和制動(dòng)干預(yù)時(shí)機(jī)。例如，在雨天低附著路面上行車時(shí)很難獲得滿意的前向避撞或碰撞減緩效果。雖然通過駕駛員手動(dòng)設(shè)置高、低附著路面工況有助于改善此類系統(tǒng)的性能，但在實(shí)際行車過程中的可操作性很差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種路面附著自適應(yīng)的自主緊急制動(dòng)控制算法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有考慮實(shí)際路面附著系數(shù)從而導(dǎo)致控制的準(zhǔn)確度較低等問題。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種路面附著自適應(yīng)的自主緊急制動(dòng)方法，所述方法包括：

根據(jù)獲取的前向障礙物信息、本車信息以及當(dāng)前路面附著系數(shù)計(jì)算本車與所述前向障礙物的碰撞危險(xiǎn)系數(shù)；

根據(jù)所述碰撞危險(xiǎn)系數(shù)、駕駛員操作以及前次工作階段決策得到當(dāng)前工作階段決策；

根據(jù)所述當(dāng)前工作階段決策執(zhí)行相應(yīng)預(yù)警和/或自主制動(dòng)。

優(yōu)選的，所述方法還包括：

根據(jù)前次計(jì)算得到的碰撞危險(xiǎn)系數(shù)確定緊急制動(dòng)開始的時(shí)刻；

在所述緊急制動(dòng)開始前對(duì)所述本車的前輪施加瞬時(shí)制動(dòng)力以引起車輪減速；

根據(jù)獲取的車輪角減速度響應(yīng)得到所述當(dāng)前路面附著系數(shù)。

優(yōu)選的，所述瞬時(shí)制動(dòng)力的大小和施加的持續(xù)時(shí)間根據(jù)制動(dòng)力的實(shí)車標(biāo)定試驗(yàn)得到；

所述實(shí)車標(biāo)定試驗(yàn)中，給所述本車的前輪施加多組瞬時(shí)制動(dòng)力，每組瞬時(shí)制動(dòng)力具有不同瞬時(shí)制動(dòng)力大小和/或不同持續(xù)時(shí)間，最終標(biāo)定出一組瞬時(shí)制動(dòng)力，該瞬時(shí)制動(dòng)力均能夠根據(jù)車輪角減速度響應(yīng)識(shí)別路面附著系數(shù)，且引起的車輛減速度不超出預(yù)設(shè)值。

優(yōu)選的，所述根據(jù)獲取的車輪角減速度響應(yīng)得到所述當(dāng)前路面附著系數(shù)包括：

根據(jù)獲取的車輪角減速度響應(yīng)和當(dāng)前路面類型的車輪角減速度的閾值得到所述當(dāng)前路面附著系數(shù)；

所述當(dāng)前路面類型的車輪角減速度閾值通過實(shí)車標(biāo)定實(shí)驗(yàn)獲得。

優(yōu)選的，所述根據(jù)獲取的前向障礙物信息、本車信息以及當(dāng)前路面附著系數(shù)計(jì)算本車與所述前向障礙物的碰撞危險(xiǎn)系數(shù)包括：

所述根據(jù)獲取的前向障礙物信息、本車信息、當(dāng)前路面附著系數(shù)以及駕駛員的當(dāng)前輸入動(dòng)作計(jì)算本車與所述前向障礙物的碰撞危險(xiǎn)系數(shù)。

優(yōu)選的，

所述根據(jù)所述碰撞危險(xiǎn)系數(shù)、駕駛員操作以及前次工作階段決策得到當(dāng)前工作階段決策包括：

若駕駛員未操縱方向盤和制動(dòng)踏板時(shí)，則根據(jù)所述碰撞危險(xiǎn)系數(shù)及所述前次工作階段決策決定當(dāng)前工作階段；所述工作階段包括：一級(jí)預(yù)警階段、二級(jí)預(yù)警階段以及自主制動(dòng)階段；

若駕駛員在AEB工作階段實(shí)施了轉(zhuǎn)向干預(yù)且該轉(zhuǎn)向干預(yù)的程度達(dá)到預(yù)設(shè)的緊急換道避撞或超車控制的閾值，則退出工作階段并進(jìn)入待機(jī)模式；

若駕駛員在預(yù)警階段實(shí)施了制動(dòng)干預(yù)，則退出預(yù)警階段并進(jìn)入待機(jī)模式；

若駕駛員在自主制動(dòng)階段實(shí)施了干預(yù)操縱，但未產(chǎn)生設(shè)定的目標(biāo)制動(dòng)力，則進(jìn)入自主制動(dòng)階段，以實(shí)現(xiàn)所述設(shè)定的目標(biāo)制動(dòng)力。

優(yōu)選的，

所述根據(jù)所述當(dāng)前工作階段決策執(zhí)行相應(yīng)預(yù)警和/或自主制動(dòng)包括：

當(dāng)決定進(jìn)入一級(jí)預(yù)警階段，則實(shí)施預(yù)制動(dòng)和輕微預(yù)警；

當(dāng)決定進(jìn)入二級(jí)預(yù)警階段，則實(shí)施急促預(yù)警和間歇制動(dòng)觸覺提醒；

當(dāng)決定進(jìn)入自主制動(dòng)階段，則實(shí)施重度預(yù)警和緊急制動(dòng)。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的控制算法，在不改變現(xiàn)有車載傳感器配置的前提下實(shí)時(shí)估算路面附著系數(shù)。

本發(fā)明能夠根據(jù)實(shí)時(shí)路面附著系數(shù)在安全距離模型中自動(dòng)調(diào)整預(yù)警和自主制動(dòng)的時(shí)機(jī)，從而確保在各種附著系數(shù)路面上前向避撞安全并避免虛警或誤制動(dòng)干預(yù)，兼顧了行車安全和良好的駕駛體驗(yàn)。

本發(fā)明在駕駛員制動(dòng)干預(yù)情況下，能夠依據(jù)計(jì)算出的碰撞危險(xiǎn)程度施加必要的制動(dòng)輔助，即通過加大駕駛員制動(dòng)力實(shí)現(xiàn)前向避撞安全。

本發(fā)明在必要時(shí)，采取預(yù)制動(dòng)縮短AEB制動(dòng)壓力建立時(shí)間和制動(dòng)距離。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一種路面附著自適應(yīng)的自主緊急制動(dòng)控制算法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一種路面附著自適應(yīng)的自主緊急制動(dòng)控制算法的過程示意圖；

圖3為高附著路面AEB工作過程的仿真示意圖；

圖4為低附著路面AEB工作過程的仿真示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)一種路面附著自適應(yīng)的自主緊急制動(dòng)控制算法進(jìn)行介紹。

如圖1所示一種路面附著自適應(yīng)的自主緊急制動(dòng)控制算法，包括如下步驟：

S11、根據(jù)獲取的前向障礙物信息、本車信息以及當(dāng)前路面附著系數(shù)計(jì)算本車與所述前向障礙物的碰撞危險(xiǎn)系數(shù)。

步驟S11基于安全距離模型進(jìn)行計(jì)算，安全距離模型根據(jù)獲取的本車與前向障礙物的距離、相對(duì)速度和相對(duì)角度求出相對(duì)加速度，并根據(jù)本車的速度、加速度估算出前向障礙物的速度和加速度；根據(jù)前向障礙物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、本車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及路面附著系數(shù)計(jì)算出臨界報(bào)警距離、臨界緊急制動(dòng)距離，根據(jù)臨界距離和實(shí)際距離計(jì)算出與前向障礙物碰撞的危險(xiǎn)程度，AEB根據(jù)碰撞危險(xiǎn)程度由輕到重將工作階段依次分為等待、一級(jí)預(yù)警、二級(jí)預(yù)警和自主制動(dòng)階段。

其中，安全距離模型所需的路面附著系數(shù)主要分兩種情況：

若路面附著估計(jì)算法未估算完成，則路面附著系數(shù)采用初始值；若路面附著估計(jì)算法已估算完成，則采用估算的路面附著系數(shù)。

其中路面附著估計(jì)算法包括如下步驟：

(1)確定施加制動(dòng)力的時(shí)機(jī)

根據(jù)安全距離模型計(jì)算的碰撞危險(xiǎn)程度判斷AEB可能即將介入之前的時(shí)刻作為施加制動(dòng)力的時(shí)機(jī)。

(2)對(duì)本車前輪施加力度適中的瞬時(shí)制動(dòng)力

所述力度適中的瞬時(shí)制動(dòng)力其大小和持續(xù)時(shí)間可以通過實(shí)車標(biāo)定試驗(yàn)獲取。該標(biāo)定試驗(yàn)方法指給車輛前輪施加不同制動(dòng)力及不同持續(xù)時(shí)間的組合，最終確定一組制動(dòng)力組合能夠根據(jù)車輪角減速度響應(yīng)識(shí)別路面附著，且引起的車輛減速度不超出駕駛員預(yù)期。

(3)根據(jù)車輪角減速度響應(yīng)及其閾值判斷路面附著的高低

所述閾值用作路面附著估計(jì)的依據(jù)，其值的選取通過實(shí)際車輛在不同附著系數(shù)路面上的制動(dòng)標(biāo)定試驗(yàn)獲得，所涉及的路面包括但不限于干燥的瀝青或水泥路面、雨天的瀝青或水泥路面、壓實(shí)的雪地以及結(jié)冰路面等。其標(biāo)定方法指分別在不同附著系數(shù)路面上對(duì)車輛施加上述標(biāo)定的制動(dòng)力及其持續(xù)時(shí)間，統(tǒng)計(jì)各種路面車輪角減速度的變化范圍，然后確定判斷不同附著路面車輪角減速度的閾值。

基于上述的準(zhǔn)備，根據(jù)獲取的前向障礙物信息、本車信息以及當(dāng)前路面附著系數(shù)，應(yīng)用安全距離模型便可計(jì)算本車與所述前向障礙物的碰撞危險(xiǎn)系數(shù)。

基于計(jì)算得到的碰撞危險(xiǎn)系數(shù)，可決定AEB將要進(jìn)入的工作階段。比如等待、一級(jí)預(yù)警或者自主制動(dòng)等。

然而，現(xiàn)有的AEB或類似系統(tǒng)未充分考慮駕駛員轉(zhuǎn)向和制動(dòng)意圖，常出現(xiàn)駕駛員緊急轉(zhuǎn)向避撞或超車時(shí)自主制動(dòng)不當(dāng)介入的情況；或在危險(xiǎn)程度不高時(shí)駕駛員已經(jīng)制動(dòng)干預(yù)而系統(tǒng)還會(huì)繼續(xù)報(bào)警和自主制動(dòng)的情況；或在危險(xiǎn)程度很高、駕駛員干預(yù)力度不足的時(shí)候，強(qiáng)而有力的自主緊急制動(dòng)退出制動(dòng)干預(yù)的情況。因此，這些情況的發(fā)生導(dǎo)致難以兼顧駕駛員操控意圖和行車安全。

針對(duì)上述問題，本發(fā)明進(jìn)一步提出，在根據(jù)前述控制算法獲取前向障礙物信息和本車信息并基于安全距離模型預(yù)測(cè)本車與前向障礙物的碰撞危險(xiǎn)程度后，同時(shí)考慮駕駛員的操縱輸入做出最終的預(yù)警和自主制動(dòng)決策，以提醒駕駛員采取前向避撞操縱或在必要時(shí)通過自主制動(dòng)干預(yù)避免與前向障礙物發(fā)生碰撞或減緩碰撞程度，在駕駛員制動(dòng)干預(yù)情況下，依據(jù)計(jì)算出的碰撞危險(xiǎn)程度施加必要的制動(dòng)輔助，即通過加大駕駛員制動(dòng)力實(shí)現(xiàn)前向避撞安全。據(jù)此，本發(fā)明還包括：

S12、根據(jù)所述碰撞危險(xiǎn)系數(shù)、駕駛員操作以及前次工作階段決策得到當(dāng)前工作階段決策。

即根據(jù)計(jì)算的碰撞危險(xiǎn)程度、駕駛員的輸入及上個(gè)控制周期的決策結(jié)果進(jìn)行最終決策。

決策策略分為以下四種情況：

(1)當(dāng)駕駛員未操縱方向盤和制動(dòng)踏板時(shí)，則根據(jù)本次安全距離模型計(jì)算的AEB工作階段及上個(gè)控制周期的AEB工作階段決策本控制周期的AEB工作階段。

(2)若駕駛員在AEB介入后實(shí)施了轉(zhuǎn)向干預(yù)且該轉(zhuǎn)向干預(yù)的程度達(dá)到預(yù)設(shè)的緊急換道避撞或超車控制的閾值，則AEB退出并進(jìn)入等待模式。

(3)若駕駛員在AEB預(yù)警階段實(shí)施了制動(dòng)干預(yù)，則AEB退出并進(jìn)入等待模式，符合駕駛員操控優(yōu)先的原則。

(4)若駕駛員在AEB主動(dòng)制動(dòng)階段實(shí)施的制動(dòng)操縱不足以產(chǎn)生AEB設(shè)定的目標(biāo)制動(dòng)力，則AEB為主動(dòng)制動(dòng)階段，按設(shè)定的目標(biāo)制動(dòng)力補(bǔ)足制動(dòng)力不足部分，保證前向避撞安全。

S13、根據(jù)所述當(dāng)前工作階段決策執(zhí)行相應(yīng)預(yù)警和/或自主制動(dòng)。

根據(jù)最終決策的碰撞危險(xiǎn)程度，在必要時(shí)實(shí)施輕度危險(xiǎn)時(shí)的預(yù)制動(dòng)和輕微預(yù)警(一級(jí)預(yù)警)、中度危險(xiǎn)時(shí)的急促預(yù)警和間歇制動(dòng)觸覺提醒(二級(jí)預(yù)警)及重度危險(xiǎn)時(shí)的預(yù)警和緊急制動(dòng)(自主制動(dòng))。

所述的預(yù)制動(dòng)指給車輪施加一定的制動(dòng)力消除制動(dòng)系統(tǒng)的間隙，以縮短間歇制動(dòng)和自主制動(dòng)的壓力建立時(shí)間和制動(dòng)距離。

所述的預(yù)制動(dòng)，其制動(dòng)力的大小通過實(shí)車標(biāo)定試驗(yàn)獲得，即通過逐步加大施加于車輛制動(dòng)氣室或輪缸的制動(dòng)壓力，直至駕駛員即將感受到車輛制動(dòng)時(shí)將該制動(dòng)力確定為預(yù)制動(dòng)力。

如圖2所示，為本發(fā)明控制算法的過程示意圖。

最后，通過實(shí)例來驗(yàn)證一種路面附著自適應(yīng)的自主緊急制動(dòng)控制算法，其仿真結(jié)果如圖3和4所示。

本車以60km/h的車速接近初始相距85m前向靜止的障礙物，在附著系數(shù)為0.85的路面上AEB在約2.23s時(shí)介入并執(zhí)行預(yù)警和自動(dòng)制動(dòng)操作最終與前向障礙物相距1.45m，避免了與前向障礙物碰撞。在附著系數(shù)為0.45的路面上AEB根據(jù)估算的路面附著系數(shù)調(diào)整了預(yù)警和制動(dòng)的時(shí)機(jī)，在約1.78s時(shí)介入最終與前向障礙物相距1.49m，也避免了與前向障礙物碰撞。因此，本控制算法能夠根據(jù)路面附著估計(jì)自適應(yīng)地調(diào)整預(yù)警和自主制動(dòng)，在高低附著路面避免與前向障礙物發(fā)生碰撞。

綜上可見，本發(fā)明提出了一種滿足各類汽車前向避撞或減緩需要且能夠自適應(yīng)高、低附著路面的AEB控制算法。該控制算法通過獲取前向障礙物信息和本車信息并基于安全距離模型預(yù)測(cè)本車與前向障礙物的碰撞危險(xiǎn)程度，同時(shí)考慮駕駛員的操縱輸入做出最終的預(yù)警和自主制動(dòng)決策，以提醒駕駛員采取前向避撞操縱或在必要時(shí)通過自主制動(dòng)干預(yù)避免與前向障礙物發(fā)生碰撞或減緩碰撞程度。其中，計(jì)算所述碰撞危險(xiǎn)程度所需的路面附著系數(shù)采用路面附著估計(jì)算法得到。該控制算法在不改變現(xiàn)有車載傳感器配置的前提下估計(jì)路面附著系數(shù)；能夠根據(jù)路面附著估計(jì)在安全距離模型中自動(dòng)調(diào)整預(yù)警和自主制動(dòng)的時(shí)機(jī)，從而確保在各種附著系數(shù)路面上前向避撞安全并避免虛警或誤制動(dòng)干預(yù)，兼顧了行車安全和良好的駕駛體驗(yàn)；在駕駛員制動(dòng)干預(yù)情況下，本AEB控制算法能夠依據(jù)計(jì)算出的碰撞危險(xiǎn)程度施加必要的制動(dòng)輔助，即通過加大駕駛員制動(dòng)力實(shí)現(xiàn)前向避撞安全。