1.本发明属于智能驾驶技术领域,更具体地,涉及一种基于车路感知融合技术在前车切入场景的控制决策方法。
背景技术:2.安全行驶是汽车用户的第一刚性需求。在行驶过程中,车辆碰撞是造成交通事故的主要因素。譬如在高速公路上或者其他高速行驶场景中,很大一部分的交通事故都是由于前方车辆切入发生追尾而引起的,尤其发生在前方车辆近距离或突然切入而原车道行驶的被切入车辆的驾驶员注意力不集中的情况下。在高速行驶时,这种事故往往会造成多车连环碰撞,伤亡和损失严重。
3.尽管现有技术试图解决上述前方车辆切入场景下的追尾问题,如前车碰撞报警(fcw)和紧急制动辅助(aeb)等,但受物理因素的限制,这类车辆主动安全系统的反应时延较大,无法完全有效地避免因前车切入而导致的碰撞事故的发生。例如,如图1所示,一个典型的前车切入场景是,本车(sv)在其车道行驶,相邻车道行驶的前车(tv)意图切入本车车道。如切入行为突然发生或者近距离发生,本车无法做出及时和准确预判,驾驶员来不及反应,即使本车配备了带有aeb功能的adas系统,也可能无法避免与切入的前车发生碰撞。
技术实现要素:4.本发明的目的在于解决现有车辆主动安全技术无法有效地避免因前车切入而导致的碰撞事故的发生的问题。
5.为了实现上述目的,本发明提供一种基于车路感知融合技术在前车切入场景的控制决策方法,该方法应用于本车和前车在相邻的两个车道上同向行驶的场景,包括以下步骤:
6.基于所述本车的车载感知设备获取关于所述前车的第一类目标信息;
7.基于所述本车的车载obu设备获取关于所述前车的第二类目标信息;
8.根据所述第一类目标信息和所述第二类目标信息,预测所述前车是否将要切入所述本车的所在车道;
9.响应于所述前车将要切入所述本车的所在车道的预测结果,根据预定的辅助驾驶控制决策策略确定所述本车的辅助驾驶控制方式,所述辅助驾驶控制方式为触发aeb制动、触发温和减速制动或者对驾驶员进行前车切入预警。
10.作为优选的是,所述第一类目标信息包括前车识别信号以及所述前车的位置信息、行驶速度、减速度和到所述本车的距离;
11.所述第二类目标信息包括所述前车的车身can数据、位置信息、方向盘转角、行驶速度和制动状态。
12.作为优选的是,所述根据所述第一类目标信息和所述第二类目标信息,预测所述前车是否将要切入所述本车的所在车道包括:
13.根据所述第一类目标信息和所述第二类目标信息获取关于所述前车的融合感知信息,所述融合感知信息包括所述前车的贴近所述本车的一侧到中间车道线的最小距离,前车行驶速度、前车横向速度、前车方向盘转角和前车转向灯开关状态,其中,若所述前车全部位于本车车道之外,则所述最小距离为正,否则,所述最小距离为负;
14.判断预定的第一条件是否成立,所述第一条件为所述前车方向盘转角小于预定的方向盘转角阈值且前车转向灯关闭;
15.响应于所述第一条件成立的判断结果,自预定的初始时刻起监测所述最小距离,若所述最小距离朝负方向变化且绝对值达到预定的第一切入距离阈值,根据所述初始时刻下的所述最小距离、所述第一切入距离阈值和所述前车横向速度获取前车切入时间,若所述前车切入时间小于预定的第一切入时间阈值,则判断所述前车存在切入行为。
16.作为优选的是,所述根据所述第一类目标信息和所述第二类目标信息,预测所述前车是否将要切入所述本车的所在车道还包括:
17.响应于所述第一条件不成立的判断结果,自预定的初始时刻起监测所述最小距离,若所述最小距离朝负方向变化且绝对值达到预定的第二切入距离阈值,根据所述初始时刻下的所述最小距离、所述第二切入距离阈值和所述前车横向速度获取前车切入时间,若所述前车切入时间小于预定的第二切入时间阈值,则判断所述前车存在切入行为;其中,所述第二切入距离阈值小于所述第一切入距离阈值,所述第二切入时间阈值大于所述第一切入时间阈值;
18.若未获取到所述前车横向速度或者所述前车横向速度不可用,则:
19.响应于所述第一条件成立的判断结果,判断所述最小距离的绝对值是否不小于所述第一切入距离阈值,若是,则判断所述前车存在切入行为;
20.响应于所述第一条件不成立的判断结果,判断所述最小距离的绝对值是否不小于所述第二切入距离阈值,若是,则判断所述前车存在切入行为。于所述第二切入距离阈值,若是,则判断所述前车存在切入行为。
21.作为优选的是,所述辅助驾驶控制决策策略包括:
22.判断预定的第二条件是否成立,所述第二条件为预获取的本车行驶速度大于所述前车行驶速度或者所述前车的减速度大于预定的前车减速度阈值;
23.响应于所述第二条件不成立的判断结果,获取预获取的所述本车与所述前车在本车车道方向上的相对距离与预定的安全距离和温和减速制动触发距离之间的大小关系;
24.若所述本车与所述前车在本车车道方向上的相对距离小于所述安全距离且不小于所述温和减速制动触发距离,将所述对驾驶员进行前车切入预警作为所述辅助驾驶控制方式;
25.所述安全距离的确定方法包括:
26.根据所述前车行驶速度和预定的第一前车减速度设定值确定前车制动距离;
27.根据预获取的本车行驶速度、本车驾驶员反应时延和本车制动系统反应时延以及预定的温和减速制动减速度确定本车温和减速制动触发距离;
28.获取所述本车温和减速制动触发距离与所述前车制动距离的差值,并将所述差值与预定的第一距离阈值之和作为所述安全距离;
29.所述温和减速制动触发距离的确定方法包括:
30.将所述差值与预定的第二距离阈值之和作为所述温和减速制动触发距离,所述第二距离阈值小于所述第一距离阈值。
31.作为优选的是,所述辅助驾驶控制决策策略还包括:
32.若所述本车与所述前车在本车车道方向上的相对距离小于所述温和减速制动触发距离,将所述触发温和减速制动作为所述辅助驾驶控制方式。
33.作为优选的是,所述辅助驾驶控制决策策略还包括:
34.响应于所述第二条件成立的判断结果,根据所述本车行驶速度、所述前车行驶速度、所述前车的减速度和预获取的所述本车与所述前车在本车车道方向上的相对距离确定本车不减速情况下的两车碰撞时间;
35.若所述本车不减速情况下的两车碰撞时间小于预定的碰撞时间阈值,将所述触发aeb制动作为所述辅助驾驶控制方式;
36.所述碰撞时间阈值的表达式为(v
sv0-v
tv0
)/a
sv
+t
s_d2
,其中,v
sv0
为所述本车的当前行驶速度,v
tv0
为所述前车的当前行驶速度,a
sv
为预定的第二前车减速度设定值,t
s_d2
为所述本车制动系统反应时延。
37.作为优选的是,所述辅助驾驶控制决策策略还包括:
38.在所述本车触发温和减速制动的过程中,若检测到所述本车与所述前车在本车车道方向上的相对距离不小于所述温和减速制动触发距离,控制所述本车退出温和减速制动模式。
39.作为优选的是,所述辅助驾驶控制决策策略还包括:
40.在所述本车触发aeb制动的过程中,若检测到所述本车行驶速度小于所述前车行驶速度、所述前车在本车车道方向上的相对距离大于预定的aeb制动解除距离且所述前车的减速度小于所述温和减速制动减速度,控制所述本车逐步退出aeb制动模式。
41.作为优选的是,在所述根据所述第一类目标信息和所述第二类目标信息,预测所述前车是否将要切入所述本车的所在车道之后,还包括:
42.响应于所述前车具有切入所述本车的所在车道的意图但不足以判断所述前车存在切入行为的预测结果,根据所述辅助驾驶控制决策策略将所述辅助驾驶控制方式确定为提前对驾驶员进行前车切入预警;
43.在所述第一条件不成立的前提下,以下情形属于所述前车具有切入所述本车的所在车道的意图但不足以判断所述前车存在切入行为:
44.当获取的所述前车横向速度可用时:所述最小距离朝负方向变化但绝对值未达到所述第二切入距离阈值,或者所述最小距离朝负方向变化且绝对值达到所述第二切入距离阈值但所述前车切入时间不小于所述第二切入时间阈值;
45.当未获取到所述前车横向速度或者获取的所述前车横向速度不可用时:所述最小距离的绝对值小于所述第二切入距离阈值。
46.本发明的有益效果在于:
47.本发明的基于车路感知融合技术在前车切入场景的控制决策方法,首先,基于所述本车的车载感知设备获取关于所述前车的第一类目标信息,同时基于所述本车的车载obu设备获取关于所述前车的第二类目标信息;其次,根据获取的所述第一类目标信息和所述第二类目标信息,预测所述前车是否将要切入所述本车的所在车道;当预测到所述前车
将要切入所述本车的所在车道时,根据预定的辅助驾驶控制决策策略在触发aeb制动、触发温和减速制动和对驾驶员进行前车切入预警这三种方式中选择一种作为所述本车的辅助驾驶控制方式。
48.本发明的基于车路感知融合技术在前车切入场景的控制决策方法,通过基于车载传感与车路协同的融合感知技术,获得本车对其行驶环境中临近车道上行驶的其他车辆的提前感知信息,并基于获得的提前感知信息预测前方临近车道上车辆的驾驶行为以及预判前方临近车道上车辆的切入行为。当预判到前车存在切入行为时,根据预定的辅助驾驶控制决策策略确定相应的辅助驾驶控制方式,从而使本车提前作出判断和反应,最大限度地避免本车与前方切入车辆发生碰撞。由此可知,本发明的基于车路感知融合技术在前车切入场景的控制决策方法能够有效地解决现有车辆主动安全技术无法有效地避免因前车切入而导致的碰撞事故的发生的问题。
49.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
50.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本发明示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。
51.图1示出了根据本发明的背景技术的前车切入场景示意图;
52.图2示出了根据本发明的实施例的基于车路感知融合技术在前车切入场景的控制决策方法的实现流程图;
53.图3示出了根据本发明的实施例的应用场景示意图;
54.图4示出了根据本发明的实施例的前车的贴近本车的一侧到中间车道线的最小距离由正值转变为负值的示意图。
具体实施方式
55.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整,并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
56.实施例:在智能网联汽车领域,车、路和智慧城市网联融合一体化是当前跨行业的发展趋势,“智能”+“网联”+“大数据”云平台技术发展和成熟是实现”智能汽车+”的技术基础和保障。
57.智能驾驶技术是智能网联汽车的核心技术领域之一。其中,环境感知和控制决策是智能驾驶系统的核心技术瓶颈。当前在智能驾驶技术领域,系统环境感知能力远不成熟,是技术瓶颈中的瓶颈,也是实现智能驾驶的关键制约因素。单车感知(车载传感器)和车路协同(v2x)各有其局限性,两者的组合才能实现智能感知技术的突破和飞跃,是智能驾驶目前最可行系统解决方案和技术路线和方向。也就是说,实现为汽车智能驾驶赋能的环境感知能力,需要通过车载传感器和车路协同信息技术的融合,从而大大增强汽车的感知能力,最终达到大幅度增强汽车智能驾驶的功能、性能和安全可靠度。同时,车路协同应用普及后
可以大大降低单车智能感知的成本。
58.开发基于车路协同的智能网联汽车,实现智能驾驶技术,解决场景超级复杂多变的问题是一个漫长的道路和过程。尽管实现全自动驾驶是智能网联汽车技术发展方向,但这是一个长远目标,实现普遍的商业化应用还需要很长的路要走。市场需求是推动技术进步和落地的决定因素。最近行业开始形成共识,通过v2x技术,解决关键危险场景的行车安全、交通拥堵和提高交通效率等问题,是最重要的市场第一刚需,也是交通出行中安全行车的最大痛点问题,这是今后几十年内需要逐步解决的问题。也就是说,解决关键危险场景的行车安全问题为当前最关键的目标,并促进技术的产业化落地。
59.adas是解决行车安全的典型系统驾驶员辅助系统,也是实现自动驾驶的技术基础,最近正在迅速发展,并且市场巨大。然而,尽管adas系统产品在市场上应用已经多年,但其技术还远不够成熟,adas的功能和性能也是严重受制于系统的感知能力。尤其在一些特殊的危险场景下,adas无法实现有效避撞功能。通过v2x技术,车载系统与路侧感知信息实现融合感知,可以突破系统在一些高风险场景中在感知和决策算法上的技术瓶颈,开发在功能得到拓展和和在性能上得到加强的adas+系统。本技术发明,目的是解决传统adas系统技术无法解决的高危场景之一,即基于v2x感知融合技术的高级驾驶辅助系统(adas+)在前方车辆突然切入场景下的驾驶辅助控制决策技术。
60.v2x包括:
61.v2v:车与车之间(vehicle to vehicle,v2v);
62.v2i:车与路之间(vehicle to infrastructure,v2i);
63.v2p:车与人之间(vehicle to pedestrian,v2p);
64.v2n:车与网络之间(vehicle to network,v2n)。
65.图2示出了本发明实施例的基于车路感知融合技术在前车切入场景的控制决策方法的实现流程图。参照图2,本发明实施例的基于车路感知融合技术在前车切入场景的控制决策方法包括以下步骤:
66.步骤s100、基于所述本车的车载感知设备获取关于所述前车的第一类目标信息;
67.步骤s200、基于所述本车的车载obu设备获取关于所述前车的第二类目标信息;
68.步骤s300、根据所述第一类目标信息和所述第二类目标信息,预测所述前车是否将要切入所述本车的所在车道;
69.步骤s400、响应于所述前车将要切入所述本车的所在车道的预测结果,根据预定的辅助驾驶控制决策策略确定所述本车的辅助驾驶控制方式,所述辅助驾驶控制方式为触发aeb制动、触发温和减速制动或者对驾驶员进行前车切入预警。
70.进一步地,在本发明实施例的步骤s100中,所述第一类目标信息包括前车识别信号以及所述前车的位置信息、行驶速度、减速度和到所述本车的距离。
71.再进一步地,在本发明实施例的步骤s200中,所述第二类目标信息包括所述前车的车身can数据、位置信息、方向盘转角、行驶速度和制动状态。
72.再进一步地,本发明实施例中,步骤s300所述的根据所述第一类目标信息和所述第二类目标信息,预测所述前车是否将要切入所述本车的所在车道包括:
73.根据所述第一类目标信息和所述第二类目标信息获取关于所述前车的融合感知信息,所述融合感知信息包括所述前车的贴近所述本车的一侧到中间车道线的最小距离,
前车行驶速度、前车横向速度、前车方向盘转角和前车转向灯开关状态,其中,若所述前车全部位于本车车道之外,则所述最小距离为正,否则,所述最小距离为负;
74.判断预定的第一条件是否成立,所述第一条件为所述前车方向盘转角小于预定的方向盘转角阈值且前车转向灯关闭;
75.响应于所述第一条件成立的判断结果,自预定的初始时刻起监测所述最小距离,若所述最小距离朝负方向变化且绝对值达到预定的第一切入距离阈值,根据所述初始时刻下的所述最小距离、所述第一切入距离阈值和所述前车横向速度获取前车切入时间,若所述前车切入时间小于预定的第一切入时间阈值,则判断所述前车存在切入行为。
76.再进一步地,本发明实施例中,步骤s300所述的根据所述第一类目标信息和所述第二类目标信息,预测所述前车是否将要切入所述本车的所在车道还包括:
77.响应于所述第一条件不成立的判断结果,自预定的初始时刻起监测所述最小距离,若所述最小距离朝负方向变化且绝对值达到预定的第二切入距离阈值,根据所述初始时刻下的所述最小距离、所述第二切入距离阈值和所述前车横向速度获取前车切入时间,若所述前车切入时间小于预定的第二切入时间阈值,则判断所述前车存在切入行为;其中,所述第二切入距离阈值小于所述第一切入距离阈值,所述第二切入时间阈值大于所述第一切入时间阈值;
78.若未获取到所述前车横向速度或者所述前车横向速度不可用,则:
79.响应于所述第一条件成立的判断结果,判断所述最小距离的绝对值是否不小于所述第一切入距离阈值,若是,则判断所述前车存在切入行为;
80.响应于所述第一条件不成立的判断结果,判断所述最小距离的绝对值是否不小于所述第二切入距离阈值,若是,则判断所述前车存在切入行为。于所述第二切入距离阈值,若是,则判断所述前车存在切入行为。
81.具体地,若所述第一条件不成立,即所述前车方向盘转角不小于预定的方向盘转角阈值或者前车转向灯开启,则判断所述前车具有明显的切入本车车道的意图。在这种情况下,对比于所述第一条件成立的情形,需要优化第一切入距离阈值和第一切入时间阈值,将第一切入距离阈值替换为第二切入距离阈值,将第一切入时间阈值替换为第二切入时间阈值,即在实质上降低第一切入距离阈值,提高第一切入时间阈值。如此设置,是由于在所述前车具有明显的切入本车车道的意图的情形下,相应的参数阈值应该更为“严格”。
82.再进一步地,本发明实施例中,所述辅助驾驶控制决策策略包括:
83.判断预定的第二条件是否成立,所述第二条件为预获取的本车行驶速度大于所述前车行驶速度或者所述前车的减速度大于预定的前车减速度阈值;
84.响应于所述第二条件不成立的判断结果,获取预获取的所述本车与所述前车在本车车道方向上的相对距离与预定的安全距离和温和减速制动触发距离之间的大小关系;
85.若所述本车与所述前车在本车车道方向上的相对距离小于所述安全距离且不小于所述温和减速制动触发距离,将所述对驾驶员进行前车切入预警作为所述辅助驾驶控制方式;
86.所述安全距离的确定方法包括:
87.根据所述前车行驶速度和预定的第一前车减速度设定值确定前车制动距离;
88.根据预获取的本车行驶速度、本车驾驶员反应时延和本车制动系统反应时延以及
预定的温和减速制动减速度确定本车温和减速制动触发距离;
89.获取所述本车温和减速制动触发距离与所述前车制动距离的差值,并将所述差值与预定的第一距离阈值之和作为所述安全距离;
90.所述温和减速制动触发距离的确定方法包括:
91.将所述差值与预定的第二距离阈值之和作为所述温和减速制动触发距离,所述第二距离阈值小于所述第一距离阈值。
92.再进一步地,本发明实施例中,所述辅助驾驶控制决策策略还包括:
93.若所述本车与所述前车在本车车道方向上的相对距离小于所述温和减速制动触发距离,将所述触发温和减速制动作为所述辅助驾驶控制方式。
94.再进一步地,本发明实施例中,所述辅助驾驶控制决策策略还包括:
95.响应于所述第二条件成立的判断结果,根据所述本车行驶速度、所述前车行驶速度、所述前车的减速度和预获取的所述本车与所述前车在本车车道方向上的相对距离确定本车不减速情况下的两车碰撞时间;
96.若所述本车不减速情况下的两车碰撞时间小于预定的碰撞时间阈值,将所述触发aeb制动作为所述辅助驾驶控制方式;
97.所述碰撞时间阈值的表达式为(v
sv0-v
tv0
)/a
sv
+t
s_d2
,其中,v
sv0
为所述本车的当前行驶速度,v
tv0
为所述前车的当前行驶速度,a
sv
为预定的第二前车减速度设定值,t
s_d2
为所述本车制动系统反应时延。
98.具体地,本发明实施例中,根据所述辅助驾驶控制决策策略,当所述第二条件成立时,即本车行驶速度大于所述前车行驶速度或者所述前车的减速度大于预定的前车减速度阈值,进入aeb制动触发判断环节。当所述第二条件不成立时,即本车行驶速度不大于所述前车行驶速度或者所述前车的减速度不大于预定的前车减速度阈值,判断所述本车与所述前车在本车车道方向上的相对距离与预定的安全距离和温和减速制动触发距离之间的大小关系,若所述本车与所述前车在本车车道方向上的相对距离小于所述温和减速制动触发距离,将所述触发温和减速制动作为所述辅助驾驶控制方式,若所述本车与所述前车在本车车道方向上的相对距离小于所述安全距离且不小于所述温和减速制动触发距离,将所述对驾驶员进行前车切入预警作为所述辅助驾驶控制方式。
99.再进一步地,本发明实施例中,所述辅助驾驶控制决策策略还包括:
100.在所述本车触发温和减速制动的过程中,若检测到所述本车与所述前车在本车车道方向上的相对距离不小于所述温和减速制动触发距离,控制所述本车退出温和减速制动模式。
101.再进一步地,本发明实施例中,所述辅助驾驶控制决策策略还包括:
102.在所述本车触发aeb制动的过程中,若检测到所述本车行驶速度小于所述前车行驶速度、所述前车在本车车道方向上的相对距离大于预定的aeb制动解除距离且所述前车的减速度小于所述温和减速制动减速度,控制所述本车逐步退出aeb制动模式。
103.再进一步地,本发明实施例中,在步骤s300所述的根据所述第一类目标信息和所述第二类目标信息,预测所述前车是否将要切入所述本车的所在车道之后,还包括以下步骤:
104.响应于所述前车具有切入所述本车的所在车道的意图但不足以判断所述前车存
在切入行为的预测结果,根据所述辅助驾驶控制决策策略将所述辅助驾驶控制方式确定为提前对驾驶员进行前车切入预警;
105.在所述第一条件不成立的前提下,以下情形属于所述前车具有切入所述本车的所在车道的意图但不足以判断所述前车存在切入行为:
106.当获取的所述前车横向速度可用时:所述最小距离朝负方向变化但绝对值未达到所述第二切入距离阈值,或者所述最小距离朝负方向变化且绝对值达到所述第二切入距离阈值但所述前车切入时间不小于所述第二切入时间阈值;
107.当未获取到所述前车横向速度或者获取的所述前车横向速度不可用时:所述最小距离的绝对值小于所述第二切入距离阈值。
108.以下对本发明实施例的基于车路感知融合技术在前车切入场景的控制决策方法进行更为详细的说明:
109.(1)应用场景和要解决问题的描述:
110.图3示出了本发明实施例的应用场景示意图。参照图3,道路上至少包含两条车道,有相邻车辆同向行驶,本车sv和前车tv均具备v2v功能。本车sv在本车车道内行驶,前车tv为相邻车辆,同向行驶,前车tv行驶时切入本车车道。如果前车tv突然切入,距离本车sv较近,而且本车sv的车速高于前车tv的车速,很有可能发生追尾碰撞,例如在高速公路上或者在其他限速较高的道路上行驶的场景。
111.本车sv上配备带有紧急制动功能(aeb)的adas系统,本车sv和前车tv均配备v2v设备(obu)。本车sv可以通过v2v设备获取前车tv的一些运动和驾驶操作信息,提前感知或预判前车tv的切入意图,提前作出判断和控制决策,提前采取必要的控制措施,如提前报警、提前减速或者提前紧急制动,达到避免与前车tv发生追尾碰撞的目的。
112.(2)环境感知和条件:
113.本车sv配备车载感知设备,如视觉摄像头和毫米波雷达,用于获取前车识别信号以及前车tv的位置信息、行驶速度、减速度和到本车sv的距离;
114.本车sv配备车载obu设备,用于与前车tv实现v2v实时通信和信息交互,其中交互信息包括但不限于前车tv的车身can数据、位置信息、方向盘转角、行驶速度和制动状态。
115.前车tv配备车载obu设备,用于与本车sv实现v2v实时通信和信息交互,能够将其车身can数据、位置信息、方向盘转角、行驶速度和制动状态实时传送到本车sv;
116.本车sv与前车tv之间的v2v通信可以是本车sv的车载obu设备与前车tv的车载obu设备之间的直接通信,也可以是本车sv的车载obu设备和前车tv的车载obu设备基于路侧rsu设备所进行的间接通信。
117.(3)切入行为的判断:
118.本车sv和前车tv相对运动关系的假设:
119.本车sv在车道内向前方行驶(直道或弯道),前车tv在相邻车道行驶;
120.本车前向行驶速度为v
sv0
,前车前向行驶速度为v
tv0
;
121.前车的贴近本车的一侧到中间车道线的最小距离为dy,若前车tv全部位于本车车道之外,则dy为正值,否则,dy为负值;具体地,dy的正负取值如图4所示;
122.t0时刻下前车的贴近本车的一侧到中间车道线的最小距离为d
y0
;
123.前车tv的横向速度为vy,若前车tv朝向中间车道线所在方向移动,则vy为负值,若
前车tv朝向中间车道线所在方向的相对方向移动,则vy为正值;
124.前车tv的方向盘转角为φ;
125.前车转向灯开关状态,前车转向灯开启为t
on
=1,前车转向灯开启关闭为t
on
=0。
126.从t0时刻开始计算,当时刻为t1时,前车的贴近本车的一侧到中间车道线的最小距离为:
127.dy=d
y0
+vy×
t
cut-in
128.上式中,t
cut-in
为前车切入时间;
129.当dy朝负方向变化且绝对值达到预定的第一切入距离阈值d
cut-in1
(d
cut-in1
=1m)时,获取前车切入时间t
cut-in
:
130.t
cut-in
=(-d
cut-in1-d
y0
)/vy131.当前车切入时间t
cut-in
小于第一切入时间阈值t
cut-in1
时,则判断车前tv存在切入行为。
132.当vy无法获取或者数值不可靠的情况下,不再采用dy=d
y0
+vy×
t
cut-in
,默认dy=d
y0
,不计算t
cut-in
,仅以|dy|≥d
cut-in1
作为前车tv存在切入行为的依据,即判断dy的绝对值是否不小于第一切入距离阈值,若是,判断前车tv存在切入行为。
133.上述切入行为的判断方式适用于本车sv未感知到前车tv的方向盘转角φ大于预定的方向盘转角阈值或者前车转向灯开启的情形,当本车sv感知到前车tv的方向盘转角φ大于预定的方向盘转角阈值或者前车转向灯开启时,将上述切入行为的判断方式中的第一切入距离阈值d
cut-in1
替换为第二切入距离阈值d
cut-in2
,将第一切入时间阈值t
cut-in1
替换为第二切入时间阈值t
cut-in2
,其中,第二切入距离阈值d
cut-in2
小于第一切入距离阈值d
cut-in1
,第二切入时间阈值t
cut-in2
大于第一切入时间阈值t
cut-in1
。
134.(4)前车切入预警:
135.当判断前车tv存在切入行为且本车sv与前车tv的相对距离小于一定的安全距离时,在需要触发aeb制动或者温和减速制动之前,本车sv首先提前对其驾驶员发出预警,驾驶员可以尽早采取必要的操作,避免碰撞。
136.安全距离的计算方法:
137.判定前车tv切入本车车道后,如前车tv发生紧急制动至停车,本车sv可以在0.2g温和减速的条件下安全停车,不与前车tv碰撞;
138.本车初始车速为v
sv0
,本车减速度为a
sv0
,前车初始车速为v
tv0
,前车减速度为a
tv0
;
139.本车驾驶员反应时延为t
sv_d1
,本车制动系统反应时延为t
rbr
=200ms;假如前车tv紧急制动:a
tvaeb
=0.8g(具体减速度取值,要根据当前相对车速和相对距离实时计算和优化决定);
140.前车制动时间:
141.前车制动距离:
142.温和减速制动的条件下,本车制动时间:其中,a
svgen
=0.2(具体减速度取值,要根据当前相对车速和相对距离实时计算和优化决定);
143.温和减速制动的条件下,本车制动距离:温和减速制动的条件下,本车制动距离:
144.到停车时,本车sv相对于前车tv的距离d
st
=d
s0
+d
tvaeb-d
svgen
,(d
s0
为预警距离),d
st
>0。
145.预警条件1:
146.为了使d
st
>0,需要保证d
st
>d
svgen-d
tvaeb
,本发明实施例中,增设一个第一距离阈值d
pre1
,即安全距离为d
svgen-d
tvaeb
+d
prel
。当本车sv与前车tv的相对距离小于安全距离时,系统发出预警。第一距离阈值d
pre1
为一个提前预警的预设值,具体减速度取值,要根据当前相对车速和相对距离实时计算和优化决定。
147.附加预警条件2:
148.当前车tv有切入本车车道的意图时,即使还无法从前车tv的运动轨迹判断前车tv是否存在切入行为,当本车sv与前车tv的相对距离小于安全距离时,本车sv系统提前对其驾驶员发出预警。
149.其预警触发条件为:当前车tv的方向盘转角φ大于预定的方向盘转角阈值或者前车转向灯开启时,本车sv与前车tv的相对距离小于安全距离,安全距离的计算方法同上。
150.(5)温和减速制动:
151.当判断前车tv存在切入行为时,判断本车sv与前车tv的相对距离是否小于预定的温和减速制动触发距离,温和减速制动触发距离为d
svgen-d
tvaeb
+d
pre2
,d
pre2
为第二距离阈值。当d
s0
<d
svgen-d
tvaeb
+d
pre2
时,启动温和减速制动控制,以维持本车sv与前车tv之间的距离。当d
s0
≥d
svgen-d
tvaeb
+d
pre2
时,退出温和减速制动(适用于具有自动驾驶功能的车辆,驾驶员驾驶车辆不设此功能)。
152.(6)aeb制动:
153.控制目标原则:当判断前车tv存在切入行为时,本车车速v
sv
大于前车车速v
tv
或者前车tv显著减速(|a
tv
|》0.5g)的情况下,根据本车sv与前车tv的相对距离和相对速度,以及前车tv的减速度,判断本车sv与前车tv发生潜在碰撞的可能,以及本车sv避免碰撞所需要的减速度。如本车sv需要减速度a
sv
》0.5g才能避免与前车tv发生碰撞,本车sv触发aeb制动(|a
sv
|》0.5g),达到避免与前车tv发生碰撞的目的。
154.触发aeb的判断条件:
155.本车当前车速v
sv0
,本车减速度a
sv
,前车当前车速v
tv0
,,前车减速度a
tv
;
156.两车当前相对距离d
st0
,本车驾驶员反应时延:t
s_d1
,本车制动系统反应时延:t
s_d2
;
157.从t0时刻到t1时刻:
158.本车sv的状态:
159.t1时刻的速度:v
sv1
=v
sv0
+a
sv
*t(减速度取负值);
160.t0时刻到t1时刻,本车sv的行驶距离:
161.前车tv的状态:
162.t1时刻的速度:v
tv1
=v
tv0
+a
tv
*t(减速度取负值);
163.t0时刻到t1时刻,前车tv行驶的距离:
164.本车sv与前车tv的相对距离:d
st
=d
s0
+d
tv1-d
sv1
;
165.d
st
=0为本车sv与前车tv的碰撞点,潜在碰撞时间为t
stcoll
,计算t
stcoll
时,按a
sv
=0计算,a
tv
以实际测得的计算,即t
stcoll
是在本车sv不减速的情况下碰撞的时间估算。
166.如果t
stcoll
<(v
sv0-v
tv0
)/a
sv
+t
s_d2
(其中a
sv
按0.5g计算),启动0.5-0.8g的紧急制动(减速度强度根据实际相对速度和距离计算),待当某一时刻v
sv-v
tv
<0,d
st
>20m,前车tv减速度a
tv
<0.2g,aeb制动逐步退出。
167.本发明实施例的基于车路感知融合技术在前车切入场景的控制决策方法,通过v2x技术的应用,实现车载感知与路侧感知技术(包括与其他车辆之间)的融合,在获得更可靠更精确的环境感知信息的基础上,解决车载感知无法解决的问题。具体为解决前方临近车道车辆切入本车辆行驶车道时的场景,通过单车感知和v2v技术对前方车辆感知的融合,尽早感知或预判前方车辆的切入行为和发生碰撞的危险,从而增加本车的反应时间,更有效地实现对本车进行控制,从而实现传统adas无法获得的功能、性能和可靠性。
168.以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。