一种智能驾驶车辆紧急避撞控制方法及系统与流程

1.本发明涉及智能驾驶控制领域，具体涉及一种智能驾驶车辆紧急避撞控制方法及系统。


背景技术：

2.随着智能驾驶技术的发展，越来越多的辅助驾驶功能应用在车辆上，如纵向功能fcw(forward collision warning，前方避撞预警系统)、aeb(autonomous emergency braking，自动紧急制动系统)等，横向控制功能esa(emergency steering assist，紧急转向辅助)、lka(lane keeping assist，车道保持辅助系统)、elk(emergency lane keeping，紧急车道保持系统)等。当车辆行驶过程中，自车与周围交通参与者(车辆、行人等)有碰撞风险时，若驾驶员未及时做出反应，智能驾驶系统各功能会分别判断是否可以采取措施主动干预控制车辆。
3.但是，当多个辅助驾驶功能同时存在时，触发功能的仲裁机制就成为相对复杂的问题，此时需要将各辅助驾驶功能分别判断、综合监控，规划出最安全的避撞路径、判断制动或转向的时机显得尤为重要，但当前却缺少有效的仲裁机制。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种智能驾驶车辆紧急避撞控制方法及系统，能够保证智能驾驶功能有序运行的同时，节约算法计算资源。
5.为达到以上目的，本发明提供的一种智能驾驶车辆紧急避撞控制方法，具体包括以下步骤：
6.对车辆的碰撞风险进行实时计算判定，并当判定车辆存在一级碰撞风险时激活fcw报警功能和路径规划请求；
7.基于车辆的碰撞风险并当车辆存在二级碰撞风险时：
8.若驾驶员采取紧急制动主动介入动作，则激活aeb的紧急制动辅助功能；
9.若驾驶员采取紧急转向主动介入动作，则激活esa的紧急转向辅助功能；
10.若驾驶员未采取用于避撞的主动介入动作，则判断aeb的自动紧急制动功能是否可避撞：
[0011]-若不可以，则向esa发出接管请求，esa判断是否存在避撞路径，若是，则驱使esa工作，激活esa的自动紧急转向功能，若否，则请求aeb接管，激活aeb的自动紧急制动功能；
[0012]-若可以，则驱使aeb工作，激活aeb的自动紧急制动功能。
[0013]
在上述技术方案的基础上，
[0014]
基于ttc和避撞减速度判断得到车辆的碰撞风险等级；
[0015]
当ttc小于第一预设时间，避撞减速度小于第一预设减速度，则判定车辆存在一级碰撞风险；
[0016]
当ttc小于第二预设时间，避撞减速度小于第二预设减速度，则判定车辆存在二级
碰撞风险。
[0017]
在上述技术方案的基础上，所述路径规划请求用于向aeb和esa发出指令，使aeb和esa开始规划避撞路径。
[0018]
在上述技术方案的基础上，
[0019]
所述aeb的功能包括自动紧急制动和紧急制动辅助；
[0020]
所述esa的功能包括自动紧急转向和紧急转向辅助。
[0021]
在上述技术方案的基础上，所述若驾驶员未采取用于避撞的主动介入动作，则判断aeb的自动紧急制动功能是否可避撞，其中，在判断aeb的自动紧急制动功能是否可避撞之前，还包括，
[0022]
判断aeb是否处于准备状态：
[0023]
若aeb处于准备状态，则判断aeb的自动紧急制动功能是否可避撞；
[0024]
若aeb不处于准备状态，则向esa发出接管请求，激活esa的自动紧急转向功能。
[0025]
在上述技术方案的基础上，所述向esa发出接管请求，esa判断是否存在避撞路径，若是，则驱使esa工作，激活esa的自动紧急转向功能，若否，则请求aeb接管，激活aeb的自动紧急制动功能，具体步骤包括：
[0026]
向esa发出接管请求，esa判断是否存在避撞路径：
[0027]
若存在避撞路径，则驱使esa工作，激活esa的自动紧急转向功能，同时esa工作过程中继续进行避撞判断，判断是否可避撞，若不可避撞，则esa停止工作，请求aeb接管，激活aeb的自动紧急制动功能；若可避撞，则esa继续工作；
[0028]
若不存在避撞路径，则请求aeb接管，激活aeb的自动紧急制动功能。
[0029]
在上述技术方案的基础上，在esa工作过程中，若道路环境发生变化，转向避撞过程中出现新的避撞目标，则esa停止工作，请求aeb接管。
[0030]
在上述技术方案的基础上，主动介入动作包括驾驶员的紧急转向主动介入动作、紧急制动主动介入动作和踩踏油门踏板主动介入动作。
[0031]
在上述技术方案的基础上，
[0032]
当车辆存在二级碰撞风险时，若当前存在紧急制动主动介入动作，则当aeb处于准备状态时驱使aeb工作，激活aeb的紧急制动辅助功能；
[0033]
当车辆存在二级碰撞风险时，若当前存在紧急转向主动介入动作，则当esa处于准备状态时驱使esa工作，激活esa的紧急转向辅助功能；
[0034]
当车辆存在二级碰撞风险时，若当前存在踩踏油门踏板主动介入动作，则aeb和esa均退出。
[0035]
本发明提供的一种智能驾驶车辆紧急避撞控制系统，用于实现上述所述智能驾驶车辆紧急避撞控制方法，所述智能驾驶车辆紧急避撞控制系统包括感知单元、控制单元、功能管理单元和执行单元：
[0036]
所述感知单元用于感知车辆周围的目标物，并将感知信息发送至控制单元；
[0037]
所述控制单元包括fcw控制单元、aeb控制单元和esa控制单元，所述控制单元用于根据感知信息和车辆信息进行碰撞风险计算和避撞路径规划，并将计算结果和规划结果发送至功能管理单元；
[0038]
所述功能管理单元用于根据计算结果和规划结果进行仲裁后将工作请求指令发
送给控制单元，若控制单元处于准备状态，则反馈给功能管理单元，由功能管理单元给执行单元发送控制指令，驱使aeb或esa的工作。
[0039]
与现有技术相比，本发明的优点在于：在智能驾驶车辆紧急避撞控制过程中，对于fcw、aeb和esa功能的执行，通过多个前置条件的设置，各功能单元间相互配合工作，且高优先级的功能单元优先执行，当高优先级的功能单元无法实现避撞时再通知低优先级单元执行，在保证智能驾驶功能有序运行的同时，节约算法计算资源，且低优先级的功能单元也可以将执行情况反馈给高优先级的功能单元，保证一定有措施可以来减轻或避免车辆驾驶危险。
附图说明
[0040]
为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]
图1为本发明实施例中一种智能驾驶车辆紧急避撞控制方法的流程图；
[0042]
图2为本发明实施例中一种智能驾驶车辆紧急避撞控制系统的结构示意图；
[0043]
图3为本发明实施例中一种智能驾驶车辆紧急避撞控制方法的整体流程图。
具体实施方式
[0044]
本发明实施例提供一种智能驾驶车辆紧急避撞控制方法，在智能驾驶车辆紧急避撞控制过程中，对于fcw、aeb和esa功能的执行，通过多个前置条件的设置，各功能单元间相互配合工作，且高优先级的功能单元优先执行，当高优先级的功能单元无法实现避撞时再通知低优先级单元执行，在保证智能驾驶功能有序运行的同时，节约算法计算资源，且低优先级的功能单元也可以将执行情况反馈给高优先级的功能单元，保证一定有措施可以来减轻或避免车辆驾驶危险。本发明实施例相应地还提供了一种智能驾驶车辆紧急避撞控制系统。
[0045]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0046]
参见图1所示，本发明实施例提供的一种智能驾驶车辆紧急避撞控制方法，具体包括以下步骤：
[0047]
s1：对车辆的碰撞风险进行实时计算判定，并当判定车辆存在一级碰撞风险时激活fcw报警功能和路径规划请求，即当车辆存在一级碰撞风险时，发出一级碰撞风险预警提醒，同时激活fcw报警功能和路径规划请求。路径规划请求用于向aeb和esa发出指令，使aeb和esa开始规划避撞路径；
[0048]
s2：基于车辆的碰撞风险并当车辆存在二级碰撞风险时，若驾驶员采取紧急制动主动介入动作，则转到s3，若驾驶员采取紧急转向主动介入动作，则转到s4，若驾驶员未采取用于避撞的主动介入动作，则转到s5；
[0049]
s3：激活aeb的紧急制动辅助功能；
[0050]
s4：激活esa的紧急转向辅助功能；
[0051]
s5：判断aeb的自动紧急制动功能是否可避撞，若可以，则驱使aeb工作，激活aeb的自动紧急制动功能，若不可以，则向esa发出接管请求，esa判断是否存在避撞路径，若是，则驱使esa工作，激活esa的自动紧急转向功能，若否，则请求aeb接管，激活aeb的自动紧急制动功能。
[0052]
本发明实施例中，aeb的功能包括自动紧急制动和紧急制动辅助；esa的功能包括自动紧急转向和紧急转向辅助。
[0053]
本发明实施例中，当车辆存在二级碰撞风险时，具体的判断处理流程可以为：首先判断驾驶员是否采取紧急制动主动介入动作，若采取紧急制动主动介入动作，则激活aeb的紧急制动辅助功能，若未采取紧急制动主动介入动作，则判断驾驶员是否采取紧急转向主动介入动作，若采取紧急转向主动介入动作，则激活esa的紧急转向辅助功能，若未采取紧急转向主动介入动作，则判断aeb的自动紧急制动功能是否可避撞。
[0054]
本发明实施例中，基于ttc(time-to-collision，避撞时间)和避撞减速度判断得到车辆的碰撞风险等级；当ttc小于第一预设时间，避撞减速度小于第一预设减速度，则判定车辆存在一级碰撞风险；当ttc小于第二预设时间，避撞减速度小于第二预设减速度，则判定车辆存在二级碰撞风险。
[0055]
在实际的应用过程中，需要要求fcw具有两级报警功能，按照严重程度划分为一级碰撞风险和二级碰撞风险，且二级碰撞风险的严重程度大于一级碰撞风险，不同的碰撞风险等级下，fcw报警的hmi(human machine interface，人机界面)提醒策略不同。
[0056]
本发明实施例中，碰撞风险等级由ttc和避撞减速度判断得到，对于ttc和避撞减速度的具体阈值，可以根据主机厂的要求灵活设定。在一种可能的实施方式中，当ttc小于3s，避撞减速度小于-5m/s2(根据自车车速不同范围会有不同取值)，则判定车辆存在一级碰撞风险；当当ttc小于2s，避撞减速度小于-8m/s2(根据自车车速不同范围会有不同取值)，则判定车辆存在二级碰撞风险。
[0057]
本发明实施例中，若驾驶员未采取用于避撞的主动介入动作，则判断aeb的自动紧急制动功能是否可避撞，其中，在判断aeb的自动紧急制动功能是否可避撞之前，还包括，
[0058]
判断aeb是否处于准备状态：
[0059]
若aeb处于准备状态，则判断aeb的自动紧急制动功能是否可避撞；
[0060]
若aeb不处于准备状态，则向esa发出接管请求，激活esa的自动紧急转向功能。
[0061]
本发明中，当向aeb和esa发出路径规划请求，进行避撞路径规划后，aeb的工作优先级高于esa，即当判定车辆存在二级碰撞风险时，表明此时达到aeb的最晚紧急制动点，若此时驾驶没有采取主动介入动作，则此时若aeb处于准备状态，则表明可以通过紧急制动进行避撞，故此时激活aeb功能，aeb工作。
[0062]
在实际的应用中，主动介入动作包括驾驶员的紧急转向主动介入动作、紧急制动主动介入动作、踩踏油门踏板主动介入动作等。当判定车辆存在二级碰撞风险时，若驾驶员采取紧急转向主动介入动作，则激活esa的紧急转向辅助功能，若驾驶员采取紧急制动主动介入动作，则激活aeb的紧急制动辅助功能。
[0063]
当车辆存在二级碰撞风险时，若当前存在紧急制动主动介入动作，则当aeb处于准备状态时驱使aeb工作，激活aeb的紧急制动辅助功能，其目的是当驾驶员制动力不足以避
免碰撞时，提供额外的制动力来避免碰撞；
[0064]
当车辆存在二级碰撞风险时，若当前存在紧急转向主动介入动作，则当esa处于准备状态时驱使esa工作，激活esa的紧急转向辅助功能，提供额外的转向动力来避免碰撞；
[0065]
当车辆存在二级碰撞风险时，若当前存在踩踏油门踏板主动介入动作，则aeb和esa均退出，驾驶员踩踏油门踏板属于人工干预，则aeb和esa的判断条件均不满足，故aeb和esa均退出。
[0066]
本发明实施例中，向esa发出接管请求，esa判断是否存在避撞路径，若是，则驱使esa工作，激活esa的自动紧急转向功能，若否，则请求aeb接管，激活aeb的自动紧急制动功能，具体步骤包括：
[0067]
向esa发出接管请求，esa判断是否存在避撞路径：
[0068]
若存在避撞路径，则驱使esa工作，激活esa的自动紧急转向功能，同时esa工作过程中继续进行避撞判断，判断是否可避撞，若不可避撞，则esa停止工作，请求aeb接管，激活aeb的自动紧急制动功能；若可避撞，则esa继续工作；
[0069]
若不存在避撞路径，则请求aeb接管，激活aeb的自动紧急制动功能。
[0070]
需要说明的是，esa系统功能包括紧急转向辅助和自动紧急转向两个子功能，当驾驶员采取紧急转向主动介入动作时，则激活紧急转向辅助功能，若驾驶员没有采取主动介入动作，则激活自动紧急转向功能。
[0071]
即当车辆存在二级碰撞风险，驾驶员采取紧急转向主动介入动作时，向esa发出接管请求，用以激活紧急转向辅助功能，同时当检测得到驾驶员的转向不足以支持避免碰撞时，应加大转向角度；或者当车辆存在二级碰撞风险，若aeb系统不可用(如aeb存在故障、关闭等)，也会向esa发出接管请求；或者当车辆存在二级碰撞风险，若aeb处于准备状态，但aeb判断不存在避撞路径(继续行驶会对前方目标造成较大危害或者造成二次追尾)，则aeb不激活，而是向esa发出接管请求。
[0072]
本发明实施例中，在esa工作过程中，若道路环境发生变化，转向避撞过程中出现新的避撞目标，则esa停止工作，请求aeb接管。即当esa系统判断得到不存在避撞路径，或者在激活esa的过程中，若道路环境发生变化(如转向避撞过程中出现新的碰撞目标)，则esa停止工作，请求aeb接管。
[0073]
需要说明的是，当激活esa的自动紧急转向功能，进行自动紧急转向过程中，aeb系统不工作，但仍然实时进行碰撞风险的计算，在计算的过程中，若前方车辆突然减速，导致转向避撞过程中与前车有碰撞风险，或者规划的避撞路径上突然出现其他目标(如后方车辆加速行驶、对向车辆驶入等)，此时原来的转向避撞路径不存在，aeb判断会发生新的碰撞，则esa退出，请求aeb接管。
[0074]
在esa判断是否存在避撞路径时，若判断结果为不存在避撞路径，此时请求aeb接管，aeb进行工作，但此时aeb可能已经无法完成避撞操作，故可以采取最大限度降低自车车速措施，以降低危险程度。
[0075]
本发明实施例的智能驾驶车辆紧急避撞控制方法，在智能驾驶车辆紧急避撞控制过程中，对于fcw、aeb和esa功能的执行，通过多个前置条件的设置，各功能单元间相互配合工作，且高优先级的功能单元优先执行，当高优先级的功能单元无法实现避撞时再通知低优先级单元执行，在保证智能驾驶功能有序运行的同时，节约算法计算资源，且低优先级的
功能单元也可以将执行情况反馈给高优先级的功能单元，保证一定有措施可以来减轻或避免车辆驾驶危险。
[0076]
在一种可能的实施方式中，本发明实施例还提供一种可读存储介质，可读存储介质位于plc(programmable logic controller，可编程逻辑控制器)控制器中，可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下所述智能驾驶车辆紧急避撞控制方法的步骤：
[0077]
对车辆的碰撞风险进行实时计算判定，并当判定车辆存在一级碰撞风险时激活fcw报警功能和路径规划请求；
[0078]
基于车辆的碰撞风险并当车辆存在二级碰撞风险时：
[0079]
若驾驶员采取紧急制动主动介入动作，则激活aeb的紧急制动辅助功能；
[0080]
若驾驶员采取紧急转向主动介入动作，则激活esa的紧急转向辅助功能；
[0081]
若驾驶员未采取用于避撞的主动介入动作，则判断aeb的自动紧急制动功能是否可避撞：
[0082]
若不可以，则向esa发出接管请求，esa判断是否存在避撞路径，若是，则驱使esa工作，激活esa的自动紧急转向功能，若否，则请求aeb接管，激活aeb的自动紧急制动功能；
[0083]
若可以，则驱使aeb工作，激活aeb的自动紧急制动功能。
[0084]
存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于：电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0085]
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
[0086]
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0087]
参见图2所示，本发明实施例提供的一种智能驾驶车辆紧急避撞控制系统，用于实现上述所述智能驾驶车辆紧急避撞控制方法，包括感知单元、控制单元、功能管理单元和执行单元。
[0088]
感知单元用于感知车辆周围的目标物，并将感知信息发送至控制单元；控制单元包括fcw控制单元、aeb控制单元和esa控制单元，所述控制单元用于根据感知信息和车辆信息进行碰撞风险计算和避撞路径规划，并将计算结果和规划结果发送至功能管理单元；功能管理单元用于根据计算结果和规划结果进行仲裁后将工作请求指令发送给控制单元，若控制单元处于准备状态，则反馈给功能管理单元，由功能管理单元给执行单元发送控制指令，驱使aeb或esa的工作。感知单元包括摄像头和雷达。
[0089]
功能管理单元最终给执行单元发布控制指令，帮助驾驶员在紧急情况下避开障碍物；系统在修正方向的过程中，不仅可以最大限度避让危险，又能更大程度避免车辆失控。参见图3所示，为本发明实施例中智能驾驶车辆紧急避撞控制方法的整体流程。
[0090]
本发明的优势在于：增加功能管理单元，随着智能驾驶功能越来越多，横向控制如lka、esa、elk等，纵向控制如aeb等，各个子功能分别对执行机构发出指令，会导致横向控制、纵向控制指令混乱，本发明中功能管理单元可对各子功能进行监控，对执行机构的控制指令统一由功能管理单元发出，保证行车安全，同时本发明的设计可拓展其他智能驾驶功能；fcw、aeb、esa三个功能的判断状态、可避撞与否可以互相传递，高优先级的先执行，无法避撞再通知低优先级执行，节约算法计算资源，同时低优先级的也可以将执行情况反馈给高优先级，保证一定有措施可以减轻危险。
[0091]
本发明实施例的智能驾驶车辆紧急避撞控制系统，在智能驾驶车辆紧急避撞控制过程中，对于fcw、aeb和esa功能的执行，通过多个前置条件的设置，各功能单元间相互配合工作，且高优先级的功能单元优先执行，当高优先级的功能单元无法实现避撞时再通知低优先级单元执行，在保证智能驾驶功能有序运行的同时，节约算法计算资源，且低优先级的功能单元也可以将执行情况反馈给高优先级的功能单元，保证一定有措施可以来减轻或避免车辆驾驶危险。
[0092]
以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
[0093]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。