一种智能车辆主动安全控制方法、装置、介质及产品

本发明涉及智能车辆控制领域，特别是涉及一种智能车辆主动安全控制方法、装置、介质及产品。

背景技术：

1、智能车辆在智能交通系统中占据着关键地位，基于环境感知、车联网等技术实现的智能车辆控制方法可以显著提升交通运输效率和减少交通事故风险。目前，智能车辆主动避撞功能得到了广泛的关注与研究，现有的智能车辆主动避撞控制算法主要有以下不足：

2、(1)目前的主动避障控制方法/算法主要针对单个旁车场景如暂未涉及动态多车和不同路况的复杂交通场景；(2)在动态多车的场景下进行主动避障控制时，以往考虑单个旁车的预测模型已不适用，需要扩充为结合多车运动状态的多车预测模型；(3)对于单个旁车的碰撞风险与评估已经有了较多的研究，而实际交通中往往为多车行驶且行车环境复杂时变，因此需要定义多车行驶风险并形成相应的行驶目标；(4)动态多车复杂环境下，缺少对于多车之间以及车路之间的安全车距约束；同时，在进行避撞控制时较少考虑到车辆可能发生纵(如车轮滑移)、横向失稳(如后轴侧滑)，未对车辆稳定性的关键响应进行必要的约束。

3、综上，如何实现智能车辆安全可靠的主动避撞控制成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提一种智能车辆主动安全控制方法、装置、介质及产品，可实现动态多车复杂环境下安全可靠的主动避撞控制，提高智能车辆的主动安全性能。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种智能车辆主动安全控制方法，所述方法包括：

4、获取当前行驶环境下本车在当前控制周期内的行驶状态参数和控制量，得到当前行驶状态参数和当前控制量；所述行驶状态参数包括：车轮垂向力、纵向速度和横摆角速度；所述控制量包括：期望前轮转角和四个车轮的驱动力矩；

5、获取当前行驶环境下所有车辆在当前控制周期内的运动状态参数，得到当前运动状态参数；所述运动状态参数包括：纵向速度、横向速度、横摆角、横摆角速度、车辆纵横向位置、道路左右边界的横向位置和道路中心线的横向位置；

6、基于车辆动力学模型和多车运动预测方程构建多车预测模型；

7、构建多车目标函数和多车时变约束；所述多车目标函数是考虑了多车行驶风险构建的；所述多车时变约束包括：控制量约束、状态变量约束、安全车距约束和稳定性约束；

8、将当前行驶状态参数、当前控制量以及当前运动状态参数中所有车辆的纵向速度、横向速度、横摆角和横摆角速度输入所述多车预测模型，得到当前控制周期内本车的预测输出变量；所述预测输出变量包括：预测的横向速度、横摆角速度、前轮转角、横摆角以及本车质心的横纵向位置；

9、根据当前运动状态参数中所有车辆的车辆纵横向位置、道路左右边界的横向位置和道路中心线的横向位置，计算当前控制周期内的多车行驶风险；

10、将当前控制周期内本车的预测输出变量、当前控制量和当前控制周期内的多车行驶风险输入所述多车目标函数，基于所述多车时变约束对所述多车目标函数进行求解，得到当前行驶环境下本车在下一控制周期内的控制量。

11、本发明还提供了一种计算机装置，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述的智能车辆主动安全控制方法的步骤。

12、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的智能车辆主动安全控制方法的步骤。

13、本发明还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的智能车辆主动安全控制方法的步骤。

14、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

15、本发明实施例提出的智能车辆主动安全控制方法、装置、介质及产品，将多车运动预测方程纳入预测模型中，建立了一个多车预测模型作为避撞的集成预测模型，确保在动态多车场景中主动避障控制器优化得到的避障路径是最优的；考虑了多车行驶风险构建构建多车目标函数，确保在实际应用中有效的降低行车风险，提高智能车辆的主动安全性能；构建了包括：控制量约束、状态变量约束、安全车距约束和稳定性约束的多车时变约束，考虑了多车之间与车路之间的安全约束，同时对所控制车辆的纵横向稳定性的关键响应进行了约束，确保了智能车辆(本车)在满足稳定性约束的前提下，能够实现安全可靠的主动避撞控制。因此，本发明实现了动态多车复杂环境下安全可靠的主动避撞控制，提高了智能车辆的主动安全性能。

技术特征：

1.一种智能车辆主动安全控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的智能车辆主动安全控制方法，其特征在于，基于车辆动力学模型和多车运动预测方程构建多车预测模型，具体包括：

3.根据权利要求1所述的智能车辆主动安全控制方法，其特征在于，所述多车目标函数为：

4.根据权利要求1所述的智能车辆主动安全控制方法，其特征在于，所述控制量约束为：

5.根据权利要求1所述的智能车辆主动安全控制方法，其特征在于，多车行驶风险的计算公式为：

6.根据权利要求1所述的智能车辆主动安全控制方法，其特征在于，将当前控制周期内本车的预测输出变量、当前控制量和当前控制周期内的多车行驶风险输入所述多车目标函数，基于所述多车时变约束对所述多车目标函数进行求解，得到当前行驶环境下本车在下一控制周期内的控制量，具体包括：

7.一种计算机装置，包括：存储器、处理器以存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1-6中任一项所述的智能车辆主动安全控制方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的智能车辆主动安全控制方法的步骤。

9.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述的智能车辆主动安全控制方法的步骤。

技术总结
本发明公开一种智能车辆主动安全控制方法、装置、介质及产品，涉及智能车辆控制领域，该方法包括：基于车辆动力学模型和多车运动预测方程构建多车预测模型；将本车的当前行驶状态参数、当前控制量以及所有车辆的纵向速度、横向速度、横摆角和横摆角速度输入多车预测模型，得到当前控制周期内本车的预测输出变量；根据所有车辆的纵横向位置、道路左右边界以及道路中心线的横向位置，计算当前控制周期内的多车行驶风险；将本车的预测输出变量、当前控制量和多车行驶风险输入多车目标函数，基于多车时变约束对多车目标函数进行求解，得到当前行驶环境下本车在下一控制周期内的控制量。本发明可实现动态多车复杂环境下安全可靠的主动避撞控制。

技术研发人员：秦也辰,胡学鹏,张钰,胡宇轩,徐涛
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24