[發明專利]一種采用人工勢場法的車輛主動避撞方法

在審

• 申請號: 201710351414.2
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107161143A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 袁朝春;翁爍豐;何友國;范興根;劉慧;王桐;陸傳道
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60W30/08
• 分類號: B60W30/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種汽車動態緊急縱向避撞區的建模方法，屬于行駛安全技術領域。

背景技術

隨著汽車保有量的快速增長，道路交通安全問題已經成為各國政府和社會關注的重要問題。美國國家高速公路安全委員會(NHTSA)的調研表明，在道路交通致死事故中，因駕駛員過失造成的約占90％，而因車輛故障造成的僅占約3％。發展先進的車輛主動安全系統是現代道路交通的迫切需求。車輛主動安全系統中的重要環節是車輛的主動避撞方法的研究與開發?，F有的主動避撞方法在復雜交通環境下的避撞路徑規劃不夠理想且未考慮到傳感器視野盲區所帶來的潛在交通事故風險。

發明內容

本發明旨在實現車輛行駛過程中的危險工況規避，并減少檢測盲區所帶來的潛在交通事故風險，以提高行車的安全系數；發明提出的人工勢場模型能夠合理規劃避撞路徑，避免車輛規避障礙物過程中的二次碰撞所帶來的傷害；車輛控制過程中對駕駛員操作的檢測反饋能夠實現車輛主動避撞與駕駛員控制的合理過渡。具體方案如下：

一種采用人工勢場法的車輛主動避撞方法，包括如下步驟：

步驟1：獲取車輛自身與環境信息；

步驟2：通過分析車輛自身與環境信息，建立車輛虛擬斥力人工勢場模型，得到車輛當前所受虛擬斥力；

步驟3：通過車輛可見障礙物斥力以及盲區虛擬斥力判斷是否需要進行主動避撞；

步驟4：在需要進行主動避撞時，利用人工勢場模型規劃主動避撞路徑；

步驟5：按照步驟4所規劃的路徑由電子控制單元控制避撞；

步驟6：對當前駕駛員操作輸入進行判斷，決策是否歸還車輛控制權；

步驟7：單位時間之后，重復步驟1至6直到車輛到達安全地點。

進一步，步驟1中所述的車輛環境信息通過激光雷達與CCD工業相機獲取，所獲取的信息包括：當前行駛道路兩側障礙物信息，當前行駛路面障礙物信息，當前交通信號燈信息，當前傳感器視野盲區信息；所述的車輛自身信息通過車身傳感器與GPS獲取，所獲取信息包括：車輛速度，車輛加速度，車輛當前位置。

進一步，步驟2中所述的車輛虛擬斥力包括下列斥力：

(1)前方及側向障礙物斥力：

其中，為障礙物與車輛相對距離，為障礙物與車輛相對速度，M_vehicle為車輛當前運動狀態，S_safe-r為障礙物與車輛理論安全距離，K_r-abstacle為車輛前方及側向障礙物斥力系數。

(2)信號指示燈斥力：

其中，為車輛與交通信號燈相對距離，S_safe為車輛與交通信號燈安全距離閾值，M_light為信號燈當前顯示，S_safe-light信號燈理論影響距離，K_r-light為信號指示燈斥力系數；

(3)前方檢測盲區斥力

其中，為車輛與盲區邊界相對距離，為車輛與盲區邊界相對速度，S_safe-blind為車輛與盲區邊界理論安全距離，K_r-blind為前方檢測盲區斥力系數。

進一步，步驟3中的汽車主動避撞判斷采用閾值判斷，分別計算前方障礙物斥力、側向障礙物斥力與盲區潛在障礙物斥力，若計算結果大于對應斥力閾值，則判定需要進行主動避撞操作。

進一步，步驟4中的人工勢場模型包括當前地圖下的虛擬斥力人工勢場模型、以及引力模型。其中，引力模型包括當前全局規劃虛擬引力、安全換道虛擬引力；虛擬斥力人工勢場模型包括前方及側向障礙物斥力、信號指示燈斥力、前方檢測盲區斥力。所述的車輛虛擬引力模型具體為：

(1)全局規劃虛擬引力：

其中，μ_roll為車輛滾動阻力系數，A為車輛的等效迎風面積，C_w為車輛的風阻系數，V為車輛行駛速度，M為車輛質量，K_attract-plan為全局規劃虛擬引力系數。

(2)安全換道虛擬引力：