[發(fā)明專利]一種基于滾動(dòng)優(yōu)化參數(shù)的TTC的車輛安全防撞控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910680305.4
• 申請(qǐng)日: 2019-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110435647B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭烈;孫大川;岳明;陳俊杰;趙一兵;李琳輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B60W30/09
• 分類號(hào): B60W30/09;B60W30/095;B60W40/105;B60W40/107;B60W50/00;B60W50/14;B60T7/12;G06F17/11
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 李洪福

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于滾動(dòng)優(yōu)化參數(shù)的TTC的車輛安全防撞控制方法，控制車通過(guò)車載傳感器獲取目標(biāo)車的位置信息、速度信息和加速度信息，并將自身信息輸入到計(jì)算模塊，得到兩車間距、兩車間相對(duì)速度和控制車加速度等信息，并進(jìn)行滾動(dòng)優(yōu)化計(jì)算，在目標(biāo)函數(shù)和約束條件作用下，得到性能較好、魯棒性較強(qiáng)的參數(shù)，并輸入到二階TTC安全防撞時(shí)間模型中進(jìn)行判斷計(jì)算。本發(fā)明通過(guò)滾動(dòng)優(yōu)化算法得到優(yōu)化的性能指標(biāo)與未經(jīng)過(guò)優(yōu)化的性能指標(biāo)相比，性能指標(biāo)數(shù)值經(jīng)過(guò)滾動(dòng)優(yōu)化后，在目標(biāo)函數(shù)和約束條件的作用下，更加符合實(shí)際情況，能夠預(yù)測(cè)目標(biāo)車下一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)，控制車相應(yīng)地做出動(dòng)作，防止碰撞，具有較高的精確度，能夠很好計(jì)算出當(dāng)前時(shí)刻的TTC數(shù)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自動(dòng)駕駛制動(dòng)控制領(lǐng)域，特別是一種基于滾動(dòng)優(yōu)化參數(shù)的TTC的車輛安全防撞控制方法。

背景技術(shù)

隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的興起，汽車保有量的劇增，導(dǎo)致交通環(huán)境惡劣、交通安全隱患等問(wèn)題日益凸顯，其中車輛防撞控制已然成為自動(dòng)駕駛領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)。復(fù)雜的交通環(huán)境和駕駛員對(duì)安全碰撞距離的誤判都可能造成嚴(yán)重的交通危害。

車輛自動(dòng)駕駛技術(shù)中的安全防撞系統(tǒng)主要工作原理是：控制車通過(guò)車載的雷達(dá)以及攝像頭等各類傳感器獲取目標(biāo)車輛包括位置距離信息、速度信息、加速度信息等一系列信息。然后將目標(biāo)車輛的信息輸入到車載控制系統(tǒng)中，車載控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)目前控制車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和目標(biāo)車的信息進(jìn)行減速或者制動(dòng)判斷，并將判斷信號(hào)輸入到車載執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這樣就完成了一個(gè)安全防撞控制過(guò)程。

當(dāng)前對(duì)于車輛安全防撞控制方法中，不乏有駕駛員預(yù)瞄算法、安全碰撞距離算法、安全碰撞時(shí)間算法等。駕駛員預(yù)瞄算法主要是依托駕駛員的自我意識(shí)判斷，當(dāng)外界存在較大的干擾，會(huì)造成駕駛員預(yù)瞄算法產(chǎn)生較大的誤差，不能保障安全防撞系統(tǒng)的精確度；安全碰撞距離算法主要以計(jì)算制動(dòng)距離為主，分階段計(jì)算制動(dòng)距離，計(jì)算量較大，會(huì)使安全防撞系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性降低；安全碰撞時(shí)間算法主要是計(jì)算碰撞時(shí)間來(lái)判斷是否進(jìn)行防撞措施，但可能存在碰撞時(shí)間出現(xiàn)無(wú)限大的情況，不利于當(dāng)前時(shí)刻的判斷，精確度較低。。因此保障安全防撞控制系統(tǒng)的精確度和實(shí)時(shí)性是目前的困難之一。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種保障精確度和實(shí)時(shí)性的基于滾動(dòng)優(yōu)化參數(shù)的TTC的車輛安全防撞控制方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種基于滾動(dòng)優(yōu)化參數(shù)的TTC的車輛安全防撞控制方法，包括以下步驟：

A、建立二階TTC碰撞模型

車輛安全防撞時(shí)間模型的指標(biāo)為碰撞點(diǎn)時(shí)間，簡(jiǎn)稱TTC。TTC最初的定義是兩車保持當(dāng)前車速行駛直到發(fā)生碰撞所需的時(shí)間，用于判斷危險(xiǎn)碰撞的依據(jù)，其計(jì)算公式為：

式中，Δx為控制車與目標(biāo)車之間的相對(duì)距離，v_rel為控制車與目標(biāo)車之間的相對(duì)速度，為控制車與目標(biāo)車之間的相對(duì)加速度，上述參數(shù)均由車載傳感器檢測(cè)得到。

B、建立狀態(tài)空間模型

對(duì)控制車和目標(biāo)車的縱向相對(duì)距離的識(shí)別是安全防撞系統(tǒng)的重要因素之一，兩車之間的位置關(guān)系式如下：

Δx(k)＝x_o(k)-x_c(k) (2)

式中，Δx(k)為兩車實(shí)際位置距離，x_o(k)為第k時(shí)刻目標(biāo)車位置，x_c(k)為第k時(shí)刻控制車位置。

根據(jù)離散微分原理得到控制車加速度a_c(k)如下：

式中，v_c(k)是第k時(shí)刻控制車的速度，v_c(k-1)為第k-1時(shí)刻控制車的速度。T為安全防撞系統(tǒng)的采樣時(shí)間，。