[發明專利]一種基于多傳感器融合的車輛主動制動系統

有效

• 申請號: 202011263497.8
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112455443B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 林燕丹;孫小冬;韋圣兵;陳文芳
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: B60W30/18
• 分類號: B60W30/18;B60W40/04;B60W40/06
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明屬于道路交通車輛控制技術領域，具體為一種基于多傳感器融合的車輛主動制動系統。本發明系統包括多傳感器障礙檢測機構、電子制動卡鉗、攝像頭前端處理控制器、主控控制器、中央網關；后三者組成制動控制器；多傳感器障礙檢測機構由攝像頭、測距雷達等多種傳感器組成，用于檢測車輛障礙；攝像頭前處理控制器用于對攝像頭的數據進行圖像識別的前處理；主控控制器是核心運算控制單元，用于對外部輸入信號的融合處理，并輸出相關信息；中央網關用于BCU和整車之間進行多網絡信息交換，以及與5G等通信模塊進行信號交互；電子制動卡鉗用于對車輛制動。本系統可安裝于任何車輛，能夠更加精確的掌握制動距離，安全性大幅提升。

技術領域

本發明屬于道路交通車輛控制技術領域，具體涉及一種基于多傳感器融合的車輛主動制動系統。

背景技術

目前汽車在快速普及，根據交通理賠事故數據上可以分析出，汽車的交通事故也在逐年增加，假設車輛在行駛中，前方遇到障礙，比如，前方有車輛等紅燈、前方車輛速度偏低、前方有突發物體出現等，如果駕控人員由于疏忽或者接電話、分神等情況發生時，非常容易發生車輛追尾事故。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能有效降低車輛追尾事故發生的基于多傳感器融合的車輛主動制動系統。

本發明提供的基于多傳感器融合的車輛主動制動系統，其構架參見圖1所示，包括多傳感器障礙檢測機構、攝像頭前端處理控制器(CMU camera module unit)、主控控制器(MCU main control unit)、中央網關(CGW central gateway module)、電子制動卡鉗(EMBelectronic mechanical brake)；其中，攝像頭前端處理控制器、主控控制器和中央網關集成在一起組成主動制動控制器(BCU brake system control unit)，可以減少外部線束及插件的連接，提升可靠性，降低產品重量并縮小產品外形尺寸；

所述多傳感器障礙檢測機構由攝像頭、測距雷達等多種或者多個傳感器組成，用于檢測道路標牌、車道線、紅綠燈、前方車輛、前方障礙物及距離等，并將檢測數據發送到BCU；

所述攝像頭前處理控制器(CMU)，用于對攝像頭的數據進行圖像識別的前處理，減輕主控控制器MCU的負擔；

所述主控控制器(MCU)，是BCU里的核心運算控制單元，用于對所有的外部輸入信號進行融合，并計算、輸出相關信息；

所述中央網關(CGW)，用于BCU和整車之間進行多網絡信息交換，以及與5G等通信模塊進行信號交互，同時識別人工駕駛模式和自動駕駛模式，將駕駛模式發送給MCU，MCU依據駕駛模式選擇合適的控制流程；

所述電子制動卡鉗(EMB)，用于對車輛制動，比傳統液壓卡鉗響應速度快，安裝簡單，無漏液，無需排氣，維護方便。

本發明的車輛主動制動系統，其控制的具體流程為：當車輛啟動后，車輛主動制動系統自動啟動，由攝像頭和測距雷達(毫米波雷達、激光雷達)組成的多傳感器障礙檢測機構，檢測道路標牌、車道線、紅綠燈、前方車輛、前方障礙物及距離等，并將檢測數據發送到BCU；由BCU中的CMU對攝像數據做處理，由MCU負責多傳感器的數據計算，BCU根據車輛速度V、車輛行駛與前方障礙物的相對距離L以及此時狀態下的油門踏板和制動踏板狀態，不斷地計算當前速度下的安全制動距離，并根據安全系數矩陣，評價當前的安全系數，當安全系數小于1的時候，主動制動開始動作，主動控制EMB，根據安全系數矩陣，分配合適的制動力，以保證制動的可靠性和乘客的制動舒適性。例如，du/dt≯0.2g～0.3g，緊急制動時du/dt≯0.4g，為了保證可靠性，在系統認定的安全范圍內如果出現障礙物，則會提前制動，保證乘客在制動時不會出現點頭現象。

本發明中，由攝像頭、組合雷達組成的多傳感器，僅作為本發明的信息采集手段，并不限于此類傳感器，諸如其他形式的傳感器也可用于信號采集的應用中。