CN109131277A - 一种自动紧急制动系统的人机协调控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动紧急制动系统的人机协调控制系统，自动紧急制动系统的主控制器包括碰撞危险状况辨识模块、报警和制动控制策略模块、以及人机协调控制机制模块；所述碰撞危险状况辨识模块判断车辆目前所处的危险状况；所述报警和制动控制策略模块通过相应的控制策略，得到对应的控制方案；所述人机协调控制机制模块，当驾驶员主动控制车辆时，主控制器中断控制权；当报警和制动控制策略模块控制车辆完全制动减速时，屏蔽驾驶员操纵信息，保持报警和制动控制策略模块控制权。本发明通过合理的人机协调控制机制设置，在自动紧急制动系统工作的过程中，协调驾驶员与自动紧急制动系统之间的控制权转移，确保整车更安全，更人性化。
Description
技术领域
本发明涉及车辆自动紧急制动，特别涉及一种自动紧急制动系统的人机协调控制系统。
背景技术
自动紧急制动系统能够自动探测前方可能发生的碰撞并主动控制商用车制动系统使车辆减速以降低速度或避免碰撞的系统。自动紧急制动系统是保证车辆行驶安全，减轻或者避免追尾碰撞事故的有效手段。
自动紧急制动系统工作时，要避免与驾驶员对车辆的控制产生冲突。在自动紧急制动系统工作的不同阶段，当驾驶员主动通过某个动作或一些动作的组合来控制车辆时，自动紧急制动系统应根据当前的危险状况，选择适当的退出时机或保持对车辆的控制，交出对车辆的控制权或继续控制。这要求自动紧急制动系统具备人机协调的控制机制，使得车辆在紧急状态下实现平稳的控制权交接，一方面保证驾驶员对车辆的绝对控制权，另一方面又能保证车辆的行驶安全性。
发明内容
本发明目的是：提供一种自动紧急制动系统的人机协调控制系统，在自动紧急制动系统工作的过程中，自动协调驾驶员与自动紧急制动系统之间的控制权转移。
本发明的技术方案是：
一种自动紧急制动系统的人机协调控制系统，包括依次连接的驾驶员操纵机构、仪表板控制器或车身控制器、自动紧急制动系统的主控制器和自动紧急制动系统执行器，所述仪表板控制器或车身控制器还连接有报警蜂鸣器和报警灯；
自动紧急制动系统的主控制器包括碰撞危险状况辨识模块、报警和制动控制策略模块、以及人机协调控制机制模块：
所述碰撞危险状况辨识模块采集环境数据，判断车辆目前所处的危险状况；
所述报警和制动控制策略模块根据碰撞危险状况辨识模块计算得到的危险状况，通过相应的控制策略，得到对应的控制方案；
所述人机协调控制机制模块采集驾驶员操纵车辆的信息，以及报警和制动控制策略模块的控制方案要求；当驾驶员主动控制车辆时，人机协调控制机制模块使自动紧急制动系统的主控制器中断控制权；当报警和制动控制策略模块控制车辆完全制动减速时，人机协调控制机制模块屏蔽驾驶员操纵信息，继续控制车辆直到停车，保持报警和制动控制策略模块控制权。
优选的，所述驾驶员操纵机构包括转向灯、驻车制动、制动踏板、油门踏板、档位、自动紧急制动系统开关；驾驶员可以通过手或脚部动作对车辆进行操纵，操纵动作信号转化为开关信号或模拟信号对外传输，被仪表板控制器或车身控制器检测到。
优选的，所述仪表板控制器或车身控制器检测到驾驶员的操纵动作信号后，通过计算、转换和打包，封装成CAN报文的形式，按规定的协议和频率，通过整车CAN总线对外发送。
优选的，所述自动紧急制动系统的主控制器与整车CAN总线连接，实时接收和解析整车CAN报文中驾驶员的操纵信息，并向仪表板控制器或车身控制器发送报警信息，并通过自动紧急制动系统执行器控制车辆的主动制动；当车辆处于危险状态，而驾驶员没有意识到危险时，通过CAN总线发送报警信息给仪表板控制器或车身控制器；当车辆处于危险状态，驾驶员正在操纵车辆时，自动紧急制动系统交出控制权，由驾驶员控制车辆。
优选的，自动紧急制动系统执行器为可通过电控实现主动制动的装置；自动紧急制动系统的主控制器通过自动紧急制动系统执行器主动制动，或驾驶员踩下制动踏板的方式通过自动紧急制动系统执行器实现制动。
优选的，所述报警和制动控制策略模块计算得到的危险等级，通过相应的控制策略，得到的对应控制方案包括：对于1级报警，为蜂鸣器提示；对于2级报警，为蜂鸣器加报警灯闪烁提示；对于3级报警，为蜂鸣器加报警灯闪烁提示，以及部分制动减速；对于4级报警，为蜂鸣器加报警灯闪烁提示，以及完全制动减速。
优选的，当车辆进入4级报警状态，开始完全制动减速时，人机协调控制机制模块屏蔽驾驶员操纵信息，继续控制车辆直到停车，保持控制权。
优选的，所述碰撞危险状况辨识模块从环境传感器采集数据，环境传感器包括毫米波雷达、车载摄像头。
本发明的优点是：
本发明的自动紧急制动系统的人机协调控制系统，通过合理的人机协调控制机制设置，在自动紧急制动系统工作的过程中，本发明协调驾驶员与自动紧急制动系统之间的控制权转移，确保整车更安全，更人性化。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明自动紧急制动系统的人机协调控制系统的硬件结构原理图；
图2为本发明自动紧急制动系统主控制器功能结构原理图；
图3为本发明自动紧急制动系统人机协调控制机制原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的自动紧急制动系统的人机协调控制系统，包括依次连接的驾驶员操纵机构（包括转向灯、驻车制动、制动踏板、油门踏板、档位、自动紧急制动系统开关）、仪表板控制器或车身控制器、自动紧急制动系统的主控制器和自动紧急制动系统执行器，所述仪表板控制器或车身控制器还连接有报警蜂鸣器和报警灯。所述自动紧急制动系统执行器还连接有控制其执行的制动踏板。
如图2所示，所示自动紧急制动系统的主控制器包括碰撞危险状况辨识模块、报警和制动控制策略模块、以及人机协调控制机制模块：
所示碰撞危险状况辨识模块从环境传感器，例如毫米波雷达、车载摄像头等，采集数据，通过一定的算法判断车辆目前所处的危险状况。
所述报警和制动控制策略模块根据碰撞危险状况辨识模块计算得到的危险状况，通过相应的控制策略，得到对应的控制方案；一般来说：对于1级报警，为蜂鸣器提示；对于2级报警，为蜂鸣器加报警灯闪烁提示；对于3级报警，为蜂鸣器加报警灯闪烁提示，以及部分制动减速；对于4级报警，为蜂鸣器加报警灯闪烁提示，以及完全制动减速。
所述人机协调控制机制模块采集驾驶员操纵车辆的信息，以及报警和制动控制策略模块的控制方案要求；当驾驶员主动控制车辆时，人机协调控制机制模块使自动紧急制动系统的主控制器中断控制权；当报警和制动控制策略模块控制车辆完全制动减速时，人机协调控制机制模块屏蔽驾驶员操纵信息，继续控制车辆直到停车，保持报警和制动控制策略模块控制权。当车辆进入4级报警状态，开始完全制动减速时，人机协调控制机制模块屏蔽驾驶员操纵信息，继续控制车辆直到停车，保持控制权。
所述驾驶员操纵机构包括转向灯、驻车制动、制动踏板、油门踏板、档位、自动紧急制动系统开关；驾驶员可以通过手或脚部动作对车辆进行操纵，操纵动作信号转化为开关信号或模拟信号对外传输，被仪表板控制器或车身控制器检测到。
所述仪表板控制器或车身控制器检测到驾驶员的操纵动作信号后，通过计算、转换和打包，封装成CAN报文的形式，按规定的协议和频率，通过整车CAN总线对外发送。自动紧急制动系统的主控制器可以采集到这些信息。仪表板控制器或车身控制器可以通过整车CAN总线接收自动紧急制动系统的主控制器的报警信息，通过控制蜂鸣器和报警灯向驾驶员报警。
所述自动紧急制动系统的主控制器与整车CAN总线连接，实时接收和解析整车CAN报文中驾驶员的操纵信息，并向仪表板控制器或车身控制器发送报警信息，并通过自动紧急制动系统执行器控制车辆的主动制动；当车辆处于危险状态，而驾驶员没有意识到危险时，通过CAN总线发送报警信息给仪表板控制器或车身控制器；当车辆处于危险状态，驾驶员正在操纵车辆时，自动紧急制动系统交出控制权，由驾驶员控制车辆。
自动紧急制动系统执行器为可通过电控实现主动制动的装置；自动紧急制动系统的主控制器通过自动紧急制动系统执行器主动制动，或驾驶员踩下制动踏板的方式通过自动紧急制动系统执行器实现制动。自动紧急制动系统的执行机构可以将制动压力（气压、液压）传达到车轮的制动缸，实现车辆的制动。
如图3所示，自动紧急制动系统人机协调控制机制通过判断当前所处的报警等级与驾驶员操纵动作来协调报警和主动制动机构的控制动作。首先判断驾驶员是否关闭紧急制动系统，如果是则由驾驶员控制车辆，否则报警等级为4级；然后依次判断驾驶员是否挂倒挡、打转向灯、踩下制动踏板、油门踩到底、拉起手刹，如果是则由驾驶员控制车辆，否则依据车辆目前所处的危险状况报警等级分为1-3级。
所述报警和制动控制策略模块计算得到的危险等级，通过相应的控制策略，得到的对应控制方案，包括：对于1级报警，为蜂鸣器提示；对于2级报警，为蜂鸣器加报警灯闪烁提示；对于3级报警，为蜂鸣器加报警灯闪烁提示，以及部分制动减速；对于4级报警，为蜂鸣器加报警灯闪烁提示，以及完全制动减速。当车辆进入4级报警状态，开始完全制动减速时，人机协调控制机制模块屏蔽驾驶员操纵信息，继续控制车辆直到停车，保持控制权。
具体实施时，在某系列车型中配置了本发明的自动紧急制动系统的人机协调控制系统，并通过对静止目标、动态目标、弯道和误报警性能测试等，均能满足预先设置的设计要求、性能目标和人机协调控制机制。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种自动紧急制动系统的人机协调控制系统，其特征在于：包括依次连接的驾驶员操纵机构、仪表板控制器或车身控制器、自动紧急制动系统的主控制器和自动紧急制动系统执行器，所述仪表板控制器或车身控制器还连接有报警蜂鸣器和报警灯；
自动紧急制动系统的主控制器包括碰撞危险状况辨识模块、报警和制动控制策略模块、以及人机协调控制机制模块：
所述碰撞危险状况辨识模块采集环境数据，判断车辆目前所处的危险状况；
所述报警和制动控制策略模块根据碰撞危险状况辨识模块计算得到的危险状况，通过相应的控制策略，得到对应的控制方案；
所述人机协调控制机制模块采集驾驶员操纵车辆的信息，以及报警和制动控制策略模块的控制方案要求；当驾驶员主动控制车辆时，人机协调控制机制模块使自动紧急制动系统的主控制器中断控制权；当报警和制动控制策略模块控制车辆完全制动减速时，人机协调控制机制模块屏蔽驾驶员操纵信息，继续控制车辆直到停车，保持报警和制动控制策略模块控制权。
2.根据权利要求1所述的自动紧急制动系统的人机协调控制系统，其特征在于：所述驾驶员操纵机构包括转向灯、驻车制动、制动踏板、油门踏板、档位、自动紧急制动系统开关；驾驶员可以通过手或脚部动作对车辆进行操纵，操纵动作信号转化为开关信号或模拟信号对外传输，被仪表板控制器或车身控制器检测到。
3.根据权利要求2所述的自动紧急制动系统的人机协调控制系统，其特征在于：所述仪表板控制器或车身控制器检测到驾驶员的操纵动作信号后，通过计算、转换和打包，封装成CAN报文的形式，按规定的协议和频率，通过整车CAN总线对外发送。
4.根据权利要求3所述的自动紧急制动系统的人机协调控制系统，其特征在于：所述自动紧急制动系统的主控制器与整车CAN总线连接，实时接收和解析整车CAN报文中驾驶员的操纵信息，并向仪表板控制器或车身控制器发送报警信息，并通过自动紧急制动系统执行器控制车辆的主动制动；当车辆处于危险状态，而驾驶员没有意识到危险时，通过CAN总线发送报警信息给仪表板控制器或车身控制器；当车辆处于危险状态，驾驶员正在操纵车辆时，自动紧急制动系统交出控制权，由驾驶员控制车辆。
5.根据权利要求4所述的自动紧急制动系统的人机协调控制系统，其特征在于：自动紧急制动系统执行器为可通过电控实现主动制动的装置；自动紧急制动系统的主控制器通过自动紧急制动系统执行器主动制动，或驾驶员踩下制动踏板的方式通过自动紧急制动系统执行器实现制动。
6.根据权利要求1所述的自动紧急制动系统的人机协调控制系统，其特征在于：所述报警和制动控制策略模块计算得到的危险等级，通过相应的控制策略，得到的对应控制方案包括：对于1级报警，为蜂鸣器提示；对于2级报警，为蜂鸣器加报警灯闪烁提示；对于3级报警，为蜂鸣器加报警灯闪烁提示，以及部分制动减速；对于4级报警，为蜂鸣器加报警灯闪烁提示，以及完全制动减速。
7.根据权利要求6所述的自动紧急制动系统的人机协调控制系统，其特征在于：当车辆进入4级报警状态，开始完全制动减速时，人机协调控制机制模块屏蔽驾驶员操纵信息，继续控制车辆直到停车，保持控制权。
8.根据权利要求1所述的自动紧急制动系统的人机协调控制系统，其特征在于：所述碰撞危险状况辨识模块从环境传感器采集数据，环境传感器包括毫米波雷达、车载摄像头。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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