CN115071698B - 一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法及系统 - Google Patents
一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115071698B CN115071698B CN202210723433.4A CN202210723433A CN115071698B CN 115071698 B CN115071698 B CN 115071698B CN 202210723433 A CN202210723433 A CN 202210723433A CN 115071698 B CN115071698 B CN 115071698B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- collision
- collision avoidance
- vehicle
- track
- lowest
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 74
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 29
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 9
- 230000019771 cognition Effects 0.000 claims description 7
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 4
- 230000001149 cognitive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 3
- 238000012502 risk assessment Methods 0.000 abstract description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 4
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 4
- 206010039203 Road traffic accident Diseases 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
- B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
- B60W30/09—Taking automatic action to avoid collision, e.g. braking and steering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
- B60W2540/01—Occupants other than the driver
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2552/00—Input parameters relating to infrastructure
- B60W2552/40—Coefficient of friction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法及系统，该方法包括以下步骤：S1、获取本车行驶区域信息，并根据本车行驶区域信息计算可通行区域；S2、确定路面附着系数修订系数f’、本车是否处于复杂行车环境Flag和车内乘员位置信息；S3、根据步骤S1、步骤S2、本车转向、加速性能限制的转向和加速限制参数，计算至少6条避撞轨迹；S4、根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级L_c；S5、根据碰撞风险等级L_c、最低碰撞代价函数fc_min选择避撞策略；S6、根据避撞策略执行避撞。从而实现更精确的碰撞风险评估，同时，结合碰撞的目标类型、碰撞速度差等因素计算最低碰撞代价函数，以更合理的选择避撞策略决策。
Description
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法及系统。
背景技术
随着自动紧急制动系统、前碰撞预警系统等驾驶辅助系统的普及，交通事故发生率、致死率虽呈下降趋势，但每年交通事故数量、因交通事故死亡人数仍然处于一个较高水平。常规的驾驶辅助系统，由于系统本身局限，并无法最大限度避免碰撞或降低碰撞伤害，且各系统间并无协同工作机制，也一定程度上降低了避撞效果。
借助软件定义汽车的新思路、汽车ECU逐渐向域控甚至中央控制器转变的新潮流，新一代汽车具备更强的感知、认知能力和控制性能，使得车载智能系统可同时评估多种轨迹下的控制结果，制定碰撞伤害最小的避撞措施。
如公开号为CN112793566A的发明专利公开了一种避撞方法及装置，该方法包括：基于环境信息对车辆进行碰撞风险评估；当车辆存在碰撞风险时，判断是否需要对车辆进行横向主动转向避撞控制；当需要对车辆进行横向主动转向避撞控制时，采用避撞模块计算得到横向转向避撞轨迹；在横向主动转向避撞控制过程中，控制轨迹投射装置在行驶道路上投射全局的横向转向避撞轨迹，通过所述投射的全局的横向转向避撞轨迹，达到提醒周围车辆的目的，保证了横向避撞过程中的安全性。该专利只设计了一种避撞轨迹，即横向主动转向避撞，但现实中，可能存在其他避撞轨迹，因此该方案得到的结果不见得是最优的。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法，解决如何实现更精确的碰撞风险评估，以及更合理的选择避撞决策的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法，包括以下步骤：
S1、获取本车行驶区域信息，并根据本车行驶区域信息计算可通行区域；
S2、确定路面附着系数修订系数f’、本车是否处于复杂行车环境Flag和车内乘员位置信息；
S3、根据步骤S1、步骤S2、本车转向、加速性能限制的转向和加速限制参数，计算至少6条避撞轨迹；
S4、根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级L_c；
S5、根据碰撞风险等级L_c、最低碰撞代价函数fc_min选择避撞策略；
S6、根据避撞策略执行避撞。
进一步地，在步骤S2中，确定路面附着系数修订系数f’、本车是否处于复杂行车环境Flag和车内乘员位置信息，具体包括：
根据本车行驶区域信息、AI算法和轮速差推测路面附着系数修订系数f’；
根据本车行驶区域信息推测本车轨迹、预期轨迹周边是否存在非机动车、非机动车道、行人和人行道，以确定本车是否处于复杂行车环境Flag；
根据本车行驶区域信息，结合各座椅乘员检测结果、IMS系统乘员检测结果，推算出车内乘员位置信息。
进一步地，在步骤S3中，计算至少6条避撞轨迹包括本车道减速避撞轨迹、本车道加速避撞轨迹、左侧换道避撞轨迹、左侧绕障避撞轨迹、右侧换道避撞轨迹和右侧绕障避撞轨迹；其中，计算左右侧换道避撞和左右侧绕障避撞轨迹时还需综合考虑刹车和转向的协同控制方式。
进一步地，在步骤S4中，根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级，具体包括：
根据本车道减速避撞轨迹前方的目标信息、本车当前车速、修订后的本车转向及加速限制参数等信息，计算与目标的碰撞时间TTCFT；
根据避撞轨迹，结合修订后的本车转向及加速限制参数，计算各避撞轨迹上各目标的碰撞风险等级L_c、碰撞速度差dv_c、碰撞位置P_c和碰撞角度A_c。
进一步地，在步骤S5中，根据碰撞风险等级L_c、最低碰撞代价函数fc_min选择避撞策略，具体包括：
优先选择碰撞风险等级L_c为0的轨迹，当各避撞轨迹的碰撞风险等级L_c都不为0时，基于最低碰撞代价函数fc_min选择碰撞代价最小的避撞轨迹。
进一步地，避撞策略包括报警避撞策略和机动避撞策略；其中，
报警避撞策略包括听觉和视觉报警；
机动避撞策略包括报警、加速、减速和转向控制，执行机动避撞策略时，同时点亮本车双闪。
本发明还提供一种基于最低碰撞代价的避撞控制系统，包括传感器、控制器和执行器；其中，传感器，用于获取本车行驶区域信息；
控制器，用于根据本车行驶区域信息计算可通行区域，确定路面附着系数修订系数f’、本车是否处于复杂行车环境Flag和车内乘员位置信息，并结合本车转向、加速性能限制的转向和加速限制参数，计算至少6条避撞轨迹；根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级L_c，并根据碰撞风险等级L_c、最低碰撞代价函数fc_min选择避撞策略；
执行器，用于接收到控制器输出的避撞策略的控制请求后，执行对应的报警、加速、减速和转向控制。
进一步地，所述控制器包括认知单元、规划决策单元和目标融合单元；其中，
目标融合单元，用于对本车行驶区域信息和本车结构参数进行融合处理，并筛选出本车周边最近的16个目标；
认知单元，用于根据本车行驶区域信息、AI算法和轮速差推测路面附着系数修订系数f’；根据本车行驶区域信息推测本车轨迹、预期轨迹周边是否存在非机动车、非机动车道、行人和人行道，以确定本车是否处于复杂行车环境Flag；根据本车行驶区域信息，结合各座椅乘员检测结果、IMS系统乘员检测结果，推算出车内乘员位置信息；
规划决策单元，用于根据目标融合单元输出参数计算可通行区域。
进一步地，所述规划决策单元还用于根据可通行区域、认知单元输出参数、本车转向、加速性能限制的转向及加速限制参数，计算至少6条避撞轨迹。
进一步地，计算至少6条避撞轨迹包括本车道减速避撞轨迹、本车道加速避撞轨迹、左侧换道避撞轨迹、左侧绕障避撞轨迹、右侧换道避撞轨迹和右侧绕障避撞轨迹；其中，计算左右侧换道避撞和左右侧绕障避撞轨迹时还需综合考虑刹车和转向的协同控制方式。
进一步地，所述规划决策单元还用于根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级，具体包括：
根据本车道减速避撞轨迹前方的目标信息、本车当前车速、修订后的本车转向及加速限制参数等信息，计算与目标的碰撞时间TTCFT；
根据避撞轨迹，结合修订后的本车转向及加速限制参数，计算各避撞轨迹上各目标的碰撞风险等级L_c、碰撞速度差dv_c、碰撞位置P_c和碰撞角度A_c。
进一步地，所述规划决策单元还用于根据碰撞风险等级L_c、最低碰撞代价函数fc_min选择避撞策略，具体包括：
优先选择碰撞风险等级L_c为0的轨迹，当各避撞轨迹的碰撞风险等级L_c都不为0时，基于最低碰撞代价函数fc_min选择碰撞代价最小的避撞轨迹。
进一步地，避撞策略包括报警避撞策略和机动避撞策略；其中，
报警避撞策略包括听觉和视觉报警；
机动避撞策略包括报警、加速、减速和转向控制，执行机动避撞策略时，同时点亮本车双闪。
进一步地，所述控制器还包括控制单元，用于根据规划决策单元输出的避撞策略，输出对应的控制请求。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明根据可通行区域，路面附着系数修订系数f’、复杂行车环境Flag和车内乘员位置信息、本车转向、加速性能限制的转向及加速限制参数，计算多条避撞轨迹，并根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级L_c，以实现更精确的碰撞风险评估。同时，结合碰撞的目标类型、碰撞速度差、碰撞位置和碰撞角度等因素计算最低碰撞代价函数，以更合理的选择避撞决策，有效降低碰撞伤害，进一步提高行车安全。
附图说明
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为本发明基于最低碰撞代价的避撞控制方法的流程图；
图2为本发明基于最低碰撞代价的避撞控制系统的结构框图；
图3为本发明中碰撞角度A_c的示意图；
图4为本发明中可通行区域的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本实施例中提供一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法，包括以下步骤：
S1、获取本车行驶区域信息，并根据本车行驶区域信息计算可通行区域；
S2、确定路面附着系数修订系数f’、本车是否处于复杂行车环境Flag和车内乘员位置信息；
S3、根据步骤S1、步骤S2、本车转向、加速性能限制的转向和加速限制参数(如最大加速度、最小加速度、最大转向角等)，计算至少6条避撞轨迹；
S4、根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级L_c；
S5、根据碰撞风险等级L_c、最低碰撞代价函数fc_min选择避撞策略；
S6、根据避撞策略执行避撞。
本发明中，根据可通行区域，路面附着系数修订系数f’、复杂行车环境Flag和车内乘员位置信息、本车转向、加速性能限制的转向及加速限制参数，计算多条避撞轨迹，并根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级L_c，以实现更精确的碰撞风险评估。同时，结合碰撞的目标类型、碰撞速度差、碰撞位置和碰撞角度等因素计算最低碰撞代价函数，以更合理的选择避撞决策，以有效降低碰撞伤害，进一步提高行车安全。
进一步地，本车行驶区域信息包括本车周边目标信息(距离、速度、3D尺寸、类型、航向角等)以及护栏信息、本车信息(车速、轮速、加速度、方向盘转角、航向角、导航信息等)、天气信息(雨、雪、雾等)、驾驶员状态信息(注意力状态、疲劳状态等)、道路信息(如距路口距离、道路类型、限速标志、停止线、车道引导线等)、车道信息(车道线类型、曲率，本车距车道线距离等)。
具体实施时，在步骤S2中，确定路面附着系数修订系数f’、本车是否处于复杂行车环境Flag和车内乘员位置信息，具体包括：
根据本车行驶区域信息，通过AI算法等识别路面是否有积水、积雪、结冰，并结合轮速差等信息推测路面附着系数修订系数f’；
根据本车行驶区域信息推测本车轨迹、预期轨迹周边是否存在非机动车、非机动车道、行人和人行道，以确定本车是否处于复杂行车环境Flag；如果存在非机动车、非机动车道、行人或人行道，则认为本车处于复杂行车环境，Flag为1，不生成本车道加速避撞轨迹，即不能采取加速避撞策略；否则本车不处于复杂行车环境，Flag为0。
根据本车行驶区域信息，结合各座椅乘员检测结果、IMS系统乘员检测结果，推算出车内乘员位置信息。
具体实施时，在步骤S3中，计算至少6条避撞轨迹包括本车道减速避撞轨迹、本车道加速避撞轨迹、左侧换道避撞轨迹、左侧绕障避撞轨迹、右侧换道避撞轨迹和右侧绕障避撞轨迹；其中，计算左右侧换道避撞和左右侧绕障避撞轨迹时还需综合考虑刹车和转向的协同控制方式。
此外，计算避撞轨迹时，还需考虑如下情况：
1)基于路面附着系数修订系数f’，修订转向及加速性能限制参数。
2)当本车处于复杂行车环境时，不生成本车道加速避撞轨迹，即不能采取加速避撞策略。
3)临车道前方无障碍物时，不生成绕障避撞轨迹，即优先采用换道避撞轨迹。
4)本车道加速避撞轨迹主要用于交叉碰撞场景，计算本车道加速避撞轨迹时，车速上限不应超过道路限速值，并与前方目标(若存在)保持足够距离以避免与前方目标的碰撞；当无法保持该安全距离时，不生成本车道加速避撞轨迹。
5)各避撞轨迹与各目标间应在横纵向都预留安全距离，该安全距离可降低执行器响应精度对实际避撞效果的影响。
6)无车道线信息时，默认按照标准车道宽度虚拟车道进行轨迹计算、目标选择。
具体实施时，在步骤S4中，根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级，具体包括：
根据本车道减速避撞轨迹前方的目标信息、本车当前车速、修订后的本车转向及加速限制参数等信息，计算与目标的碰撞时间TTCFT；
根据避撞轨迹，结合修订后的本车转向及加速限制参数，计算各避撞轨迹上各目标的碰撞风险等级L_c、碰撞速度差dv_c、碰撞位置P_c(正碰、偏置碰、侧面A柱前方、侧面A-B柱间、侧面B-C柱间、侧面C柱后等)和碰撞角度A_c，如图3所示。
具体实施时，在步骤S5中，根据碰撞风险等级L_c、最低碰撞代价函数fc_min选择避撞策略，具体包括：
优先选择碰撞风险等级L_c为0的轨迹，即可避免碰撞的轨迹；碰撞风险等级L_c＝0的轨迹中，选择优先级从高到底依次为本车道减速避撞、换道避撞、绕障避撞、本车道加速避撞；换道避撞轨迹中，优先选择临道前方没有目标的换道轨迹；
当各避撞轨迹的碰撞风险等级L_c都不为0时，基于最低碰撞代价函数fc_min选择碰撞代价最小的避撞轨迹。
进一步地，最低碰撞代价函数fc_min为
fc_min(Tt,dv_c,P_c,A_c,)
其中，
a)不同的目标类型Tt从大到小依次为行人、骑行者、货车、客车、轿车或其他。
b)碰撞速度差dv_c越小，fc_min越小，且速度差影响最大。
c)碰撞位置P_c越远离乘员、油箱，fc_min越小；侧碰时的fc_min大于正碰和偏置碰。
d)考虑碰撞后的不可可控因素，低速时，偏置碰时的fc_min小于正碰时的fc_min；高速时，偏置碰时的fc_min大于正碰时的fc_min。
e)碰撞角度A_c的绝对值越小，fc_min越小。
这样，结合碰撞目标类型、碰撞相对速度等因素计算碰撞代价函数，进行更合理的选择避撞策略决策。
计算本车道减速避撞轨迹的最低碰撞代价函数时，还应根据本车后方车辆的追尾TTCRT进行修订：当追尾TTCRT大于修订阈值TTCRT_a(货车、轿车与其他目标类型单独标定)时，修订系数为1，否则修订系数大于1，具体根据TTCRT、后方车辆车速进行标定(货车、轿车与其他目标类型单独标定)；
当与本车轨迹前方目标的TTCFT小于报警阈值TTCalert时，执行报警避撞策略；当与本车轨迹前方目标的TTCFT小于动作阈值TTCaction时，执行机动避撞策略，并选择最低碰撞代价函数fc_min最小的避撞轨迹执行避撞动作。其中，当左侧换道避撞轨迹、右侧换道避撞轨迹的碰撞风险等级L_c都不为0，或本车处于复杂行车环境时，应对TTCalert、TTCaction进行修订，修订系数应大于1，即将报警避撞策略和机动避撞策略的执行时机提前，采取更高灵敏度的避撞策略。
具体实施时，避撞策略包括报警避撞策略和机动避撞策略；其中，
报警避撞策略包括听觉和视觉报警；
机动避撞策略包括报警、加速、减速和转向控制，执行机动避撞策略时，报警避撞策略应升级为二级报警，同时点亮本车双闪。
参见图2，本发明还提供一种基于最低碰撞代价的避撞控制系统，包括传感器、控制器和执行器；其中，传感器，用于获取本车行驶区域信息；
控制器，用于根据本车行驶区域信息计算可通行区域，确定路面附着系数修订系数f’、本车是否处于复杂行车环境Flag和车内乘员位置信息，并结合本车转向、加速性能限制的转向和加速限制参数，计算至少6条避撞轨迹；根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级L_c，并根据碰撞风险等级L_c、最低碰撞代价函数fc_min选择避撞策略；
执行器，用于接收到控制器输出的避撞策略的控制请求后，执行对应的报警、加速、减速和转向控制。
本发明中，根据可通行区域，路面附着系数修订系数f’、复杂行车环境Flag和车内乘员位置信息、本车转向、加速性能限制的转向及加速限制参数，计算多条避撞轨迹，并根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级L_c，以实现更精确的碰撞风险评估。同时，结合碰撞的目标类型、碰撞速度差、碰撞位置和碰撞角度等因素计算最低碰撞代价函数，以更合理的选择避撞决策，以有效降低碰撞伤害，进一步提高行车安全。
具体实施时，所述控制器包括认知单元、规划决策单元和目标融合单元；其中，
目标融合单元，用于对本车行驶区域信息和本车结构参数进行融合处理，并筛选出本车周边最近的16个目标(含至少11个车辆目标、3个行人目标)；
认知单元，用于根据本车行驶区域信息，通过AI算法等识别路面是否有积水、积雪、结冰，并结合轮速差等信息推测路面附着系数修订系数f’；根据本车行驶区域信息推测本车轨迹、预期轨迹周边是否存在非机动车、非机动车道、行人和人行道，以确定本车是否处于复杂行车环境Flag；如果存在非机动车、非机动车道、行人或人行道，则认为本车处于复杂行车环境，Flag为1，不生成本车道加速避撞轨迹，即不能采取加速避撞策略；否则本车不处于复杂行车环境，Flag为0。根据本车行驶区域信息，结合各座椅乘员检测结果、IMS系统乘员检测结果，推算出车内乘员位置信息。
规划决策单元，用于根据目标融合单元输出参数计算可通行区域，如图4所示。
具体实施时，所述规划决策单元还用于根据可通行区域、认知单元输出参数、本车转向、加速性能限制的转向及加速限制参数，计算至少6条避撞轨迹。
进一步地，计算至少6条避撞轨迹包括本车道减速避撞轨迹、本车道加速避撞轨迹、左侧换道避撞轨迹、左侧绕障避撞轨迹、右侧换道避撞轨迹和右侧绕障避撞轨迹；其中，计算左右侧换道避撞和左右侧绕障避撞轨迹时还需综合考虑刹车和转向的协同控制方式。
此外，计算避撞轨迹时，还需考虑如下情况：
1)基于路面附着系数修订系数f’，修订转向及加速性能限制参数。
2)当本车处于复杂行车环境时，不生成本车道加速避撞轨迹，即不能采取加速避撞策略。
3)临车道前方无障碍物时，不生成绕障避撞轨迹，即优先采用换道避撞轨迹。
4)本车道加速避撞轨迹主要用于交叉碰撞场景，计算本车道加速避撞轨迹时，车速上限不应超过道路限速值，并与前方目标(若存在)保持足够距离以避免与前方目标的碰撞；当无法保持该安全距离时，不生成本车道加速避撞轨迹。
5)各避撞轨迹与各目标间应在横纵向都预留安全距离，该安全距离可降低执行器响应精度对实际避撞效果的影响。
6)无车道线信息时，默认按照标准车道宽度虚拟车道进行轨迹计算、目标选择。
具体实施时，所述规划决策单元还用于根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级，具体包括：
根据本车道减速避撞轨迹前方的目标信息、本车当前车速、修订后的本车转向及加速限制参数等信息，计算与目标的碰撞时间TTCFT；
根据避撞轨迹，结合修订后的本车转向及加速限制参数，计算各避撞轨迹上各目标的碰撞风险等级L_c、碰撞速度差dv_c、碰撞位置P_c(正碰、偏置碰、侧面A柱前方、侧面A-B柱间、侧面B-C柱间、侧面C柱后等)和碰撞角度A_c，如图3所示。
具体实施时，所述规划决策单元还用于根据碰撞风险等级L_c、最低碰撞代价函数fc_min选择避撞策略，具体包括：
优先选择碰撞风险等级L_c为0的轨迹，当各避撞轨迹的碰撞风险等级L_c都不为0时，基于最低碰撞代价函数fc_min选择碰撞代价最小的避撞轨迹。
进一步地，最低碰撞代价函数fc_min为
fc_min(Tt,dv_c,P_c,A_c,)
其中，
a)不同的目标类型Tt从大到小依次为行人、骑行者、货车、客车、轿车或其他。
b)碰撞速度差dv_c越小，fc_min越小，且速度差影响最大。
c)碰撞位置P_c越远离乘员、油箱，fc_min越小；侧碰时的fc_min大于正碰和偏置碰。
d)考虑碰撞后的不可可控因素，低速时，偏置碰时的fc_min小于正碰时的fc_min；高速时，偏置碰时的fc_min大于正碰时的fc_min。
e)碰撞角度A_c的绝对值越小，fc_min越小。
规划决策单元计算本车道减速避撞轨迹的最低碰撞代价函数时，还应根据本车后方车辆的追尾TTCRT进行修订：当追尾TTCRT大于修订阈值TTCRT_a(货车、轿车与其他目标类型单独标定)时，修订系数为1，否则修订系数大于1，具体根据TTCRT、后方车辆车速进行标定(货车、轿车与其他目标类型单独标定)；
当与本车轨迹前方目标的TTCFT小于报警阈值TTCalert时，规划决策单元执行报警避撞策略；当与本车轨迹前方目标的TTCFT小于动作阈值TTCaction时，执行机动避撞策略，并选择最低碰撞代价函数fc_min最小的避撞轨迹执行避撞动作。其中，当左侧换道避撞轨迹、右侧换道避撞轨迹的碰撞风险等级L_c都不为0，或本车处于复杂行车环境时，规划决策单元应对TTCalert、TTCaction进行修订，修订系数应大于1，即将报警避撞策略和机动避撞策略的执行时机提前，采取更高灵敏度的避撞策略。
具体实施时，避撞策略包括报警避撞策略和机动避撞策略；其中，
报警避撞策略包括听觉和视觉报警；
机动避撞策略包括报警、加速、减速和转向控制，执行机动避撞策略时，报警避撞策略应升级为二级报警，同时点亮本车双闪。
根据规划决策单元输出避撞轨迹，转换为对应的目标加速度请求、目标方向盘转角请求。
具体实施时，所述控制器还包括控制单元，用于根据规划决策单元输出的避撞策略，输出对应的控制请求。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的改变仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (12)
1.一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取本车行驶区域信息，并根据本车行驶区域信息计算可通行区域；
S2、确定路面附着系数修订系数f’、本车是否处于复杂行车环境Flag和车内乘员位置信息；
S3、根据步骤S1、步骤S2、本车转向、加速性能限制的转向和加速限制参数，计算至少6条避撞轨迹；
S4、根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级L_c；
S5、根据碰撞风险等级L_c、最低碰撞代价函数fc_min选择避撞策略； S6、根据避撞策略执行避撞；
在步骤S3中，计算至少6条避撞轨迹包括本车道减速避撞轨迹、本车道加速避撞轨迹、左侧换道避撞轨迹、左侧绕障避撞轨迹、右侧换道避撞轨迹和右侧绕障避撞轨迹；其中，计算左右侧换道避撞和左右侧绕障避撞轨迹时还需综合考虑刹车和转向的协同控制方式。
2.根据权利要求1所述的一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法，其特征在于，在步骤S2中，确定路面附着系数修订系数f’、本车是否处于复杂行车环境Flag和车内乘员位置信息，具体包括：
根据本车行驶区域信息、AI算法和轮速差推测路面附着系数修订系数f’；
根据本车行驶区域信息推测本车轨迹、预期轨迹周边是否存在非机动车、非机动车道、行人和人行道，以确定本车是否处于复杂行车环境Flag；
根据本车行驶区域信息，结合各座椅乘员检测结果、IMS系统乘员检测结果，推算出车内乘员位置信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法，其特征在于，在步骤S4中，根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级，具体包括：
根据本车道减速避撞轨迹前方的目标信息、本车当前车速、修订后的本车转向及加速限制参数信息，计算与目标的碰撞时间TTCFT；
根据避撞轨迹，结合修订后的本车转向及加速限制参数，计算各避撞轨迹上各目标的碰撞风险等级L_c、碰撞速度差dv_c、碰撞位置P_c和碰撞角度A_c。
4.根据权利要求1所述的一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法，其特征在于，在步骤S5中，根据碰撞风险等级L_c、最低碰撞代价函数fc_min选择避撞策略，具体包括：
优先选择碰撞风险等级L_c为0的轨迹，当各避撞轨迹的碰撞风险等级L_c都不为0时，基于最低碰撞代价函数fc_min选择碰撞代价最小的避撞轨迹。
5.根据权利要求4所述的一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法，其特征在于，避撞策略包括报警避撞策略和机动避撞策略；其中，
报警避撞策略包括听觉和视觉报警；
机动避撞策略包括报警、加速、减速和转向控制，执行机动避撞策略时，同时点亮本车双闪。
6.一种基于最低碰撞代价的避撞控制系统，其特征在于，包括传感器、控制器和执行器；其中，传感器，用于获取本车行驶区域信息；
控制器，用于根据本车行驶区域信息计算可通行区域，确定路面附着系数修订系数f’、本车是否处于复杂行车环境Flag和车内乘员位置信息，并结合本车转向、加速性能限制的转向和加速限制参数，计算至少6条避撞轨迹；根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级L_c，并根据碰撞风险等级L_c、最低碰撞代价函数fc_min选择避撞策略；
执行器，用于接收到控制器输出的避撞策略的控制请求后，执行对应的报警、加速、减速和转向控制；
计算至少6条避撞轨迹包括本车道减速避撞轨迹、本车道加速避撞轨迹、左侧换道避撞轨迹、左侧绕障避撞轨迹、右侧换道避撞轨迹和右侧绕障避撞轨迹；其中，计算左右侧换道避撞和左右侧绕障避撞轨迹时还需综合考虑刹车和转向的协同控制方式。
7.根据权利要求6所述的一种基于最低碰撞代价的避撞控制系统，其特征在于，
所述控制器包括认知单元、规划决策单元和目标融合单元；其中，
目标融合单元，用于对本车行驶区域信息和本车结构参数进行融合处理，并筛选出本车周边最近的16个目标；
认知单元，用于根据本车行驶区域信息、AI算法和轮速差推测路面附着系数修订系数f’；根据本车行驶区域信息推测本车轨迹、预期轨迹周边是否存在非机动车、非机动车道、行人和人行道，以确定本车是否处于复杂行车环境Flag；根据本车行驶区域信息，结合各座椅乘员检测结果、IMS系统乘员检测结果，推算出车内乘员位置信息；
规划决策单元，用于根据目标融合单元输出参数计算可通行区域。
8.根据权利要求7所述的一种基于最低碰撞代价的避撞控制系统，其特征在于，
所述规划决策单元还用于根据可通行区域、认知单元输出参数、本车转向、加速性能限制的转向及加速限制参数，计算至少6条避撞轨迹。
9.根据权利要求7所述的一种基于最低碰撞代价的避撞控制系统，其特征在于，所述规划决策单元还用于根据避撞轨迹目标确定碰撞风险等级，具体包括：
根据本车道减速避撞轨迹前方的目标信息、本车当前车速、修订后的本车转向及加速限制参数等信息，计算与目标的碰撞时间TTCFT；
根据避撞轨迹，结合修订后的本车转向及加速限制参数，计算各避撞轨迹上各目标的碰撞风险等级L_c、碰撞速度差dv_c、碰撞位置P_c和碰撞角度A_c。
10.根据权利要求7所述的一种基于最低碰撞代价的避撞控制系统，其特征在于，所述规划决策单元还用于根据碰撞风险等级L_c、最低碰撞代价函数fc_min选择避撞策略，具体包括：
优先选择碰撞风险等级L_c为0的轨迹，当各避撞轨迹的碰撞风险等级L_c都不为0时，基于最低碰撞代价函数fc_min选择碰撞代价最小的避撞轨迹。
11.根据权利要求10所述的一种基于最低碰撞代价的避撞控制系统，其特征在于，避撞策略包括报警避撞策略和机动避撞策略；其中，
报警避撞策略包括听觉和视觉报警；
机动避撞策略包括报警、加速、减速和转向控制，执行机动避撞策略时，同时点亮本车双闪。
12.根据权利要求11所述的一种基于最低碰撞代价的避撞控制系统，其特征在于，所述控制器还包括控制单元，用于根据规划决策单元输出的避撞策略，输出对应的控制请求。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210723433.4A CN115071698B (zh) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | 一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210723433.4A CN115071698B (zh) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | 一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115071698A CN115071698A (zh) | 2022-09-20 |
| CN115071698B true CN115071698B (zh) | 2024-07-23 |
Family
ID=83254874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210723433.4A Active CN115071698B (zh) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | 一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115071698B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109491376A (zh) * | 2017-09-11 | 2019-03-19 | 百度（美国）有限责任公司 | 用于自动驾驶车辆的基于动态规划和梯度下降的决策和规划 |
| CN112904849A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-06-04 | 北京科技大学 | 一体式自动驾驶汽车换道轨迹规划和跟踪控制方法及系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7206971B2 (ja) * | 2019-02-04 | 2023-01-18 | 日産自動車株式会社 | 車両運動制御方法及び車両運動制御装置 |
| CN114194215B (zh) * | 2021-12-30 | 2024-05-10 | 江苏大学 | 一种智能车辆避障换道轨迹规划方法及系统 |
-
2022
- 2022-06-21 CN CN202210723433.4A patent/CN115071698B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109491376A (zh) * | 2017-09-11 | 2019-03-19 | 百度（美国）有限责任公司 | 用于自动驾驶车辆的基于动态规划和梯度下降的决策和规划 |
| CN112904849A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-06-04 | 北京科技大学 | 一体式自动驾驶汽车换道轨迹规划和跟踪控制方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115071698A (zh) | 2022-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7205154B2 (ja) | 表示装置 | |
| US11884277B2 (en) | Method for producing a model of the surroundings of a vehicle | |
| US20250004470A1 (en) | Generating trajectories for autonomous vehicles | |
| JP5070171B2 (ja) | 車両制御装置 | |
| US10513267B2 (en) | Vehicle safety system | |
| US12179796B2 (en) | Autonomous control system that performs pull-over operations through sequential steering and deceleration inputs | |
| CN104417561A (zh) | 情境感知威胁响应判定 | |
| US20130057397A1 (en) | Method of operating a vehicle safety system | |
| EP3549838A1 (en) | Vehicle control device | |
| KR20150061781A (ko) | 차량 코너링 제어 방법 및 그 장치 | |
| JP2019160032A (ja) | 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム | |
| CN109318894B (zh) | 车辆驾驶辅助系统、车辆驾驶辅助方法及车辆 | |
| CN114126940A (zh) | 电子控制装置 | |
| US20210163009A1 (en) | Method and device for assisting a driver in a vehicle | |
| CN114761300A (zh) | 驾驶控制方法及驾驶控制装置 | |
| WO2019142312A1 (ja) | 車両制御装置、それを有する車両、および制御方法 | |
| WO2022130701A1 (ja) | 車両制御装置 | |
| CN115891981A (zh) | 基于视觉识别的驾驶辅助系统及方法 | |
| CN109501798B (zh) | 行驶控制装置、以及行驶控制方法 | |
| US20220371595A1 (en) | Control system and control method for detection and reaction of a zipper process for a motor vehicle | |
| US12084052B2 (en) | System and method of predicting and displaying a side blind zone entry alert | |
| US20240300481A1 (en) | Weather-dependent driver assistance system | |
| WO2025011338A1 (zh) | 一种大型车辆右转盲区识别主动避让控制方法及系统 | |
| CN115071698B (zh) | 一种基于最低碰撞代价的避撞控制方法及系统 | |
| KR20220040491A (ko) | 자율 비상 제동 관리 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20221215 Address after: 401133 room 208, 2 house, 39 Yonghe Road, Yu Zui Town, Jiangbei District, Chongqing Applicant after: CHONGQING CHANGAN NEW ENERGY AUTOMOBILE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 400020, No. 260, Jianxin East Road, Jiangbei District, Chongqing Applicant before: Chongqing Changan Automobile Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: No. 588 Shuguang Road, Longxing Town, Yubei District, Chongqing, 401135 Applicant after: Deep Blue Automotive Technology Co.,Ltd. Address before: 401133 room 208, 2 house, 39 Yonghe Road, Yu Zui Town, Jiangbei District, Chongqing Applicant before: CHONGQING CHANGAN NEW ENERGY AUTOMOBILE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |