考慮駕駛員避撞意圖的制動和轉向輔助系統及方法
【專利說明】考慮駕駛員避撞意圖的制動和轉向輔助系統及方法
[0001]
【技術領域】
本發明涉及一種車輛避免碰撞的技術，具體地說是一種綜合考慮駕駛員意圖和前方道路環境的，在危險情況下幫助駕駛員避免碰撞的先進駕駛員輔助系統。
[0002]【【背景技術】】
現在，汽車行業利用傳感器技術的進步可以提高車輛上安全系統的能力。使用改進的傳感器技術來檢測道路環境從而達到避免碰撞的控制方法正在商用車以及某些輕型車輛上實施。這些系統被統稱為駕駛輔助系統。
[0003]駕駛輔助系統使用安裝于車輛上的傳感器來檢測迎面而來的碰撞或類似的危險事件。駕駛輔助系統能提醒駕駛員甚至幫助駕駛員進行避讓操作，如自主或協助制動或轉向。典型的駕駛輔助系統依靠外部傳感器和現有車輛動力學數據來做出防撞策略。
[0004]【
【發明內容】
】
本發明的主要目的是為了解決現有技術的問題，提供一種功能更加完善的自動緊急制動系統及方法，加入了駕駛員避撞意圖的考慮，可以在適當的時機幫助駕駛員進行制動或者轉向。
[0005]本發明的主要目的可通過如下技術方案來實現:
一種考慮駕駛員避撞意圖的自適應緊急制動和轉向輔助系統，其特征在于包括: 駕駛員意圖感知模塊，用于獲取駕駛員對駕駛車輛采取的行為意圖信息；
道路環境感知模塊，用于獲取道路環境信息；
控制器，對獲取的駕駛員行為意圖信息及道路環境信息進行綜合分析，計算車輛當前行駛狀態的碰撞危險程度，確定適用的輔助避撞方案，發出執行命令；
執行模塊，響應所述執行命令，執行所述適用的輔助避撞方案。
[0006]本發明的一種考慮駕駛員避撞意圖的自適應緊急制動和轉向輔助方法，其特征在于包括如下步驟:
步驟一:獲取道路環境信息及駕駛員對駕駛車輛采取的行為意圖信息；
步驟二:對步驟一獲取的信息進行綜合分析，計算車輛當前行駛狀態的碰撞危險程度； 步驟三:根據步驟二的碰撞危險程度計算結果，確定適用的輔助避撞方案，實施輔助避撞。
[0007]這種考慮駕駛員行為的自適應自動緊急制動和轉向輔助系統，可以根據駕駛員行為實現各種不同工況下不同模式自動緊急制動功能和轉向輔助功能的切換，實現當僅僅依靠駕駛員自身無法避免碰撞時，自動幫助駕駛員制動或者轉向的功能，從而避免或者減輕碰撞的發生。
[0008]本發明和現有技術相比，具有如下優點:
本發明相比現有的自動緊急制動系統，加入了駕駛員避撞意圖的考慮，在安全的前提下提高舒適性，從而駕駛員接受程度更高；
本發明相比現有的自動緊急制動系統，加入了轉向輔助功能，如果駕駛員傾向于轉向避撞，在前方道路環境狀態允許的前提下，系統可以輔助駕駛員轉向，更快更準確地避免碰撞。
[0009]【【附圖說明】】
圖1為輔助避撞方法原理圖；
圖2為系統結構圖；
圖3為制動與轉向的決策圖；
圖4.1為執行器工作過程；
圖4.2為執行器實現轉向工作過程。
[0010]【【具體實施方式】】
具體實施例一
如圖1為輔助避撞方法原理圖，圖2為帶有自動緊急制動和轉向輔助系統的車輛，該輔助系統考慮了駕駛員避撞意圖，包括道路環境感知模塊、駕駛員意圖感知模塊、控制器和執行模塊。
[0011]環境感知模塊和駕駛員意圖感知模塊共同完成本車運動狀態以及前車運動狀態和道路環境的檢測，然后根據雷達，攝像頭以及車輛傳感器采集到的本車速度、前方物體速度、本車減速度，前方物體減速度，相對距離來計算本車與前方物體碰撞時間，從而獲得當前目標應該達到的理想避撞減速度；當計算得到的理想避撞減速度小于門檻值，以所述當前理想避撞減速度進行自動緊急制動。
[0012]環境感知模塊包括安裝在駕駛車輛前方的毫米波雷達和攝像頭，利用毫米波雷達和攝像頭可以獲取道路環境信息，對前方障礙物進行識別，判斷出其具體形態為汽車、行人還是自行車等，然后將獲取的信息送到控制器進行分析，得到障礙物速度、減速度，并結合車輛傳感器采集到的本車速度、減速度，計算相對距離、碰撞時間等信息，獲得駕駛車輛避免碰撞應該達到的理想避撞減速度。當計算得到的理想避撞減速度小于門檻值，以駕駛車輛當前減速度進行自動緊急制動。該自動緊急制動方案主要是發生在駕駛員面對危險無任何操作時，系統會自動幫助駕駛員對車輛進行制動。
[0013]采用毫米波雷達向周圍發射無線電，通過測定和分析反射波可以獲取障礙物的距離、方向和大小。正如毫米波雷達名字所示，其發射的無線電利用了波長在l-10mm，頻率在30G-300GHZ的毫米波。采用中長距毫米波雷達不受天氣情況和夜間的影響，可以探測到遠距離(100米以上)的物體。利用攝像頭也可以收集到障礙物的距離以及障礙物的移動方式，檢測出障礙物的具體形態。并且立體攝像頭可以分辨出前方的障礙物具體為行人，車輛還是自行車，測量范圍在200米左右。
[0014]駕駛員意圖感知模塊，用于獲取駕駛員對駕駛車輛采取的行為意圖信息，主要由車載傳感器構成，包括:加速踏板位置傳感器，安裝在加速踏板位置，用于獲取駕駛員對駕駛車輛的加速數據;制動主缸壓力傳感器，安裝在ESC(電子穩定控制系統)內部，用于獲取駕駛員對駕駛車輛的制動數據;方向盤轉角傳感器，一般安裝于轉向管柱附近，用于獲取駕駛員對駕駛車輛的轉向數據。
[0015]控制器接收道路環境信息以及駕駛員意圖感知數據，實時計算車輛當前行駛狀態的碰撞危險程度(即碰撞時間、理想避撞減速度的實時計算)，針對當前安全行駛狀態的判斷(主要包括對碰撞時間和理想避撞減速度的危險范圍判斷以及對駕駛員的避撞意圖(制動還是轉向)進行判斷)確定輔助避撞方案，是預警，制動還是轉向。其中預警功能又包括視覺預警(即圖像預警)，聲音預警以及觸覺預警(產生一個短促急剎給駕駛員觸覺上的警告)；制動功能和轉向功能包括輔助制動、自動緊急制動和輔助轉向，系統具體需要提供哪一種功能由控制器根據駕駛員意圖以及道路環境信息綜合分析決定。
[0016]執行模塊包括預警模塊、制動執行模塊、轉向執行模塊，分別用于執行不同輔助避撞方案。其中制動與轉向執行模塊采用車身電子穩定控制系統(ESC) ASC的基本原理是根據駕駛員的操縱意圖，通過對處于準穩定狀態的汽車實施側縱向動力學控制，從而避免車輛進入不可控的非穩定狀況，同時也力爭保證車輛在極限工況下的操縱特性與日常駕駛線性區工況下相一致，使駕駛員可依賴其以往線性區的駕駛經驗對車輛進行操作。ESC的執行器就是4個車輪的剎車系統，裝備有ESC的車輛其剎車系統具有蓄壓功能，還可以根據需要主動調控發動機的轉速和每個車輪的驅動力和制動力。ESC的控制目標是保證在側向穩定極限工況下，使車輛的特性仍能如線性單軌車輛模型一樣可控，主要實現以下控制:
1)始終保持駕駛員對車輛的控制