[发明专利]一种高速公路汽车防追尾前车的自适应报警方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速公路汽车行驶防追尾前车的自适应报警方法的研究，尤其涉及一种基于安全时间逻辑算法的能反应驾驶员及行驶环境特性的高速公路汽车行驶追尾碰撞预警模型的建立，其目的在于在汽车行驶过程中，能及时的发现潜在的追尾碰撞危险，并给予驾驶员以警告，从而避免自车追尾前车，属于交通安全领域。

背景技术

交通事故的统计资料表明，高速公路上车辆的追尾碰撞事故是最主要的事故形态。戴姆勒-奔驰（Daimler-Benz）公司的研究表明，驾驶员如果能在碰撞发生前0.5秒得到预警，就能避免50%的碰撞事故；若在1秒前得到预警，则可避免90%的碰撞事故。因此，开发研制汽车防追尾碰撞报警装置，在追尾碰撞发生之前给予驾驶员警示，提醒驾驶员采取制动或换道等措施，防止自车追尾前车，对于提高汽车行驶安全，减少追尾事故的发生，具有重要的意义。而建立科学的追尾碰撞的报警方法与模型则是追尾碰撞报警装置研究的核心和关键技术所在。只有在理论上建立起较为准确、合理和全面的数学模型，报警装置才能与车辆的实际运行情况相符，才具有实用性。

目前，国内外的防追尾碰撞报警方法与模型主要包括安全距离逻辑算法与安全时间逻辑算法两类。安全距离逻辑算法是指通过计算汽车行驶的当前条件下，车辆避开追尾碰撞需要保持的车辆与障碍物间的最小距离，并与安全距离门限值进行比较，确定安全状态。安全时间逻辑算法是通过计算两车间的碰撞时间与安全时间门限值进行比较，确定安全状态。国内外对于安全距离模型的研究较多，也形成了固定车距模型，固定车间时距模型和运动学模型等不同形式的模型。但在影响追尾碰撞的两个重要参数相对距离和相对速度中，安全距离模型关注的是相对距离这个参数，而忽略了相对速度这个关键参数，从而在很大程度上影响了预警模型的准确性。同时，安全距离模型在对于驾驶员个体的适应性上也存在着很大的不足。

基于这样的考虑，本发明采用的是基于安全时间逻辑算法的追尾碰撞报警方法。但现有的安全时间逻辑算法报警方法与模型存在着较大的问题和不足。首先，安全时间逻辑算法是通过计算两车间的碰撞时间与安全时间门限值进行比较以确定危险状态，而在国内外现有研究中，无论是采取几级报警，选取几个安全时间门限值，其安全时间门限值都采用经验值即常数，无法体现不同驾驶环境以及不同驾驶员个体的差异，在某些无需报警的驾驶工况下误报警，而在另一些需报警的驾驶工况下却不报警，导致虚警率和误警率较高。其次，现有的安全时间逻辑算法无法察觉驾驶员的驾驶意图，即使在驾驶员对碰撞危险已经有所察觉，并已采取制动或换道等行为的情况下，依然进行报警，这在一定程度上对驾驶员的正常操作产生了影响，容易引起驾驶员的反感，起到了适得其反的作用。再者，现有的安全时间逻辑算法在计算两车的碰撞时间时，所采取的计算方法是用相对距离除以两车相对速度，在两车相对速度较小趋向于零时，所计算得出的碰撞时间值较大，不会产生报警，但此时若两车相对间距较小，则会给驾驶员一种不安全的感觉，同样处于较为危险的状况，应提醒驾驶员予以注意。最后，现在的安全时间逻辑算法无法保证驾驶员在接受报警后，有充足的时间正确操作车辆，防止追尾事故的发生。

发明内容

针对上述问题与不足，本发明的目的是提供一种基于安全时间逻辑算法的高速公路汽车防追尾前车的自适应报警方法，监测本车与同车道内前车的相对运动状态，有效预防自车追尾前车。该算法能适应不同行驶环境和不同驾驶员个体，实时的调整安全时间门限值，并结合驾驶员驾驶意图制定报警屏蔽策略，有效减少虚警率和误警率。在两车间相对速度为零时，保持一定的行车间距以减少驾驶员的不安全感，同时保证驾驶员在接受报警后，有充足的时间正确操作车辆以防止追尾的发生。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案，一种高速公路汽车防追尾前车的自适应报警方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）选择当前车辆制动类型、路面类型以及驾驶员驾龄

行车前，选择当前车辆制动类型、路面类型以及驾驶员驾龄，其中，车辆制动类型包括气压式和液压式，路面类型包括干燥路面、潮湿路面、积雪路面和结冰路面，驾驶员驾龄为驾驶员实际驾龄，选项划分为小于1年,1～3年以及大于3年三类；

2）采集前车相对于自车的相对距离、相对速度以及自车的速度，油门踏板信号，转向灯信号，制动踏板信号和当前能见度信号

利用毫米波雷达传感器或视觉传感器采集前车与自车相对距离和相对速度信息；自车速度信息利用自车速度传感器采集；分别利用油门踏板力传感器和制动踏板力传感器获取油门踏板和制动踏板信号，并通过汽车CAN总线实时获取转向灯是否开启的信息；利用能见度传感器获取当前能见度信息；