[发明专利]一种基于前向车辆驾驶人驾驶行为的前向避撞系统及避撞算法

说明书

技术领域

本发明涉及智能汽车领域，具体为一种基于前向车辆驾驶人驾驶行为的前向避撞系统。

背景技术

随着我国汽车保有量的快速增长，非职业驾驶员的人数也在逐步增加，间接导致了交通事故的频繁发生。针对事故发生的原因，研究人员一直致力于如何通过有效的措施降低事故的发生，其中车路协同、驾驶安全辅助等系统是提高车辆运行安全的一种有效方法。其中，汽车前向防碰撞系统作为一种先进的汽车安全驾驶辅助技术，一直受到国内外学者的关注。然而，目前汽车前向防撞系统主要是前向车辆的速度、加速度以及自车参数，进行前向避撞研究，也有学者通过结合自车驾驶员的驾驶行为进行前向避撞研究。然而，在实际行车过程中，前向车辆驾驶员的驾驶行为突然变化是造成碰撞的一个重要因素。因此，将前向车辆驾驶人驾驶行为引入到汽车前向防碰撞系统中，通过对前向车辆驾驶人驾驶行为进行预测，设计实时有效的汽车前方防碰撞系统，具有重要的理论意义和重大的工程应用价值。通过查阅资料，目前在前向避撞系统中引入前向车辆驾驶员驾驶行为的应用尚未见到报道。

发明内容

为此，本发明提出了一种基于前向车辆驾驶人驾驶行为的前向避撞系统，以ADI公司视频处理器BF561作为硬件平台，通过摄像头采集前向车辆左转向灯、前向车辆右转向灯、前向车辆刹车灯、前向车辆相邻车道内车辆，通过激光雷达采集自车与前向车辆车距、前向车辆速度、前向车辆加速度。建立前向车辆驾驶人驾驶行为预测模型，对前向车辆驾驶人驾驶行为进行预测。根据前向车辆驾驶员驾驶行为和自车参数，设计了避撞方案集。同时，考虑了自车驾驶员的纵向舒适性需求，建立了安全性和稳定性2个评价指标。针对前车驾驶员驾驶行为的每一种预测结果下对应的避撞方案集，构建了基于二维权重的避撞方案优化函数，采用粒子群优化算法，对避撞方案进行优化，最终获得最优避撞方案。

采用的具体技术方案如下：

一种基于前向车辆驾驶人驾驶行为的前向避撞系统，包括激光雷达、前车行驶信息采集摄像头和一个视频处理器硬件平台；所述激光雷达负责采集前向车辆与本车的距离、前向车辆速度、前向车辆加速度；所述前车行驶信息采集摄像头负责采集前向车辆、前向车辆尾灯、前向车辆相邻车道内车辆信息；所述视频处理器硬件平台通过对激光雷达采集的信息、前车行驶信息采集摄像头采集的信息进行分析，建立前向车辆驾驶人驾驶行为预测模型，对前向车辆驾驶人驾驶行为进行预测，并根据预测结果以及避撞算法进行避撞。

作为优选方案，所述激光雷达采用16线激光雷达，安装在车辆正前方。

作为优选方案，所述前车行驶信息采集摄像头采用CCD车载影像夜视摄像头，安装在车辆前挡风玻璃上。

作为优选方案，所述视频处理器硬件平台包括LIN总线通信电路、CAN总线通信电路、视频解码电路、视频处理电路和电源电路；所述LIN总线通信电路、CAN总线通信电路、视频解码电路均与所述视频处理电路相连；所述电源电路为所述视频处理器硬件平台供电；

所述LIN总线通信电路上设有LIN总线接口，通过LIN总线与激光雷达相连；

所述CAN总线通信电路上设有CAN总线接口，通过CAN总线与汽车CAN总线相连，用于读取自车车速和加速度；

所述视频解码电路上设有前车行驶信息采集摄像头视频线输入接口，通过前车行驶信息采集摄像头视频线与前车行驶信息采集摄像头相连；

所述视频处理电路包括视频处理器及其外围电路，负责对前车行驶信息采集摄像头采集的视频信息进行处理，通过前车信息以及自车参数对前向车辆驾驶人驾驶行为进行预测，并根据预测结果设计最优避撞方案；

所述电源电路负责将车载12V电源转换为视频处理电路所需的5V、3.3V、1.8V电源，以及整个平台所需的5V电源。

作为优选方案，所述LIN总线通信电路由TJA1020及其外围电路组成，负责实现视频处理电路串行通信接口与LIN总线通信接口的物理转换；

所述CAN总线通信电路由SN65HVD230D及其外围电路组成，负责实现视频处理电路串行通信接口与CAN总线通信接口的物理转换；

所述视频解码电路由视频解码芯片ADV7180及其外围电路组成，负责将前车行驶信息采集摄像头采集的前向车辆行驶信息模拟视频信号进行解码，转换为数字视频信号，并输出到视频处理器；