[发明专利]一种基于滚动优化参数的TTC的车辆安全防撞控制方法

说明书

本发明公开了一种基于滚动优化参数的TTC的车辆安全防撞控制方法，控制车通过车载传感器获取目标车的位置信息、速度信息和加速度信息，并将自身信息输入到计算模块，得到两车间距、两车间相对速度和控制车加速度等信息，并进行滚动优化计算，在目标函数和约束条件作用下，得到性能较好、鲁棒性较强的参数，并输入到二阶TTC安全防撞时间模型中进行判断计算。本发明通过滚动优化算法得到优化的性能指标与未经过优化的性能指标相比，性能指标数值经过滚动优化后，在目标函数和约束条件的作用下，更加符合实际情况，能够预测目标车下一时刻的运动，控制车相应地做出动作，防止碰撞，具有较高的精确度，能够很好计算出当前时刻的TTC数值。

技术领域

本发明涉及一种自动驾驶制动控制领域，特别是一种基于滚动优化参数的TTC的车辆安全防撞控制方法。

背景技术

随着自动驾驶技术的兴起，汽车保有量的剧增，导致交通环境恶劣、交通安全隐患等问题日益凸显，其中车辆防撞控制已然成为自动驾驶领域中的研究重点。复杂的交通环境和驾驶员对安全碰撞距离的误判都可能造成严重的交通危害。

车辆自动驾驶技术中的安全防撞系统主要工作原理是：控制车通过车载的雷达以及摄像头等各类传感器获取目标车辆包括位置距离信息、速度信息、加速度信息等一系列信息。然后将目标车辆的信息输入到车载控制系统中，车载控制系统会根据目前控制车辆的运动状态和目标车的信息进行减速或者制动判断，并将判断信号输入到车载执行机构。这样就完成了一个安全防撞控制过程。

当前对于车辆安全防撞控制方法中，不乏有驾驶员预瞄算法、安全碰撞距离算法、安全碰撞时间算法等。驾驶员预瞄算法主要是依托驾驶员的自我意识判断，当外界存在较大的干扰，会造成驾驶员预瞄算法产生较大的误差，不能保障安全防撞系统的精确度；安全碰撞距离算法主要以计算制动距离为主，分阶段计算制动距离，计算量较大，会使安全防撞系统的实时性降低；安全碰撞时间算法主要是计算碰撞时间来判断是否进行防撞措施，但可能存在碰撞时间出现无限大的情况，不利于当前时刻的判断，精确度较低。。因此保障安全防撞控制系统的精确度和实时性是目前的困难之一。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明设计一种保障精确度和实时性的基于滚动优化参数的TTC的车辆安全防撞控制方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于滚动优化参数的TTC的车辆安全防撞控制方法，包括以下步骤：

A、建立二阶TTC碰撞模型

车辆安全防撞时间模型的指标为碰撞点时间，简称TTC。TTC最初的定义是两车保持当前车速行驶直到发生碰撞所需的时间，用于判断危险碰撞的依据，其计算公式为：

式中，Δx为控制车与目标车之间的相对距离，v_rel为控制车与目标车之间的相对速度，为控制车与目标车之间的相对加速度，上述参数均由车载传感器检测得到。

B、建立状态空间模型

对控制车和目标车的纵向相对距离的识别是安全防撞系统的重要因素之一，两车之间的位置关系式如下：

Δx(k)＝x_o(k)-x_c(k) (2)

式中，Δx(k)为两车实际位置距离，x_o(k)为第k时刻目标车位置，x_c(k)为第k时刻控制车位置。

根据离散微分原理得到控制车加速度a_c(k)如下：

式中，v_c(k)是第k时刻控制车的速度，v_c(k-1)为第k-1时刻控制车的速度。T为安全防撞系统的采样时间，。