[发明专利]一种智能车辆避撞与降低碰撞伤害的集成控制方法和系统

说明书

本发明涉及一种智能车辆避撞与降低碰撞伤害的集成控制方法和系统。该智能车辆避撞与降低碰撞伤害的集成控制方法和系统，通过确定车辆及其周围车辆的碰撞位置、行驶状况参数以及位置分布图能够精确预测是否发生碰撞，并基于预测得到的距离碰撞时间和设定的避障时间可以实现正常行驶模型、避障模型和降低碰撞伤害模型这三个模型间的自由切换，进而能够解决现有技术中存在的现有控制方法不能适用于多个控制目标，且不能实现多控制目标间的自主切换的问题。

技术领域

本发明涉及车辆控制领域，特别是涉及一种智能车辆避撞与降低碰撞伤害的集成控制方法和系统。

背景技术

自动驾驶车辆是未来车辆技术的发展方向，基于感知实现的决策与控制将有望降低车祸发生的几率，并能够在车祸发生时有效降低乘客受到的伤害。

路径规划与路径跟踪是智能车辆的通用技术，即在智能车辆的正常行驶、避障、避撞的过程中，都会涉及到路径规划与路径跟踪方法。特别地来说，在车辆避撞以及撞击伤害降低方面，目前与车辆动力学控制相关的研究和专利相对较多。但现有方法多针对避障过程以及在碰撞无法避免时如何降低撞击伤害，对于其上位的集成概念(即两者的切换机制)涉及较少。

下面对避障和降低伤害进行简单描述：

避障\避撞：现有技术的核心概念为“距距离碰撞时间(Time to collision，TTC)”。依据周围车辆的车速、航向角以及本车的车速、航向角，可以计算出从当前时刻至碰撞发生所需的时间。基于TTC以及预先定义的阈值，可以设定相应的控制行为。比如现有的自适应车速巡航技术ACC，以及专利 CN201910266900.3、CN201680041015.X、CN201910187945.1和 CN201910121503.7公开的相关技术内容。

降低撞击伤害：现有方法多串联于路径规划模块后方，即当无可行路径时，即转入降低伤害模块。现有技术多考虑的是在碰撞前进行碰撞伤害评估，如专利201910982338.4，CN202010300349.2、CN202010088791.3和 CN201811354515.6，以及碰撞后如何进行动力学控制以减小车辆失控，如专利 CN202010115954.2。目前在车辆碰撞伤害研究方面，采用最为广泛的概念为 Delta-V，这一概念为依据动量守恒计算得到的，用于定义车辆碰撞前后的速度差值，速度差值大即代表车祸伤害程度高。但此概念对碰撞位置未做考虑，而实际车辆碰撞伤害与车辆碰撞位置具有强相关性，因此需要在Delta-V的基础上结合碰撞位置，进行碰撞伤害降低的动力学控制。在论文方面，在“H. Wang，Y.Huang，A.Khajepour，Y.Zhang，Y.Rasekhipour and D.Cao， Crash Mitigation in Motion Planning for AutonomousVehicles，in IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems，vol.20，no.9，pp. 3313-3323”中，作者对碰撞影响因素进行了讨论，并依据其构造了以降低碰撞伤害为目标的多目标加权函数。但其设计中需要依赖主观权重选择，主观权重选择完全决定了系统动力学行为。而实际的撞击伤害是客观的，所以应基于客观数据进行伤害评估，并利用其进行系统控制。

基于上述内容能够得到，现有技术中所公开的方案均是单一控制，并不能实现各控制目标间的自由切换。

因此，提供一种能够适用于正常行驶、避撞以及碰撞无法避免时如何降低撞击伤害三个目标的自主切换的统一的控制方法或系统，是本领域亟待解决的一个技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能车辆避撞与降低碰撞伤害的集成控制方法和系统，以能够在适用于正常行驶、避撞以及碰撞无法避免时如何降低撞击伤害三个目标的同时，实现三目标间的自主切换。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种智能车辆避撞与降低碰撞伤害的集成控制方法，包括：