[发明专利]一种汽车主动避撞系统及其轨迹规划方法

摘要

本发明公开了一种汽车主动避撞系统及其轨迹规划方法，系统包括前视雷达、摄像头、车速传感器、横摆角速度传感器、质心侧偏角传感器、信号处理模块、电子控制电源ECU、油门控制器、转向控制器、制动控制器。汽车在行驶过程中，电子控制单元实时采集各个传感器经信号处理模块传来的信号，并实时判断当前时刻汽车所处的路况与车况，如若此时可能发生危险情况，则ECU通过执行内部预先设定的轨迹规划程序产生一条连续无碰的可执行轨迹，并将相关信号输出到油门控制器、转向控制器与制动控制器进行相应操作，以避免危险情况的发生。本发明能够在紧急情况下辅助驾驶员对汽车进行操作，能够提高行车主动安全性能。

主权项

一种汽车主动避撞系统的轨迹规划方法，其特征在于，所述汽车主动避撞系统包含前视雷达、摄像头、信号处理模块、车速传感器、横摆角速度传感器、质心侧偏角传感器、方向盘转角传感器、电子控制电源ECU、油门控制器、转向控制器和制动控制器；所述前视雷达、摄像头通过信号处理模块和所述电子控制电源ECU相连；所述电子控制电源ECU分别和、车速传感器、横摆角速度传感器、质心侧偏角传感器、方向盘转角传感器、油门控制器、转向控制器、制动控制器相连；所述前视雷达与摄像头均安装在汽车前方，用于检测汽车前方的道路情况，并将所测得的信号经信号处理模块处理后传递给所述电子控制单元ECU；所述车速传感器、横摆角速度传感器、质心侧偏角传感器、方向盘转角传感器分别用于感应汽车的速度、横摆角速度、质心侧偏角和前轮转向角，并将采集到的信号经处理后送入到电子控制单元ECU；所述电子控制单元ECU用于根据接收到的信号输出相应的信号到油门控制器、转向控制器、制动控制器，进行相应加速、减速、制动操作，以保证行车安全；所述汽车主动避撞系统的轨迹规划方法包含以下步骤：步骤1)，通过前视雷达与摄像头获取汽车前方障碍物的距离、速度、加速度和宽度，并将前方障碍物的与汽车之间的距离与预先设定的安全距离阈值对比，如果其小于预设的安全距离阈值，则执行步骤2)；步骤2)，通过车速传感器、横摆角速度传感器、质心侧偏角传感器、方向盘转角传感器获取汽车的速度、横摆角速度、质心侧偏角和前轮转向角；步骤3)，根据汽车的横摆角、前轮转向角、纵向速度、前轴与后轴之间的间距、以及后轴中点的纵向坐标和侧向坐标建立汽车三自由度运动学模型；步骤4)，用七次多项式参数化待生成轨迹；步骤5)，根据汽车三自由度运动学模型和参数化的待生成轨迹设置轨迹优化模型约束条件、设定目标函数以及优化变量，并根据汽车的纵向速度、横摆角速度、质心侧偏角、前轮转向角、以及汽车前方障碍物距离、速度、加速度对其进行求解，得到轨迹优化模型；步骤6)，基于动态粒子群优化算法，对所建立的轨迹优化模型进行求解，得到规划轨迹。