[发明专利]一种结合安全距离与碰撞时间的车辆安全防撞控制方法

摘要

本发明公开了一种结合安全距离与碰撞时间的车辆安全防撞控制方法，包括以下步骤：建立车辆安全距离模型；建立车辆安全碰撞时间模型；进行车辆安全防撞决策。本发明将预警距离划分为三种临界距离，分别为临界安全距离、临界危险距离和临界无限小距离。针对每个距离阶段都有不同的安全防护措施，包括安全行驶提示、警报预警、一级制动、二级制动和紧急制动。不仅能够预防提前制动降低乘坐舒适性，还能够防止延迟制动造成车辆碰撞。本发明结合了安全距离模型和碰撞时间模型，二者相互弥补各自模型的不足。安全碰撞时间模型能够弥补车载传感器对安全距离的识别误差；安全距离模型能够弥补安全碰撞时间模型计算出来的TTC出现无限大的问题。

主权项

1.一种结合安全距离与碰撞时间的车辆安全防撞控制方法，其特征在于：包括以下步骤：A、建立车辆安全距离模型通过对车辆制动过程的分析，得到全部的制动距离，并基于车辆的安全性，建立如下车辆安全距离模型：在初始时刻t，设本车行驶速度为v₁、目标车行驶速度为v₂、本车与目标车之间的距离达到预警距离d，d代表t时刻本车和目标车的预警距离；在经过T时间后，本车行驶速度变为v₁'，T时间内本车行驶距离为d₁，目标车行驶速度变为v₂'，行驶距离为d₂；在这个时间点，本车与目标车之间的距离变为d₀；这个距离d₀代表保证两车处于安全状态的最小安全距离，将最小安全距离设为2‑5m；预警距离的数学表达式为：d＝d₁‑d₂+d₀        (1)通常将本车和目标车之间的距离D_rel与最小安全距离d₀进行大小关系的比较，从而发出防撞信号，做出相应报警或制动措施；但是由于d₀距离很小，当需要进行比较的时候，由于控制器的决策时间和执行器动作延迟时间，都会增加车辆碰撞追尾的概率；因此，将本车与目标车之间的距离D_rel与预警距离d进行大小关系的比较；首先对预警距离d进行划分；依据不同的安全预警形式，将预警距离d划分为三种不同的临界距离：临界安全距离d_s、临界危险距离d_d和临界无限小距离d_l；其次，将预警距离点到碰撞点之间分为三个临界距离点，分别为临界安全距离点、临界危险距离点和临界无限小距离点；当本车与目标车之间的距离处在预警距离点到临界安全距离点之间时，为第一阶段；当本车与目标车之间的距离处在临界安全距离点到临界危险距离点之间时，为第二阶段；当本车与目标车之间的距离处在临界稳点距离点到临界无限小距离点之间时，为第三阶段；当本车与目标车之间的距离处在临界无限小距离点到碰撞点之间时，为第四阶段；通过对比本车与目标车之间的距离D_rel与不同临界距离的大小，判断本车处在某个阶段；在四个阶段中，本车将会分别作出不同的安全预警措施，从而达到安全防撞的目的；B、建立车辆安全碰撞时间模型车辆安全碰撞时间模型中的指标是碰撞时间，简称TTC；TTC定义为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，D_rel为本车与目标车之间的距离，v_rel为本车与目标车之间的相对速度；本车与目标车之间的距离和本车与目标车之间的相对速度均由安全防撞系统通过车载传感器检测；根据以往文献资料，设定临界安全防撞时间T_c为1.5s；C、进行车辆安全防撞决策C1、安全防撞系统读入本车与目标车之间的距离D_rel和本车与目标车之间的相对速度v_rel；C2、经过第一阶段，将本车与目标车之间的距离D_rel与安全临界距离D_s相比，若前者大于后者并且相对速度v_rel小于0，则车辆继续安全行驶；否则转步骤C2；C2、进入第二阶段，将本车与目标车之间的距离D_rel与危险临界距离D_d相比，若前者大于后者并且相对速度v_rel小于0，则安全防撞系统发出警报提醒；否则转步骤C3；C3、进入第三阶段；将本车与目标车之间的距离D_rel与临界无限小距离D_l相比，若前者大于后者并且相对速度v_rel小于0，则车辆进行一级制动；否则转步骤C4；C4、进入第四阶段；将安全碰撞时间TTC与临界安全防撞时间T_c进行比较，若前者大于后者，则车辆进行二级制动，否则车辆进行紧急制动。