[发明专利]一种人机协同控制的纵向避撞方法及其系统、智能汽车

摘要

本发明公开了一种人机协同控制的纵向避撞方法及其系统、智能汽车。纵向避撞方法采集自车的速度、采集前车的速度、采集路面附着系数、自车和前车之间的实际距离，通过设计一个纵向避撞模型给出前向预警距离和临界制动距离，再通过与实际距离的比较，在自车的自由驾驶模式、协调制动模式、主动制动模式之间选择与自车的路况相匹配的模式，以避免自车相对于前车纵向避撞，有效解决车辆纵向避撞问题，减少驾驶员与主动制动系统的相互干扰，避免人机冲突，达到平稳制动的目的。同时，通过人机驾驶权的平滑分配，在保证行车安全性的同时，相应地提高了制动舒适性。

主权项

1.一种人机协同控制的纵向避撞方法，其应用于自车中，所述自车存在自由驾驶模式、协调制动模式、主动制动模式；所述自由驾驶模式采用驾驶员驾驶的人为驾驶方式，对自车的制动主缸输入的总制动压力P_总为驾驶员制动压力P_d，所述主动制动模式采用非驾驶员驾驶的主动制动驾驶方式，对自车的制动主缸输入的总制动压力P_总为主动制动压力P_m，所述协调制动模式采用驾驶员驾驶和主动制动驾驶组合的组合驾驶方式，对自车的制动主缸输入的总制动压力P_总为驾驶员制动压力P_d和主动制动压力P_m之和；其特征在于，所述纵向避撞方法用于在自车的自由驾驶模式、协调制动模式、主动制动模式之间选择与自车的路况相匹配的模式，以避免自车相对于前车纵向避撞；对于考虑制动舒适性的纵向避撞模型，车间距离的保持是一个动态过程，本发明充分考虑两个要素：1、自车速度的变化。2、两车的相对速度差。特别强调地，自车速度越高，理应保持的车间距离越大；两车的相对速度差越大，理应保持的车间距离越大。所述纵向避撞方法包括以下步骤：步骤一、采集自车的自车速度v₁、采集前车的前车速度v₂、采集路面附着系数μ、自车和前车之间的实际距离D；步骤二、建立纵向避撞模型，所述纵向避撞模型的建立方法包括以下步骤：(1)定义前车以最大制动减速度进行刹车，后车经过一个预设反应时间反应后以最大制动减速度刹车，使自车避免碰撞于前车时，为极限工况；计算在极限工况下，自车以速度v₁行驶且以最大减速度a_1max进行制动到停止时，所经过的距离L₁，(2)计算在极限工况下，前车以速度v₂行驶时且以最大减速度a_2max进行制动到停止时，所经过的距离L₂，(3)计算在极限工况下，自车和前车制动结束后，两车的极限位移差L₃，(4)补偿极限位移差L₃得到前向预警距离D₁和临界制动距离D₂，D₁＞D₂，其补偿方法包括以下步骤：(4.1)补偿自车和前车之间应预留的安全距离d_o，其中，c为无量纲模型参数；(4.2)补偿自车在制动时的制动反应距离d₁，d₁＝v₁τ，其中τ为制动器起作用的延迟时间；(4.3)补偿由于两车的相对速度差变化引起的差值距离d₂，d₂＝v_relτ_v，其中v_rel＝v₁‑v₂表示两车相对速度差，τ_v定义为变化因子；(4.4)补偿自车和前车因受制动器和路面附着系数的约束而引起差值距离d₃，d₃＝v_relτ_变，其中，τ_变＝τ_v+0.5(v₁‑v₂)；(4.5)计算前向预警距离D₁和临界制动距离D₂分别为：所述纵向避撞模型包括前向预警距离D₁和临界制动距离D₂；步骤三、将实际距离D与前向预警距离D₁、临界制动距离D₂分别做出比较：如果D＞D₁，则输出处理信号一；如果D₁＞D＞D₂，则输出处理信号二；如果D＜D₂，则输出处理信号三；步骤四、数据执行：根据所述处理信号一，选择自由驾驶模式；根据所述处理信号二，采用协调制动模式，且对自车的制动主缸输入的总制动压力P_总进行矫正，矫正方式为：P_总＝γ_dP_d+γ_mP_m，其中，γ_d为驾驶员输入权重系数，采用预设的关联函数，γ_m为主动制动输入权重系数，γ_m＝1‑γ_d；根据所述处理信号三，采用主动制动模式。