基于动力同步的车辆行驶间距控制系统及方法技术方案

本发明专利技术特别涉及一种基于动力同步的车辆行驶间距控制系统，包括雷达、V2V通信单元、车辆控制单元以及动力/制动执行单元，所述的雷达和V2V通信单元均与车辆控制单元相连，雷达设置在车头用于检测本车与前车之间的距离，本车和前车通过两车上设置的V2V通信单元进行通信，车辆控制单元接收雷达输出的距离信息和V2V通信单元输出的前车动力和制动等级信息并进行处理；车辆控制单元的输出端连接动力/制动执行单元用于驱动动力/制动执行单元动作；以及其控制方法。本装置调整速度快、安全性高，间距控制较为稳定；本方法控制过程非常简便。

【技术实现步骤摘要】
基于动力同步的车辆行驶间距控制系统及方法
本专利技术涉及自动驾驶
，特别涉及一种基于动力同步的车辆行驶间距控制系统及方法。
技术介绍
随着汽车工业的不断发展，自动驾驶车辆已成为时下各大厂商重点关注的对象。但在当前发展阶段，实现完全的无人驾驶还有一定距离，而局部的自动驾驶也能够在很大程度上减轻驾驶员的疲劳及在特定情况下提高行车安全性。在各种自动驾驶行驶工况之中，车辆的队列跟随行驶是最常见情况。在这种情况下，车辆之间的行驶间距控制就成为问题的核心要素。现有的间距控制方法中，存在着诸多不足：第一，有些方法在理论上能达到很好的效果，但没有考虑到真实环境中车辆存在的性能及制动差异；第二，有些间距控制方法过于复杂，不便于实际应用；第三，当前一些得到应用的方法，只能够根据位于车头的雷达获取前车信息，信息获取不够立体，控制输入单一，无法达到理想的小间距跟随；第四，一些通过无线通信获取前车信息的控制方法对通信质量的要求较高，而实际通信环境下可能会发生通信的不稳定导致信息丢包，影响控制效果。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于提供一种控制简便、调速快且安全性高的基于动力同步的车辆行驶间距控制系统。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于动力同步的车辆行驶间距控制系统，包括雷达、V2V通信单元、车辆控制单元以及动力/制动执行单元，所述的雷达和V2V通信单元均与车辆控制单元相连，雷达设置在车头用于检测本车与前车之间的距离，本车和前车通过两车上设置的V2V通信单元进行通信，车辆控制单元接收雷达输出的距离信息和V2V通信单元输出的前车动力和制动等级信息并进行处理；车辆控制单元的输出端连接动力/制动执行单元用于驱动动力/制动执行单元动作。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：同时采用车头雷达和V2V通信两种方式获取前车信息，能在一定程度上缩小跟车间距，车头雷达采集距离可以保证两车行驶时能够维持在安全距离上，再通过V2V通信单元将前车的动力和制动等级信息传输给本车，通过同步动力和制动等级的方式来控制本车与前车的间距，本装置调整速度快、安全性高，间距控制较为稳定。本专利技术的另一个目的在于提供一种控制简便、调速快且安全性高的基于动力同步的车辆行驶间距控制方法。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于动力同步的车辆行驶间距控制方法，包括以下步骤：(A)启动雷达、V2V通信单元，实时监测前车和后车的间距以及前车的动力等级和制动等级；(B)判断前车和后车的间距是否小于最小安全距离δ，若小于，车辆控制单元驱动动力/制动执行单元动作增加前车和后车的间距；若大于或等于，则执行下一步；(C)判断前车的动力等级与本车的动力等级是否大于等于1，若条件满足，则车辆控制单元驱动动力/制动执行单元动作，将本车动力等级同步到与前车相同等级；若条件不满足，则执行下一步；(D)判断前车的制动等级与本车的制动等级是否大于等于1，若条件满足，则车辆控制单元驱动动力/制动执行单元动作，将本车制动等级同步到与前车相同等级；若条件不满足，返回步骤A通过测距传感器进行误差反馈调节继续监控直至结束。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：同时采用车头雷达和V2V通信两种方式获取前车信息，能在一定程度上缩小跟车间距，车头雷达采集距离可以保证两车行驶时能够维持在安全距离上，再通过V2V通信单元将前车的动力和制动等级信息传输给本车，通过同步动力和制动等级的方式来控制本车与前车的间距，本方法控制过程非常简便，只是简单的判断，无需复杂的数据处理，所以调整速度快，间距控制较为稳定。附图说明图1是本专利技术的原理框图；图2是本专利技术的控制流程图；图3是本专利技术中动力输出等级同步流程图；图4是车辆动力分级规则示意图；图5是车辆制动分级规则示意图。具体实施方式下面结合图1至图5，对本专利技术做进一步详细叙述。参阅图1，一种基于动力同步的车辆行驶间距控制系统，包括雷达、V2V通信单元、车辆控制单元以及动力/制动执行单元，所述的雷达和V2V通信单元均与车辆控制单元相连，雷达设置在车头用于检测本车与前车之间的距离，本车和前车通过两车上设置的V2V通信单元进行通信，车辆控制单元接收雷达输出的距离信息和V2V通信单元输出的前车动力和制动等级信息并进行处理；车辆控制单元的输出端连接动力/制动执行单元用于驱动动力/制动执行单元动作。同时采用车头雷达和V2V通信两种方式获取前车信息，能在一定程度上缩小跟车间距，车头雷达采集距离可以保证两车行驶时能够维持在安全距离上，再通过V2V通信单元将前车的动力和制动等级信息传输给本车，通过同步动力和制动等级的方式来控制本车与前车的间距，本装置调整速度快、安全性高，间距控制较为稳定。优选地，所述的雷达为毫米波雷达，毫米波具有体积小、质量轻、空间分辨率高的特点，它穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候全天时的特点，它还能分辨识别很小的目标，而且能同时识别多个目标，因而非常广泛的应用在车辆测距上面。为了降低系统成本，本车的车辆控制单元为车辆本身自带的ECU。参阅图2、图3，优选地，一种基于动力同步的车辆行驶间距控制方法，包括以下步骤：(A)启动雷达、V2V通信单元，实时监测前车和后车的间距以及前车的动力等级和制动等级；(B)判断前车和后车的间距是否小于最小安全距离δ，若小于，车辆控制单元驱动动力/制动执行单元动作增加前车和后车的间距；若大于或等于，则执行下一步；(C)判断前车的动力等级与本车的动力等级是否大于等于1，若条件满足，即动力等级差大于等于1，则车辆控制单元驱动动力/制动执行单元动作，将本车动力等级同步到与前车相同等级；若条件不满足，即动力等级差小于1，也即两者相等，则执行下一步；(D)判断前车的制动等级与本车的制动等级是否大于等于1，若条件满足，即两者制动等级差大于等于1，则车辆控制单元驱动动力/制动执行单元动作，将本车制动等级同步到与前车相同等级；若条件不满足，即两者制动等级差小于1，也即两者相等，返回步骤A通过测距传感器进行误差反馈调节继续监控直至结束。这里，通过引入动力输出等级和制动输出等级，在距离监控的基础上，通过动力分级和制动分级来进行车辆间距的控制，因而控制过程非常简便，只是简单的判断，无需复杂的数据处理，所以调整速度快，间距控制较为稳定。在控制过程中将V2V信息当作控制的前馈项，通过V2V通信去调节车辆之间的间距属于基于前馈的开环控制，而开环控制在控制过程有扰动出现后(如车辆轮胎打滑，路面不平整等)结果会出现误差(由扰动造成的实际间距与期望控制达到的间距的差值)。通过基于车头毫米波雷达的反馈控制去消除误差，反馈控制可以对比控制输入与输出，从而消除误差。本专利技术中优选地，所述的步骤C和步骤D中，车辆的动力等级和制动等级按如下步骤进行比较：(S1)根据车辆动力和制动输出大小，对车辆进行分级得到动力输出分级和制动输出分级；(S2)根据车辆不同级别之间的动力和制动输出，制定不同车辆之间不同分级之间的对应规则，建立动力和制动输出对应规则；(S3)根据动力和制动输出对应规则即可判断动力等级是否大于等于1或制动等级是否大于等于1。步骤S1主要是对车辆进行动力输出分级和制动输出分级，为后续的比较提供基础数据；步骤S2主要是将所有车辆的动力输出分级和制动输出分级对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于动力同步的车辆行驶间距控制系统，其特征在于：包括雷达、V2V通信单元、车辆控制单元以及动力/制动执行单元，所述的雷达和V2V通信单元均与车辆控制单元相连，雷达设置在车头用于检测本车与前车之间的距离，本车和前车通过两车上设置的V2V通信单元进行通信，车辆控制单元接收雷达输出的距离信息和V2V通信单元输出的前车动力和制动等级信息并进行处理；车辆控制单元的输出端连接动力/制动执行单元用于驱动动力/制动执行单元动作。

【技术特征摘要】
1.一种基于动力同步的车辆行驶间距控制系统，其特征在于：包括雷达、V2V通信单元、车辆控制单元以及动力/制动执行单元，所述的雷达和V2V通信单元均与车辆控制单元相连，雷达设置在车头用于检测本车与前车之间的距离，本车和前车通过两车上设置的V2V通信单元进行通信，车辆控制单元接收雷达输出的距离信息和V2V通信单元输出的前车动力和制动等级信息并进行处理；车辆控制单元的输出端连接动力/制动执行单元用于驱动动力/制动执行单元动作。2.如权利要求1所述的基于动力同步的车辆行驶间距控制系统，其特征在于：所述的雷达为毫米波雷达，车辆控制单元为车辆ECU。3.一种基于动力同步的车辆行驶间距控制方法，其特征在于：包括以下步骤：(A)启动雷达、V2V通信单元，实时监测前车和后车的间距以及前车的动力等级和制动等级；(B)判断前车和后车的间距是否小于最小安全距离δ，若小于，车辆控制单元驱动动力/制动执行单元动作增加前车和后车的间距；若大于或等于，则执行下一步；(C)判断前车的动力等级与本车的动力等级是否大于等于1，若条件满足，则车辆控制单元驱动动力/制动执行单元动作，将本车动力等级同步到与前车相同等级；若条件不满足，则执行下一步；(D)判断前车的制动等级与本车的制动等级是否大于等于1，若条件满足，则车辆控制单元驱动动力/制动执行单元动作，将本车制动等级同步到与前车相同等级；若条件不满足，返回步骤A通过测距传感器进行误差反馈调节继续监控直至结束。4.如权利要求3所述的基于动力同步的车辆行驶间距控制方法，其特征在于：所述的步骤C和步骤D中，车辆的动力等级和制动等级按如下步骤进行比较：(S1)根据车辆动力和制动输出大小，对车辆进行分级得到动力输出分级和制动输出分级；(S2)根据车辆不同级别之间的动力和制动输...

【专利技术属性】
技术研发人员：张开生，吴琼，
申请(专利权)人：西安培华学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61