自主跟车系统技术方案

本实用新型专利技术揭示了一种自主跟车系统，系统设有安装在车辆前方的前方防撞毫米波雷达，所述前方防撞毫米波雷达经CAN总线输出信号至主控制单元，所述主控制单元输出报警信号至报警提醒单元，所述主控制单元输出制动信号至线控制动单元，所述前方防撞毫米波雷达两侧各安装有一个超声波雷达，所述超声波雷达输出信号至超声波雷达控制单元，所述超声波雷达控制单元经CAN总线输出信号至主控制单元。本实用新型专利技术的优点在于本实用新型专利技术结合低成本超声波雷达对近距离目标的相对距离进行精确测量，弥补了毫米波雷达近距离测距误差偏大的不足。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及智能车
，具体涉及一种智能车自主跟车系统。
技术介绍
随着车辆智能化技术的不断发展和用户对车辆智能驾驶的需求，车辆先进辅助驾驶以及智能车在未来将会得到快速普及，给人们的日常生活带来很多便利。其中自主跟车系统在高速工况或者城市工况下均可以部分替代人对车辆进行控制。目前的自适应巡航控制系统(AdaptiveCruiseControl，ACC)能够实现自主跟车控制，采用77GHz毫米波雷达对前方目标进行实时检测。当出现危险时进行报警提醒和制动干预。雷达探测精度只有±0.5米，无法实现近距离精确探测，另外目前采用的模型估算的预警距离和制动干预距离普遍误差较大，无法根据驾驶员、车辆制动性能以及行驶路况进行实时精确估计，导致安全距离过小发生碰撞的风险增加或者安全距离过大降低道路行车效率。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是实现一种尽可能减小跟车间距且能够确保行车安全的系统。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案为：自主跟车系统，系统设有安装在车辆前方的前方防撞毫米波雷达，所述前方防撞毫米波雷达经CAN总线输出信号至主控制单元，所述主控制单元输出报警信号至报警提醒单元，所述主控制单元输出制动信号至线控制动单元，所述前方防撞毫米波雷达两侧各安装有一个超声波雷达，所述超声波雷达输出信号至超声波雷达控制单元，所述超声波雷达控制单元经CAN总线输出信号至主控制单元。车辆前方设有车辆前视摄像头，所述车辆前视摄像头经CAN总线输出信号至主控制单元。车辆后方设有跟车探测雷达，所述跟车探测雷达探测车辆后方信息并输出信号至主控制单元，所述主控制单元输出控制信号至车辆后方的显示提示单元。车辆两侧设有侧向探测雷达，所述侧向探测雷达并输出信号至主控制单元，所述主控制单元输出控制信号至方向控制单元。本技术的优点在于本技术结合低成本超声波雷达对近距离目标的相对距离进行精确测量，弥补了毫米波雷达近距离测距误差偏大的不足。本技术采用的安全距离估算模型增加了自学习模块，考虑不同车辆制动性能和驾驶员之间的个性差异，以及行驶路面、前车制动性能和行驶状态等影响因素，适应性更好，安全距离估算更准确。本技术采用了最小安全车距闭环控制模型，克服了测量值作为模型输入的距离估算方法存在的滞后性和失效性，以及安全距离估计普遍偏差较大的问题，保证了最小安全距离控制的稳定性和鲁棒性，弥补了安全距离估算模型受各种因素影响的不足。本技术同时提出了最小安全车距闭环控制方法，弥补了预警距离和制动干预距离估算偏差较大导致最小安全距离过小或者过大的不足。附图说明下面对本技术说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：图1为自主跟车系统框图；图2为距离控制流程图。具体实施方式如图1所示，系统包括前方防撞毫米波雷达；前方超声波雷达传感器；前方目标及环境感知摄像头；超声波雷达控制单元，智能车自主跟车控制单元、报警提醒装置以及智能车线控制动控制单元和CAN总线组成。前方防撞毫米波雷达用于实时检测前方运动和静止的目标的相对距离、速度和方位角度，进一步判断车辆直行是否危险及其危险程度，以及是否采集预警或者制动干预。车辆前方加装2个低成本的超声波传感器配合前视雷达和前视摄像头进行前方道路环境的感知，同时在现有安全距离模型的基础上进行改进，提出安全预警距离估算模型和制动干预距离估算模型，以及制动干预后最小安全车距闭环控制模型，使得自动跟车系统既能够保证行车安全，同时提高道路行车效率。车辆前方100米的范围通过前视毫米波雷达进行检测，配合前方摄像头对前方区域的目标或者障碍物进行检测和识别，前方5米范围内通过超声波雷达配合雷达和摄像头对该区域内的目标或者障碍物进行检测，尤其是安全距离的精确测量。判断其危险程度并进行决策，通过智能车线控制动进行减速避撞。超声波雷达用于检测车辆前方米内的目标和本车的相对距离，弥补前方毫米波雷达近距离探测精度偏低的不足，提高距离探测精度。超声波雷达控制器用于采集超声波雷达的输出信号并通过计算得到目标和雷达的相对距离，并通过雷达的安装位置和车辆坐标系之间的关系计算出目标相对车辆的位置信息。车辆前视摄像头用于配合前方毫米波雷达进一步识别目标的类型，对目标的危险程度进行进一步判断，给紧急避撞提供依据。雷达和视觉的信息融合能够有效提高前方环境感知的准确性和有效性。智能自主跟车系统除了目标相对距离需要精确检测外，还需要准确的安全距离估算模型估算预警距离和制动干预距离，但是安全距离与驾驶员特性、整车制动性能和行驶工况等动态因素有关，而这些因素很难预估即使通过模型预测也具有滞后性。本技术在现有安全距离模型的基础上，引入自学习模块，充分考虑不同车辆制动性能和驾驶员之间的个性差异，以及行驶路面、前车制动性能和行驶状态等影响因素建立了安全预警距离模型和制动干预距离模型，以及针对测量值作为模型输入的距离估算方法存在的滞后性和失效性，提出了以控制车辆最小安全距离为最终目标的最小安全车距闭环控制模型，在避撞过程中不断调整本车制动减速度，对安全距离进行动态闭环控制，保证本车和前车相对速度消除后，最小安全距离保持在一个恒定的范围，避免过大或者过小，既提高了系统距离估算精度、降低了防碰风险，同时也保证了驾乘舒适性和行车效率。系统总控制单元通过CAN总线和超声波雷达控制器以及前视摄像头,毫米波雷达进行通信，获取各传感器的探测数据并通过各传感器的安装位置和各自的坐标系统与本车坐标系建立对应关系，得到各传感器探测目标相对本车的具体位置、相对速度和距离信息，提供给控制策略算法做决策。控制策略算法根据获取的目标信息结合本车车速和运行状态输出预警信息，并控制报警装置给驾驶员进行提醒或者通过与智能车线控制动单元通信实施制动干预。此外，车辆后方设有跟车探测雷达，车辆两侧设有侧向探测雷达，侧向探测雷达和跟车探测雷达探测车辆后方信息并输出信号至主控制单元，主控制单元输出控制信号至车辆后方的显示提示单元和方向控制单元。跟车探测雷达可以探测后方车辆的车速和距离，提示单元可以是LED显示装置，提示车辆正常处于自动巡航状态，或者显示车辆刹车力度，给予后方驾驶员警示。方向控制单元可以是自动驾驶单元上的方向盘控制装置，可以控制车辆的方向，用于与自动巡航联动，当车辆制动任然可能出现碰撞可能，可以通过转向进行必然，当然转向前需要通过侧向雷达检测侧面是否具有障碍物或者车辆。如图2所示，最小安全车间距的控制方法如下：1)系统上电2)控制单元以及雷达系统、视觉感知系统以及线控制动单元进行故障自检；3)如果系统出现故障，则进行故障报警，否则执行4；4)前车状态实施检测，通过毫米波雷达传感器、超声波雷达传感器和视觉感知系统对前方车辆进行检测和识别。如果前车减速，则执行步骤5，否则继续对前方车辆进行实时检测；5)估算预警距离Dw，然后判断，如果实测距离D是否大于等于Dw，则重复执行步骤5，否则执行步骤6；6)碰撞预警，同时估算制动干预距离Dz，然后判断，如果实测距离D是否大于等于Dz，则重复执行步骤6，否则执行步骤7；7)如果前车静止，本车车速大于0或者本车车速大于前车，则进行制动干预，然后执行步骤8，否则执行步骤6；8)进行安全距离Dh估算,如果实测距离D-Dh大于等于1米，则距本文档来自技高网...

【技术保护点】
自主跟车系统，系统设有安装在车辆前方的前方防撞毫米波雷达，所述前方防撞毫米波雷达经CAN总线输出信号至主控制单元，所述主控制单元输出报警信号至报警提醒单元，所述主控制单元输出制动信号至线控制动单元，其特征在于：所述前方防撞毫米波雷达两侧各安装有一个超声波雷达，所述超声波雷达输出信号至超声波雷达控制单元，所述超声波雷达控制单元经CAN总线输出信号至主控制单元。

【技术特征摘要】
1.自主跟车系统，系统设有安装在车辆前方的前方防撞毫米波雷达，所述前方防撞毫米波雷达经CAN总线输出信号至主控制单元，所述主控制单元输出报警信号至报警提醒单元，所述主控制单元输出制动信号至线控制动单元，其特征在于：所述前方防撞毫米波雷达两侧各安装有一个超声波雷达，所述超声波雷达输出信号至超声波雷达控制单元，所述超声波雷达控制单元经CAN总线输出信号至主控制单元。2.根据权利要求1所述的自主跟车系统，其特征在于：车辆前...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵如，卢桂馥，汪军，邹姗，刘志军，刘涛，周鸣争，章勤，郭梦圆，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34