一种基于车辆环境识别的自动紧急制动方法技术

本发明专利技术公开了一种基于车辆环境识别的自动紧急制动方法，包括以下步骤：步骤1、建立基于道路坡度和附着系数的车辆运动学模型，得到汽车可达制动减速度与道路坡度和附着系数之间的关系式；步骤2、搭建自动紧急制动系统，同时建立自动紧急制动的TTC安全距离模型，设定理想TTC门槛值；步骤3、利用步骤1得到的可达制动减速度对步骤2设定的理想TTC门槛值进行校正，得到基于环境的TTC门槛值，当自车与前车的实时TTC值小于校正后的TTC门槛值时触发自动紧急制动系统。本发明专利技术考虑了道路坡度以及附着系数对制动性能的影响，保证了复杂多变工况下自动紧急制动系统的制动性能，有效的防止汽车行驶过程中碰撞事故的发生，同时提高了驾驶的舒适性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于车辆环境识别的自动紧急制动方法
本专利技术涉及先进辅助驾驶系统(ADAS)领域，尤其涉及一种基于车辆环境识别的自动紧急制动(AEB)方法。
技术介绍
近年来我国汽车保有量逐年增加，给人们出行带来便利的同时也带来了交通拥堵、交通事故频发等交通问题，这些问题造成人员伤亡和经济损失越来越大。研究表明，大部分交通事故均由驾驶员操作失误导致。随着人们对安全驾驶的要求越来越高，汽车自动紧急制动(AutonomousEmergencyBraking，AEB)成为先进辅助驾驶的重要功能之一，AEB有效减少碰撞事故的发生，为人们安全驾驶保驾护航。自动紧急制动系统是通过自动制动来避免或者缓解碰撞的一种主动安全技术，属于先进驾驶辅助系统(AdvancedDriverAssistanceSystem，ADAS)的范畴。AEB通过毫米波雷达、摄像头等传感器来探测前方目标信息，并根据前方目标信息(如目标车速、相对距离等)实时计算碰撞危险程度。目前AEB的研究难点在于碰撞危险程度门槛值的计算，当计算的碰撞危险程度小于门槛值时触发AEB。不同年龄的驾驶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于车辆环境识别的自动紧急制动方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤1、获取车辆信息、道路坡度信息和附着系数信息，建立基于道路坡度和附着系数的车辆运动学模型，得到汽车可达制动减速度与道路坡度和附着系数之间的关系式；/n步骤2、搭建自动紧急制动系统，同时建立自动紧急制动的TTC安全距离模型，设定理想TTC门槛值；/n步骤3、利用步骤1得到的可达制动减速度对步骤2设定的理想TTC门槛值进行校正，得到基于环境的TTC门槛值，当自车与前车的实时TTC值小于校正后的TTC门槛值时触发自动紧急制动系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于车辆环境识别的自动紧急制动方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1、获取车辆信息、道路坡度信息和附着系数信息，建立基于道路坡度和附着系数的车辆运动学模型，得到汽车可达制动减速度与道路坡度和附着系数之间的关系式；
步骤2、搭建自动紧急制动系统，同时建立自动紧急制动的TTC安全距离模型，设定理想TTC门槛值；
步骤3、利用步骤1得到的可达制动减速度对步骤2设定的理想TTC门槛值进行校正，得到基于环境的TTC门槛值，当自车与前车的实时TTC值小于校正后的TTC门槛值时触发自动紧急制动系统。


2.根据权利要求1所述的基于车辆环境识别的自动紧急制动方法，其特征在于，所述的步骤1中搭建基于道路坡度和附着系数的车辆运动学模型，得到可达汽车制动减速度与坡度和附着系数之间的关系式的具体方法为：
制动时基于道路坡度和附着系数的车辆运动学模型如下所示：
ma＝F1+F2+mgsinθ#(1)
式中，m为汽车总质量；a为汽车可达制动减速度，a为矢量，为正时与汽车运动方向相反，为负时与汽车运动方向相同；F1、F2分别为前、后车轮的地面制动力；g为重力加速度；θ为道路坡度，上坡为正值，下坡为负值；
在制动时，若只考虑车轮的运动为滚动与抱死拖滑两种情况，当制动踏板力较小时，制动器摩擦力矩不大，地面与轮胎之间的摩擦力即地面制动力足以克服制动器摩擦力矩而使车轮滚动；当车轮滚动时，前、后车轮的地面制动力F1、F2如下所示：



式中，Fμ1、Fμ2为前、后轮制动器制动力，两者之间的关系如下所示：
Fμ＝Fμ1+Fμ2#(3)
式中，Fμ为车辆施加的制动器总制动力；在自动紧急制动系统中，理想制动器总制动力大小为：
Fμ＝mae#(4)
将式子(2)、(3)、(4)代入式子(1)得：
a＝ae+gsinθ#(5)
式中，ae为汽车滚动时的理想制动减速度，ae为矢量，为正时与汽车运动方向相反，为负时与汽车运动方向相同；g为重力加速度；θ为道路坡度，上坡为正值，下坡为负值；
当制动踏板力较大时，制动器摩擦力矩较大，地面与轮胎之间的摩擦力即地面制动力不足以克服制动器摩擦力矩而使车轮抱死拖滑；当车轮车轮抱死拖滑时，前、后车轮的地面制动力F1、F2如下所示：



式中，Z1、Z2为前、后轮的地面反向法力；μ1、μ2为前、后轮与地面之间的附着系数。；前、后车轮的地面法向反力Z1、Z2如下所示：



将式子(6)(7)代入式子(1)得：



式中，θ为道路坡度；L1为汽车重心到前轴的距离；L2为汽车重心到后轴的距离；L＝L1+L2；h为汽车重心到行驶平面的垂直距离；
理想情况下，μ1＝μ2＝μ0，式子(8)化简为：
a＝g(μ0cosθ+sinθ)#(9)
式中a为汽车可达制动减速度；g为重力加速度；θ为道路坡度；μ0为汽车轮胎与道路之间的附着系数；
综上所述，汽车在制动时根据牛顿第二定律建立的基于道路坡度和附着系数的运动学模型如下所示：



式中，a为可达制动减速度，ae为理想制动减速度，两者均为矢量，为正时与汽车运动方向相反，为负时与汽车运动方向相同；g为重力加速度；θ为道路坡度，上坡时为正值，下坡时为负值；μ0为汽车轮胎与道路之间的附着系数。


3.根据权利要求1所述的基于车辆环境识别的自...

【专利技术属性】
技术研发人员：专祥涛，符占元，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42