基于毫米波雷达的防追尾系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于毫米波雷达的防追尾系统。毫米波雷达布置在车身周围，探测获得车身周围车况信息；车身CAN网络接收车身周围车况信息发送到车辆系统主控；车辆系统主控结合车身周围车况信息和自身车辆信息判断出是否能够进行安全的紧急转向：能进行安全紧急转向则产生转向控制信号并发送到转向控制模块；转向控制模块根据车辆系统主控发过来的转向控制信号控制车辆的方向盘进行紧急转向，以防止防追尾。本发明专利技术针对目前智能驾驶安全系统忽视了后方车辆追尾撞击而造成处于中间位置的小型车被挤扁的事故，采用了报警和紧急转向的措施减轻或规避了此类风险。措施减轻或规避了此类风险。措施减轻或规避了此类风险。

【技术实现步骤摘要】
基于毫米波雷达的防追尾系统


[0001]本专利技术涉及了一种汽车辅助控制系统，尤其是涉及了一种基于毫米波雷达的防追尾系统和控制方法。

技术介绍

[0002]通过分析道路交通事故数据，经常会出现如下惨烈事故：某辆水泥搅拌车在前，重型自卸车在后，中间夹着一辆小型轿车，后面重型自卸车因驾驶员误操作或疲劳驾驶而失控加速，致使前后夹击的小轿车被挤压变形，车上乘员被挤扁，伤亡惨重。目前紧急制动系统AEB装车率在逐渐上升，对预防前车相撞事故率起到了很好的控制，但是对于预防来自后方车辆的主动撞击则是空白领域。因为一般驾驶员的把注意力集中在前方道路，而往往忽视来自后方车辆的突然撞击，所以一旦遇到后方高速行驶车辆的撞击，或者后方重型工程车的撞击，则显得手足无措，容易酿成车毁人亡的惨剧。

技术实现思路

[0003]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术所提供一种基于毫米波雷达的防追尾系统和控制方法，有效的减少碰撞事故的发生，保护人员和财产安全。
[0004]本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一、一种基于毫米波雷达的防追尾系统：
[0006]包括毫米波雷达，布置在车身周围，探测获得车身周围车况信息，并发送到车身CAN网络；
[0007]包括车身CAN网络，从毫米波雷达接收车身周围车况信息，并发送到车辆系统主控；
[0008]包括车辆系统主控，通过CAN网络接收毫米波雷达的车身周围车况信息，并采集自身车辆信息，结合车身周围车况信息和自身车辆信息判断出是否能够进行安全的紧急转向：若能进行安全紧急转向，则处理生成一条安全的转向避障路径，根据转向避障路径转换产生转向控制信号并发送到转向控制模块；
[0009]包括转向控制模块，根据车辆系统主控发过来的转向控制信号控制车辆的方向盘进行紧急转向，以防止防追尾。
[0010]在车身的后部毫米波雷达，毫米波雷达朝向后方探测本车和后车之间的纵向距离。
[0011]在车身四周各布置装有一个毫米波雷达。
[0012]所述的车辆系统主控在产生转向控制信号的同时产生提示报警信息并在主控台上显示，向驾驶员提醒呈现。
[0013]二、应用于防追尾系统的一种追尾碰撞预警方法：
[0014]在所述车辆系统主控中，通过毫米波雷达实时获得当前本车和后车之间的距离D和相对速度，按照以下方式判断进行碰撞风险识别，判断是否有被追尾风险：
[0015][0016]其中，D表示毫米波雷达检测得到的本车和后车之间的纵向距离，V1、V
rel
分别为后车的速度和相对速度；a1、a2分别为后车和本车的预设最大制动减速度；t1、t2分别为追尾系统中预设的系统延迟时间和驾驶员反应时间；d0为保持的安全车间距；
[0017]若满足上述公式，则判断不将发生被追尾事件；
[0018]当不满足上述公式时候，判断将发生被追尾事件，防追尾系统进行工作控制。
[0019]在所述车辆系统主控中，若判断有被追尾风险，则按照以下方式进行安全的紧急转向：
[0020]若通过毫米波雷达检测到当前本车前方向的预设距离d内无车辆，则将本车车速进行加速至到等于后车的速度V1，且纵向加速度a
x
满足以下公式：
[0021][0022]若通过毫米波雷达检测到当前本车前方向的预设距离d内有车辆，则当前本车进行换道控制：
[0023]通过毫米波雷达检测到当前本车前方向的预设距离d内有车辆，则采用B样条曲线模拟进行换道控制的路径规划，B样条曲线由n+1个控制点P
i
组成，i＝0,1,
…
,n，转向避障路径的B样条曲线参数化表达为：
[0024][0025]其中，k为B样条曲线的次数，N
i,k
()是k次B样条曲线基函数；i表示控制点的序数，P
i
表示第i个控制点的坐标；C(u)表示转向避障路径的坐标；
[0026]选择采用五次B样条曲线，以五次B样条曲线规划转向避障路径，其中各个控制点坐标P
i
即为：
[0027][0028]其中，L为车道宽度，θ表示转向避障路径的拐弯曲率，d1、d2、d3、d4分别表示第一对相邻两个控制点之间的沿车辆行驶方向的间距、第二对相邻两个控制点之间的沿车辆行驶方向的间距、第三对相邻两个控制点之间的沿车辆行驶方向的间、第四对相邻两个控制点之间的沿车辆行驶方向的间距；
[0029]同时在车辆沿转向避障路径行驶过程中，按照以下公式实时计算曲率ρ为：
[0030][0031]其中，和分别为转向避障路径的坐标C(u)关于x轴、y轴的一阶导数，和为转向避障路径的坐标C(u)关于x轴、y轴的二阶导数；
[0032]再根据实时获得的曲率ρ处理获得汽车换道时的侧向加速度a
y
并发送到车辆系统主控进行加速度控制：
[0033][0034]其中，V2表示车辆当前的速度。
[0035]本专利技术主要针对在这种即将发生碰撞事故的紧急情况下，避免因驾驶员未注意到来自后方的撞击危险，或者通过后视镜意识到了后方的撞击风险但来不及反应的困难。该防追尾系统首先可以对这种追尾风险进行及时报警，其次对于本车前后均有大型车辆并有挤压倾向的车况，可以及时变道以规避被挤扁的事故。本专利技术主要是结合此类情况，在车辆的四周安装有4个毫米波雷达用于感知周围车况。当即将发生碰撞事故时，本系统能够根据毫米波雷达得到的车况信息，如果本车两侧的空间符合紧急转向要求，则系统判断出能否有效避撞并计算出一条安全稳定的转向路径，同时系统会监控驾驶员是否有打转向的意图，如果发现有此意图则通过CAN网络发送控制指令给转向控制模块来控制方向盘进行有效的避撞动作。通过有效的避撞行为，本系统能够显著地避免此类的交通事故发生，减少人员伤亡和财产损失。
[0036]本系统主要依靠安装在车辆车身四周的毫米波雷达对周围的路况信息进行感知监测，当毫米波雷达识别出后方存在车辆并把车辆信息通过CAN网络传输给系统主控，并且系统主控根据自身车辆和后方车辆信息判断出后车即将和本车发生碰撞时，根据当前的周围车况并判断能够安全转向变道的情况下本系统计算出一条安全稳定的变道轨迹，然后发送控制命令给转向控制模块并且发送提示报警信息提示驾驶员注意转向安全。转向控制模块控制方向盘沿先前计算出的轨迹，在原碰撞点之前能够安全地进行转向防止碰撞，保护车内乘员的安全性。如果两侧没有可避让空间则发出报警提示，以供驾驶员自行决策避让措施。
[0037]本专利技术的有益效果是：
[0038]本专利技术是对主动防碰撞技术的有效补充，系统主要解决了目前ADAS系统多关注前向防碰撞的风险而忽略了来自后方的防追尾碰撞风险的问题，特别是在被追尾车辆前方有大型车辆，后方有大型车辆进行前向碰撞的情况下，如果侧边有空间，则可以避免被追尾挤扁的恶性交通事故。
[0039]本专利技术有效的提高了车辆在碰撞事故将要发生时的安全性，进一步保护车内乘员的安全。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波雷达的防追尾系统，其特征在于：包括毫米波雷达(1
‑
4)，布置在车身周围，探测获得车身周围车况信息，并发送到车身CAN网络(7)；包括车身CAN网络(7)，从毫米波雷达(1
‑
4)接收车身周围车况信息，并发送到车辆系统主控；包括车辆系统主控(5)，通过CAN网络接收毫米波雷达的车身周围车况信息，并采集自身车辆信息，结合车身周围车况信息和自身车辆信息判断出是否能够进行安全的紧急转向：若能进行安全紧急转向，则处理生成一条安全的转向避障路径，根据转向避障路径转换产生转向控制信号并发送到转向控制模块(6)；包括转向控制模块(6)，根据车辆系统主控(5)发过来的转向控制信号控制车辆的方向盘进行紧急转向，以防止防追尾。2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的防追尾系统，其特征在于：在车身的后部毫米波雷达(1
‑
4)，毫米波雷达(1
‑
4)朝向后方探测本车和后车之间的纵向距离。3.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的防追尾系统，其特征在于：在车身四周各布置装有一个毫米波雷达(1
‑
4)。4.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的防追尾系统，其特征在于：所述的车辆系统主控(5)在产生转向控制信号的同时产生提示报警信息并在主控台上显示，向驾驶员提醒呈现。5.应用于权利要求1所述防追尾系统的一种追尾碰撞预警方法，其特征在于：在所述车辆系统主控(5)中，通过毫米波雷达(1)实时获得当前本车和后车之间的距离D和相对速度，按照以下方式判断进行碰撞风险识别，判断是否有被追尾风险：其中，D表示毫米波雷达(1)检测得到的本车和后车之间的纵向距离，V1、V
rel
分别为后车的速度和相对速度；a1、a2分别为后车和本车的预设最大制动减速度；t1、t2分别为追尾系统中预设的系统延迟时间和驾驶员反应时间；d0为保持的安全车间距；若满足上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄利权，黄秀芳，王晗昱，孙晓龙，韩高峰，
申请(专利权)人：浙江亚太机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：