一种用于驾驶控制的自适应预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于驾驶控制的自适应预警方法，应用于具有V2X车载单元的车辆中，主车在高速公路行驶过程中，可以根据来自路侧单元和其他远车的消息，并结合当前驾驶员状态，实时计算其与本车道、相邻车道及匝道汇入的远车之间是否存在碰撞风险；如果存在碰撞风险，则进行报警处理；并在检测到本车具有换道意愿时，进行换道风险检测，在存在碰撞风险时，提示取消换道操作。本发明专利技术还公开了相应的系统。实施本发明专利技术，可以在高速公路行驶时，在各种道路形状和天气条件下实现车辆行驶自适应预警，提高车辆在高速公路行驶的安全性和舒适性。高车辆在高速公路行驶的安全性和舒适性。高车辆在高速公路行驶的安全性和舒适性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于驾驶控制的自适应预警方法及系统


[0001]本专利技术涉及车辆的预警
，尤其涉及一种基于V2X车路协同的用于驾驶控制的自适应预警方法及系统。

技术介绍

[0002]目前驾驶，主要是依靠摄像头和雷达等传感器进行环境感知，但是在视线遮挡、雨天雾天等恶劣环境下，这些传感器可能识别不准确，甚至功能失效；同时在车辆跟随部分，比如ACC功能，在弯道情况下，大部分车辆不能很好的实现ACC功能，在车道保持部分，由于摄像头识别的车道线不准确，可能造成在天气不好的情况下，造成车道横向控制和车道匹配不成功，导致车道保持功能效果不理想；同时，在车辆换道控制方面，大多数换道主要考虑在换道开始时，检测到车辆如果安全，就进行换道，比较少考虑在换道过程中，实时的监控车辆是否有碰撞危险；而且针对车辆换道过程与周围车辆是否有碰撞危险，大多考虑直道方面的碰撞预警，然而在弯道等复杂道路的换道碰撞预警方面则考虑的较少。
[0003]随着车联网技术V2X(Vehicle to Everything，车联网)的迅速发展，汽车基于V2X技术感知外界的能力，越来越强。由于V2X高可靠性、低延时的特点，基于V2X的智能驾驶越来越受到重视。比起摄像头、雷达等传统的车辆环境感知方案，V2X受环境变化影响小，在视线遮挡、雨天雾天等恶劣环境下仍能稳定工作。随着车联网技术V2X的发展，基于V2X技术的人
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车
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路
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云的实时感知和数据交互，在一些公路(如高速公路这种封闭区域内)，基于V2X技术的车道跟随和自主换道功能的驾驶成为可能，利用V2X技术的车路协同控制，可以让车辆在视线遮挡、雨天雾天等恶劣环境下仍能稳定工作成为可能，故研究基于V2X车路协同驾驶的自适应预警具有重要的意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种用于驾驶控制的自适应预警方法及系统，可以实现对驾驶过程中的碰撞风险进行预测，具有很高的安全性和实用性。
[0005]为解决上述技术问题，作为本专利技术的一方面，提供一种用于驾驶控制的自适应预警方法，应用于具有V2X车载单元的车辆中，其包括如下步骤：
[0006]S10，本车实时接收路侧单元发送的V2I消息以及周围预定范围内远车所发送的V2V消息；
[0007]S11，根据所述V2I消息以及各V2V消息，确定各远车与本车之间的相对位置关系，将同车道、相邻车道前后方距离本车最近的远车、以及匝道上交叉行驶的远车确定为当前特定远车，并获得所述各特定远车的状态信息，以及本车与所述各特定远车之间的安全距离、单位时间内距离值以及碰撞时间序列，并根据驾驶员的当前状态，对所述各安全距离进行调整；
[0008]S12，根据所述安全距离和单位时间内距离值确定所述同本车道上前后方的特定远车、交叉行驶的特定远车与本车之间是否有碰撞风险；如果存在碰撞风险，向驾驶员进行
报警提示；
[0009]S13，在判断到本车存在换道意图时，根据相邻车道上各特定远车的安全距离、单位时间距离值以及碰撞时间序列，判断对应相邻车道的前方或后方是否存在碰撞风险；在判断到存在碰撞风险时，提醒驾驶员取消换道。
[0010]其中，所述路侧单元发送的V2I消息为局部地图消息，其至少包括道路信息、车道ID号、限速信息；所述V2V消息包括预定距离范围内各车辆的车辆状态信息，所述车辆状态信息包括：车速、车辆位置坐标、方向盘转角、航向角、横摆角、加速度信息。
[0011]其中，在所述S11中，所述根据所述V2I消息以及各V2V消息，确定所述各远车与本车之间的相对位置关系的步骤进一步包括：
[0012]建立本车的车辆局部坐标系，以本车的质心为坐标原点，车辆行驶方向为y轴，以驾驶员指向右手方向为x轴，垂直地面向上为z轴方向；
[0013]获得周围预定范围内各远车的航向角与本车的航向角之间的差值，根据所述差值判断各远车与本车之间的相对位置，所述相对位置包括：同向、对向以及交叉方向；
[0014]对所述各远车进行坐标平移变换，将各远车坐标转换为本车有全局坐标系上，计算远车与本车之间的相对距离；
[0015]结合所述差值、远车与本车之间的相对距离，确定各远车与本车之间的具体位置关系并标注；所述具体位置关系至少包括：前方、右前方、左前方、后方、左后方、右后方、前对向、右前对向、左前对向、左交叉以及右交叉。
[0016]其中，所述S11进一步包括：
[0017]根据各特定远车的状态信息通过矢量法迭代计算，获得每一时间间隔内所述各特定远车与本车之间对应的安全阈值、单位时间内距离值；如果存在单位时间内距离值小于或等于对应的安全阈值，则停止对相应特定远车的迭代计算，并获得停止迭代的所述特定远车的碰撞时间序列。
[0018]其中，所述S11进一步包括：
[0019]利用驾驶员前方仪表上方的视觉传感器，获取驾驶员的脸部、眼部特征图像，并通过模式识别方法，识别出驾驶员当前的驾驶状态行为类别以及视线状态，所述驾驶状态行为类别包括：正常驾驶、疲劳驾驶、分神驾驶、接打电话、抽烟、情绪激动驾驶以及醉酒驾驶；所述视线状态包括：在中控区域、在前挡风区域以及在外后视镜区域；
[0020]根据当前的驾驶状态行为类别以及视线状态，查询预存储的碰撞安全距离最小值调整表，获得相应的调整值，对各特定远车与本车之间对应的安全阈值进行调整。
[0021]其中，所述S12进一步包括：
[0022]判断到所述同车道上距离最近的特定远车与本车之间的单位时间内距离值小于或等于对应的安全阈值时，确定本车道上的特定远车与本车之间存在碰撞风险，包括前方特定远车与本车存在碰撞风险，以及后方特定远车与本车存在碰撞风险；
[0023]判断到交叉行驶的特定远车与本车之之间的单位时间内距离值小于或等于对应的安全阈值时，确定交叉行驶的特定远车与本车之间存在碰撞风险。
[0024]其中，所述S13进一步包括：
[0025]在检测到本车存在换道意图后，对所述相邻车道进行换道检测，采用5次多项式与遗传算法融合的最优换道轨迹计算，获得对本侧邻道进行变道的最优轨迹以及最优换道时
间；
[0026]判断到本侧邻道的各特定远车对应的单位时间内距离值均大于对应的安全阈值，且不存在碰撞时间序列或其碰撞时间序列均大于所述最优换道时间时，则判定为向本侧邻道变道不存在风险；否则判定为向本侧邻道变道存在风险。
[0027]相应地，本专利技术的另一方面，还提供一种用于驾驶控制的自适应预警系统，应用于具有V2X车载单元的车辆中，其特征在于，包括：
[0028]信息接收单元，用于本车实时接收路侧单元发送的V2I消息，并接收周围预定范围内远车所发送的V2V消息；
[0029]特定远车状态确定单元，用于根据所述V2I消息以及各V2V消息，确定各远车与本车之间的相对位置关系，将同车道、相邻车道前后方距离本车最近的远车、以及匝道上交叉行驶的远车确定为当前特定远本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于驾驶控制的自适应预警方法，其特征在于，包括：S10，本车实时接收路侧单元发送的V2I消息以及周围预定范围内远车所发送的V2V消息；S11，根据所述V2I消息以及各V2V消息，确定各远车与本车之间的相对位置关系，将同车道、相邻车道前后方距离本车最近的远车、以及匝道上交叉行驶的远车确定为当前特定远车，并获得所述各特定远车的状态信息，以及本车与所述各特定远车之间的安全距离、单位时间内距离值以及碰撞时间序列，并根据驾驶员的当前状态，对所述各安全距离进行调整；S12，根据所述安全距离和单位时间内距离值确定所述同本车道上前后方的特定远车、交叉行驶的特定远车与本车之间是否有碰撞风险；如果存在碰撞风险，向驾驶员进行报警提示；S13，在判断到本车存在换道意图时，根据相邻车道上各特定远车的安全距离、单位时间距离值以及碰撞时间序列，判断对应相邻车道的前方或后方是否存在碰撞风险；在判断到存在碰撞风险时，提醒驾驶员取消换道。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路侧单元发送的V2I消息为局部地图消息，其至少包括道路信息、车道ID号、限速信息；所述V2V消息包括预定距离范围内各车辆的车辆状态信息，所述车辆状态信息包括：车速、车辆位置坐标、方向盘转角、航向角、横摆角、加速度信息。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述S11中，所述根据所述V2I消息以及各V2V消息，确定所述各远车与本车之间的相对位置关系的步骤进一步包括：建立本车的车辆局部坐标系，以本车的质心为坐标原点，车辆行驶方向为y轴，以驾驶员指向右手方向为x轴，垂直地面向上为z轴方向；获得周围预定范围内各远车的航向角与本车的航向角之间的差值，根据所述差值判断各远车与本车之间的相对位置，所述相对位置包括：同向、对向以及交叉方向；对所述各远车进行坐标平移变换，将各远车坐标转换为本车有全局坐标系上，计算远车与本车之间的相对距离；结合所述差值、远车与本车之间的相对距离，确定各远车与本车之间的具体位置关系并标注；所述具体位置关系至少包括：前方、右前方、左前方、后方、左后方、右后方、前对向、右前对向、左前对向、左交叉以及右交叉。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S11进一步包括：根据各特定远车的状态信息通过矢量法迭代计算，获得每一时间间隔内所述各特定远车与本车之间对应的安全阈值、单位时间内距离值；如果存在单位时间内距离值小于或等于对应的安全阈值，则停止对相应特定远车的迭代计算，并获得停止迭代的所述特定远车的碰撞时间序列。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S11进一步包括：利用驾驶员前方仪表上方的视觉传感器，获取驾驶员的脸部、眼部特征图像，并通过模式识别方法，识别出驾驶员当前的驾驶状态行为类别以及视线状态，所述驾驶状态行为类别包括：正常驾驶、疲劳驾驶、分神驾驶、接打电话、抽烟、情绪激动驾驶以及醉酒驾驶；所述视线状态包括：在中控区域、在前挡风区域以及在外后视镜区域；
根据当前的驾驶状态行为类别以及视线状态，查询预存储的碰撞安全距离最小值调整表，获得相应的调整值，对各特定远车与本车之间对应的安全阈值进行调整。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S12进一步包括：判断到所述同车道上距离最近的特定远车与本车之间的单位时间内距离值小于或等于对应的安全阈值时，确定本车道上的特定远车与本车之间存在碰撞风险，包括前方特定远车与本车存在碰撞风险，以及后方特定远车与本车存在碰撞风险；判断到交叉行驶的特定远车与本车之之间的单位时间内距离值小于或等于对应的安全阈值时，确定交叉行驶的特定远车与本车之间存在碰撞风险。7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述S13进一步包括：在检测到本车存在换道意图后，对所述相邻车道进行换道检测，采用5次多项式与遗传算法融合的最优换道轨迹计算，获得对本侧邻道进行变道的最优轨迹以及最优换道时间；判断到本侧邻道的各特定远车对应的单位时间内距离值均大于对应的安全阈值，且不存在碰撞时间序列或其碰撞时间序列均大于所述最优换道时间时，则判定为向本...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯其高，李晓平，郭元苏，秦雨云，蔡之骏，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：