一种基于模糊控制的前向碰撞预警方法及系统技术方案

本发明专利技术属于汽车安全技术领域，本发明专利技术提供了一种基于模糊控制的前向碰撞预警方法及系统，其中，方法包括：实时获取前方目标车辆信息和自车运行状态信息，计算得到自车和前方目标车辆的相对距离和相对速度；利用模糊控制算法对所述自车和前方目标车辆的相对距离和相对速度进行计算，得到预警指数；根据所述预警指数对应的取值区间分级触发人机交互预警策略。本发明专利技术噪声抑制能力强、鲁棒性好，能有效降低误报率，能提前发现危险情况，进而增加驾驶员的操作时间，通过将模糊控制算法输出的预警指数对应到预设的预警指数区间，将危险程度以及预警指数进行分级，并根据不同的危险等级给予驾驶员不同的警示策略，从而提高了驾驶员驾驶体验和安全性。体验和安全性。体验和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模糊控制的前向碰撞预警方法及系统


[0001]本专利技术属于汽车安全
，特别是涉及一种基于模糊控制的前向碰撞预警方法及系统。

技术介绍

[0002]随着汽车保有量逐年上升，所伴随着的问题，则是交通拥堵和交通事故频发，而每年追尾事故又在交通事故中占据相当大的比例，由此可见，FCW(Forward Collision Warning，简称：前方碰撞预警)系统在汽车ADAS系统(AdvancedDriving AssistanceSystem，简称：高级驾驶辅助系统)中的具体应用十分重要。
[0003]FCW系统是通过汽车上的感知单元来监测前方的车辆，判断本车与前车之间的距离、方位及相对速度，并通过系统中的算法计算主车与前车是否存在潜在碰撞危险，当存在潜在碰撞危险时系统会对驾驶者进行警告。
[0004]传统的FCW系统，通过安全时间逻辑算法或安全距离逻辑算法来对驾驶员进行警示，在可能发生前向碰撞危险时发出警告信息，这种算法抗干扰能力差，无法有效抵御噪声，误报率高，过多的虚警会让驾驶员产生反感的情绪，不利于驾驶员的精神集中，近几年来还出现基于机器学习自动适配驾驶员驾驶习惯的FCW算法，这种算法既需要时间适应驾驶员习惯，在更换驾驶员时又容易出现无法快速适应等问题，无法满足需要经常更换驾驶员的车辆。
[0005]鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本
亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对传统的FCW系统算法抗干扰能力差，无法有效抵御噪声，误报率高，不利于驾驶员的精神集中的技术问题提供一种解决方案。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种基于模糊控制的前向碰撞预警方法，包括：
[0009]实时获取前方目标车辆信息和自车运行状态信息，计算得到自车和前方目标车辆的相对距离和相对速度；
[0010]利用模糊控制算法对所述自车和前方目标车辆的相对距离和相对速度进行计算，得到预警指数；
[0011]根据所述预警指数对应的取值区间分级触发人机交互预警策略。
[0012]优选的，所述利用模糊控制算法对所述自车和前方目标车辆的相对距离和相对速度进行计算，得到预警指数，包括：
[0013]对所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度进行模糊化处理；
[0014]利用模糊控制规则，将所述模糊化处理的结果进行推理得到模糊量输出；
[0015]将所述模糊量输出进行解模糊化后得到预警指数。
[0016]优选的，所述对所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度进行模糊化处
理，包括：
[0017]确定所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度的基本论域和比例因子，计算所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度的模糊论域；
[0018]将所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度的基本论域进行划分，并根据划分后的结果确定模糊子集；
[0019]通过隶属度函数，计算所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度的模糊论域隶属于各模糊子集的隶属度。
[0020]优选的，所述将所述模糊量输出进行解模糊化后得到预警指数，包括：
[0021]确定所述预警指数的模糊论域和比例因子，计算所述预警指数的基本论域；
[0022]将所述模糊量输出映射到所述预警指数的基本论域，得到所述预警指数。
[0023]优选的，所述将所述模糊量输出进行解模糊化后得到预警指数，具体为：通过加权平均法将所述模糊量输出进行解模糊化后得到预警指数。
[0024]优选的，所述根据所述预警指数对应的取值区间分级触发人机交互预警策略，包括：
[0025]当所述预警指数取值在[0，a)时，所述预警执行单元无动作；
[0026]当所述预警指数取值在[a，b)时，所述预警执行单元采用视觉警示；
[0027]当所述预警指数取值在[b，c)时，所述预警执行单元采用视觉和听觉警示；
[0028]当所述预警指数取值在[c，1]时，所述预警执行单元采用视觉、听觉和触觉警示；
[0029]其中，a、b、c为所述预警指数对应的取值区间的最值，且a＜b＜c。
[0030]第二方面，本专利技术提供一种基于模糊控制的前向碰撞预警系统，包括：
[0031]数据融合单元、决策控制单元和预警执行单元，其中：
[0032]所述数据融合单元根据实时获取的前方目标车辆信息并结合自车运行状态信息，计算得到前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度，并将所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度输入到所述决策控制单元；
[0033]所述决策控制单元根据模糊控制算法对所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度进行计算后得到预警指数，并将所述预警指数输入到所述预警执行单元；
[0034]所述预警执行单元的预警策略根据所述预警指数的取值区间进行分级触发，并通过人机交互与驾驶员进行交互，警示驾驶员当前危险情况。
[0035]优选的，所述所述预警执行单元的预警策略包括视觉警示、听觉警示和触觉警示中的一种或多种。
[0036]优选的，所述数据融合单元包括环境感知模块，所述环境感知模块与所述数据融合单元通信连接；其中，所述环境感知模块用于实时获取所述前方目标车辆信息。
[0037]优选的，所述前方目标车辆信息包括前方目标车辆的速度、轮廓线、方位、行驶状态和与自车的距离中的一种或多种。
[0038]优选的，还包括整车CAN网络，所述整车CAN网络与所述数据融合单元通信连接；其中，所述自车运行状态信息通过整车CAN网络分别从ESC、EMS和TCU 获取。
[0039]优选的，所述自车运行状态信息包括自车的速度、方向盘转角、主缸压力、档位信号、油门开度及发动机状态中的一种或多种。
[0040]优选的，所述决策控制单元包括模糊控制器，所述模糊控制器用于执行所述模糊
控制算法，所述模糊控制器包括模糊化模块、模糊推理模块和解糊化模块，其中：
[0041]所述模糊化模块用于对所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度进行模糊化处理，并将所述模糊化处理的结果输入到所述模糊推理模块；
[0042]所述模糊推理模块在模糊控制规则的影响下对所述模糊化处理的结果进行推理计算得到糊输出量；
[0043]所述解糊化模块对所述糊输出量进行解模糊化后得到预警指数。
[0044]针对现有技术中的不足，本专利技术所能取得的有益效果为：
[0045]本专利技术系统结构简单，利用模糊控制算法进行车辆的前碰预警计算，噪声抑制能力强、鲁棒性好，能有效降低误报率，进而提高系统性能，还能提前发现危险情况，进而增加驾驶员的操作时间，减少了追尾事故的发生率。
[0046]进一步的，本专利技术通过将模糊控制算法输出的预警指数对应到预设的预警指数区间，将危险程度以及预警指数进行分级，并根据不同的危险等级给予驾驶员本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊控制的前向碰撞预警方法，其特征在于，方法包括：实时获取前方目标车辆信息和自车运行状态信息，计算得到自车和前方目标车辆的相对距离和相对速度；利用模糊控制算法对所述自车和前方目标车辆的相对距离和相对速度进行计算，得到预警指数；根据所述预警指数对应的取值区间分级触发人机交互预警策略。2.根据权利要求1所述的基于模糊控制的前向碰撞预警方法，其特征在于，所述利用模糊控制算法对所述自车和前方目标车辆的相对距离和相对速度进行计算，得到预警指数，包括：对所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度进行模糊化处理；利用模糊控制规则，将所述模糊化处理的结果进行推理得到模糊量输出；将所述模糊量输出进行解模糊化后得到预警指数。3.根据权利要求2所述的基于模糊控制的前向碰撞预警方法，其特征在于，所述对所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度进行模糊化处理，包括：确定所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度的基本论域和比例因子，计算所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度的模糊论域；将所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度的基本论域进行划分，并根据划分后的结果确定模糊子集；通过隶属度函数，计算所述前方目标车辆与自车的相对距离和相对速度的模糊论域隶属于各模糊子集的隶属度。4.根据权利要求2所述的基于模糊控制的前向碰撞预警方法，其特征在于，所述将所述模糊量输出进行解模糊化后得到预警指数，包括：确定所述预警指数的模糊论域和比例因子，计算所述预警指数的基本论域；将所述模糊量输出映射到所述预警指数的基本论域，得到所述预警指数。5.根据权利要求4所述的基于模糊控制的前向碰撞预警方法，其特征在于，所述将所述模糊量输出进行解模糊化后得到预警指数，具体为：通过加权平均法将所述模糊量输出进行解模糊化后得到预警指数。6.根据权利要求1所述的基于模糊控制的前向碰撞预警方法，其特征在于，所述根据所述预警指数对应的取值区间分级触发人机交互预警策略，包括：当所述预警指数取值在[0，a)时，所述预警执行单元无动作；当所述预警指数取值在[a，b)时，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会凯，朱继平，柳林，黄值仪，侯明洋，
申请(专利权)人：岚图汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：