基于安全距离模型的紧急制动控制策略制造技术

本发明专利技术涉及辅助驾驶技术领域，具体涉及一种基于安全距离模型的紧急制动控制策略；包括划分两车相对距离区间、安全距离模型、驾驶员反映时间建模、危险等级划分，涵盖了AEB系统工作过程中的感知、决策与控制过程，在划分两车相对距离区间的过程中，为减少制动强度过大对驾驶员造成的伤害，将两车相对距离划分为四个区间，在建立安全距离模型时在保证安全的情况下兼顾驾驶员驾驶风格及制动舒适性，对停车安全距离、分级制动时的制动减速度进行合理设置，在对驾驶员反应时间建模的过程中考虑速度对其的影响；本发明专利技术充分考虑了紧急制动系统工作时的安全性、舒适性及差异性。舒适性及差异性。舒适性及差异性。

【技术实现步骤摘要】
基于安全距离模型的紧急制动控制策略


[0001]本专利技术涉及辅助驾驶
，具体涉及一种基于安全距离模型的紧急制动控制策略。

技术介绍

[0002]汽车智能化逐渐成为汽车产业发展的主流，从防抱死系统到辅助驾驶系统，提高汽车的行驶安全性一直是汽车发展的主要方向。智能汽车的纵向控制是控制实际车速按照期望的车速行驶，以保证车辆在行驶过程中有一定的安全性和平稳性，其一般是通过对油门和制动踏板的切换来实现对车速的控制。通常这些操作可以通过驾驶员人为地进行操作，然而由于驾驶员操作的精确度不高，存在一定的反应时间而且和驾驶员当时的驾驶状态密切相关，这使得在一些紧急情况下发生事故的风险增大，因此对车辆纵向控制的自动化技术应运而生，这样不仅可以减轻驾驶员的负担，而且在驾驶员出现失误的时候还可以主动做出判断并采取措施。其中自动紧急制动系统(Autonomous Emergency Braking，AEB)就是其中的一项关键技术，AEB系统在减少碰撞事故的发生方面起到了非常明显的作用。据来自欧盟新车安全评鉴协会Euro NCAP的研究表明，AEB可以避免27％的碰撞事故。
[0003]然而当前一些AEB系统存在频繁制动以及由于制动策略单一导致驾驶员接受度较差的问题。

技术实现思路

[0004]为解决现有AEB系统的不足，本专利技术提供一种基于安全距离模型的紧急制动控制策略，在保证安全性的基础上兼顾驾驶风格与舒适性且反应迅速，制动效果较好，制动不频繁。
[0005]基于安全距离模型的紧急制动控制策略，该控制策略由以下步骤实现：
[0006]步骤一、建立三级安全距离模型：
[0007]将AEB系统基于长度距离设计为三级制动控制；其中以50百分位驾驶员的减速度数值制动时的正常紧急制动的驾驶员制动距离，作为一级部分制动安全距离，以最大的制动减速度制动时的最短的驾驶员制动距离，作为二级部分制动安全距离，以最大的制动减速度制动时的最短的汽车制动距离作为三级完全制动安全距离；
[0008]CCRs工况下，一级部分制动安全距离按下式计算：
[0009][0010]CCRs工况下，二级部分制动安全距离按下式计算：
[0011][0012]CCRs工况下，三级完全制动安全距离按下式计算：
[0013][0014]CCRm工况下，一级部分制动安全距离按下式计算：
[0015][0016]CCRm工况下，二级部分制动安全距离按下式计算：
[0017][0018]CCRm工况下，三级完全制动安全距离按下式计算：
[0019][0020]CCRb1工况下，一级部分制动安全距离按下式计算：
[0021][0022]CCRb1工况下，二级部分制动安全距离按下式计算：
[0023][0024]CCRb1工况下，三级完全制动安全距离按下式计算：
[0025][0026]CCRb2工况下，一级部分制动安全距离按下式计算：
[0027][0028]CCRb2工况下，二级部分制动安全距离按下式计算：
[0029][0030]CCRb2工况下，三级完全制动安全距离按下式计算：
[0031][0032]其中，v1为自车车速(m/s)，v
obj
为目标车车速(m/s)，v
rel
为两车的相对速度(m/s)，a
obj
为目标车减速度(m/s2)，a
b_m
为最大减速度(m/s2)，a
b_50％
为50百分位驾驶员可接受的制动减速度(m/s2)，a
rel_m
＝a
b_m
‑
a
obj
,a
rel_50％
＝a
b_50％
‑
a
obj
，t
b
为制动延迟时间，t1为驾驶员反应时间，d
x_0
为安全停车距离且{x|x∈c,g,r}，其中c代表保守风格驾驶员，g代表普通风格驾驶员，r代表激进风格驾驶员；
[0033]步骤二、制定分级控制策略：
[0034]将大于一级部分制动安全距离的情况划分为安全，此时不需要AEB系统干预；将小
于一级部分制动安全距离且大于二级部分制动安全距离的情况划分为一级危险，此时需要AEB系统按照设定的一级部分制动减速度进行一级部分制动；将小于二级部分制动安全距离且大于三级完全制动安全距离的情况划分为二级危险，此时需要AEB系统按照设定的二级部分制动减速度进行二级部分制动；将小于三级完全制动安全距离的情况划分为三级危险，此时需要AEB系统按照设定的完全制动减速度进行完全制动；
[0035]步骤三、将步骤二AEB系统确定的制动减速度转化为制动主缸压力施加于车辆；
[0036]所述制动主缸压力P
b
按下式计算：
[0037]F
b
＝K
b
P
b
[0038]其中，K
b
表示制动力与制动主缸压力的比值，F
b
为车辆制动器制动力，
[0039]按下式计算：
[0040]Ma
exp
＝F
b
+∑F
[0041]其中M表示车辆整车质量，a
exp
表示期望减速度即步骤三AEB系统确定的制动减速度，∑F表示车辆无制动时所受的行驶阻力，按下式计算：
[0042][0043]其中A表示车辆的迎风面积，C
D
表示空气阻力系数，ρ表示空气密度，v表示车速，g表示重力加速度，f表示滚动阻力系数。
[0044]所述步骤二中，对于保守风格的驾驶员，AEB系统进行一级部分制动的减速度a
c_par
选择2.8m/s2，二级部分制动的减速度a
c_part2
选择5.7m/s2，完全制动的减速度a
c_max
选择8m/s2；
[0045]对于普通风格的驾驶员，AEB系统进行一级部分制动的减速度a
g_part1
选择3.7m/s2，二级部分制动的减速度a
g_part2
选择6.5m/s2，完全制动的减速度a
g_max
选择8m/s2；
[0046]对于激进风格的驾驶员，AEB系统进行一级部分制动的减速度a
r_part1
选择4.1m/s2，二级部分制动的减速度a
r_part2
选择7m/s2，完全制动的减速度a
r_max
选择8m/s2。
[0047]所述步骤三中，根据求得的制动主缸压力，通过PID控制器对制动主缸压力进行调节。
[0048]本专利技术的有益效果：
[0049]本专利技术在建立速度
‑
间距指数跟车模型的过程中，充分考虑速度和间距对期望加速度的影响，所采用的指数函数形式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于安全距离模型的紧急制动控制策略，其特征在于，该控制策略由以下步骤实现：步骤一、建立三级安全距离模型：将AEB系统基于长度距离设计为三级制动控制；其中以50百分位驾驶员的减速度数值制动时的正常紧急制动的驾驶员制动距离，作为一级部分制动安全距离，以最大的制动减速度制动时的最短的驾驶员制动距离，作为二级部分制动安全距离，以最大的制动减速度制动时的最短的汽车制动距离作为三级完全制动安全距离；CCRs工况下，一级部分制动安全距离按下式计算：CCRs工况下，二级部分制动安全距离按下式计算：CCRs工况下，三级完全制动安全距离按下式计算：CCRm工况下，一级部分制动安全距离按下式计算：CCRm工况下，二级部分制动安全距离按下式计算：CCRm工况下，三级完全制动安全距离按下式计算：CCRb1工况下，一级部分制动安全距离按下式计算：CCRb1工况下，二级部分制动安全距离按下式计算：CCRb1工况下，三级完全制动安全距离按下式计算：CCRb2工况下，一级部分制动安全距离按下式计算：
CCRb2工况下，二级部分制动安全距离按下式计算：CCRb2工况下，三级完全制动安全距离按下式计算：其中，v1为自车车速(m/s)，v
obj
为目标车车速(m/s)，v
rel
为两车的相对速度(m/s)，a
obj
为目标车减速度(m/s2)，a
b_m
为最大减速度(m/s2)，a
b_50％
为50百分位驾驶员可接受的制动减速度(m/s2)，a
rel_m
＝a
b_m
‑
a
obj
,a
rel_50％
＝a
b_50％
‑
a
obj
，t
b
为制动延迟时间，t1为驾驶员反应时间，d
x_0
为安全停车距离且{x|x∈c，g，r}，其中c代表保守风格驾驶员，g代表普通风格驾驶员，r代表激进风格驾驶员；步骤二、制定分级控制策略：将大于一级部分制动安全距离的情况划分为安全，此时不需要AEB系统干预；将小于一级部分制动安全距离且大于二级部分制动安全距离的情况划分为一级危险，此时需要AEB系统按照设定的一级部分制动减速度进行一...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲婷，邢王源，林佳眉，陈虹，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：