一种基于车路协同的左转自动化防撞制动方法技术

本发明专利技术属于智能网联汽车安全驾驶技术领域，具体为一种基于车路协同的左转自动化防撞制动方法

【技术实现步骤摘要】
一种基于车路协同的左转自动化防撞制动方法


[0001]本专利技术属于智能网联汽车安全驾驶
，具体涉及一种基于车路协同的左转自动化防撞制动方法
。

技术介绍

[0002]允许左转和对向直行车辆利用可接受间隙通行是降低交叉口通行延误的有效解决方案
。
在车辆左转与对向直行的同时有冲突祈求时，左转者应该让路给具有冲突的交通参与者
。
道路交叉路口是道路网络中的高风险区域，每年造成重大交通死亡
。
死亡分析报告系统
(FARS)
报告称，交叉口死亡率从
2014
年的
23.62
％增加到
2019
年的
25.15
％，统计数据显示，每年几乎有四分之一的死亡事故发生在交叉口
。
[0003]不区分直行和左转信号控制的平面交叉口处，由于直行和左转车辆由相同信号控制，车辆接近及通过交叉口的过程中不需要完全停止，绝大多数情况下驾驶员会根据自身的观察
、
判断，自主调整车速通过
。
此时，由于二者行车轨迹交叉，存在潜在碰撞危险
。
由于驾驶员反应不及时
、
驾驶员避撞决策失误
、
车辆速度过高不能及时刹车等原因，冲突车辆容易在交叉口处发生碰撞，尤其是在雨
、
雾
、
霾等视野不清晰等天气情况下
。
因此需要相关的车辆避撞预警系统来帮助驾驶员识别潜在冲突车辆，并做出及时的提醒，在驾驶员未做出响应的情况下，车辆智能化
、
自主化地及时处理，帮助车辆安全驶离交叉口
。
此场景属于
L4
级别的自动驾驶的典型应用
。
[0004]传统的车辆避撞预警系统通常只定性判断是否存在潜在冲突碰撞，不能根据运动状态信息计算并向驾驶员告知碰撞的紧迫程度，无法灵活地提供或采取合理的防撞措施，无法满足用户安全且顺利地通过交叉口的诉求
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种道路交叉口左转车辆避免发生碰撞事故的基于车路协同的左转自动化防撞制动方法，用以解决现有技术中的冲突车辆碰撞预警系统缺乏有效的实时反馈控制的问题
。
[0006]本专利技术提供基于车路协同的左转自动化防撞制动方法，在主车向左方向转弯时其他车辆可能会横穿行驶路径的情况下，能够自动发出碰撞预警并计算最优避撞减速方案，开启自动避撞功能，具体步骤如下：
[0007]步骤
S1
：主车左转正常行驶通过交叉路口时，通过车路协同感知
(
包括摄像头
、
传感器
、GPS
等
)
及通信设备实时监控交叉路口的车辆信息，特别是对向车道的对向车信息；
[0008]步骤
S2
：检查判断交叉路口内是否存在冲突车辆；若无对向车或者对向车驶入不构成冲突，则主车继续行驶一个时间步，此时若主车已经驶离交叉路口则本方法结束，未驶离交叉路口则转入步骤
S1
更新车辆信息；若有冲突车辆，则转入步骤
S3
；
[0009]步骤
S3
：主车产生碰撞预警提醒，同时向对向冲突车辆发出碰撞预警提醒；启动减速避障功能，根据车辆信息和预设的减速度列表计算避撞所需的最小减速度，记为
a
d,opt
；
[0010]步骤
S4
：主车自动以最小减速度
a
d,opt
开始减速；减速度制动建立后，原冲突车辆不再被判定为冲突车辆，碰撞预警消失，转入步骤
S1。
[0011]进一步地，步骤
S1
所提及的监控车辆信息包括以下内容：
[0012]从车路协同设备获取主车和对向车各自的地图信息坐标
A(lonA,latA),B(lonB,latB)
，通过墨卡托坐标转换，将地图中的经纬度坐标转换成墨卡托投影坐标系，分别得到车辆的中心坐标点
A(x
A
,y
A
),B(x
B
,y
B
)
；从车路协同设备获取主车和对向车各自的运动状态信息：速度
v
A
,v
B
，加速度
a
A
,a
B
，偏航角
θ
A
,
θ
B
，偏航角速度
κ
A
,
κ
B
和车辆尺寸信息：车辆宽度
w
A
,w
B
，车辆长度
l
A
,l
B
。
进一步对每一辆车计算
x
轴
、y
轴方向上的分速度以及分加速度，公式如下：
[0013][0014][0015]进一步地，对于步骤
S1
所提及的时间步，其取值与车路协同设备的数据更新时间间隔相等，且车路协同设备的数据更新频率符合
《
合作式智能运输系统车用通信系统应用层及应用数据交互标准
(
第一阶段
)》
中对左转辅助场景的数据更新频率的要求
(
大于等于
10Hz)。
[0016]进一步地，步骤
S2
所提及的冲突车辆检查包括以下步骤：
[0017]步骤
S21
，轨迹预测模型选取：
[0018]根据车辆的加速度
a
的绝对值判断是否采用加速模型：对于主车的轨迹预测，若加速度绝对值大于设定阈值，则采用恒定转弯速率及加速度模型
CTRA
，若不大于阈值则采用恒定转弯速率及速度模型
CTRV
；对于对向车的轨迹预测，若其加速度绝对值大于设定阈值，则采用恒定加速度模型
CA
，若不大于阈值则采用恒定速度模型
CV
[0019]CV
的公式如下：
[0020][0021]CA
的公式如下：
[0022][0023]CTRV
的公式如下：
[0024][0025]CTRA
的公式如下：
[0026][0027]其中，
x0,y0表示初始时刻的坐标，
v
表示车辆速度，
κ
表示偏航角速度，
θ
偏航角
。
[0028]步骤
S22
，根据选定的轨迹预测模型预测轨迹：
[0029]根据轨迹预测模型预测一定时间范围内的轨迹，其中具体的时间范围根据车路协同设备的算力适当调整
。
[0030]步骤
S23...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于车路协同的左转自动化防撞制动方法，其特征在于，在主车向左方向转弯时其他车辆可能会横穿行驶路径的情况下，自动发出碰撞预警并计算最优避撞减速方案，开启自动避撞功能，具体步骤如下：步骤
S1
：主车左转正常行驶通过交叉路口时，通过车路协同感知及通信设备实时监控交叉路口的车辆信息，特别是对向车道的对向车信息；步骤
S2
：检查判断交叉路口内是否存在冲突车辆；若无对向车或者对向车驶入不构成冲突，则主车继续行驶一个时间步；此时若主车已经驶离交叉路口则本方法结束；若未驶离交叉路口则转入步骤
S1
更新车辆信息；若有冲突车辆，则转入步骤
S3
；步骤
S3
：主车产生碰撞预警提醒，同时向对向冲突车辆发出碰撞预警提醒；启动减速避障功能，根据车辆信息和预设的减速度列表计算避撞所需的最小减速度，记为
a
d,opt
；步骤
S4
：主车自动以最小减速度
a
d,opt
开始减速；减速度制动建立后，原冲突车辆不再被判定为冲突车辆，碰撞预警消失，转入步骤
S1。2.
根据权利要求1所述的基于车路协同的左转自动化防撞制动方法，其特征在于，步骤
S1
所述车辆信息，包括以下内容：从车路协同设备获取主车和对向车各自的地图信息坐标
A(lonA,latA),B(lonB,latB)
，通过墨卡托坐标转换，将地图中的经纬度坐标转换成墨卡托投影坐标系，分别得到车辆的中心坐标点
A(x
A
,y
A
),B(x
B
,y
B
)
；从车路协同设备获取主车和对向车各自的运动状态信息：速度
v
A
,v
B
，加速度
a
A
,a
B
，偏航角
θ
A
,
θ
B
，偏航角速度
κ
A
,
κ
B
和车辆尺寸信息；车辆宽度
w
A
,w
B
，车辆长度
l
A
,l
B
；进一步对每一辆车计算
x
轴
、y
轴方向上的分速度以及分加速度，公式如下：下：
3.
根据权利要求2所述的基于车路协同的左转自动化防撞制动方法，其特征在于，步骤
S1
中所述的时间步，其取值与车路协同设备的数据更新时间间隔相等，且车路协同设备的数据更新频率符合
《
合作式智能运输系统车用通信系统应用层及应用数据交互标准即第一阶段中对左转辅助场景的数据更新频率的要求：大于等于
10Hz。4.
根据权利要求3所述的基于车路协同的左转自动化防撞制动方法，其特征在于，步骤
S2
所述检查判断交叉路口内是否存在冲突车辆，具体步骤为：步骤
S21
，选取轨迹预测模型：根据车辆的加速度
a
的绝对值判断是否采用加速模型：对于主车的轨迹预测，若加速度绝对值大于设定阈值，则采用恒定转弯速率及加速度模型
CTRA
，若加速度绝对值不大于阈值，则采用恒定转弯速率及速度模型
CTRV
；对于对向车的轨迹预测，若其加速度绝对值大于设定阈值，则采用恒定加速度模型
CA
，若其加速度绝对值不大于阈值，则采用恒定速度模型
CV
；这里：
CV
的公式如下：
CA
的公式如下：
CTRV
的公式如下：
CTRA
的公式如下：其中，
x0,y0表示初始时刻的坐标，
v
表示车辆速度，
v
表示偏航角速度，
θ
偏航角；步骤
S22
，根据选定的轨迹预测模型预测轨迹：根据轨迹预测模型预测一定时间范围内的轨迹，具体的时间范围根据车路协同设备的算力适当调整；步骤
S23
，重叠检查：在轨迹上叠加矩形安全区，用于表示车辆的轮廓边缘；按照时间顺序检查主车和对向车的预测轨迹点在被矩形安全区拓展...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冠华，薛金炜，陈志辉，
申请(专利权)人：上海全欣智享科技有限公司，
类型：发明
国别省市：