一种基于障碍物安全态势的安全系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于障碍物安全态势的安全系统，所述系统包括：信息收集单元，用于收集信号量；表达估计单元，根据所述信号量，表达障碍物安全态势和估计车辆运动状态空间；安全措施单元，根据所述障碍物安全态势和车辆运动状态空间，计算碰撞风险，执行与所述碰撞风险相对应的安全行为

【技术实现步骤摘要】
一种基于障碍物安全态势的安全系统及方法


[0001]本专利技术涉及车辆驾驶安全领域，尤其涉及一种基于障碍物安全态势的安全系统及方法
。

技术介绍

[0002]随着科技发展，自动驾驶车辆已逐步进入普通大众的生活
。
然而，现有的自动驾驶系统存在感知不完美（由于天气恶劣
、
传感器故障等原因导致感知系统无法完整捕获周围环境信息）
、
定位有缺陷（定位系统的不准确性导致自动驾驶车辆在地图与实际道路之间存在误差）和预测不准确（预测算法可能对其他车辆
、
行人或交通状况的行为做出错误的预测）等情况，虽然上述不完美和不确定情况不会引起车辆异常，但严重影响了车辆自动驾驶的安全性
。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于障碍物安全态势的安全系统
。
所述安全系统包括：信息收集单元，用于收集信号量；表达估计单元，根据所述信号量，表达障碍物安全态势和估计车辆运动状态空间；安全措施单元，根据所述障碍物安全态势和车辆运动状态空间，计算碰撞风险，执行与所述碰撞风险相对应的安全行为
。
[0004]进一步的，所述表达估计单元包括：障碍物安全态势表达模块，根据所述信号量构建误差椭圆，通过所构建的一个或多个误差椭圆表示障碍物安全态势表达；运动状态空间估计模块，根据所述信号量估计车辆运动状态空间
。
[0005]进一步的，所述误差椭圆由其长轴和短轴共同确定，所述长轴和短轴计算函数为：，其中，
ρ
表示预设的安全时间限值，
v
r
表示在
ρ
时间里纵向或切向计算的平均速度，
a
max
表示
ρ
时间里的加速度，取纵向平均速度和切向平均速度分别代入上述函数后的得值，其中大值者为长轴，小值者为短轴
。
[0006]进一步的，所述信号量包括感知输出
、
地图信息
、
定位信息
、
地图信息
、
预测轨迹；所述运动状态空间估计模块进一步用于根据所述定位信息
、
地图信息
、
预测轨迹估算车辆从当前状态到目标状态之间存在的车辆运动状态空间
。
[0007]进一步的，所述安全措施单元包括：碰撞风险计算模块，根据所述障碍物安全态势和车辆运动状态空间，计算碰撞风险，碰撞风险函数为：
r=
‑
α
rcollision
‑
β
S
collision
，其中，
r
collision
为障碍物安全态势与车辆运动空间交叠处轨迹距离，
S
collision
表示障碍物安全态势与车辆运动空间交叠面积，
α
、
β
分别为比例因子；安全分级模块，根据所述碰撞风险和预设的风险阈值，确定安全等级；安全行为执行模块，根据所述安全等级和预设的安全行为表，执行与所述碰撞风险相对应的安全行为
。
[0008]本专利技术还提供一种基于障碍物安全态势的安全方法，所述方法包括：收集信号量；根据所述信号量，表达障碍物安全态势和估计车辆运动状态空间；根据所述障碍物安全态势和车辆运动状态空间，计算碰撞风险，执行与所述碰撞风险相对应的安全行为
。
[0009]进一步的，所述表达障碍物安全态势具体为，根据所述信号量构建误差椭圆，通过所构建的误差椭圆表示障碍物安全态势表达；所述估计车辆运动状态空间具体为，所述根据所述信号量估计车辆运动状态空间
。
[0010]进一步的，所述误差椭圆由其长轴和短轴共同确定，所述长轴和短轴计算函数为：，其中，
ρ
表示预设的安全时间限值，
v
r
表示在
ρ
时间里纵向或切向计算的平均速度，
a
max
表示
ρ
时间里的加速度，取纵向平均速度和切向平均速度分别代入上述函数后的得值，其中大值者为长轴，小值者为短轴
。
[0011]进一步的，所述信号量包括感知输出
、
地图信息
、
定位信息
、
地图信息
、
预测轨迹；所述根据所述信号量估计车辆运动状态空间，进一步包括根据所述定位信息
、
地图信息
、
预测轨迹估算车辆从当前状态到目标状态之间存在的车辆运动状态空间
。
[0012]进一步的，所述计算碰撞风险，执行与所述碰撞风险相对应的安全行为包括：根据所述障碍物安全态势和车辆运动状态空间，计算碰撞风险，碰撞风险函数为：
r=
‑
α
rcollision
‑
β
S
collision
，其中，
r
collision
为障碍物安全态势与车辆运动空间交叠处轨迹距离，
S
collision
表示障碍物安全态势与车辆运动空间交叠面积，
α
、
β
分别为比例因子；根据所述碰撞风险和预设的分级表，确定安全等级；根据所述安全等级和预设的安全行为表，执行与所述碰撞风险相对应的安全行为
。
附图说明
[0013]图1是本专利技术提供的一种系统结构框架图；图2是本专利技术提供的一种障碍物安全态势图；图3是本专利技术提供的一种车辆运动状态空间示意图；图4是本专利技术提供的一种方法流程图；图5是本专利技术提供的一种设置风险阈值的方法流程图
。
具体实施方式
[0014]本专利技术提供一种基于障碍物安全态势的安全系统及方法，用于提高车辆在传感系统感知不完美
、
定位系统定位不准确
、
预测算法的预测不准确等情况下的自动驾驶安全性的问题
。
下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0015]其次，本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施方式时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且示意图只是示例，其在此不应限
制本专利技术保护的范围
。
此外，在实际制作中应包含长度
、
宽度及深度的三维空间尺寸
。
[0016]为使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步地详细描述
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于障碍物安全态势的安全系统，应用于车辆上，其特征在于，所述系统包括：信息收集单元，用于收集信号量；表达估计单元，根据所述信号量，表达障碍物安全态势和估计车辆运动状态空间；安全措施单元，根据所述障碍物安全态势和车辆运动状态空间，计算碰撞风险，执行与所述碰撞风险相对应的安全行为
。2.
根据权利要求1所述的一种基于障碍物安全态势的安全系统，其特征在于，所述表达估计单元包括：障碍物安全态势表达模块，根据所述信号量构建误差椭圆，通过所构建的误差椭圆表示障碍物安全态势表达；车辆运动状态空间估计模块，根据所述信号量估计车辆运动状态空间
。3.
根据权利要求2所述的一种基于障碍物安全态势的安全系统，其特征在于，所述误差椭圆由其长轴和短轴共同确定，所述长轴和短轴计算函数为：，其中，
ρ
表示预设的安全时间限值，
v
r
表示在
ρ
时间里纵向或切向计算的平均速度，
a
max
表示
ρ
时间里的加速度，取纵向平均速度和切向平均速度分别代入上述函数后的得值，其中大值者为长轴，小值者为短轴
。4.
根据权利要求2所述的一种基于障碍物安全态势的安全系统，其特征在于，所述信号量包括感知输出
、
地图信息
、
定位信息
、
地图信息
、
预测轨迹；所述车辆运动状态空间估计模块进一步用于根据所述定位信息
、
地图信息
、
预测轨迹估算车辆从当前状态到目标状态之间存在的车辆运动状态空间
。5.
根据权利要求1所述的一种基于障碍物安全态势的安全系统，其特征在于，所述安全措施单元包括：碰撞风险计算模块，根据所述障碍物安全态势和车辆运动状态空间，计算碰撞风险，碰撞风险函数为：
r=
‑
α
rcollision
‑
β
S
collision
，其中，
r
collision
为障碍物安全态势与车辆运动空间交叠处轨迹距离，
S
collision
表示障碍物安全态势与车辆运动空间交叠面积，
α
、
β
分别为比例因子；安全分级模块，根据所述碰撞风险和预设的风险阈值，确定安全等级；安全行为执行模块，根据所述安全等级和预设的安全行为表，执行与所述安全等级相对应的安全...

【专利技术属性】
技术研发人员：于欢，占锐，陈珠，张弦，柯达，李满，章品，姜成杰，石雨芳，
申请(专利权)人：东风悦享科技有限公司，
类型：发明
国别省市：