【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能车辆，更具体地说，本专利技术涉及车辆辅助驾驶领域中的车辆防碰撞方法及系统，包括系统所依赖的外部信息和系统内部各个模块的功能和算法流程，具体涉及一种考虑主车运动的车辆防碰撞方法及系统。
技术介绍
1、辅助驾驶技术能够使得车辆驾驶更方便、更安全。防碰撞是辅助驾驶安全模块的重要组成部分，其通过识别碰撞风险给出预警或自动刹车操作，来避免碰撞的发生。
2、如cn201621115533.5一种汽车防撞系统及汽车，其核心步骤总结如下：
3、(1)通过测距雷达测量前方车辆与汽车之间的距离和速度差；
4、(2)当距离或速度差达到预警范围时，进行声光提示，以提醒驾驶员。
5、该技术方案直接使用测距雷达测得的距离和速度差作为防碰撞是否预警的指标，容易带来预警的误触发。因为所测距离是两车之间的直线距离，然而主车的转向会影响其是否会和前车发生碰撞。而该专利未考虑主车转向的影响。
技术实现思路
1、现有技术方案特定于预定义类别的障碍物，如车辆、行人。但是道路上的障碍物类别多样，所以提出一种不限定障碍物类型的防碰撞方法及系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种考虑主车运动的车辆防碰撞方法，包括以下步骤：
4、周围环境物体感知的步骤：利用传感器产生对主车周围情况感知的数据，用于障碍物的识别；
5、主车未来轨迹的计算步骤：测量当前主车车速与前轮转角，用于计算主车的未来轨迹
6、障碍物运行轨迹跟踪的步骤；
7、碰撞估计及采取防碰撞措施的步骤。
8、本专利技术克服了现有技术仅限于前方特定障碍物的避障方法，而采用实时计算主车周围有碰撞风险的区域内所有障碍物，并结合主车未来的运行轨迹，及速度，更加准确的计算碰撞风险并及时采取避障措施，不再仅局限于车辆前方。
9、进一步的，所述主车未来轨迹的计算步骤包括：根据接受到的主车车速和前轮转角，对未来一段时间内主车的行驶轨迹进行轨迹估计，轨迹表示成一系列的离散轨迹点，轨迹点表示主车坐标和航偏角。轨迹的估计可使用运动学模型或动力学模型。
10、进一步的，所述轨迹估计的具体步骤如下：
11、设主车为前轮转向车，主车原点为后轮轴心a点，车速为v，航偏角为θ，前轮转角ω，得到主车x和y向的速度如下：
12、vx＝v·cos(θ)---(3)
13、vy＝v·sin(θ)---(4)
14、设保持前轮转角ω，经过短暂时间dt，主车后轮沿着圆弧到达点a’，此时航偏角为θ’；圆弧半径r为线段和线段线段为前后轮距离，即轴距l；
15、根据几何关系和运动学可知
16、角abc＝ω
17、
18、角aba′＝θ′-θ
19、
20、
21、联立以上方程组可得航偏角变化率
22、
23、根据上式(3)(4)(5)，得到在给定当前主车坐标xt，yt，偏航角θt，速度v，前轮转角ω的情况下，一段时间dt后主车的坐标xt+1，yt+1和偏航角θt+1；计算公式如下：
24、xt+1＝xt+v·dt·cos(θt)---(6)
25、yt+1＝yt+v·dt·sin(θt)---(7)
26、
27、根据公式(6)(7)(8)，可在给定时间段t和时间步长dt后，计算主车在当前车辆坐标系下，从当前位置起往后t时间内的未来轨迹点；一共t/dt个轨迹点，每个轨迹点包括坐标和偏航角(x，y，θ)。
28、进一步的，所述碰撞估计的步骤如下，假设障碍物做匀速直线运动，先计算出障碍物的未来轨迹，然后根据主车和障碍物的未来轨迹，估计碰撞时间。
29、进一步的，所述碰撞估计的步骤如下，
30、a.根据匀速直线运动假设，按照同样的时间间隔dt，可以确定出障碍物的未来轨迹；再考虑尺寸对碰撞的影响，将轨迹表示为矩形序列；
31、b.根据主车尺寸和未来轨迹，将轨迹表示为矩形序列；
32、c.对于每个未来时刻，计算当时主车矩形框是否与障碍物矩形框相交；如果相交，则表明在未来的这一时刻，主车与障碍物发生碰撞；计算出最早的碰撞时间。
33、进一步的，所述传感器为激光雷达，基于激光雷达的障碍物识别方法流程如下：
34、1-1、点云预处理
35、由一个及以上的激光雷达获得主车周围预设范围内的原始点云，将得到的所有点云都转换到同一坐标系下；
36、1-2、3d目标识别
37、使用深度学习模型，识别出当前点云出现的障碍物，包括但不限于车辆、行人、骑行者；所述深度学习模型以点云(各个点的坐标、反射率等信息)为输入，输出识别到的障碍物信息，包括障碍物类型、坐标、朝向、大小；
38、1-3、多目标跟踪
39、保存主车周围多个物体的轨迹，所述轨迹由多个轨迹点组成，表示对应目标在过去一段时间内的位置信息，目标关联算法负责将上一阶段识别到的多个目标和保存着的多条轨迹关联；可采用匈牙利算法和km算法。关联算法一共有三个部分的输出：
40、(1)匹配的目标和轨迹：意味着该目标和该轨迹对应的是同一物体，因此用该目标识别结果(当前时刻物体位置)来更新该轨迹；
41、(2)未匹配目标：意味着其对应的物体第一次出现，因此新增一条轨迹，该目标识别结果作为这条新增轨迹的其实点；
42、(3)未匹配轨迹：意味着其对应的物体消失(离开主车周围预设范围内)，该目标和主车没有碰撞风险，因此丢弃此条轨迹；
43、依据剩余的多条轨迹，估计出当前时刻主车周围障碍物的位置、朝向、速度和大小；这些信息用于后续碰撞估计。
44、本专利技术还公开了一种考虑主车运动的车辆防碰撞系统，包括：
45、包括但不限于超声波雷达、激光雷达、摄像头中的一种或多种，利用其产生对主车周围情况感知的数据，用于障碍物的识别；
46、还包括车速传感器和转向传感器，用于测量当前主车车速与前轮转角，用于后续计算主车的未来轨迹的步骤；
47、防碰撞处理单元，用于障碍物的识别和障碍物的轨迹计算，以及主车未来轨迹的计算；同时进行碰撞估计，当存在碰撞可能时，计算碰撞时间，当碰撞时间小于阈值时，则发送制动信号给制动踏板，达到控制主车车速，防止碰撞的目的。
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1.一种考虑主车运动的车辆防碰撞方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑主车运动的车辆防碰撞方法，其特征在于，所述主车未来轨迹的计算步骤包括：根据接受到的主车车速和前轮转角，对未来一段时间内主车的行驶轨迹进行轨迹估计，轨迹表示成一系列的离散轨迹点，轨迹点表示主车坐标和航偏角。
3.根据权利要求2所述的考虑主车运动的车辆防碰撞方法，其特征在于，所述轨迹估计的具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的考虑主车运动的车辆防碰撞方法，其特征在于，所述碰撞估计的步骤如下，假设障碍物做匀速直线运动，先计算出障碍物的未来轨迹，然后根据主车和障碍物的未来轨迹，估计碰撞时间。
5.根据权利要求4所述的考虑主车运动的车辆防碰撞方法，其特征在于，所述碰撞估计的步骤如下，
6.根据权利要求1-5任一所述的考虑主车运动的车辆防碰撞方法，其特征在于，所述传感器为激光雷达，基于激光雷达的障碍物识别方法流程如下：
7.一种考虑主车运动的车辆防碰撞系统，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种考虑主车运动的车辆防碰撞方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑主车运动的车辆防碰撞方法，其特征在于，所述主车未来轨迹的计算步骤包括：根据接受到的主车车速和前轮转角，对未来一段时间内主车的行驶轨迹进行轨迹估计，轨迹表示成一系列的离散轨迹点，轨迹点表示主车坐标和航偏角。
3.根据权利要求2所述的考虑主车运动的车辆防碰撞方法，其特征在于，所述轨迹估计的具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的考虑主车运动的车...
【专利技术属性】
技术研发人员：何弢，黎凌峰，廖文龙，刘耀勇，
申请(专利权)人：酷哇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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