[发明专利]考虑驾驶人反应能力的换道场景车辆风险动态评价方法

说明书

本发明公开了一种考虑驾驶人反应能力的换道场景车辆风险动态评价方法，属于车辆风险监测与预警领域，包括根据前、后车实时相对运动状态判断动态最小安全距离，考虑驾驶人反应能力的制动距离差异化计算方法，以及换道场景中的车辆风险动态预测方法，本发明通过计算前、后车的实时最小安全距离为动态预测车辆风险状态提供支撑，使用时间裕度作为驾驶人反应能力和碰撞风险的评价指标，实现对换道场景的车辆风险状态进行预测，能够实时监控跟车场景中自车与周围车辆的相对运动状态，计算车辆风险状态预测结果，能够为车辆风险监测与避撞系统提供技术积累和理论支撑。

技术领域

本发明属于车辆风险监测与预警领域，更为具体地，涉及一种考虑驾驶人反应能力的换道场景车辆风险动态评价方法。

背景技术

驾驶安全是研究人员和相关机构共同关注的问题，根据2015年世界卫生组织发布的《全球道路安全状况报告》，全球每年约有125万人死于道路交通事故；根据国家安监总局国际交流合作中心、交通运输部国际合作事务中心和德国机动车监督协会联合调查的数据显示，中国近十年的年交通事故数量均超过20万次。由此可见，及时、可靠地监测车辆的风险状态，是改善道路交通安全的有效途径，能够为车辆风险监测与避撞系统提供技术积累和理论支撑。

换道导致碰撞事故的常见原因是在驾驶人主动换至有车车道或避让前车换道时，驾驶人难以正确的衡量前、后车的相对运动状态和相对距离的关系，使得两车的相对距离低于届时的最小碰撞距离，于是发生碰撞。

在车辆风险监测领域，主要的风险监测途径包括时间参数、距离参数和减速度参数。在跟车场景中，最常使用的参数是临碰撞时间(Time to Collision,TTC)，以此评价前、后车的碰撞风险；此外，车头时距(Time Headway,THW)是自车与前车之间的时间间隔，车头时距代表着前后两辆车的前端通过同一地点的时间差，可以在一定程度上度量车辆碰撞风险，可以与TTC作为互补指标综合评价车辆风险状态。然而，在跟车场景的车辆风险预测研究中，TTC无法用于相对速度低或接近于0km/h的跟车场景，THW则忽略了前车的速度变化。因此，基于TTC和THW的车辆风险监测技术存在一定的局限性，忽略了自车与周围车辆之间时变的相对运动状态，有机动性不足、灵活性差和适用范围窄的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑驾驶人反应能力的换道场景车辆风险动态评价方法，通过计算前、后车的实时最小安全距离为动态预测车辆风险状态提供支撑，使用时间裕度作为驾驶人反应能力和碰撞风险的评价指标，实现对换道场景的车辆风险状态进行预测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：考虑驾驶人反应能力的换道场景车辆风险动态评价方法，该方法应用于后车与前车的相对运动状态工况，以后车为主体由驾驶人操控自车换道引发潜在风险的情况，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：定义时间裕度概念

以驾驶人在潜在风险换道场景下进行避撞操作需满足的最大反应时间作为时间裕度；

步骤S2：根据前、后车实时相对运动状态，确定时变最小纵向安全距离；

所述时变最小纵向安全距离为前车突然紧急制动，后车经过反应和制动，两车减速至完全停止且不发生碰撞；

步骤S3：根据驾驶人的制动全过程，确定车辆制动过程的总制动距离；

所述驾驶人的制动全过程分为四个阶段，四个阶段分别为驾驶人收到大脑决策信号后作出反应阶段、制动器发生作用阶段、持续制动阶段和放松制动器阶段；

步骤S4：建立车辆风险预测模型

①根据所述时变最小纵向安全距离和所述车辆制动过程的总制动距离建立避让换道场景中的车辆风险预测模型；

②根据所述时变最小纵向安全距离和所述车辆制动过程的总制动距离建立换至有车车道场景中的车辆风险预测模型；