[发明专利]一种自适应巡航系统中交通车并道场景下的车速控制方法

说明书

本发明涉及一种自适应巡航系统中交通车并道场景下的车速控制方法，包括采集自车及相邻交通车的运动学信息、识别相邻车道交通车的并道意图、预测并道交通车和自车的离散轨迹、计算碰撞时间、计算自车的期望加速度等步骤，本发明充分考虑了交通车并道意图和自车及并道交通车未来可能的具体行驶轨迹，考虑车辆实际大小，大幅提高了对短时间内碰撞的预测精度；通过考虑车辆实际大小进行长时碰撞时间计算和碰撞情形判别，增强对长时间内交通态势的预测能力；根据碰撞时间和碰撞情形计算期望的自车加速度，控制车辆进行制动以提前拉开跟驰车距，规避碰撞风险，或加速以规避碰撞风险并提高通行效率。

技术领域

本发明涉及一种车速控制方法，特别涉及一种基于自适应巡航系统的交通车并道场景下的车速控制方法。

背景技术

汽车自适应巡航系统(ACC)利用汽车上安装的传感器探测主车与前方车辆的距离，根据二者之间的相对距离及设定车速，ACC系统向制动系统和发动机控制系统发送指令，控制自车加速或减速，与前方车辆保持安全距离。目前的汽车自适应巡航系统主要关注自车与本车道前方车辆，即与跟车目标之间的距离控制，而对相邻车道的车辆缺少关注，相邻车道车辆向本车道并道时，当交通车的一半驶入本车道时，才将该车设为跟车目标，这就会导致自车反应滞后，为了将跟车距离及时增大到安全距离，就会发生突然制动的情况，甚至可能发生事故。而现有的一些提前考虑交通车并道情况的控制方法，在判断车辆干涉情况时没有考虑具体的侧向碰撞、追尾等碰撞形式，对相邻车道上向本车道并道的交通车缺乏预先反应，对碰撞时间的预测精度有待改进；在进行车速控制时，大多一味采取保守的减速措施，对通行效率造成影响。

现有的一些关注旁车道车辆并线的自适应巡航控制方法仍存在以下问题：没有考虑并线车辆的具体轨迹，也不考虑可能的碰撞形式，精度上有待改进；或者判断两车是否发生干涉时车辆的几何模型被假设为一个点，没有考虑到实际体积，在碰撞判别中对车辆自身体积和形状考虑不足，无法充分考虑车辆之间可能的干涉形式。

发明内容

本发明为了解决现有的自适应巡航系统中存在的上述技术问题，提供一种基于自适应巡航系统的交通车并道场景下的车速控制方法，包括以下步骤：

第一步、采集自车及相邻交通车的运动学信息：包括自车的速度、加速度、横摆角速度，相邻交通车相对自车的横向距离、纵向距离、航向角、横摆角速度、纵向速度、横向速度等；

第二步、识别相邻车道交通车的并道意图：进行相邻车道交通车的左换道、右换道或车道保持意图辨识，将具有向本车道并道意图的交通车标记为并道交通车；

第三步、预测并道交通车和自车的离散轨迹：

预测并道交通车未来ΔT时间内的并道离散轨迹：采样频率为f，得到长度为ΔT×f的并道离散轨迹序列，包含未来ΔT时间内并道交通车的位置、速度和朝向角信息，并转换至当前时刻的自车坐标系下；

预测自车未来ΔT时间内的离散轨迹：采样频率为f，即得到长度为ΔT×f的轨迹序列，包含未来ΔT时间内自车相对当前时刻的纵向位置、横向位置、车速、朝向角信息；

第四步、碰撞时间计算：

短时碰撞时间计算：遍历法对预测的离散轨迹序列进行自车与并道交通车的矩形框重合检测，记录首次发生重合的轨迹点对应的时刻为碰撞时间ttc；

若矩形框重合检测中，预测轨迹范围内没有发生重合，则建立匀速模型，进行进一步的长时碰撞时间计算和碰撞情形判别；

第五步、根据第四步计算得到的碰撞时间ttc和碰撞情形，计算自车的期望加速度；

第六步、汽车自适应巡航系统与制动系统及驱动系统通信，使其产生合适的制动压力或发动机输出功率，控制车辆以期望加速度行驶至自适应巡航系统跟驰目标切换为并道交通车或与当前车道前车的纵向距离小于等于跟车距离t_hv_h。