[发明专利]一种避免车辆二次碰撞的自主决策控制系统与方法

说明书

本发明公开了一种避免车辆二次碰撞的自主决策控制系统与方法，该方法包括：在碰撞发生前并满足预设的触发条件时，得到第一控制命令；在发生碰撞后，根据当前车辆运动状态及优化控制目标建立基于规则切换的碰后控制策略，并对网络参数进行优化得到最优控制策略以产生第二控制命令；执行第一控制命令和第二控制命令，以优化车辆碰撞后控制参数。本发明结合碰前控制和碰后控制，在减轻初次追尾碰撞损失的同时降低车辆碰撞后的控制难度；结合漂移操作与车身稳定性控制，从而充分利用车辆的机动性能，在碰撞后迅速恢复车辆稳定性，以奖励函数的形式对追尾碰撞后的各优化指标进行系统整合及建模，解决了车辆发生碰撞后的复杂多目标优化控制问题。

技术领域

本发明涉及视觉定位技术领域，特别是涉及一种避免车辆二次碰撞的自主决策控制系统与方法。

背景技术

道路交通事故给国民经济发展和人民生命财产安全造成严重威胁，而这其中90％以上的交通事故是因驾驶员操作失误造成的。当前车辆主动安全功能往往只考虑了通过一系列操作避免碰撞，而没有考虑发生碰撞后的稳定性控制。车辆受到碰撞冲击后，往往伴随着横摆角速度以及侧向速度的突然增大，驾驶员反应不及时或操作不当等将导致车辆失稳并偏离原有轨道，引发二次碰撞甚至多次碰撞事故，其严重伤害风险远远高于单次撞击事故，将造成严重的伤亡损失。

为了稳定车辆发生碰撞后的运动状态，德国大众公司研制开发了多次碰撞预防系统，当安全气囊控制单元识别到车辆第一次撞击后，该功能将被激活并自动执行紧急制动，使车辆速度尽快降低到10km/h，从而在一定程度上避免或缓解二次碰撞。然而，考虑到车辆受到碰撞后剧烈变化的横摆角速度以及侧向速度，单纯的制动策略并不能有效降低二次碰撞的风险，因为制动操作并没有直接对车辆进行稳定性控制，横摆角速度以及侧向速度的衰减只是车速降低附带产生的效果。此外，仅依靠车辆的电子稳定控制系统(ElectronicStability Controller,ESC),同样难以满足车辆在碰撞后避免二次碰撞的工程需求，这是由于ESC只能保证车辆在一定扰动范围内的横向运动稳定性，并不能有效地降低车辆与目标路径的横向位移偏差与航向角偏差，因此仍可能与相邻车道的车辆产生二次碰撞，尤其是当车身偏转90°与其他车辆发生侧向碰撞时，将会导致更严重的事故。

现有研究采用的动力学模策略型往往过于理想，无法反映车辆在极限驾驶工况下附着的复杂特性。实际上，对于不同性质、不同程度的碰撞以及发生碰撞后的不同阶段，车辆的主要优化目标是随之变化的。而当前研究的评价指标过于简化和分散，缺乏针对极限驾驶工况下车辆安全性能指标的机理分析和体系整合，难以实现整体控制过程的综合优化。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明提出一种避免车辆二次碰撞的自主决策控制系统。以实现在最大限度减轻初次碰撞损失的同时，能够在碰撞发生后保证车身稳定性并将车辆迅速恢复到碰撞前初始状态，从而降低车辆在碰撞之后发生二次碰撞及连环碰撞的风险，提升车辆的安全性能。

本发明的另一个目的在于提出一种避免车辆二次碰撞的自主决策控制方法。

为达上述目的，本发明一方面提出一种避免车辆二次碰撞的自主决策控制系统，包括：控制对象、碰前转向控制模块和碰后控制模块，其中，

所述碰前转向控制模块，包括前馈转向控制器，在碰撞发生前并满足预设的触发条件时，所述前馈转向控制器将第一控制命令发送给所述控制对象；

所述碰后控制模块，包括基于规则切换的碰后控制模块和基于强化学习算法的碰后控制模块；在发生碰撞后，所述基于规则切换的碰后控制模块根据当前车辆运动状态及优化控制目标建立基于规则切换的碰后控制策略，并对所述基于强化学习算法的碰后控制模块中的网络参数进行优化得到最优控制策略，以将第二控制命令发送给所述控制对象；

所述控制对象，用于在响应所述第一控制命令和所述第二控制命令的前提下，执行车辆碰撞后控制参数的优化操作。