[发明专利]一种基于驾驶员避撞行为的车辆避撞控制方法

说明书

技术领域

本发明属于机动车辆驾驶安全领域，特别是涉及一种基于驾驶员避撞行为的的车辆避撞控制方法。

背景技术

车辆追尾碰撞是车-车碰撞的主要形式之一。车-车碰撞可分为正面碰撞、横向冲击、追尾碰撞，其中追尾碰撞所占比例最大，2012年全国高速公路事故中追尾碰撞占32％。因此，在遇到有追尾碰撞危险时，特别是驾驶员没有意识到时，给驾驶员快速准确的避撞控制决策意义重大，对减少交通事故的发生，为了减少追尾碰撞事故的发生，提高道路交通安全水平有着十分重要的意义。

车辆避撞是一种紧急状态下的驾驶行为。在有追尾碰撞危险时驾驶员可采取制动或换道实现避免追尾碰撞。在邻车道交通条件允许的情况下，驾驶员通常采取换道措施，邻车道条件不允许换道则采取制动控制车辆避免追尾。

目前，纵向预碰撞安全系统已实车应用。目前常见的纵向预碰撞安全系统主要针对车头前方存在危险车辆的情况，系统通常采用雷达、机器视觉手段对自车与前方车辆的相对距离、相对速度进行实时监控，分析本车与前车发生追尾碰撞的可能性并划分危险区域，根据碰撞可能性由低到高采取报警、换道或制动控制。然而，现有车辆预碰撞安全系统仅考虑纵向制动避撞控制策略，没有考虑驾驶员避撞特性及交通效率使得驾驶员接受度不高。因此，目前需要一种符合驾驶员避撞特性使驾驶员易于接受的车辆车辆追尾避撞控制方法。

前向预警系统均是一种预碰撞安全系统。它能自动探测前方障碍物，测算出发生碰撞的可能性。若系统判断有潜在可能发生碰撞，则会发出警报声，若系统判断发生碰撞的可能性较大或在发出警报声后驾驶员未采取任何避撞措施则系统紧急制动。中国专利CN203063939U、CN103112451A和CN104200704A公开的一类主动安全系统均属于前向预警系统；该类系统采取的避撞方式均为单一制动避撞且未考虑驾驶员因素。中国专利CN104176054A公开了一种汽车主动防碰撞自动换道控制系统及其工作方法但未考虑制动避撞策略及驾驶员因素。避撞控制策略未考虑驾驶员因素容易造成误报、冗余报警不被驾驶员接受，单独采用制动避撞策略或换道避撞策略均不能适应真实的交通环境。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种基于驾驶员避撞行为的车辆避撞控制方法，融合制动控制与换道控制，解决误报、冗余报警等问题使驾驶员更易于接受的同时能够适应真实的交通环境。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于驾驶员避撞行为的车辆避撞控制方法，包括步骤：

S1，构建基于驾驶员避撞行为的车辆避撞控制系统；

S2，通过模拟驾驶仪采集驾驶员换道避撞时机、制动加速度，驾驶员接收到报警信号做出反应的时间；采用毫米波雷达实时检测自车与前车、自车与邻车道车辆的相对运动关系的信息，自车与前车相对运动关系的信息包括自车与前车的速度、自车与前车的相对距离、自车加速度；自车与邻车道车辆相对运动关系的信息包括相对纵向距离和邻车道车辆速度；

S3，基于驾驶员避撞特性的避免追尾碰撞控制策略构建；

S3.1，建立S型换道轨迹模型，确定换道安全距离；

S3.2，根据驾驶员制动加速度、由制动加速度求导得到的制动加加速度、自车与前车的速度、自车与前车的相对距离及自车加速度，建立驾驶员能接受的最大加速度变化率的制动安全距离模型；

S3.3，由自车与前车的相对距离和自车与前车的速度得到的碰撞时间、由自车与前车的相对距离和自车速度得到的车间时距、换道安全距离及制动安全距离决定主动避撞系统干预时机；

S4，车辆执行制动或换道避撞控制策略；

根据同车道中前车与自车的实时相对距离与制动安全距离、换道安全距离及相邻车道交通条件判断自车采取避撞的策略；

制动避撞控制策略：首先判断碰撞时间与初级报警时间的大小关系，若碰撞时间大于初级报警时间则进入车间时距制动避撞控制算法，否则进入碰撞时间制动避撞控制算法；碰撞时间制动避撞控制算法与车间时距制动避撞控制算法分别根据碰撞时间、车间时距与初级报警时间及二级初级报警时间的大小关系确定执行报警、部分制动、紧急制动控制中一种或几种控制策略；

换道避撞控制策略：在换道避撞过程中系统存在干扰和偏差，首先通过S型换道轨迹模型计算出期望轨迹曲率，然后将期望轨迹曲率与自车速度、轴距输入到线性反馈控制与前馈控制相结合的转向控制器计算出基于自身转向梯度的转角，并输出期望转角实现换道控制。

S5，基于驾驶员避撞特性的避撞控制策略精确度的验证；