專利名稱：基于本車所需減速度的危險評估方法
技術領域：
本發(fā)明屬于智能交通技術領域，具體涉及一種基于本車所需減速度的危險評估方法。
背景技術：
目前針對車載前向防撞告警系統(tǒng)的基于所需減速度的危險評估方法都是在已知本體車輛和目標車輛的速度以及位置信息的條件下進行評估。以下的文章和專利文獻覆蓋了該領域的背景技術。為了交待出技術的發(fā)展過程， 我們按時間順序排列，并逐個介紹文獻的主要貢獻以及缺點。1. R. G.C. Fuller, Determinants of time headway adopted by truckdrivers, Ergonomics, 1981,24(6) :463-474.中根據車頭時距定義為前后兩車通過同一位置的時間差，可以通過兩車徑向距離與本車徑向速度的比值計算。在實際高速公路上，前后車都正常行駛的情況下，選取合適的車頭時距值能夠一定程度上反映駕駛員的主觀判斷。該算法的軟硬件實現非常簡單。但是如果考慮前車非正常行駛(如緊急制動)，采取從正常行駛情況下總結出的時距判斷就會帶來安全隱患。同樣，由于是從高速公路的運動系統(tǒng)中總結出的， 車頭時距算法也不適用于面對靜止障礙物的報警。2. A. R. A. van der Horst，A time-based analysis of road user behaviorin normal and critical encounters，Ph. C. dissertation，Delft Universityof Technology, 1990.禾口 R. J. Kiefer，M. T. Cassar，C. A. Flannagan，et al. Refining the CAMP crash alert timing approach by examining" last-second, braking and lane changing maneuvers under variouskinematics conditions，NHTSA，DOT HS 809 574,2003.中根據碰撞時間(TTC，Time-to-collision)定義為本車和目標保持原有的速度、加速度直到碰撞所需的時間。以碰撞時間作為危險評估指標的好處在于碰撞時間的門限值設定與速度無關；然而，由于碰撞時間沒有考慮目標的加速度，所以它不善于評估目標突然緊急剎車的情況下的危險狀態(tài)。3. J. ffoll, et al, Radar-based adaptive Cruise Control for Trucks, Automotive Engineering International, 1998 中根據石並撞距離(DTC, Distance-to-collision)是利用本車徑向速度和加速度以及目標徑向速度和加速度，得到本車若不與目標發(fā)生碰撞所需維持的兩車間最小距離，并以此作為危險評估的指標。在該方法利用了車輛運行中的實時信息，討論了目標正在減速和目標勻速運動且本車逼近兩種場景。但是，與固定距離相同，碰撞距離也隨著車速的增加而增加，所需門限值難確定。4. R. J. Kiefer, D. J. LeBlanc, M. D. Palmer, et al. Development andvalidation of functional definitions and evaluation procedures forcollision warning/ avoidance system. NHTSA, DOT HS 809 964,1999.中根據所需減速度是指若要維持本車安全所需要的減速度。通過對歷史數據的擬合，所需減速度被表示為與目標減速度以及兩車速度差相關的線性函數。因為車輛在遇到追尾危險時，必然采取減速措施，所以所需減速度能夠最直接的判斷車輛危險狀態(tài)。該方法的缺點在于忽略了兩車之間的間距，沒有充分考慮車輛狀態(tài)的實時信息，同時線性函數的形式也略顯單薄。5.劉剛，侯德藻，李克強，等.汽車主動避碰系統(tǒng)安全報警算法，清華大學學報(自然科學版)，2004，44 (5) :31-36.中以固定距離作為危險評估指標。該方法極易實現，然而安全距離計算應該考慮車速，駕駛員特性等一系列因素，應該隨著相對車速的增加而增加， 由于該算法忽略了車速，使得需要的門限值很難確定。6.王建強，遲瑞娟，張磊，等.適應駕駛員特性的汽車追尾報警-避撞算法研究.公路交通科技，2009二6 (Si) :7-12.中的方法將對危險的評估表示為與本車徑向速度和加速度、目標徑向速度和加速度以及兩車徑向間距的函數，針對不同場景分別進行討論。 其優(yōu)點在于考慮了駕駛員的駕駛特性，但是所涉及的參數較多，須根據不同的駕駛員的歷史數據進行擬合調整。7. H. H. Yanga, H. Penga. Development and evaluation of collisionwarning collision avoidance algorithms using an errable driver model. Vehicle System Dynamics, 2010,48 :525-535.中的方法根據駕駛員容錯模型，給出了概率化的指標以評估車輛追尾危險。該方法充分考慮到了駕駛員的特性，但是與描述駕駛員特性所涉及的參數較多，需要針對不同的駕駛員進行校正。

發(fā)明內容
為了克服上述現有技術存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于所需減速度的危險評估方法，在已知本體車輛和目標車輛的速度以及位置信息的條件下進行評估， 克服了不適用于面對靜止障礙物的報警、不善于評估目標突然緊急剎車的情況下的危險狀態(tài)、所需門限值難確定、沒有充分考慮車輛狀態(tài)的實時信息以及所涉及的參數較多的缺點， 能夠有效地對車輛是否將有追尾危險進行評估，用于保障車輛安全，另外還充分考慮了車輛的實時信息，適用于實時處理，能夠保證危險評估的準確性。為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是一種基于本車所需減速度的危險評估方法，步驟如下步驟1 評估時機選擇，即車載安全系統(tǒng)需要在本車處于直行的條件下對車輛危險狀態(tài)進行評估，其中，本車直行的條件通過由車載傳感器觀測而得的徑向速度Vs和橫向速度νΓ進行判定，具體的依照車輛行駛的規(guī)律車輛直行時，徑向速度Vs大于零；橫向速度 ^在(-2m/s，2m/s)之間；步驟2 目標車輛選擇，即車載安全系統(tǒng)需要找到有可能與本車發(fā)生追尾事故的前方車，根據車輛跟馳運行的基本規(guī)律，目標車輛通過如下條件獲得第一，通過徑向距離位置傳感器實時感應本體車輛同其相鄰的車輛之間的徑向距離d為IOOrn以下；第二，通過橫向距離位置傳感器實時感應本體車輛同其相鄰的車輛之間的橫向距離cT在(-1. 4m, 1.4m)之間，即處于同一車道狀態(tài)。滿足上述兩條件且與本車距離最近的車輛為目標車輛；步驟3 狀態(tài)估計，即當本車與目標車輛保持各自的加速度進行勻加速直線運動時，考慮在駕駛員反應時間t后，本車速度巧為Vs+astr，目標速度為V。+a。tr，這樣通過本車的
控制系統(tǒng)的處理器導出本車和目標車輛的徑向距離J為^+認+一義-認-一力，其中。為
d 2 2
目標車輛的加速度，as為本車的加速度，tr為駕駛員的反應時間；
步驟4 指標計算，即本車的控制系統(tǒng)通過處理器執(zhí)行下列分步驟分步驟4. 1 如果目標車輛的加速度\ < 0,執(zhí)行分步驟4. 2 ；否則，執(zhí)行分步驟 4. 4 ；分步驟4. 2 如果目標車輛速度v~ <0，則所需加速度
權利要求
1. 一種基于本車所需減速度的危險評估方法，其特征在于，步驟如下 步驟1 評估時機選擇，即車載安全系統(tǒng)需要在本車處于直行的條件下對車輛危險狀態(tài)進行評估，其中，本車直行的條件通過由車載傳感器觀測而得的徑向速度Vs和橫向速度 νΓ進行判定，具體的依照車輛行駛的規(guī)律車輛直行時，徑向速度Vs大于零；橫向速度^在 (_2m/s，2m/s)之間；步驟2 目標車輛選擇，即車載安全系統(tǒng)需要找到有可能與本車發(fā)生追尾事故的前方車，根據車輛跟馳運行的基本規(guī)律，目標車輛通過如下條件獲得第一，通過徑向距離位置傳感器實時感應本體車輛同其相鄰的車輛之間的徑向距離d為IOOm以下；第二，通過橫向距離位置傳感器實時感應本體車輛同其相鄰的車輛之間的橫向距離cP在(-1. 4m, 1. 4m) 之間，即處于同一車道狀態(tài)。滿足上述兩條件且與本車距離最近的車輛為目標車輛；步驟3 狀態(tài)估計，即當本車與目標車輛保持各自的加速度進行勻加速直線運動時，考慮在駕駛員反應時間、后，本車速度巧為Vs+astr，目標速度為V。+a。tr，這樣通過本車的控制系統(tǒng)的處理器導出本車和目標車輛的徑向距離^^+認，其中\(zhòng)為目標
全文摘要
一種基于所需減速度的危險評估方法，通過在已知本體車輛和目標車輛的速度以及位置信息的條件下進行評估，即選擇出預計會對本車產生威脅的目標車輛，進而對兩車的狀態(tài)進行估計，計算指標，根據預設的加速度限定值對應預設的危險狀態(tài)級數和所需加速度范圍映射表評估本車的危險狀態(tài)級別，克服了不適用于面對靜止障礙物的報警、不善于評估目標突然緊急剎車的情況下的危險狀態(tài)、所需門限值難確定、沒有充分考慮車輛狀態(tài)的實時信息以及所涉及的參數較多的缺點，能夠有效地對車輛是否將有追尾危險進行評估，用于保障車輛安全，另外還充分考慮了車輛的實時信息，適用于實時處理，能夠保證危險評估的準確性。
文檔編號B60W40/02GK102303606SQ20111016448
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月17日 優(yōu)先權日2011年6月17日
發(fā)明者張顥, 王嵐君, 王希勤 申請人:清華大學