一種車輛防碰撞巡航控制系統及其控制方法與流程

本發明涉及汽車安全技術領域，尤其涉及一種車輛防碰撞巡航控制系統及其控制方法。

背景技術：

隨著車載雷達、攝像頭等技術的快速發展，越來越多的廠商將自適應巡航控制系統應用到本家車型上。其中，針對車輛的自動緊急制動系統和針對行人的自動緊急制動系統已被列入到2018版中國新車評價規程c-ncap中，促進了技術的進步及普及應用。

當前主要研究和應用集中在對于前車的碰撞避免和巡航控制技術。對于前方目標類型是行人，主要的技術是應用碰撞警告和自動制動。但是在行人沿道路行進的工況、對于行人低速前進、對于行人類型的轉向避讓操作研究及應用較少，缺少對于行人目標類型的分類控制，通過轉向控制、低速巡航控制避免碰撞和保證車輛以及行人安全的技術方案。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種車輛防碰撞巡航控制系統及其控制方法，通過識別行人運動狀態并判斷行進類型，進而控制車輛行駛方式，提高行駛安全性。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種行人防碰撞控制系統控制方法，包括：

獲取目標行人運動狀態信息；

根據獲取的目標行人運動狀態信息以及本車實時行駛狀態，判斷目標行人的行進類型；

根據目標行人的行進類型控制本車行駛方式。

其中，所述目標行人運動狀態信息至少包括目標行人所處位置以及運動方向，所述根據獲取的目標行人運動狀態信息以及本車實時行駛狀態，判斷目標行人的行進類型，具體是根據目標行人所處位置、目標行人運動方向與本車行駛方向的夾角，判斷目標行人的行進類型，所述行進類型包括：穿越馬路、沿路行進、逆向行進和遠離本車，

其中，所述穿越馬路是指目標行人位于本車左側時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（0?，180?），或者是目標行人位于本車右側時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（180?，360?）；

所述沿路行進是指目標行人運動方向與本車行駛方向夾角為0?；

所述逆向行進是指目標行人運動方向與本車行駛方向夾角為180?；

所述遠離本車是指目標行人在本車左側行車道時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（180?，360?），或者是目標行人在本車右側行車道或右側人行道時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（0?，180?）。

其中，所述根據目標行人的行進類型控制本車行駛方式，具體包括：

當目標行人位于本車左側行車道，或者右側行車道，或者右側人行道時，如果目標行人的行進類型為沿路行進、逆向行進、遠離本車中任一類型，則控制本車保持適應巡航狀態。

其中，所述根據目標行人的行進類型控制本車行駛方式，具體包括：

當目標行人的行進類型為穿越馬路時，進一步判斷目標行人是否與本車有碰撞危險，如有則控制本車緊急制動，如無則控制本車轉向避讓并向目標行人發出警示。

其中，所述根據目標行人的行進類型控制本車行駛方式，具體包括：

當目標行人位于本車行車道時，如果目標行人的行進類型為沿路行進，則控制本車低速巡航或者轉向避讓，如果目標行人的行進類型為逆向行進，則控制本車緊急制動或者轉向避讓。

其中，所述根據目標行人的行進類型控制本車行駛方式，具體包括：

當目標行人位于本車行車道時，如果目標行人的行進類型為遠離本車，則控制本車保持適應巡航狀態。

其中，所述控制方法還包括獲取本車周邊交通狀況信息，并在本車轉向避讓時結合本車周邊交通狀況信息進行控制，以避免與其他交通參與者發生碰撞。

其中，當根據獲取的多個目標行人運動狀態信息，判斷出各目標行人的行進類型時，則根據預先設置的安全等級控制本車行駛方式，本車行駛方式按安全等級從高到低依次為：緊急制動、轉向避讓、低速巡航、適應巡航。

其中，所述控制方法還包括：

獲取本車前方交通信號燈信息，并在交通信號燈從綠燈變為黃燈或紅燈時，控制本車制動以停在車輛停止線前；或/和

獲取本車周邊交通狀況信息，并通過v2x技術向本車后方車輛發送本車周邊交通狀況信息，用于后方車輛預警；或者通過v2x技術向交通管理系統發送本車周邊交通狀況信息，用于交通管理系統指揮或調度。

本發明實施例還提供一種車輛防碰撞巡航控制系統，包括：

行人狀態傳感器，用于獲取目標行人運動狀態信息；

主控制器，用于根據獲取的目標行人運動狀態信息以及本車實時行駛狀態，判斷目標行人的行進類型，并根據目標行人的行進類型控制本車行駛方式。

其中，所述行人狀態傳感器具體用于獲取目標行人所處位置以及運動方向，所述主控制器具體用于根據目標行人所處位置、目標行人運動方向與本車行駛方向的夾角，判斷目標行人的行進類型，所述行進類型包括：穿越馬路、沿路行進、逆向行進和遠離本車，

其中，所述穿越馬路是指目標行人位于本車左側時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（0?，180?），或者是目標行人位于本車右側時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（180?，360?）；

所述沿路行進是指目標行人運動方向與本車行駛方向夾角為0?；

所述逆向行進是指目標行人運動方向與本車行駛方向夾角為180?；

所述遠離本車是指目標行人在本車左側行車道時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（180?，360?），或者是目標行人在本車右側行車道或右側人行道時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（0?，180?）。

其中，所述控制系統還包括多雷達系統和多攝像頭系統，均用于獲取本車周圍的車輛、行人、交通信號燈、道路交通標示信息，并對獲取的信息進行融合處理，所述多雷達系統包括安裝在本車前方的前置雷達和安裝在本車前后四角的毫米波角雷達，所述多攝像頭系統包括安裝在風擋玻璃的前置攝像頭，和安裝在后視鏡兩側以及本車尾部的角攝像頭。

其中，所述行人狀態傳感器集成在多雷達系統或多攝像頭系統中。

其中，所述主控制器還用于根據獲取的本車前方交通信號燈信息，在交通信號燈從綠燈變為黃燈或紅燈時，控制本車制動以停在車輛停止線前。

其中，所述控制系統還包括：

車輛電子穩定性系統，用于執行本車的制動命令；

方向盤轉角傳感器，用于提供本車的轉向角信號，并通過該信號做出電動助力轉向系統轉向角度的判斷；

發動機控制器，用于接收所述主控制器的命令，對發動機節氣門及扭矩進行控制，控制本車的加速以及發動機制動減速；

變速箱控制器，用于提供駕駛員的駕駛模式及檔位信息，控制本車加減檔位；

電動助力轉向系統，用于提供扭矩參數，并接收主控制器的命令，執行方向盤轉向的控制。

其中，所述控制系統還包括：

無線收發模塊，用于通過v2x技術將本車周邊交通狀況信息發送給本車后方車輛或交通管理系統。

其中，所述主控制器還用于根據預先設置的安全等級控制本車行駛方式，本車行駛方式按安全等級從高到低依次為：緊急制動、轉向避讓、低速巡航、適應巡航。

本發明實施例的有益效果在于：

通過獲取目標行人運動狀態信息，對本車周邊各行車道的目標行人進行識別，判斷出目標行人的行進類型，并據此控制本車制動或轉向避讓行人，避免與行人發生碰撞，提高巡航行駛的安全性；或者控制本車低速跟隨行人、跟停等操作，在不影響安全性的情況下，提高行駛舒適性；

同時對于多種行駛方式存在沖突時，根據安全等級高低，按照安全等級較高的行駛方式執行控制，保證行人和車輛的安全；

本發明還利用v2x技術向后方車輛或交管系統發送擁堵及跟車信號，用于后車清晰了解前方交通信息，方便后車控制車距和前行，以及用于交管系統協調指揮交通，并可將該信號應用于車輛隊列行駛控制。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例一一種車輛防碰撞巡航控制系統的原理示意圖。

圖2是本發明實施例中信號發送和接收的邏輯關系示意圖。

圖3是本發明實施例二一種車輛防碰撞巡航控制方法的流程示意圖。

圖4是本發明實施例二一種車輛防碰撞巡航控制方法的原理示意圖。

圖5是本發明實施例二一種車輛防碰撞巡航控制方法的具體流程示意圖。

具體實施方式

以下各實施例的說明是參考附圖，用以示例本發明可以用以實施的特定實施例。

請同時參照圖1、圖2所示，本發明實施例一一種車輛防碰撞巡航控制系統主要包括以下幾個組成部分：車輛電子穩定性系統esp、方向盤轉角傳感器sas、發動機控制系統ems、變速箱控制系統tcu、電動助力轉向系統eps、系統開關、車身控制器bcm、系統主控制器、無線收發模塊，多雷達系統（安裝在車輛前方的前置雷達和車輛前后四角上的毫米波角雷達）、多攝像頭系統（安裝在風擋玻璃和后視鏡兩側以及汽車尾部），其中：

車輛電子穩定性系統esp：主要用于執行車輛的制動命令；

方向盤轉角傳感器sas：主要用于提供車輛的轉向角信號，并通過該信號做出電動助力轉向系統eps轉向角度的判斷；

發動機控制器ems：ems接收系統主控制器的命令，對發動機節氣門及扭矩等進行控制，控制車輛的加速以及發動機制動減速；

變速箱控制器tcu：用于提供駕駛員的駕駛模式及檔位信息，進行車輛加減檔位控制；

電動助力轉向系統eps：用于提供扭矩等參數，并接收系統主控制器的命令，執行方向盤轉向的控制；

系統開關：用于開啟和關閉車輛防碰撞巡航控制系統；

車身控制器bcm：用于將系統開關信號發送至can總線上；

無線收發模塊：用于將本車周邊交通狀況信息發送給本車后方車輛或交通管理系統；

系統主控制器：用于接受信號，進行邏輯判斷，發送相應的控制指令給esp控制制動、eps控制轉向以及相應的低速巡航、跟隨、跟停等控制；

多雷達和多攝像頭系統用于獲取車輛周圍的環境信息，并對獲取的信息進行融合處理，提高數據的利用率，兩者的數據融合能夠對車輛、行人、交通信號燈和道路交通標示進行識別，并能夠識別車道線及周邊物體，將目標行人運動狀態信息發送給系統主控制器。

請再參照圖3所示，本發明實施例二提供一種車輛防碰撞巡航控制方法，包括：

獲取目標行人運動狀態信息；

根據獲取的目標行人運動狀態信息以及本車實時行駛狀態，判斷目標行人的行進類型；

根據目標行人的行進類型控制本車行駛方式。

以下結合圖4、圖5進行具體說明。

獲取目標行人運動狀態信息具體是獲取目標行人所處位置以及運動方向。其獲取方式是通過如圖2所示的行人狀態傳感器進行采集，該行人狀態傳感器可以集成在多雷達系統或多攝像頭系統中，例如設置在前置雷達或者前置攝像頭中。當然，行人狀態傳感器還可以設置在道路兩側的交通設施當中。

初始的行人位置分成三種類型：左，中，右，如圖4所示分別對應①、②和③。行人狀態傳感器可以識別本車右側人行道或者右側行車道的行人，本車行車道的行人和本車左側行車的行人，其能夠根據本車方向盤轉角、橫擺角速度（yawrate）及車道線等信息，對于目標行人的運動狀態做出判斷，即根據目標行人所處位置、目標行人運動方向與本車行駛方向的夾角α，判斷目標行人的行進類型。本實施例中，行進類型包括：穿越馬路、沿路行進、逆向行進和遠離本車。需要說明的是，目標行人運動方向與本車行駛方向的夾角α，是以本車行駛方向為起始坐標軸，順時針旋轉形成的角度。例如圖4所示位于本車左側行車道的行人③，其運動方向為向右斜上方，與本車行駛方向的夾角α處于（0?，180?），即0?<α<180?；如果其運動方向為向左斜上方，則與本車行駛方向的夾角α處于（180?，360?），即180?<α<360?。

具體地，本實施例中，穿越馬路是指目標行人位于本車左側時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（0?，180?），或者是目標行人位于本車右側時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（180?，360?）；

沿路行進是指目標行人運動方向與本車行駛方向夾角為0?；

逆向行進是指目標行人運動方向與本車行駛方向夾角為180?；

遠離本車是指目標行人在本車左側行車道時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（180?，360?），或者是目標行人在本車右側行車道或右側人行道時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（0?，180?）。

當目標行人位于本車左側行車道，或者右側行車道，或者右側人行道時，即相當于目標行人未處于本車行車道，而是在本車行車道兩側。如果目標行人的行進類型為沿路行進、逆向行進、遠離本車中任一類型，則控制本車保持適應巡航狀態，其中，沿路行進是指目標行人運動方向與本車行駛方向夾角為0?，例如圖4所示的位于本車左右兩側相鄰行車道的目標行人①或③，分別在各自所在行車道內往豎直向上方向（本車的行駛方向亦為豎直向上）行進；逆向行進是指目標行人運動方向與本車行駛方向夾角為180?，例如圖4所示的位于本車左右兩側相鄰行車道的目標行人①或③，分別在各自所在行車道內往豎直向下方向行進；遠離本車是指目標行人在本車左側行車道時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（180?，360?），例如圖4所示的位于本車左側行車道的目標行人③，其向左方行進；或者是目標行人在本車右側行車道或右側人行道時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（0?，180?），例如圖4所示的位于本車右側行車道的目標行人①，其向右方行進。由于在這些情況下，目標行人在本車行車道兩側，并且其運動方向不會與本車行駛方向發生交叉，不會影響本車行駛，也沒有發生碰撞的風險，因此，繼續本車原有巡航控制即可。

當目標行人的行進類型為穿越馬路時，則有可能與本車發生碰撞，因此需要進一步判斷目標行人是否與本車有碰撞危險，如有則控制本車緊急制動，如無則控制本車轉向避讓并向目標行人發出警示，其中，根據目標行人所處位置不同，判斷穿越馬路的行進類型時，目標行人運動方向與本車行駛方向的夾角角度亦有所不同，具體地：目標行人位于本車左側時，其運動方向與本車行駛方向夾角處于（0?，180?），即0?<α<180?，則判斷目標行人的行進類型為穿越馬路，例如圖4所示的位于本車左側行車道的目標行人③，其向右方行進；目標行人位于本車右側時，其運動方向與本車行駛方向夾角處于（180?，360?），即180?<α<360?，則判斷目標行人的行進類型為穿越馬路，例如圖4所示的位于本車右側行車道的目標行人①，其向左方行進。可以理解的是，上述目標行人位于本車左側，可以是位于本車左側行車道或者位于本車行車道內本車的左側；目標行人位于本車右側，可以是位于本車右側行車道，或者位于本車右側人行道，或者位于本車行車道內本車的右側。

當目標行人位于本車行車道時，如果目標行人的行進類型為沿路行進，則控制本車低速巡航或者轉向避讓，如果目標行人的行進類型為逆向行進，則控制本車緊急制動或者轉向避讓，其中，沿路行進是指目標行人運動方向與本車行駛方向夾角為0?，逆向行進是指目標行人運動方向與本車行駛方向夾角為180?，例如圖4所示的位于本車行車道的目標行人②，在本車行車道內往豎直向上或豎直向下方向行進。進一步地，當目標行人位于本車正前方時，如果判斷行人速度較快，控制本車低速巡航跟隨行人前行進（行人靜止，本車停止；行人前行，本車跟隨前行），此種類型應用于鬧市區等場景。如果行人不在本車正前方，則控制本車采取轉向避讓。

當目標行人位于本車行車道時，如果目標行人的行進類型為遠離本車，則控制本車保持適應巡航狀態，其中，遠離本車是指目標行人在本車左側時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（180?，360?），例如圖4所示的位于本車行車道的目標行人②，其向左方行進；或者是目標行人在本車右側時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（0?，180?），例如圖4所示的位于本車行車道的目標行人②，其向右方行進。

需要說明的是，如果獲取了多個目標行人運動狀態信息，且不同目標行人的行進類型亦不相同，則控制本車行駛方式存在預先設置的安全等級的差異。具體來說，如前所述，如果目標行人1的行進類型是在本車左側行車道沿路行進，此種情形下本車行駛方式應是保持適應巡航狀態；如果同時還有目標行人2在本車右側行車道穿越馬路，此種情形下本車行駛方式應是緊急制動或轉向避讓，那么按照目標行人1的行進類型采取的本車行駛方式，顯然與按照目標行人2的行進類型采取的本車行駛方式產生了沖突。為解決此沖突，本實施例對本車行駛方式在控制上采取了安全等級設置，以最能避免碰撞為最高安全等級，當不同行駛方式發生沖突時，按照具有較高安全等級的行駛方式執行控制。具體地，本車行駛方式按安全等級從高到低依次為：緊急制動、轉向避讓、低速巡航、適應巡航。因此，前述示例下應根據目標行人2的行進類型來控制本車行駛方式，即緊急制動或轉向避讓（安全等級高于適應巡航）。

進一步地，前述控制本車轉向避讓時，除了考慮不與目標行人發生碰撞以外，為進一步提高安全性，還需要考慮與其他交通參與者的碰撞風險，因此，需要獲取本車周邊交通狀況信息，并在本車轉向避讓時結合本車周邊交通狀況信息進行控制，以避免與其他交通參與者發生碰撞。

此外，通過多雷達系統或多攝像頭系統還可獲取本車前方交通信號燈信息，并在交通信號燈從綠燈變為黃燈或紅燈時，控制本車制動以停在車輛停止線前。這樣可以避免在低速巡航跟隨目標行人時，出現闖紅燈等違反交通信號燈的情況。

同時，通過多雷達系統或多攝像頭系統還可獲取本車周邊交通狀況信息，并利用v2x技術，通過無線收發模塊向本車后方車輛發送本車周邊交通狀況信息（主要為跟車信號），用于后方車輛預警；或者向交通管理系統發送本車周邊交通狀況信息（主要為擁堵信號），用于交通管理系統指揮或調度。

基于本發明實施例二，本發明實施例一提供一種車輛防碰撞巡航控制系統，包括：

行人狀態傳感器，用于獲取目標行人運動狀態信息；

主控制器，用于根據獲取的目標行人運動狀態信息以及本車實時行駛狀態，判斷目標行人的行進類型，并根據目標行人的行進類型控制本車行駛方式。

其中，行人狀態傳感器具體用于獲取目標行人所處位置以及運動方向，主控制器具體用于根據目標行人所處位置、目標行人運動方向與本車行駛方向的夾角，判斷目標行人的行進類型，所述行進類型包括：穿越馬路、沿路行進、逆向行進和遠離本車。

其中，所述穿越馬路是指目標行人位于本車左側時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（0?，180?），或者是目標行人位于本車右側時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（180?，360?）；

所述沿路行進是指目標行人運動方向與本車行駛方向夾角為0?；

所述逆向行進是指目標行人運動方向與本車行駛方向夾角為180?；

所述遠離本車是指目標行人在本車左側行車道時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（180?，360?），或者是目標行人在本車右側行車道或右側人行道時其運動方向與本車行駛方向夾角處于（0?，180?）。

本實施例的車輛防碰撞巡航控制系統還包括多雷達系統和多攝像頭系統，均用于獲取本車周圍的車輛、行人、交通信號燈、道路交通標示信息，并對獲取的信息進行融合處理。多雷達系統包括安裝在本車前方的前置雷達和安裝在本車前后四角的毫米波角雷達，多攝像頭系統包括安裝在風擋玻璃的前置攝像頭，和安裝在后視鏡兩側以及本車尾部的角攝像頭。角雷達和角攝像頭主要用于判斷車輛周邊環境是否允許轉向。行人狀態傳感器集成在多雷達系統或多攝像頭系統中。

主控制器根據判斷出的目標行人的行進類型，控制本車行駛方式，是通過主要的幾個控制器件實現的，包括：

車輛電子穩定性系統esp，用于執行本車的制動命令；

方向盤轉角傳感器sas，用于提供本車的轉向角信號，并通過該信號做出電動助力轉向系統eps轉向角度的判斷；

發動機控制器ems，用于接收主控制器的命令，對發動機節氣門及扭矩進行控制，控制本車的加速以及發動機制動減速；

變速箱控制器tcu，用于提供駕駛員的駕駛模式及檔位信息，控制本車加減檔位；

電動助力轉向系統eps，用于提供扭矩參數，并接收主控制器的命令，執行方向盤轉向的控制。

此外還包括系統開關，用于開啟和關閉車輛防碰撞巡航控制系統；以及車身控制器bcm，用于將系統開關信號發送至can總線上。

本實施例的控制系統還設有無線收發模塊，用于通過v2x技術將本車周邊交通狀況信息發送給本車后方車輛或交通管理系統。

通過上述說明可知，本發明實施例的有益效果在于：

通過獲取目標行人運動狀態信息，對本車周邊各行車道的目標行人進行識別，判斷出目標行人的行進類型，并據此控制本車制動或轉向避讓行人，避免與行人發生碰撞，提高巡航行駛的安全性；或者控制本車低速跟隨行人、跟停等操作，在不影響安全性的情況下，提高行駛舒適性；

同時對于多種行駛方式存在沖突時，根據安全等級高低，按照安全等級較高的行駛方式執行控制，保證行人和車輛的安全；

本發明還利用v2x技術向后方車輛或交管系統發送擁堵及跟車信號，用于后車清晰了解前方交通信息，方便后車控制車距和前行，以及用于交管系統協調指揮交通，并可將該信號應用于車輛隊列行駛控制。

以上所揭露的僅為本發明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的范圍。