一種避免違反交通信號燈的駕駛輔助方法與系統的制作方法
【專利摘要】一種避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制方法及系統，其方法包括：（1）查找并確定自車所在道路交通信號燈位置轉入步驟（2）；（2）計算自車所在道路交通信號燈的變燈時距t_g轉入步驟（3）；（3）比較自車到達警戒線所需時間time-gap與變燈時距t_g時，判斷當前自車是否會違反交通信號燈：若判定違反，執行自動緊急制動；否則，判斷當前自車沒有違反交通信號燈的行為。其系統包括自動緊急制動控制器、分別經由總線與其相連的車載攝像頭和車輛電子穩定控制系統、無線通信收發裝置；該方法和系統彌補現有自動緊急制動系統不足,能夠對交通信號燈進行識別并且做出相應的制動判斷，有效避免自車闖紅燈或黃燈等違反交通信號燈的行為。
【專利說明】一種避免違反交通信號燈的駕駛輔助方法與系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于無線通信和汽車電子【技術領域】，涉及一種避免違反交通信號燈的控制方法與控制系統。
【背景技術】
[0002]目前，公路上的車輛闖紅燈等違反交通信號燈的行為頻發，而且只能靠駕駛員的準確判斷來避免。在駕駛員精神緊張或者是疏忽大意，尤其是在城市道路交通信號燈設置較多的情況下，闖紅燈等違反交通信號燈的行為發生的概率就變得更高，極易發生險情或者交通事故。現階段尚沒有一款產品用于避免車輛闖紅燈等違反交通信號燈行為的發生，然而往往是違反交通信號燈行為導致大量的交通事故。因此，一種有效避免違反交通信號燈而且減輕駕駛員負擔的技術手段變得尤為重要。同時，這為進一步實現自動駕駛及智能交通提供了有力支持。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制方法，該控制方法彌補了現有自動緊急制動系統不足，使其能夠對交通信號燈進行識別并且做出相應的判斷，能夠有效避免自車闖紅燈或黃燈等違反交通信號燈的行為。
[0004]為達到上述目的，本發明的解決方案是:
[0005]一種避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制方法，包括以下步驟:
[0006](I)查找并確定自車所在道路交通信號燈的位置后轉入步驟(2)；
[0007](2)計算自車所在道路交通信號燈的變燈時距t_g并轉入步驟(3)；
[0008]步驟(2)中，若當前時刻交通信號燈為紅燈，則變燈時距t_g為當前時刻距離下一次綠燈開始點亮的時間；
[0009]若當前時刻交通信號燈為黃燈，則變燈時距t_g為當前時刻距離下一次綠燈開始點売的時間；
[0010]若當前時刻交通信號燈為綠燈，則變燈時距t_g為當前時刻距離下一次黃燈(或紅燈)開始點亮的時間。
[0011](3)判斷當前自車是否會違反交通信號燈:
[0012]當前時刻交通信號燈為紅燈或黃燈時，當判定自車到達警戒線所需的時間(以下簡稱time-gap)小于變燈時距t_g時，執行自動緊急制動；否則，判斷當前自車沒有違反交通信號燈的行為，不對自車進行干預；
[0013]當前時刻交通信號燈為綠燈時，當判定自車到達警戒線所需的時間time-gap大于變燈時距t_g時，執行自動緊急制動；否則，判斷當前自車沒有違反交通信號燈的行為，不對自車進行干預。
[0014]所述步驟(I)中，通過比較自車距離警戒線距離S1和自車距離交通信號燈距離S2之間大小，判斷該交通信號燈是否處于自車所在的道路上:若離之差較大時，判斷為自車所在的道路；s2和S1距離之差較小時，判斷為其他道路的交通信號燈。
[0015]優選的，通過車載攝像頭測算自車距離警戒線距離S1和自車距離交通信號燈距離S2的數值大小。
[0016]步驟(2)中，通過分別安裝于自車與交通信號燈處的無線通信收發裝置的信息交互確定變燈時距t_g的大小。
[0017]所述步驟(3)中，time-gap=V2/(2*(S「L)),系統控制自車以a_target=V2/(2*(S1-L))制動加速度進行緊急制動，其中，L為安全距離，即自車停止后距離警戒線的距離，V為當前自車的車速。
[0018]所述步驟(I)之前還包括啟動步驟:首先判斷系統是否開啟，若系統關閉，則不對自車進行干預，自車正常駕駛；若系統已開啟，進行初始化步驟:(a)初始化后系統激活，則轉入步驟(I) ; (b)初始化后系統處于失效或故障狀態，則通知駕駛員當前系統處于失效狀態或故障狀態。
[0019]所述步驟(3)中，若判斷當前自車會違反交通信號燈的行為時，系統向駕駛員發出報警，以提高駕駛員的注意力。
[0020]一種避免違反交通信號燈的駕駛輔助系統，包括自動緊急制動控制器、分別經由總線與所述自動緊急制動控制器相連的車載攝像頭和車輛電子穩定控制系統、無線通信收發裝置；
[0021]所述車載攝像頭獲取自車與交通信號燈以及警戒線之間的距離信號并傳送至所述自動緊急制動控制器處理；
[0022]所述無線通信收發裝置分別安裝于自車與交通信號燈上以用于發送和接收交通信號燈的變化信號并傳送至所述自動緊急制動控制器處理；
[0023]所述自動緊急制動控制器處理當前車速信號、自車與交通信號燈以及警戒線之間的距離信號、交通信號燈變化信號，并做出邏輯判斷以驅動所述車輛電子穩定控制系統進行制動；
[0024]所述車輛電子穩定控制系統用于提供車速信號并根據所述自動緊急制動控制器的指令進行制動。
[0025]所述的避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制系統，還包括車身控制器以及禁用開關，所述禁用開關經由所述車身控制器與CAN總線相連，以打開或關閉系統；
[0026]和/或，包括儀表控制器以及人機界面，所述人機界面經由所述儀表控制器與CAN總線相連，所述人機界面用于向駕駛員發送違反交通信號燈的警告信息以及顯示系統的工作狀態。
[0027]由于采用上述方案，本發明的有益效果是:
[0028]本發明所示的避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制方法和系統，通過交通信號燈與自車之間相互通信，根據交通信號燈的變化、車載攝像頭反饋的自車與交通信號燈的距離信息、以及當前車速等信息做出判斷。如果在會發生闖紅燈或黃燈等違反交通信號燈的行為時，自車會采取自動緊急制動措施來避免該行為的發生。作為一款駕駛輔助系統，其能自動做出判斷減輕駕駛員負擔，讓駕乘更加安全。
【專利附圖】
【附圖說明】[0029]圖1是本發明一實施例的硬件系統連接框架圖；
[0030]圖2是圖1所示實施例中交通信號燈與自動緊急制動控制器之間通信示意圖；
[0031]圖3是圖1所示實施例中系統的工作原理示意圖；
[0032]圖4是圖1所示實施例中系統工作狀態遷移圖。
【具體實施方式】
[0033]以下結合附圖所示實施例對本發明作進一步的說明。
[0034]如圖3和圖4所示，第一實施例中，本發明公開了一種避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制方法，具體包括以下步驟:
[0035]啟動步驟:自車啟動后，首先判斷系統是否開啟，若系統關閉，則不對自車進行干預，自車正常駕駛；若系統已開啟，進行初始化步驟:(a)初始化后系統激活，則轉入步驟
(I);(b)初始化后系統處于失效或故障狀態，則通知駕駛員當前系統處于失效狀態或故障狀態。
[0036]系統工作狀態遷移圖如圖4所示，自車點火后，系統首先判斷是否已經開啟，若禁用開關50打開后，則說明本系統被關閉，在后續行駛過程中將不對自車的進行干預；
[0037]若禁用開關50未打開，說明駕駛員希望使用系統輔助駕駛，系統開始進行初始化，當初始化結束后系統處于激活狀態，則轉入步驟(I)開始工作；若系統會因為傳感器污濁或無線通信收發裝置不正常工作等原因，進入到失效狀態通過人機界面通知駕駛員當前系統處于失效狀態；若系統會因為某些零部件故障，進入到故障狀態，通過人機界面通知駕駛員當前系統處于故障狀態；在系統在恢復正常工作后，會從失效狀態進入到激活狀態。
[0038]步驟(I):查找并確定自車所在道路交通信號燈的位置后轉入步驟(2)；自車行駛的過程中，系統時刻監測自車所在道路交通信號燈，以及時根據交通信號燈的變化做出相應的處理；本實施例中，通過車載攝像頭20測算自車距離警戒線距離S1和自車距離交通信號燈距離S2的數值大小，然后通過比較自車距離警戒線距離S1和自車距離交通信號燈距離S2之間大小，判斷該交通信號燈是否處于自車所在的道路上:若S2和S1距離之差較大時，判斷為自車所在的道路；S2和S1距離之差較小時，判斷為其他道路的交通信號燈。
[0039]步驟(2):計算自車所在道路交通信號燈的變燈時距t_g并轉入步驟(3);當確定自車所在道路的交通信號燈后，系統通過分別安裝于自車與交通信號燈處的無線通信收發裝置的信息交互確定該交通信號燈變燈時距t_g的大小。
[0040]由于交通信號燈包括綠燈、黃燈、紅燈三種狀態，故變燈時距t_g根據當前交通信號燈的具體情況可分為以下幾種:
[0041]若當前時刻交通信號燈為紅燈，則變燈時距t_g為當前時刻距離下一次綠燈開始點売的時間；
[0042]若當前時刻交通信號燈為黃燈，則變燈時距t_g為當前時刻距離下一次綠燈開始點売的時間；
[0043]若當前時刻交通信號燈為綠燈，則變燈時距t_g為當前時刻距離下一次黃燈(或紅燈)開始點亮的時間。
[0044]步驟(3):判斷當前自車是否會違反交通信號燈。[0045]在系統禁用開關50未打開且與交通信號燈正常通信，系統判斷當前自車會違反交通信號燈的行為時，系統進入工作狀態。
[0046]若交通信號燈當前時刻為紅燈，則變燈時距t_g為當前時刻距離下一次綠燈開始點亮的時間；自動緊急制動控制器10的邏輯判斷模塊如果判定time-gap= (S1-L)AK變燈時距t_g，說明有闖紅燈的危險，邏輯判斷模塊將處理之后的制動加速度a_target (a_target為負值)發送到車輛電子穩定控制系統30，由車輛電子穩定控制系統30執彳丁該制動加速度a_target，將自車制動至停止，從而實現避免闖紅燈，同時系統還將通過人機界面向駕駛員發出報警，以便提高駕駛員的注意力。
[0047]同理，若交通信號燈當前時刻為黃燈，則變燈時距t_g為當前時刻距離下一次綠燈開始點亮的時間；如果time-gap= (S1-L) /V<變燈時距t_g,則執行制動加速度a_target,此時為避免闖紅燈，同時系統還將通過人機界面向駕駛員發出報警，以便提高駕駛員的注意力。[0048]若當前時刻為綠燈，則變燈時距t_g為當前時刻距離下一次黃燈(或紅燈)開始點亮的時間。如果time-gap= (S1-L) /V>變燈時距t_g,則執行制動加速度a_target,此時為避免闖黃燈(闖紅燈)，同時系統還將通過人機界面向駕駛員發出報警，以便提高駕駛員的注意力。此處下一次為紅燈或黃燈的具體選擇可根據法律規定進行選擇或調整，保證滿足國家的法規中的要求。
[0049]在邏輯判斷模塊的處理過程中，依據V2=Z^aJarget5KS1-L)確定制動加速度a_target的大小,從而求得a_target=V2/Q5KS1-L)),其中，L為安全距離，即自車停止后距離警戒線的距離。
[0050]如圖1所示，本發明對應第一實施例還公開了一種避免違反交通信號燈的駕駛輔助系統，包括自動緊急制動控制器10、車載攝像頭20、車輛電子穩定控制系統30、無線通f目收發裝置、車身控制器40以及禁用開關50、人機界面以及儀表控制器60。
[0051]其中，車輛電子穩定控制系統30和自動緊急制動控制器10通過CAN縱向通訊的，車載攝像頭20獲取的自車與交通信號燈以及警戒線之間的距離信號、車輛電子穩定控制系統30中的自車車速信號(該信號是從車輛電子穩定控制系統30獲取的)會發送到CAN總線上。根據CAN總線的通信原理可知，自動緊急制動系統控制器能夠通過CAN總線獲取這兩個信號。
[0052]無線通信收發裝置分別安裝于自車與交通信號燈上以用于發送和接收交通信號燈的變化信號并傳送至所述自動緊急制動控制器處理；包括安裝在自車上無線通信收發裝置I與安裝在交通信號燈無線通信收發裝置2，交通信號燈與自動緊急制動控制器10之間通信如圖2所示，在自車上安裝無線通信收發裝置I，在交通信號燈上對應安裝有無線通信收發裝置2，紅綠燈的變化規律設定在無線通信收發裝置I中且“無線通信收發裝置I會將該紅綠燈變化的規律(時間間隔)發送至無線通信收發裝置2中最終交通信號燈的變化信號會傳送至自動緊急制動控制器10處理，其中，無線通信收發裝置與自動緊急制動控制器10之間經過私有CAN進行通信。
[0053]自動緊急制動控制器10工作原理框圖如圖3所示:自動緊急制動控制器10通過無線通信收發裝置與交通信號燈進行無線通信，獲取交通信號燈變化的信號；通過車載攝像頭20以及車輛電子穩定控制系統30分別獲取自車與交通信號燈以及警戒線之間的距離信號、當前車速信號；然后經過自動緊急制動控制器10的邏輯判斷模塊計算處理上述三種信號，做出相應的邏輯判斷。如果會發生違反信號燈的行為，則發出制動加速度a_target信號，該減速信號通過CAN總線傳送至車輛電子穩定控制系統30，車輛電子穩定控制系統30的執行單元接收制動加速度信號，對自車制動，使其停止，避免闖紅燈或黃燈等違反交通信號燈行為的發生。
[0054]禁用開關50經由車身控制器40與CAN總線相連，以打開或關閉系統。禁用開關50用于開啟和關閉本系統，車身控制器40用于將系統禁用開關50信號發送至CAN總線上，從而開啟或關閉本系統。
[0055]人機界面經由儀表控制器60與CAN總線相連，用于向駕駛員發送違反交通信號燈的警告信息以及顯示系統的工作狀態。儀表控制器60為控制單元，人機界面為執行機構，儀表控制器60接受CAN總線信息并傳送人機界面進行顯示，以起到提醒駕駛員的作用。
[0056]上述的對實施例的描述是為便于該【技術領域】的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制方法，其特征在于:包括以下步驟: (O查找并確定自車所在道路交通信號燈的位置后轉入步驟(2)； (2)計算自車所在道路交通信號燈的變燈時距t_g并轉入步驟(3): 若當前時刻交通信號燈為紅燈，則變燈時距t_g為當前時刻距離下一次綠燈開始點亮的時間； 若當前時刻交通信號燈為黃燈，則變燈時距t_g為當前時刻距離下一次綠燈開始點亮的時間； 若當前時刻交通信號燈為綠燈，則變燈時距t_g為當前時刻距離下一次黃燈或紅燈開始點売的時間； (3)判斷當前自車是否會違反交通信號燈: 當前時刻交通信號燈為紅燈或黃燈時，當判定自車到達警戒線所需的時間time-gap小于變燈時距t_g時，執行自動緊急制動；否則，判斷當前自車沒有違反交通信號燈的行為，不對自車進行干預； 當前時刻交通信號燈為綠燈時，當判定自車到達警戒線所需的時間time-gap大于變燈時距t_g時，執行自動緊急制動；否則，判斷當前自車沒有違反交通信號燈的行為，不對自車進行干預。
2.根據權利要求1所述的避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制方法，其特征在于:所述步驟(1)中，通過比較自車距離警戒線距離S1和自車距離交通信號燈距離S2之間大小，判斷該交通信號燈是否處于自車所在的道路上:若S2和S1距離之差較大時，判斷為自車所在的道路；S2和S1距離之差較小時，判斷為其他道路的交通信號燈。
3.根據權利要求1或2所述的避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制方法，其特征在于:通過車載攝像頭測算自車距離警戒線距離S1和自車距離交通信號燈距離S2的數值大小。
4.根據權利要求1所述的避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制方法，其特征在于:所述步驟(2)中，通過分別安裝于自車與交通信號燈處的無線通信收發裝置的信息交互確定變燈時距t_g的大小。
5.根據權利要求1所述的避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制方法，其特征在于:所述步驟(3)中，time-gap=V2/ (2* (S1-L)),系統控制自車以 a_target=V2/ O5KS1-L))制動加速度進行緊急制動，其中，L為安全距離，即自車停止后距離警戒線的距離，V為當前自車的車速。
6.根據權利要求1所述的避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制方法，其特征在于:所述步驟(1)之前還包括啟動步驟:首先判斷系統是否開啟，若系統關閉，則不對自車進行干預，自車正常駕駛；若系統已開啟，進行初始化步驟:(a)初始化后系統激活，則轉入步驟(I); (b)初始化后系統處于失效或故障狀態，則通知駕駛員當前系統處于失效狀態或故障狀態。
7.根據權利要求1所述的避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制方法，其特征在于:所述步驟(3)中，若判斷當前自車會違反交通信號燈的行為時，系統向駕駛員發出報警，以提聞駕駛員的注意力。
8.一種使用權利要求1至7任一項所述避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制方法以用于避免違反交通信號燈的駕駛輔助系統，其特征在于:包括自動緊急制動控制器、分別經由總線與所述自動緊急制動控制器相連的車載攝像頭和車輛電子穩定控制系統、無線通信收發裝置； 所述車載攝像頭獲取自車與交通信號燈以及警戒線之間的距離信號并傳送至所述自動緊急制動控制器處理； 所述無線通信收發裝置分別安裝于自車與交通信號燈上以用于發送和接收交通信號燈的變化信號并傳送至所述自動緊急制動控制器處理； 所述自動緊急制動控制器處理當前車速信號、自車與交通信號燈以及警戒線之間的距離信號、交通信號燈變化信號，并做出邏輯判斷以驅動所述車輛電子穩定控制系統進行制動； 所述車輛電子穩定控制系統用于提供車速信號并根據所述自動緊急制動控制器的指令進行制動。
9.根據權利要求8所述的避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制系統，其特征在于:還包括車身控制器以及禁用開關，所述禁用開關經由所述車身控制器與CAN總線相連，以打開或關閉系統。
10.根據權利要求8或9所述的避免違反交通信號燈的駕駛輔助控制系統，其特征在于:還包括儀表控制器以 及人機界面，所述人機界面經由所述儀表控制器與CAN總線相連，所述人機界面用于向駕駛員發送違反交通信號燈的警告信息以及顯示系統的工作狀態。
【文檔編號】G08G1/0967GK103544844SQ201310475870
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月12日 優先權日:2013年10月12日
【發明者】徐現昭, 宋超, 李博, 王純, 周大永, 劉衛國, 潘之杰, 馮擎峰 申請人:浙江吉利控股集團有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司