一種汽車換道預警方法及換道預警系統的製作方法
2023-09-20 19:00:30
專利名稱：一種汽車換道預警方法及換道預警系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及汽車駕駛主動預警技術，特別是關於一種能夠基於周邊駕駛環境檢測 的汽車換道預警方法及換道預警系統。
背景技術：
在多種駕駛行為中，換道駕駛因涉及變更車道而風險係數較高，又因涉及自車與 周邊車輛的協調運動而對交通流影響較大，因此成功的換道行為不僅能夠保障車輛駕駛的 安全性，而且還能夠確保交通流的通暢性。如果駕駛員對於自車距離目標車道上的車輛或 者原始車道前後車輛的相對位置及相對運動狀態估計不準確，則極可能對安全換道的可行 性做出錯誤判斷，從而容易引發相應的交通事故。
目前，國內外的研究人員對於換道過程中的危險判斷及換道預警系統進行了相關 研究，大部分的研究僅根據換道過程中自車與目標車道後車之間的相對運動關係進行了換 道可行性的分析。大部分用作安全駕駛輔助的換道預警系統設計中均採用這種簡略的換道 運動作為安全問題的分析基礎，分析過程中並未考慮自車與原始車道的前車、原始車道的 後車及目標車道的前車之間的相對運動關係及發生碰撞的潛在風險，因此分析因素不夠全 面，不能針對換道過程中所有可能發生的碰撞形態進行預警；此外，較少一部分換道預警系 統的設計中能夠同時根據原始車道與目標車道的前後共四輛車的相對運動關係進行換道 過程的安全分析，其在判斷換道可行性的過程中，採用了安全距離較小的極限避撞或對不 同方位的車輛採用相同的安全距離標準，這些換道可行性分析方法並不符合駕駛員的一般 換道習慣及駕駛員對換道輔助系統的需求。發明內容
為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種能夠基於周邊駕駛環境 檢測的汽車換道預警方法及換道預警系統，通過獲取前後環境車輛的準確信息，採用控制 單元進行數據處理和計算，並在換道不可行的情況下向駕駛員發出預警，從而降低換道過 程中發生交通事故的可能性。
為了達到上述技術目的，本發明將採用以下技術方案一種汽車換道預警方法，它 包括以下步驟1)在汽車現有駕駛控制系統中設置一換道預警系統，所述換道預警系統包 括信息採集單元、系統控制單元和預警執行單元，所述系統控制單元內設置臨界安全距離 計算模塊和預警決策模塊，所述臨界安全距離計算模塊內預設有剛好能夠進行換道的臨界 安全距離的計算公式，所述預警決策模塊內預設有預警決策條件；2)所述信息採集單元同 時採集環境車輛信息和自車行車狀態信息，並將信息通過系統CAN總線傳給所述系統控制 單元；3)所述系統控制單元的臨界安全距離計算模塊基於接收到的信息和預設的計算公式 進行臨界安全距離的計算計算自車與目標車道後方車輛、自車與目標車道前方車輛、自車 與原始車道前方車輛、自車與原始車道後方車輛之間的臨界安全距離，並將計算出的臨界 安全距離與實際距離進行比較；所述預警決策模塊根據預設的預警決策條件，以及臨界安全距離與實際距離的比較結果，判定換道可行性，生成預警控制指令傳給所述預警執行單元；4)所述預警執行單元根據接收到的預警控制指令，發出相應的報警信息。
上述信息採集單元採集的環境車輛信息和自車行車狀態信息包括所述自車所在的原始車道及換道的目標車道內的處在自車前、後方給定範圍內最近的目標車輛與自車之間的相對距離、相對速度、制動或油門操作信息以及自車速度信息。
上述臨界安全距離計算模塊內預設的計算公式為
權利要求
1.一種汽車換道預警方法，它包括以下步驟1)在汽車現有駕駛控制系統中設置一換道預警系統，所述換道預警系統包括信息採集單元、系統控制單元和預警執行單元，所述系統控制單元內設置臨界安全距離計算模塊和預警決策模塊，所述臨界安全距離計算模塊內預設有剛好能夠進行換道的臨界安全距離的計算公式，所述預警決策模塊內預設有預警決策條件；2)所述信息採集單元同時採集環境車輛信息和自車行車狀態信息，並將信息通過系統 CAN總線傳給所述系統控制單元；3)所述系統控制單元的臨界安全距離計算模塊基於接收到的信息和預設的計算公式進行臨界安全距離的計算計算自車與目標車道後方車輛、自車與目標車道前方車輛、自車與原始車道前方車輛、自車與原始車道後方車輛之間的臨界安全距離，並將計算出的臨界安全距離與實際距離進行比較；所述預警決策模塊根據預設的預警決策條件，以及臨界安全距離與實際距離的比較結果，判定換道可行性，生成預警控制指令傳給所述預警執行單元;4)所述預警執行單元根據接收到的預警控制指令，發出相應的報警信息。
2.如權利要求1所述的一種汽車換道預警方法，其特徵在於所述信息採集單元採集的環境車輛信息和自車行車狀態信息包括所述自車所在的原始車道及換道的目標車道內的處在自車前、後方給定範圍內最近的目標車輛與自車之間的相對距離、相對速度、制動或油門操作信息以及自車速度信息。
3.如權利要求1或2所述的一種汽車換道預警方法，其特徵在於所述臨界安全距離計算模塊內預設的計算公式為
4.如權利要求1或2所述的一種汽車換道預警方法，其特徵在於所述預警決策模塊內預設的預警決策條件為左換道預警
5.如權利要求3所述的一種汽車換道預警方法，其特徵在於所述預警決策模塊內預設的預警決策條件為左換道預警
6.一種實施如權利要求1 5任意一項所述汽車換道預警方法的汽車換道預警系統， 其特徵在於它包括信息採集單元、系統控制單元和預警執行單元；所述信息採集單元是用於同時採集環境車輛信息和自車行車狀態信息的裝置，其通過系統CAN總線與所述系統控制單元數據連接；所述系統控制單元是內置臨界安全距離計算模塊和預警決策模塊的裝置，其通過指令總線連接所述預警執行單元；所述預警執行單元是根據所述系統控制單元發送的預警控制指令，發出預警的裝置。
7.—種如權利要求6所述的汽車換道預警系統，其特徵在於所述信息採集單元包括雷達、信息採集與處理模塊和無線通訊設備；所述雷達是兩個，一個安裝在自車前方，另一個安裝在自車後方，用於探測自車前方和後方的環境車輛信息，獲取其相對於自車的橫向距離、縱向距離和相對速度；所述無線通訊設備一方面將自車的車速、油門、制動、方向盤轉向燈等信息廣播給環境車輛，另一方面接收來自環境車輛的行車狀態信息；所述信息採集與處理模塊用於不斷採集原車CAN總線上的自車行車狀態信息，並接收所述雷達和所述無線通訊設備提供的環境車輛信息，進行信息融合，將融合結果發送到系統CAN總線上供其他模塊使用。
8.—種如權利要求6或7所述的汽車換道預警系統，其特徵在於所述系統控制單元包括單片機和CAN收發器，所述單片機內置所述臨界安全距離計算模塊和預警決策模塊， 所述CAN收發器接收系統CAN總線傳送的環境車輛信息和自車車速信息。
9.一種如權利要求6或7所述的汽車換道預警系統，其特徵在於所述預警執行單元包括分別安裝在汽車左右後視鏡上的預警指示燈、蜂鳴器和用於調節預警指示燈亮度、蜂鳴器音量的驅動電路。
10. 一種如權利要求8所述的汽車換道預警系統，其特徵在於所述預警執行單元包括分別安裝在汽車左右後視鏡上的預警指示燈、蜂鳴器和用於調節預警指示燈亮度、蜂鳴器音量的驅動電路。
全文摘要
本發明涉及一種汽車換道預警方法及換道預警系統，它包括1)設置一包括信息採集單元、系統控制單元和預警執行單元的換道預警系統，所述系統控制單元內設置有臨界安全距離計算模塊和預警決策模塊，包含有剛好能夠進行換道的臨界安全距離的計算公式和預警決策條件；2)採集自車所在的原始車道及換道的目標車道的前、後方給定範圍內的距離自車最近的目標車輛與自車的距離和相對速度信息，及自車速度信息；3)計算能夠進行換道的臨界安全距離，並將實際距離與計算出的臨界安全距離進行比較，生成預警控制指令；4)根據預警控制指令發出相應的報警信息。本發明可以全面地對自車周邊的駕駛環境進行檢測，判斷不同工況下換道的安全性，有效預防換道過程中碰撞事故的發生。
文檔編號G08G1/16GK103065501SQ20121054389
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者李克強, 黨睿娜, 丁潔雲, 王建強, 秦曉輝, 張放, 謝伯元, 張德兆, 靳薇 申請人:清華大學