本發(fā)明涉及一種避撞策略，具體講是一種無人駕駛汽車避撞策略，屬于汽車主動安全領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著計算機技術(shù)、環(huán)境感知技術(shù)的發(fā)展，越來越多的自動控制技術(shù)被應(yīng)用在汽車上，無人駕駛汽車也成為了汽車產(chǎn)業(yè)的一大變革。在無人駕駛技術(shù)的研究過程中，避免無人駕駛車輛在緊急狀態(tài)下與前車、后車或者護欄發(fā)生碰撞，對于提高無人駕駛車輛安全性具有重要意義。

避撞方式包括縱向制動避撞和橫向轉(zhuǎn)向避撞?？v向制動避撞在某些路面條件下會出現(xiàn)車輛兩側(cè)制動力不平衡和制動距離變長的問題；轉(zhuǎn)向避撞的安全距離較短，但是緊急轉(zhuǎn)向時存在著斜碰、側(cè)翻等危險；單一避撞方式在某些工況下存在一定局限性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有避撞策略的缺陷，提供一種在緊急路況下汽車避撞策略。

技術(shù)方案：一種無人駕駛汽車避撞策略，包括以下步驟：

步驟一、汽車上相關(guān)傳感器采集自車和外部環(huán)境相關(guān)信息，包括通過毫米波雷達(dá)采集自車與前車縱向車距的距離s1、自車與干擾車縱向車距的距離s2、干擾車車速u2，通過霍爾式車速傳感器采集自車車速u1、橫擺角速度傳感器檢測到的自車橫擺角速度等信息，并將各信號傳輸至ecu中；

步驟二、ecu解析各傳感器的信號，計算自車與前車制動安全距離br1，目標(biāo)車道干擾車的制動安全距離和轉(zhuǎn)向安全距離，ecu根據(jù)車輛實際環(huán)境信息和制動和轉(zhuǎn)向安全距離進行計算，確定當(dāng)前車輛所處緊急工況，根據(jù)車輛所處的緊急工況，決策避撞策略，

(1)若s1≥br1，自車與前車的實際距離大于或等于制動安全距離，自車有制動避撞的條件，因此選擇制動模式；

(2)若st1≤s1＜br1，s2≥st2，u1≤u2，自車與前車的實際距離大于或等于轉(zhuǎn)向安全距離，但小于等于制動安全距離，自車可以通過換道的方式避免與前車發(fā)生碰撞事故，當(dāng)自車與干擾車的實際距離大于轉(zhuǎn)向安全距離時且自車車速小于干擾車的車速，自車換道后不會與干擾車發(fā)生碰撞危險，因此選擇轉(zhuǎn)向模式；

(3)若st1≤s1＜br1，s2≥st2，u1＞u2，自車避免與前車發(fā)生碰撞，可以轉(zhuǎn)向避撞，但是此時自車車速大于相鄰換道車道干擾車的車速，自車需要減速進入相鄰車道，因此選擇制動轉(zhuǎn)向分段控制模式；

(4)若st1≤s1＜br1，s2＜st2，自車可以通過轉(zhuǎn)向避免與前車發(fā)生碰撞，但自車實際距離小于自車與干擾車的換道安全距離，此時選擇轉(zhuǎn)向模式同時啟動預(yù)警系統(tǒng)，自車在轉(zhuǎn)向避撞的同時預(yù)警前車及干擾車注意緊急情況，此時自車預(yù)警燈閃爍，并且語音播報，通過自車避撞和車車合作相結(jié)合的方式減少事故；

(5)若s1＜st1,自車很難避免與前車發(fā)生追尾碰撞，此時選擇制動模式同時啟動預(yù)警系統(tǒng)，也通過自車避撞和車車合作相結(jié)合的方式減少事故；

步驟三、ecu通過模糊pid方法控制制動執(zhí)行器和轉(zhuǎn)向執(zhí)行器進行相應(yīng)的避撞操作；

步驟四、ecu實時監(jiān)測車輛碰撞時距ttc^-1和橫擺角速度值是否為安全值，若自車處于危險狀態(tài)，延時2秒，再次監(jiān)測ttc^-1和橫擺角速度值，若自車仍然處于危險狀態(tài)，ecu適當(dāng)減小控制量或者調(diào)節(jié)分段控制時長，定義制動時長和轉(zhuǎn)向時長之和為總時長，制動時長占總時長的比例用k表示，若橫擺角速度較大，增大k值，若ttc^-1值大于閾值時，適當(dāng)減小控制量值。

進一步的，步驟4中所述車輛碰撞時距ttc^-1閾值為0.8。

有益效果：本發(fā)明克服了單一制動避撞和單一轉(zhuǎn)向避撞的局限性，采用制動、轉(zhuǎn)向、制動和轉(zhuǎn)向分段控制三種切換模式，更好地滿足不同緊急情況下的避撞要求；在保證車輛穩(wěn)定性的條件下，有效防止車輛發(fā)生碰撞事故，提高無人駕駛汽車的行車安全性。

附圖說明

圖1是道路車輛信息圖；

圖2是無人駕駛汽車避撞策略圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明一種無人駕駛汽車避撞策略，具體過程如下：

步驟1、如圖1所示，汽車上毫米雷達(dá)測量自車f與前方車輛d1的距離s1、自車與相鄰車道干擾車d2的距離s2、自車與干擾車的相對車速，輪速傳感器測量自車的車速u1，通過自車車速和自車與干擾車相對車速得到干擾車車速u2。橫擺角速度傳感器檢測橫擺角速度信號，將這些信號通過串口通訊傳輸?shù)絝reescale系列mc9s12dp512單片機中。

步驟2、如圖2所示，電控單元ecu(mc9s12dp512)解析各傳感器的信號，計算自車與前車、自車與目標(biāo)車道干擾車的制動安全距離br1和自車與前車轉(zhuǎn)向安全距離st1、自車與干擾車轉(zhuǎn)向安全距離st2。

(1)若s1≥br1，自車與前車的實際距離大于或等于制動安全距離，自車有制動避撞的條件，因此選擇制動模式。

(2)若st1≤s1＜br1，s2≥st2，u1≤u2，自車與前車的實際距離大于或等于自車與前車轉(zhuǎn)向安全距離st1，但小于制動安全距離br1，自車通過制動無法有效避免與前車發(fā)生追尾等碰撞事故，但自車可以通過換道的方式避免與前車發(fā)生碰撞事故。但轉(zhuǎn)向換道避撞時需要考慮相鄰換道車道干擾車的信息。當(dāng)自車與干擾車的實際距離大于自車與干擾車轉(zhuǎn)向安全距離st2時且自車車速小于干擾車的車速，自車換道后不會與干擾車發(fā)生碰撞危險，因此選擇轉(zhuǎn)向模式。

(3)若st1≤s1＜br1，s2≥st2，u1＞u2，自車避免與前車發(fā)生碰撞，可以轉(zhuǎn)向避撞，但是此時自車車速大于相鄰換道車道干擾車的車速，自車進入低速車道需要減速，否則自車換道進入相鄰車道后容易與干擾車發(fā)生追尾事故。自車需要減速進入相鄰車道，因此選擇制動轉(zhuǎn)向分段控制模式。

(4)若st1≤s1＜br1，s2＜st2，自車可以通過轉(zhuǎn)向避免與前車發(fā)生碰撞，但自車實際距離小于自車與干擾車的換道安全距離，自車很難避免與干擾車發(fā)生斜碰、側(cè)碰等事故。為了盡量減小事故發(fā)生的概率，此時選擇轉(zhuǎn)向模式同時啟動預(yù)警系統(tǒng)。自車在轉(zhuǎn)向避撞的同時預(yù)警前車及干擾車注意緊急情況，此時自車預(yù)警燈閃爍，并且語音播報：“注意車距，防止碰撞！”，通過警示讓干擾車加速以加大自車與干擾車的縱向距離，減少事故。

(5)若s1＜st1,自車很難避免與前車發(fā)生追尾碰撞，此時選擇制動模式同時啟動預(yù)警系統(tǒng)，也通過自車避撞和車車合作相結(jié)合的方式減少事故。

步驟3、如圖2所示，ecu通過相關(guān)控制算法(如pid、模型預(yù)測控制等)pid算法控制制動執(zhí)行電機和轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機進行相應(yīng)的避撞操作。pid制動控制算法的輸入?yún)?shù)為自車實際縱向加速度和理想縱向加速度的差值，仿真調(diào)節(jié)pid的比例系數(shù)kp值、積分系數(shù)ki值和微分系數(shù)kd值使pid輸出值快速平穩(wěn)的逼近理想縱向加速度的值。pid轉(zhuǎn)向控制算法的輸入?yún)?shù)為自車實際方向盤轉(zhuǎn)角和理想的方向盤轉(zhuǎn)角的差值，仿真調(diào)節(jié)pid的比例系數(shù)kp值、積分系數(shù)ki值和微分系數(shù)kd值使pid輸出值快速平穩(wěn)的逼近理想的方向盤轉(zhuǎn)角的值。

步驟4、如圖2所示，本避撞策略中設(shè)置安全性評價指標(biāo)，監(jiān)測自車安全狀態(tài)，本發(fā)明根據(jù)實際需要引入ttc^-1和橫擺角速度作為評價指標(biāo)，評價汽車的安全性。

車輛碰撞時距定義為：

其中，s為自車與前車實際間距，vrel為自車與前車相對速度。

由定義可知，當(dāng)車輛達(dá)到安全狀態(tài)時，兩車相對速度趨于0，ttc^-1此時趨近于零。當(dāng)車輛越安全時，ttc^-1值越?。划?dāng)車輛碰撞危險等級越高，ttc^-1的值越大。

ecu實時監(jiān)測ttc^-1和橫擺角速度值，若自車處于危險狀態(tài)，延時2秒，再次監(jiān)測ttc^-1和橫擺角速度值，延時的目的是防止ttc^-1和橫擺角速度值瞬時數(shù)值抖動造成誤判。若自車仍然處于危險狀態(tài)，ecu適當(dāng)減小控制量或者調(diào)節(jié)分段控制時長。定義制動時長和轉(zhuǎn)向時長之和為總時長，制動時長占總時長的比例用k表示，若橫擺角速度較大，增大k值，若ttc^-1值較大(大于0.8)，適當(dāng)減小控制量值。

本發(fā)明的應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。