本發(fā)明屬于輔助駕駛，尤其涉及一種大型貨車通行連續(xù)長(zhǎng)陡下坡時(shí)的輔助駕駛決策方法。

背景技術(shù)：

1、隨著貨車重型化與大型化的發(fā)展，貨車行駛于連續(xù)長(zhǎng)陡下坡路段的行駛安全問題會(huì)變得越來越突出。以往對(duì)貨車通行連續(xù)下坡時(shí)的安全問題集中于對(duì)剎車失效、輪轂起火的影響，所以對(duì)貨車群體在公路不同斷面處輪轂溫度的預(yù)測(cè)模型與預(yù)警方法研究較多，多根據(jù)能力守恒與能量轉(zhuǎn)化理論、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模擬方法建立貨車群體的輪轂溫度變化規(guī)律。但是，不同貨車的輪轂溫度受自身車輛動(dòng)力性能、通行連續(xù)長(zhǎng)陡下坡時(shí)的車貨總重、駕駛員使用制動(dòng)措施(大型貨車均包括發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)、輪轂制動(dòng)、排氣制動(dòng))的選擇策略有關(guān)，所以群體性的輪轂溫度預(yù)測(cè)模型無法適用于單一的大型貨車。所以需要充分考慮具體大型貨車的特征、駕駛員的習(xí)慣特征等建立輪轂溫度的溫升模型。

2、大型貨車下坡過程中，輪轂自燃、剎車失靈會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的事故后果，但是該類事故的發(fā)生頻率是非常低的，如《提升公路連續(xù)長(zhǎng)陡下坡路段安全通行能力專項(xiàng)行動(dòng)技術(shù)指南》中是將任意3km范圍內(nèi)近3年內(nèi)發(fā)生3起及以上作為連續(xù)長(zhǎng)陡下坡路段分類的標(biāo)準(zhǔn)。除了發(fā)生頻率低、事故嚴(yán)重性高的剎車失靈，貨車在連續(xù)下坡路段的追尾事故的發(fā)生頻率非常高，但由于事故嚴(yán)重性不高，對(duì)其重視程度較低，所以相關(guān)研究較少。貨車下坡過程中的追尾是與輪轂溫度升高后，達(dá)到同等制動(dòng)效能的距離邊長(zhǎng)，但是駕駛員并未認(rèn)知到剎車距離變長(zhǎng)而導(dǎo)致的決策失誤，因此，為了提高貨車下坡過程中的行車安全水平，通過對(duì)駕駛員實(shí)時(shí)行車過程中，剎車距離的變化的動(dòng)態(tài)提醒，防止并減少連續(xù)下坡過程中的追尾事故。

3、因此，需要提出一種大型貨車通行連續(xù)長(zhǎng)陡下坡時(shí)的輔助駕駛決策方法解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種大型貨車通行連續(xù)長(zhǎng)陡下坡時(shí)的輔助駕駛決策方法，避免因駕駛員無法正確的認(rèn)知?jiǎng)x車距離衰退引發(fā)的剎車失靈事故、追尾事故和在有遮擋視線的圓曲線的撞固定物事故。

2、本發(fā)明對(duì)貨車行駛于連續(xù)下坡時(shí)制定方式的預(yù)警方法包括以下步驟：

3、s1：當(dāng)監(jiān)測(cè)到駕駛員行駛至連續(xù)長(zhǎng)陡下坡且輪轂溫度傳感器傳回的數(shù)據(jù)超過600s時(shí)，開始進(jìn)行貨車下坡過程的輪轂溫度預(yù)測(cè)。

4、s2：根據(jù)輪轂溫度傳感器傳回的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，采用t測(cè)＝arima(4，2，5)對(duì)車輛輪轂溫度的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，模型的樣本長(zhǎng)度選擇30s，預(yù)測(cè)長(zhǎng)度選擇9s，預(yù)測(cè)的總時(shí)長(zhǎng)t根據(jù)連續(xù)長(zhǎng)陡下坡的長(zhǎng)度和貨車下坡的平均行駛速度計(jì)算得到。

5、s3：根據(jù)當(dāng)前位置預(yù)測(cè)得到的車輛行駛至連續(xù)長(zhǎng)陡縱坡結(jié)束點(diǎn)的輪轂溫度，與決策庫中的輪轂溫度進(jìn)行對(duì)比，得到需要提出的制動(dòng)選擇行為。

6、s4：將制定出的駕駛員制動(dòng)選擇行為播報(bào)給駕駛員，并進(jìn)入下一時(shí)刻的繼續(xù)播報(bào)。

7、所述預(yù)測(cè)的總時(shí)長(zhǎng)t計(jì)算，如式(1)。

8、

9、其中，l為大型貨車行駛的連續(xù)長(zhǎng)陡下坡的長(zhǎng)度，系統(tǒng)已經(jīng)采集到的信息，可直接調(diào)用；lt為大型貨車自連續(xù)長(zhǎng)陡下坡起點(diǎn)行駛至當(dāng)前位置時(shí)已經(jīng)行駛的距離，根據(jù)貨車自下坡起點(diǎn)處采集的速度與速度采集事件間隔之間的乘積之和進(jìn)行計(jì)算。是車輛自坡頂行駛至當(dāng)前預(yù)測(cè)位置時(shí)的平均行駛速度，通過車輛速度采集器收集。

10、所述決策庫如表1所示。

11、表1駕駛員制動(dòng)選擇行為決策庫

12、

13、本發(fā)明對(duì)跟車行為的預(yù)警預(yù)測(cè)方法包括以下步驟：

14、s1:當(dāng)監(jiān)測(cè)到前方有車輛時(shí)，開始跟車行為的預(yù)測(cè)預(yù)警，通過雷氏一體機(jī)測(cè)量本車與前車的距離l前后，前車的行駛速度v前。

15、s2:假定前車突然緊急剎車，計(jì)算前車緊急制動(dòng)的行駛距離s前。

16、s3：跟車的大型貨車發(fā)現(xiàn)前車緊急減速，后車跟隨前車緊急制動(dòng)并停車，計(jì)算大型貨車自發(fā)現(xiàn)前車減速至停車的行駛距離s后。

17、s4:計(jì)算前車與大型貨車的停車間隙lc。

18、s5：根據(jù)停車間隙lc查詢跟車行為決策庫，判斷貨車的追尾風(fēng)險(xiǎn)，并將對(duì)應(yīng)的追尾預(yù)警策略播報(bào)給駕駛員。

19、所述前車緊急制動(dòng)的行駛距離s前的計(jì)算，如式(2)：

20、

21、式中：v前為通過雷氏一體機(jī)測(cè)量的前車的行駛速度；a前為前車的緊急制動(dòng)減速度，取值3.0m/s2；i前為前車行駛路段的縱坡坡度，上坡為正，下坡為負(fù)。

22、所述跟車的大型貨車發(fā)現(xiàn)前車減速至停車的行駛距離s后的計(jì)算，如式(3)：

23、

24、式中：v為跟車的大型貨車的行駛速度；τ為駕駛員的反應(yīng)時(shí)間，取3s；i后為跟車的大型貨車行駛路段的縱坡坡度，上坡為正，下坡為負(fù)。a為跟車的大型貨車在不同輪轂溫度條件下的加速度，計(jì)算如式(4)：

25、a＝min(at,a前)＝min(-0.0071t+3.3791，3.0)???????????????(4)

26、式中：t為輪轂當(dāng)下的實(shí)測(cè)溫度。

27、所述前后車停車距離的差值lc，計(jì)算如式(5)：

28、lc＝s前-s后+l前后?????????????????????????????(5)

29、式中：l前后為實(shí)測(cè)的前后車之間的距離。

30、所述決策庫如表2所示。

31、表2追尾風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策庫

32、 預(yù)警級(jí)別 判斷條件 播報(bào)的信息 i <![cdata[l_c≤10]]> 與前車距離過近，追尾風(fēng)險(xiǎn)大，降速或增大與前車間距。 ii <![cdata[10＜l_c≤15]]> 與前車距離較近，可能會(huì)追尾前車，高度警惕前車緊急剎車。 iii <![cdata[15＜l_c≤20]]> 與前車追尾風(fēng)險(xiǎn)小，警惕前車剎車。 iv <![cdata[l_c＞20]]> 不對(duì)駕駛員進(jìn)行追尾提醒。

33、本發(fā)明對(duì)自由行駛的速度預(yù)警方法包括以下步驟：

34、s1：當(dāng)大型貨車行駛于挖方路段的圓曲線路段且前方檢測(cè)不到車輛時(shí)，開始自由行駛的速度預(yù)警。

35、s2：假定大型貨車行駛于行車道的中線，計(jì)算貨車的視距s視。

36、s3：根據(jù)貨車的視距，計(jì)算貨車緊急制動(dòng)時(shí)的允許的最大行駛速度v臨。

37、s4：根據(jù)貨車的行駛速度v與最大允許速度v臨的差值δv，計(jì)算貨車的超速風(fēng)險(xiǎn)，并將速度選擇對(duì)策播報(bào)給駕駛員。

38、所述貨車的視距s視，計(jì)算如式(6)：

39、

40、式中：r為大型貨車通過圓曲線的設(shè)計(jì)半徑；m為挖方圓曲線提供的橫凈距。橫凈距m的計(jì)算，如式(7)：

41、m＝0.3+行車道寬度/2+硬路肩寬度+土路肩寬度+邊溝+碎落臺(tái)+2.0×邊坡坡度(7)

42、貨車緊急制動(dòng)時(shí)的允許的最大行駛速度v臨，計(jì)算如式(8)：

43、

44、式中符號(hào)同前。

45、所述貨車行駛速度與臨界速度的差值δv，計(jì)算如式(9)：

46、δv＝v臨-v?(9)

47、所述決策庫如表3所示。

48、表3超速行駛風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警決策庫

49、 預(yù)警級(jí)別 判斷條件 播報(bào)的信息 i <![cdata[v_臨≤0]]> 過彎速度過快，前方有障礙物，車輛來不及剎車。 ii <![cdata[0＜v_臨≤5]]> 過彎速度較快，需要高度關(guān)注道路前方是否有障礙物。 iii <![cdata[5＜v_臨≤10]]> 過彎時(shí)關(guān)注前方路況變化。 iv <![cdata[v_臨＞10]]> 不對(duì)駕駛員進(jìn)行過彎速度提醒。

50、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：

51、本發(fā)明可以為大型貨車在下坡過程中不間斷的提供制動(dòng)行為、跟車行為與超速行為的預(yù)警，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)長(zhǎng)陡下坡路段貨車輔助駕駛的技術(shù)突破，為拓展貨車自動(dòng)駕駛的安全保障提供規(guī)則庫。