本发明涉及一种车辆主动避撞系统模式切换方法，属于行驶安全技术领域。
背景技术：
随着群众机动出行需求不断提高，汽车市场潜力持续释放，汽车保有量保持快速增长趋势，截至2016年6月底，全国机动车保有量达2.85亿辆，其中汽车1.84亿辆；机动车驾驶人达3.42亿人，其中汽车驾驶人2.96亿人，由此给道路交通压力和道路交通安全提出了巨大的挑战，发展先进的车辆主动安全系统是现代道路交通的迫切需求。车辆主动安全系统中的重要环节是车辆的主动避撞系统的研究与开发。车辆主动避撞系统主要包括纵向主动避撞系统和横向主动避撞系统。纵向主动避撞控制主要通过对节气门和制动执行器的切换和协调来实现对期望加速度的精确跟随。但是由于外界环境的多变性和车辆结构的复杂性，造成纵向主动避撞系统制动安全距离大于实际两车距离从而产生制动距离不足的危险，此时就需要以转向执行器为控制对象的横向主动避撞系统来执行避撞动作。
技术实现要素：
本发明的内容是为了解决上述问题，在主动避撞纵向安全距离与横向安全距离模型基础上提出一种车辆主动避撞系统模式切换方法，能够使汽车在行车过程中及时的规避危险碰撞工况，车辆主动避撞系统模式切换能够在车辆发生前撞的危险时刻发出报警信息，且在危急情况下实现紧急制动纵向避撞或者实现转向换道横向避撞，从而能够有效地提高汽车的行驶安全性。具体技术方案如下:
一种车辆主动避撞模式切换方法，包括如下步骤：
步骤1：获取车辆行车信息；
步骤2：通过分析车辆行车信息，建立车辆纵向避撞安全距离并计算，得到避撞预警距离Dw以及强制制动距离Db；
步骤3：通过自车与目标车相对距离与避撞预警距离以及强制制动距离的比较得到是否进行避撞预警或主动避撞；
步骤4:在需要进行主动避撞时，进行主动避撞模式切换判断；
步骤5:将步骤4所要进行的动作由电子控制单元控制完成避撞，然后反复执行步骤1-步骤5。
进一步，所述步骤1的具体实现包括：利用车载雷达获取车辆前方及两侧信息；利用车载传感系统获取目标车的行驶速度Vf、自车与前车间的相对距离Drelative、自车车速vx、自车加速度ar-max，以及采集车道车辆位置信息。
进一步，所述步骤2中避撞预警距离以及强制制动距离的计算方法包括：
式中：Dw:避撞预警距离；Db:强制制动距离；d0:表示相对速度消除后，自车与目标车间仍要保持的距离；Tr-d:驾驶员反应时间，驾驶员发现前方车辆并采取制动动作，到脚踩上制动踏板的时间；Tr-b:车制动系统响应和制动时间；Tbr表示制动系统响应时间；vx:自车车速，Vf:目标车车速，ar-max:自车加速度，af:目标车加速度。
进一步，所述步骤3的具体实现包括：
测量的相对距离Drelative≥Dw，系统无控制动作；测量的相对距离Dw≥Drelative≥Db时，对驾驶员进行避撞预警，预警后驾驶员无制动动作；测量的相对距离Drelative≤Db时，则系统进行主动避撞。
进一步，所述步骤4的具体实现包括如下情况：
①工况1：自车车道与邻车道都有目标车，且邻车道的目标车在自车稍后的位置；此工况下采取纵向主动避撞模式，控制车辆制动系统进行紧急制动；
②工况2：自车车道与邻车道都有目标车，且邻车道的目标车处在自车与自车车道目标车的中间位置，此工况下采取纵向主动避撞模式，控制车辆制动系统进行紧急制动；
③工况3：自车车道与邻车道都有目标车，且邻车道的目标车在自车道的目标车靠前的位置，此工况下进行纵向主动避撞与横向主动避撞模式切换的判断，具体地：
建立横向安全距离模型：
式中：
DAB:横向安全距离，为自车与自车道目标车的距离；
ye:车道宽度，d自车宽度，t表示换道持续时间；
设置避撞模式切换判断条件为：当时，车辆进行纵向主动避撞，当车辆进行横向主动避撞，控制车辆转向系统执行避撞动作；
④工况4：自车车道有目标车，邻车道没有目标车，采用工况3的方法，进行模式切换，再进行车辆的主动避撞。
进一步，d0选取数值为2-5米；Tr-d:选取数值为0.3-1秒；Tr-b选取数值为0.3秒；Tbr选取数值为0.3秒。
本发明的有益效果包括：
(1)本发明提出了一种车辆主动避撞的模式切换方法，能够实现车辆在行驶过程中及时的规避危险碰撞工况，显著提高了行车的安全系数；
(2)本发明建立了车辆主动避撞纵向与横向安全距离模型，能够精确且有效的判断车辆的行车工况，实现了提前规避道路交通危险工况保证行车安全。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明行车工况1；
图3是本发明行车工况2；
图4是本发明行车工况3；
图5是本发明行车工况4；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供一种车辆主动避撞系统模式切换方法，如图1所示，包括以下几个步骤：
步骤1：获取车辆行车信息。
车载摄像装置可以安装在车辆前保险杠上，用于将车辆前方的状况传输给电子控制单元ECU；车载雷达设置为五个，其中3个分置在车辆前端保险杆的两侧和中间位置，另外两个分别放置在两侧的前门和后门之间的中间位置，用于将车辆两侧及前方道路信息状况(车辆与障碍物的距离)传输给电子控制单元ECU，车载传感系统获取目标车的行驶速度Vf、以及前后辆车间的相对距离Drelative、自车车速vx、自车加速度ar-max，以及采集车道车辆位置信息。
步骤2：通过分析车辆行车信息，建立车辆纵向避撞安全距离并计算，得到避撞预警距离以及强制制动距离。
式中：
Dw:避撞预警距离，即两车距离若在与Dw、Db之间应该报警。
Db:强制制动距离，即两车距离若小于Db应该制动，为紧急避撞边界值。
d0:表示相对速度消除后,自车与目标车间仍要保持的距离，一般选取数值为2-5米。
Tr-d:驾驶员反应时间，驾驶员发现前方车辆并采取制动动作，到脚踩上制动踏板的时间，一般选取数值为0.3-1秒。
Tr-b:车制动系统响应和制动时间，一般选取数值为0.3秒。
Tbr表示表示制动系统响应时间，一般选取0.3秒。
vx:自车车速，Vf:目标车车速，ar-max:自车加速度，af:目标车加速度。
步骤3：通过自车与目标车相对距离与避撞预警距离以及强制制动距离的比较得到是否进行避撞预警。
测量的相对距离Drelative≥Dw，系统无控制动作；测量的相对距离Dw≥Drelative≥Db时，对驾驶员进行避撞预警，预警后驾驶员无制动动作；测量的相对距离Drelative≤Db时，则系统进行主动避撞。
步骤4:在需要进行主动避撞时，进行主动避撞模式切换判断。包括如下几种情况：
①如图2所示工况1，自车车道与邻车道都有目标车，且目标车2在自车稍后的位置，此时如进行横向主动避撞可能会发生碰撞的危险，故此工况下采取纵向主动避撞模式，控制车辆制动系统进行紧急制动。
②如图3所示工况2，自车车道与邻车道都有目标车，且目标车2处在自车与目标车1的中间位置，避撞模式与工况1类似，此时如进行横向主动避撞可能会发生碰撞的危险，故此工况下采取纵向主动避撞模式，控制车辆制动系统进行紧急制动。
③如图4所示工况3，自车车道与邻车道都有目标车，且目标车2在目标车1靠前位置，此时进行纵向主动避撞与横向主动避撞模式切换的判断，根据图5建立公式(3)横向安全距离模型：
式中：
DAB:横向安全距离，为自车A点与目标车1的B点距离。
ye:车道宽度，d自车宽度。t表示换道持续时间。
由公式(2)和公式(3)的避撞模式切换判断条件为：
当时，车辆进行纵向主动避撞，当车辆进行横向主动避撞，控制车辆转向系统执行避撞动作。
④如图5所示工况4，自车车道有目标车，邻车道没有目标车则，避撞工况与工况3类似。根据主动避撞模式切换的判断条件，进行模式切换，再进行车辆的主动避撞。
步骤5:将步骤4所要进行的动作由电子控制单元控制完成避撞，然后反复执行步骤1-步骤5。
以图4中工况3为例:
①首先获取车辆行车信息。
②通过分析车辆行车信息，建立车辆纵向避撞安全距离并计算，得到避撞预警距离以及强制制动距离。
③通过自车与目标车相对距离与避撞预警距离以及强制制动距离的比较得到是否进行避撞预警。测量的相对距离Dw≥Drelative≥Db时，对驾驶员进行避撞预警；预警后驾驶员无制动动作，测量的相对距离Drelative≤Db时，则系统进行主动避撞。
④根据步骤3所得命令进行主动避撞模式切换判断，此时车辆进行横向主动避撞，控制车辆转向系统执行避撞动作。
⑤根据步骤4所进行的动作反馈至电子控制单元ECU，由ECU控制完成避撞。
该控制方法能够使汽车在行车过程中及时的规避危险碰撞工况，车辆主动避撞系统能够在车辆发生前撞的危险时刻发出报警信息，且在危急情况下实现紧急制动纵向避撞或者实现转向换道横向避撞，从而能够有效地提高汽车的行驶安全性。
上述仅为本发明技术方案和具体实施例的解释，并不用于限定本发明的保护范围，在不违背本发明实质内容和原则的前提下，所作任何修改、润饰等都在保护范围之内。