一种用于汽车防追尾装置的动态预警方法
【专利摘要】本发明涉及车辆行驶安全预警技术，具体公开了一种用于汽车防追尾装置的动态预警方法。该方法克服了现有技术因为噪声问题不能及时捕捉车辆相对速度突变现象的缺点，提供了一种能实时获取车间距及其变化速度，快速捕捉到车间距速度的突变，并能够根据相对车速动态估计车辆行驶过程中的最佳安全车距的方法。
【专利说明】一种用于汽车防追尾装置的动态预警方法
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车安全行驶【技术领域】，具体是一种用于汽车防追尾装置的动态预警方法。
【背景技术】
[0002]随着社会经济的发展，交通安全问题越来越重要。随着网络技术、通讯技术以及电子控制技术的不断发展和进步，汽车的安全被细分为主动安全和被动安全两种。被动安全技术已经形成成熟的产品，如安全带、安全气囊、保险杠等，应用于事故发生后，最大限度地保全生命财产安全，减少损失；而主动安全技术则以防患于未然为目的，使汽车能够主动采取措施，避免事故的发生。比如装在车身各部位的防撞雷达、盲点探测器等设施，由计算机进行控制，在超车、倒车、换道、大雾、雨天等易发生危险的情况下随时以声、光形式向驾驶员提供汽车周围必要的信息，并可自动采取措施，防止事故发生。当前主要的汽车主动安全技术有:ABS (防抱死制动系统)[12，13] ,EBD (电子制动力分配系统)[13]、LDWS (车道偏离预警系统)[14]等。对于防追尾的情况，主要有前防碰撞预警系统(FCWS)、汽车碰撞预警系统(AWS)，在专利发明中也有相关的文献，比如专利文献200810094275.0公开了一种“汽车防撞控制方法及汽车防撞警示装置”，专利文献201210323188.4公开了一种“汽车主动防追尾控制系统及控制方法”等。
[0003]现有的防追尾控制装置所采用的测距方法有超声波测距(常用于在短距离测距，一般应用在汽车倒车防撞系统上)、激光测距(较昂贵)、摄像系统测距(较慢)、红外线测距(干扰较多)、雷达测距(汽车自动防撞器采用的的主流技术)。当前的防追尾控制装置存在以下缺陷:
[0004]预警算法中安全间距的计算仅和本车速度有关。在车间距以较大的速度缩小的情形，现有的算法的预警时间不足，增加了追尾的风险。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术因为噪声问题不能及时捕捉车辆相对速度突变的缺点，提供一种能快速捕捉到车间距速度的突变，实时获取车间距及其变化速度，并能够根据相对车速动态估计车辆行驶过程中的最佳安全车距的一种用于汽车防追尾装置的动态预警方法。
[0006]本发明提供的一种用于汽车防追尾装置的动态预警方法，包括如下步骤:
[0007]第一步，用车距传感器测量本车与相邻前车的车间距，获得带噪声的车间距信号;
[0008]第二步，对上一步得到的带噪声的车间距信号去除噪声，获得车间距；
[0009]第三步，计算车间距变化速度；利用相邻两次采样得到的车间距之差除以采样间隔计算；
[0010]第四步，用车速传感器测量本车即时速度，获得带噪声的本车即时速度信号；[0011]第五步，对上一步得到的带噪声的本车即时速度信号去除噪声，获得本车即时速度；
[0012]第六步，计算安全车间距=(本车即时速度X 60%+车间距变化速度X 40%) X紧急制动时间；紧急制动时间可根据车辆性能设置；
[0013]第七步，车间距小于等于安全车间距时，输出预警信号。
[0014]与现有技术相比，本发明的优点和效果:
[0015]本发明克服了现有技术因为噪声问题不能及时捕捉车辆相对速度突变现象的缺点，提供了一种能实时获取车间距及其变化速度，并能快速捕捉到车间距速度突变的方法。所设计的车距信号处理算法具有设计实现简单，滤波效果好的特点，并能够根据相对车速动态估计车辆行驶过程中的最佳安全车距，最大限度地减少追尾事故的发生。
【具体实施方式】
[0016]本算法所用到的传感器的采样周期统一设置为T (单位S)，采样时间序列计为{k I k=l, 2, 3...}。
[0017]I)去除噪声算法:
[0018]设u(k)表示滤波器输入信号，y(k)表示滤波器输出信号，其计算公式为:
[0019]y(k)=p*y(k-l) + (l_p)*u(k),其中 P 为可调参数。
[0020]本发明给出了 P的自适应调节算法:p=0.1+0.4*e_e
[0021]其中β = α * (I y (k~l) -u (k_l) +...+y (k_N) _u (k_N) ) / (u (k_l) +...+u (k_N) |)，N 为误差灵敏度参数，N取值为正整数，N越大，灵敏度越低，N越小，灵敏度越高，可根据传感器采样周期的大小进行调节，采样周期大时可取较小的N，反之则取较大的N。α为微调参数，参数取值范围为正实数，默认值为0.1。
[0022]2)车间距信号滤波
[0023]记带噪声的车间距信号为s (k)，将s (k)作为I)中滤波器的输入，得到滤波后的车间距x(k)。
[0024]3)计算车间距变化速度
[0025]设V (k)表示本车与前车的车间距变化速度，其计算公式为:
[0026]V(k) = (X(k)-X(k-l))/TdfV(k)作为I)中滤波器的输入，得到滤波后的车间距变化速度 v_fi ltered (k)。
[0027]4)本车即时速度信号滤波
[0028]设车速传感器获得本车带噪声的本车即时速度信号为Vtl (k)，将VtlGO作为I)中滤波器的输入，得到滤波后的本车即时速度V(l_filtered(k)。
[0029]5)安全车距的计算
[0030]安全车距为d (k)，d (k)计算公式为:
[0031]d(k) = (v0_filtered(k)*0.6+v_filtered(k)*0.4)*h,其中 h 表不紧急制动时间，可根据车辆性能设置。
[0032]6)预警条件
[0033]设预警条件变量为y (k)，y (k)的计算公式为:y (k) = (x (k) >d (k))
[0034]上式表示:当车距大于安全车距，y(k)取值为1，如果不满足则y(k)取值为O。 [0035] 所设计的预警条件为:y (k) =0时触发警报装置。
【权利要求】
1.一种用于汽车防追尾装置的动态预警方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一步，用车距传感器测量本车与相邻前车的车间距，获得带噪声的车间距信号； 第二步，对上一步得到的带噪声的车间距信号去除噪声，获得车间距； 第三步，计算车间距变化速度； 第四步，用车速传感器测量本车即时速度，获得带噪声的本车即时速度信号； 第五步，对上一步得到的带噪声的本车即时速度信号去除噪声，获得本车即时速度；第六步，计算安全车间距=(本车即时速度X60%+车间距变化速度X40%) X紧急制动时间； 第七步，车间距小于等于安全车间距时，输出预警信号。
2.如权利要求1所述的一种用于汽车防追尾装置的动态预警方法，其特征在于，所述车间距变化速度是用相邻两次采样得到的车间距之差除以采样间隔计算。
【文档编号】B60Q9/00GK103818313SQ201410078347
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2014年3月5日
【发明者】李雷, 冯红迎萍, 贾新春, 池小波, 张大伟 申请人:山西大学