一种车辆限速安全控制方法及装置与流程

本发明涉及车辆辅助驾驶技术领域，更具体地说，涉及一种车辆限速安全控制方法及装置。

背景技术：

在交通事故统计中，因超速行驶造成的交通事故和人员伤亡人数在所有的交通事故类型中占很大比例。

现有的智能限速系统主要是基于前方摄像机拍摄到的图像来识别道路限速标识，并且当本车的速度与限制车速之间的速度差值超过预定值时，根据速度超过量来输出扭矩值，从而按照此扭矩值控制车辆执行机构进行驱动。

但是，智能限速系统一旦出现硬件或者软件设备失效的情况，车辆不能及时进入安全状态。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种车辆限速安全控制方法及装置，以解决智能限速系统一旦出现硬件或者软件设备失效的情况，车辆不能及时进入安全状态的问题。技术方案如下：

一种车辆限速安全控制方法，应用于控制器，包括：

当检测到车辆外部输入信号处于有效状态并且满足预先设置的车速限制条件时，根据摄像头信号、导航信号以及智能限速系统的限制车速值计算实际车速限制值；

根据所述实际车速限制值、当前车速值、所述车辆外部输入信号中的制动信号、加速踏板信号以及所述智能限速系统按照所述限制车速值输出的扭矩值，计算实际扭矩输出值；

将所述实际扭矩输出值发送至车辆执行机构，以控制所述车辆执行机构按照所述实际扭矩输出值进行驱动。

优选的，所述根据摄像头信号、导航信号以及智能限速系统的限制车速值计算实际车速限制值，包括：

按照预设限制车速计算规则对摄像头信号和导航信号进行处理，计算得到限制车速对比值；

计算所述限制车速对比值与智能限速系统的限制车速值之间的第一误差值；

判断所述第一误差值是否处于第一误差允许范围内；

若是，将所述智能限速系统的限制车速值确定为实际车速限制值。

优选的，所述按照预设限制车速计算规则对摄像头信号和导航信号进行处理，计算得到限制车速对比值，包括：

判断摄像头信号是否处于有效状态；

当所述摄像头信号处于有效状态时，解析所述摄像头信号得到摄像头限速值，并判断导航信号是否处于有效状态；

当所述导航信号处于有效状态时，解析所述导航信号得到导航限速值，并根据所述导航限速值、所述摄像头限速值计算限制车速对比值；

当所述导航信号不处于有效状态时，将所述摄像头限速值确定为限制车速对比值；

当所述摄像头信号不处于有效状态时，判断所述导航信号是否处于有效状态；

当所述导航信号处于有效状态时，解析所述导航信号得到导航限速值，并将所述导航限速值确定为限制车速对比值。

优选的，所述根据所述实际车速限制值、当前车速值、所述车辆外部输入信号中的制动信号、加速踏板信号以及所述智能限速系统按照所述限制车速值输出的扭矩值，计算实际扭矩输出值，包括：

按照预设扭矩计算规则对所述实际车速限制值、当前车速值、所述车辆外部输入信号中的制动信号和加速踏板信号进行处理，计算得到扭矩输出对比值；

计算所述扭矩输出对比值和所述智能限速系统按照所述限制车速值输出的扭矩值之间的第二误差值；

判断所述第二误差值是否处于第二误差允许范围内；

若是，将所述智能限速系统按照所述限制车速值输出的扭矩值确定为实际扭矩输出值。

优选的，所述按照预设扭矩计算规则对所述实际车速限制值、当前车速值、所述车辆外部输入信号中的制动信号和加速踏板信号进行处理，计算得到扭矩输出对比值，包括：

判断所述车辆外部输入信号中的制动信号是否处于有效状态；

当所述制动信号处于有效状态时，解析所述制动信号得到制动深度值，并判断所述车辆外部输入信号中的加速踏板信号是否处于有效状态；

当所述加速踏板信号处于有效状态时，解析所述加速踏板信号得到加速踏板深度值，并判断所述制动深度值是否大于零；

当所述制动深度值大于零时，根据当前车速值和所述加速踏板深度值确定扭矩输出对比值；

当所述制动深度值等于零时，判断当前车速值是否小于所述车速限制值；

当所述当前车速值小于所述车速限制值时，根据所述当前车速值和所述加速踏板深度值确定扭矩输出对比值；

当所述当前车速值不小于所述车速限制值时，判断所述加速踏板深度值是否小于加速踏板深度阈值；

当所述加速踏板深度值小于所述加速踏板深度阈值时，将扭矩输出对比值确定为零；

当所述加速踏板深度值不小于所述加速踏板深度阈值时，根据当前车速值和所述加速踏板深度值确定扭矩输出对比值。

优选的，还包括：

当检测到车辆外部输入信号不处于有效状态，或者车辆外部输入信号处于有效状态但是不满足预先设置的车速限制条件时，禁止智能限速系统激活。

优选的，还包括：

实时监测所述控制器的硬件状态，并且当监测到所述控制器的硬件处于异常状态时，对所述控制器的工作进程进行暂停操作，并禁止所述智能限速系统激活。

优选的，还包括：

对所述控制器执行所述车辆限速安全控制方法的工作流程进行自检，并且当检测到所述控制器的工作流程处于异常状态时，对所述控制器的工作进程进行暂停操作，并禁止所述智能限速系统激活。

一种车辆限速安全控制装置，包括：第一计算模块、第二计算模块和控制模块；

所述第一计算模块，用于当检测到车辆外部输入信号处于有效状态并且满足预先设置的车速限制条件时，根据摄像头信号、导航信号以及智能限速系统的限制车速值计算实际车速限制值；

所述第二计算模块，用于根据所述实际车速限制值、当前车速值、所述车辆外部输入信号中的制动信号、加速踏板信号以及所述智能限速系统按照所述限制车速值输出的扭矩值，计算实际扭矩输出值；

所述控制模块，用于将所述实际扭矩输出值发送至车辆执行机构，以控制所述车辆执行机构按照所述实际扭矩输出值进行驱动。

优选的，还包括：禁止激活模块；

所述禁止激活模块，用于当检测到车辆外部输入信号不处于有效状态，或者车辆外部输入信号处于有效状态但是不满足预先设置的车速限制条件时，禁止智能限速系统激活。

相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

以上本发明提供的车辆限速安全控制方法及装置，该方法通过对车辆外部输入信号进行检测，以避免车辆自身存在故障时驾驶员误开启车速限制，并在检测通过时结合智能限速系统计算得到的限制车速值计算实际车速限制值；进一步，结合智能限速系统按照所述限制车速值输出的扭矩值计算实际扭矩输出值，最后将实际扭矩输出值发送至车辆执行机构，以控制车辆执行机构按照实际扭矩输出值进行驱动。

基于本发明公开的方法，通过实时监测智能限速系统的限制车速值以及输出的扭矩值，结合车辆外部输入信号、摄像头信号、导航信号以及当前车速值对车辆执行机构所驱动的实际扭矩输出值进行安全控制，从而避免智能限速系统一旦出现硬件或者软件设备失效的情况，车辆不能及时进入安全状态的问题，提高了驾驶安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车辆限速安全控制方法的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的车辆限速安全控制方法的部分方法流程图；

图3为本发明实施例提供的车辆限速安全控制方法的又一部分方法流程图；

图4为本发明实施例提供的车辆限速安全控制方法的再一部分方法流程图；

图5为本发明实施例提供的车辆限速安全控制方法的再一部分方法流程图；

图6为本发明实施例提供的车辆限速安全控制装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的车辆限速安全控制装置的又一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开一种车辆限速安全控制方法，该方法应用于控制器，方法流程图如图1所示，包括如下步骤：

s10，当检测到车辆外部输入信号处于有效状态并且满足预先设置的车速限制条件时，根据摄像头信号、导航信号以及智能限速系统的限制车速值计算实际车速限制值；

在执行步骤s10的过程中，车辆外部输入信号包括但不局限于用户输入设备发送的用于表征开启车速限制的按键信号、加速踏板位置传感器发送的加速踏板信号、制动开关传感器发送的制动信号、网络信号等，其中，用户输入设备可为方向盘按键、也可为中控触摸屏，当然，还可为手机端或者pc端，具体可根据实际需要具体设置，本实施例不做任何限定。

当上述信号均处于有效状态也就是相应硬件设备不存在故障时，进一步判断车辆外部输入信号是否满足预先设置的车速限制条件，例如，预先设置的车速限制条件为按键存在点击事件、加速踏板深度值为正、制动开关为一路开、一路闭，网络运行正常时，才进一步计算车速限制值。

在计算车速限制值的过程中，根据摄像头采集的车辆所在路段的限速路标内容，导航所获取的车辆所在路段的限速信息，按照预先设置的限制车速计算规则对摄像头信号以及导航信号进行相应处理，从而得到车速限制值。

在具体实现过程中，步骤s10中“根据摄像头信号、导航信号以及智能限速系统的限制车速值计算实际车速限制值”可以具体采用以下步骤，方法流程图如图2所示：

s101，按照预设限制车速计算规则对摄像头信号和导航信号进行处理，计算得到限制车速对比值；

在执行步骤s101的过程中，通过对摄像头信号和导航信号进行处理，分别判断摄像头信号和导航信号是否处于有效状态，并根据判断结果相应确定限制车速对比值；

在具体实现过程中，步骤s101“按照预设限制车速计算规则对摄像头信号和导航信号进行处理，计算得到限制车速对比值”可以具体采用以下步骤，方法流程图如图3所示：

s1001，判断摄像头信号是否处于有效状态；当摄像头信号处于有效状态时，则执行步骤s1002；当摄像头信号不处于有效状态时，则执行步骤s1005；

在执行步骤s1001的过程中，根据摄像头信号的运行状态对摄像头进行故障判断，若摄像头信号处于有效状态，则表示摄像头运行正常，反之，则表示摄像头出现故障。

s1002，解析摄像头信号得到摄像头限速值，并判断导航信号是否处于有效状态；当导航信号处于有效状态时，则执行步骤s1003；当导航信号不处于有效状态时，则执行步骤s1004；

在执行步骤s1002的过程中，摄像头采集车辆所在路段的限速路标内容，例如限速牌上的限速内容，导航则获取车辆所在路段的限速信息，在摄像头运行正常的情况下，解析摄像头信号得到摄像头限速值，也就是限速路标内容中的限速值，并对导航进行故障判断，若导航信号处于有效状态，则表示导航运行正常，反之，则表示导航出现故障。

s1003，解析导航信号得到导航限速值，并根据导航限速值、摄像头限速值计算限制车速对比值；

在执行步骤s1003的过程中，解析导航信号则获取导航信息中所包含的限速值，进一步，可采用如下公式(1)计算限制车速对比值：

v＝a*a+b*b(1)

其中，v为限制车速对比值，a为导航限速值，a为导航限速值对应的权重值，b为摄像头限速值，b为摄像头限速值对应的权重值，并且a+b＝1。

s1004，将摄像头限速值确定为限制车速对比值；

s1005，判断导航信号是否处于有效状态；当导航信号处于有效状态时，则执行步骤s1006；

s1006，解析导航信号得到导航限速值，并将导航限速值确定为限制车速对比值。

s102，计算限制车速对比值与智能限速系统的限制车速值之间的第一误差值；

在执行步骤s102的过程中，可采用如下公式(2)计算第一误差值：

其中，υ为第一误差值，w为智能限速系统的限制车速值，c为标定值。

s103，判断第一误差值是否处于第一误差允许范围内；若是，则执行步骤s104；

s104，将智能限速系统的限制车速值确定为实际车速限制值。

需要说明的是，当摄像头信号和导航信号都不处于有效状态时，则禁止激活智能限速系统，同时，还可生成用于表征禁止激活智能限速系统的提示信息。

还需要说明的是，若第一误差值不处于第一误差允许范围内，则不执行任何操作。

s20，根据实际车速限制值、当前车速值、车辆外部输入信号中的制动信号、加速踏板信号以及智能限速系统按照限制车速值输出的扭矩值，计算实际扭矩输出值；

在具体实现过程中，步骤s20“根据实际车速限制值、当前车速值、车辆外部输入信号中的制动信号、加速踏板信号以及智能限速系统按照限制车速值输出的扭矩值，计算实际扭矩输出值”可以具体采用以下步骤，方法流程图如图4所示：

s201，按照预设扭矩计算规则对实际车速限制值、当前车速值、车辆外部输入信号中的制动信号和加速踏板信号进行处理，计算得到扭矩输出对比值；

在具体实现过程中，步骤s201“按照预设扭矩计算规则对实际车速限制值、当前车速值、车辆外部输入信号中的制动信号和加速踏板信号进行处理，计算得到扭矩输出对比值”可以具体采用以下步骤，方法流程图如图5所示：

s1007，判断车辆外部输入信号中的制动信号是否处于有效状态；当制动信号处于有效状态时，若是，则执行步骤s1008；

s1008，解析制动信号得到制动深度值，并判断车辆外部输入信号中的加速踏板信号是否处于有效状态；当加速踏板信号处于有效状态时，则执行步骤s1009；

s1009，解析加速踏板信号得到加速踏板深度值，并判断制动深度值是否大于零；当制动深度值大于零时，则执行步骤s1010；当制动深度值等于零时，则执行步骤s1011；

s1010，根据当前车速值和加速踏板深度值确定扭矩输出对比值；

在执行步骤s1010的过程中，可从预先设置的包含有当前车速、加速踏板深度和对比输出扭矩之间映射关系的第一map映射表中获取当前车速值和加速踏板深度值对应的扭矩输出对比值。

s1011，判断当前车速值是否小于车速限制值；当当前车速值小于车速限制值时，则执行步骤s1012；当当前车速值不小于车速限制值时，则执行步骤s1013；

s1012，根据当前车速值和加速踏板深度值确定扭矩输出对比值；

在执行步骤s1012的过程中，可从预先设置的包含有当前车速、加速踏板深度和对比输出扭矩之间映射关系的第二map映射表中获取当前车速值和加速踏板深度值对应的扭矩输出对比值。

s1013，判断加速踏板深度值是否小于加速踏板深度阈值；当加速踏板深度值小于加速踏板深度阈值时，则执行步骤s1014；当加速踏板深度值不小于加速踏板深度阈值时，则执行步骤s1015；

s1014，将扭矩输出对比值确定为零；

s1015，根据当前车速值和加速踏板深度值确定扭矩输出对比值；

在执行步骤s1015的过程中，可从预先设置的当前车速、加速踏板深度和对比输出扭矩之间映射关系的第三map映射表中获取当前车速值和加速踏板深度值对应的扭矩输出对比值。

需要说明的是，当制动信号不处于有效状态时，则不执行任何操作。

还需要说明的是，当加速踏板信号不处于有效状态时，则不执行任何操作。

s202，计算扭矩输出对比值和智能限速系统按照限制车速值输出的扭矩值之间的第二误差值；

s203，判断第二误差值是否处于第二误差允许范围内；若是，则执行步骤s204；

在执行步骤s203的过程中，可采用如下公式(3)计算第二误差值：

其中，υ′为第二误差值，x为扭矩输出对比值，y为智能限速系统按照限制车速值输出的扭矩值，d标定值。

s204，将智能限速系统按照限制车速值输出的扭矩值确定为实际扭矩输出值。

需要说明的是，若第二误差值不处于第二误差允许范围内，则不执行任何操作。

s30，将实际扭矩输出值发送至车辆执行机构，以控制车辆执行机构按照实际扭矩输出值进行驱动；

在执行步骤s30的过程中，车辆执行机构包括但不局限于电机控制器、发的机控制系统、制动系统等，还可为控制扭矩输出的装置，例如喷油嘴、节气门或者igbt等。

需要说明的是，本发明实施例公开的车辆限速安全控制方法，还可包括：当检测到车辆外部输入信号不处于有效状态，或者车辆外部输入信号处于有效状态但是不满足预先设置的车速限制条件时，禁止激活智能限速系统。

还需要说明的是，本发明实施例公开的车辆限速安全控制方法，还可包括：实时监测控制器的硬件状态，并且当监测到控制器的硬件处于异常状态时，对控制器的工作进程进行暂停操作，并禁止激活智能限速系统。本发明实施例中的控制器可为正常控制器，还可为其他控制器，例如，发动机控制器ems、滑动控制器hcu或者网关gw；

还需要说明的是，本发明实施例公开的车辆限速安全控制方法，还可包括：对控制器执行车辆限速安全控制方法的工作流程进行自检，并且当检测到控制器的工作流程处于异常状态时，对控制器的工作进程进行暂停操作，并禁止激活智能限速系统。

当然，在上述禁止激活智能限速系统的同时，为及时提醒驾驶员，优选的，还可生成用于表征禁止智能限速系统的提示信息；提示装置接收该提示信息可以以预设形式进行提示禁止激活车速限制功能；例如提示装置可以是提示灯，提示灯闪烁、点亮或变换显示颜色都可以表示禁止激活智能限速系统。

还需要说明的是，实际车速限制值、实际扭矩输出值、提示信息等均可通过显示设置进行显示，以提示用户，其中，显示设备包括但不局限于中控屏、手机屏幕、抬头显示屏等，可根据实际需要具体设置，本实施例步骤任何限定。

需要说明的是，以上步骤s1001～步骤s1006仅仅是本申请实施例公开的步骤s101“按照预设限制车速计算规则对摄像头信号和导航信号进行处理，计算得到限制车速对比值”过程的一种优选的实现方式，还可先对导航信号进行处理，再对摄像头信号进行处理，当然，还可同时对导航信号和摄像头信号进行处理，有关此过程的具体实现方式可根据自己的需求任意设置，例如，还可为预先设置的包含有摄像头限速值、导航限速值以及限制车速对比值之间映射关系的map映射表，在此不做限定。

以上步骤s101～步骤s104仅仅是本申请实施例公开的步骤s10中“根据摄像头信号、导航信号以及智能限速系统的限制车速值计算实际车速限制值”过程的一种优选的实现方式，有关此过程的具体实现方式可根据自己的需求任意设置，在此不做限定。

以上步骤s1007～步骤s1015仅仅是本申请实施例公开的步骤s201“按照预设扭矩计算规则对实际车速限制值、当前车速值、车辆外部输入信号中的制动信号和加速踏板信号进行处理，计算得到扭矩输出对比值”过程的一种优选的实现方式，有关此过程的具体实现方式可根据自己的需求任意设置，例如，还可为预先设置的包含有实际车速限制车速、车速值、制动深度值、加速踏板深度值与对比扭矩输出值之间映射关系的map映射表，在此不做限定。

以上步骤s201～步骤s204仅仅是本申请实施例公开的步骤s20“根据实际车速限制值、当前车速值、车辆外部输入信号中的制动信号、加速踏板信号以及智能限速系统按照限制车速值输出的扭矩值，计算实际扭矩输出值”过程的一种优选的实现方式，有关此过程的具体实现方式可根据自己的需求任意设置，在此不做限定。

本发明实施例公开的车辆限速安全控制方法，通过实时监测智能限速系统的限制车速值以及输出的扭矩值，结合车辆外部输入信号、摄像头信号、导航信号以及当前车速值对车辆执行机构所驱动的实际扭矩输出值进行安全控制，从而避免智能限速系统一旦出现硬件或者软件设备失效的情况，车辆不能及时进入安全状态的问题，提高了驾驶安全性。

基于上述实施例提供的车辆限速安全控制方法，本发明实施例则对应提供一种执行上述车辆限速安全控制方法的装置，其结构示意图如图6所示，包括：第一计算模块10、第二计算模块20和控制模块30；

第一计算模块10，用于当检测到车辆外部输入信号处于有效状态并且满足预先设置的车速限制条件时，根据摄像头信号、导航信号以及智能限速系统的限制车速值计算实际车速限制值；

第二计算模块20，用于根据实际车速限制值、当前车速值、车辆外部输入信号中的制动信号、加速踏板信号以及智能限速系统按照限制车速值输出的扭矩值，计算实际扭矩输出值；

控制模块30，用于将实际扭矩输出值发送至车辆执行机构，以控制车辆执行机构按照实际扭矩输出值进行驱动。

优选的，如图7所示，本发明实施例所提供的车辆限速安全控制装置，还可包括：禁止激活模块40；

禁止激活模块40，用于当检测到车辆外部输入信号不处于有效状态，或者车辆外部输入信号处于有效状态但是不满足预先设置的车速限制条件时，禁止智能限速系统激活。

本发明实施例公开的车辆限速安全控制装置，通过实时监测智能限速系统的限制车速值以及输出的扭矩值，避免智能限速系统一旦出现硬件或者软件设备失效的情况，车辆不能及时进入安全状态的问题，提高了驾驶安全性。

以上对本发明所提供的一种车辆限速安全控制方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。