车辆制动控制方法与流程

本发明涉及自动驾驶领域，尤其涉及一种车辆制动控制方法。

背景技术

随着经济的发展以及人工智能技术的崛起，自动驾驶汽车也越来越受市场的关注。自动驾驶汽车指的是依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。市场预测自动驾驶汽车的普及可以实现降低交通事故发生率、降低交通拥堵程度、降低投入交通基础设施的成本、以及减少对环境的污染等效果。

但目前，自动驾驶领域的相关技术还并不成熟，使得自动驾驶车无法在实际道路中行驶。尤其是车辆在自动驾驶模式下，如何在最大程度保证安全的前提下实现车辆控制车辆紧急制动，成为当前自动驾驶领域继续解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种车辆制动控制方法，当无人驾驶车辆周围存在具有较大碰撞风险的碰撞目标，且该碰撞目标的出现使得车辆在常规制动模式下无法满足避让目标的需求时，无人驾驶车辆能够及时、安全的采取紧急制动措施，以避免碰撞或者降低碰撞伤害。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种车辆制动控制方法，包括：

车辆中的车辆控制单元获取预设行车轨迹信息，用以所述车辆根据所述预设行驶轨迹控制车辆行驶；

所述车辆控制单元通过所述车辆中的感知单元获取实际道路环境信息；

对所述实际道路环境信息进行解析，确定实际道路环境中是否存在碰撞目标；

当所述实际道路环境中存在所述碰撞目标时，根据所述实际道路环境信息确定碰撞目标与车辆的距离；

根据所述车辆行驶速度和车辆制动系统性能参数计算得到预计制动距离；所述车辆制动系统性能参数包括常规制动输出参数；

对比所述碰撞目标与车辆的距离和所述预计制动距离；

当所述预计制动距离大于或等于所述碰撞目标与车辆的距离时，所述车辆控制单元生成并输出紧急制动指令，用以所述车辆控制单元根据所述紧急制动指令控制所述车辆工作；所述紧急制动指令包括紧急制动输出参数；所述紧急制动输出参数大于所述常规制动输出参数；

并且，所述车辆控制单元生成并输出紧急制动报警信息。

优选的，所述预设行车轨迹信息包括预设行车路线信息和预设车辆行驶速度，用以所述车辆根据所述预设行车路线信息和所述预设车辆行驶速度控制车辆行驶。

优选的，所述感知单元所述感知单元包括视觉获取模块、毫米波雷达模块、激光雷达模块和定位模块。

优选的，所述车辆制动系统性能参数还包括：车辆执行器延时参数和制动系统加压时间。

优选的，在所述车辆控制单元生成并输出紧急制动指令之前，所述方法还包括：

所述车辆控制单元根据所述碰撞目标与车辆的距离和所述车辆行驶速度确定预计碰撞时间；

确定所述预计碰撞时间是否小于预设时间；

当所述预计碰撞时间小于所述预设时间时，所述车辆控制单元生成并输出紧急制动指令。

优选的，在所述车辆控制单元生成并输出紧急制动指令之后，所述方法还包括：

所述车辆控制单元接收用户通过踩踏所述车辆中的制动踏板生成的制动控制信号；所述制动控制信号包括人为制动输出参数；

对比所述人为制动输出参数和所述紧急制动输出参数，确定所述人为制动输出参数和所述紧急制动输出参数中最大的制动输出参数；

根据所述最大的制动输出参数生成紧急制动指令，并输出。

进一步优选的，在所述车辆控制单元接收用户通过踩踏所述车辆中的制动踏板生成的制动控制信号之前，所述方法还包括：

所述车辆控制单元生成紧急制动的预警信息，并输出。

进一步优选的，当所述预计制动距离大于所述碰撞目标与车辆的距离，且所述预计碰撞时间小于所述预设时间时，所述方法还包括：

所述车辆控制单元生成方向锁死指令，并输出。

优选的，所述紧急制动输出参数中的减速度值大于第一预设紧急制动减速度值，且所述紧急制动输出参数中的平均减速度值在第二预设紧急制动减速度阈值范围内。

优选的，所述车辆控制单元生成并输出紧急制动报警信息具体为：

所述车辆控制单元生成紧急制动报警信息，并将所述紧急制动报警信息发送至用户终端和服务器；所述紧急制动制动报警信息包括：当前车辆位置信息、当前车辆模式信息和所述实际道路环境信息。

本发明实施例提供的车辆制动控制方法，当无人驾驶车辆周围存在具有较大碰撞风险的碰撞目标，且该碰撞目标的出现使得车辆在常规制动模式下无法满足避让目标的需求时，无人驾驶车辆能够及时、安全的采取紧急制动措施，以避免碰撞或者降低碰撞伤害

附图说明

图1为本发明实施例提供的车辆制动控制方法的流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例提供的车辆制动控制方法，实现于无人驾驶车辆中，用于无人驾驶车辆在特出情况中采取紧急制动处理以保证行车安全，其方法流程图如图1所示，包括如下步骤：

步骤110，车辆控制单元获取预设行车轨迹信息；

具体的，无人驾驶车辆中包括车辆控制单元和感知单元。其中，车辆控制单元可以理解为用于控制车辆行驶的控制模块。感知单元可以理解为对车辆周围环境进行感知的模块。感知单元包括定位模块、视觉获取模块、毫米波雷达模块和激光雷达模块。定位模块用于通过全球定位系统获取车辆当前的位置。视觉获取模块用于对车辆周围360°的环境状况进行图像采集。毫米波雷达模块和激光雷达模块用于对车辆车身的附近物体进行探测。

预设行车轨迹信息包括预设行车路线信息和预设车辆行驶速度。预设行车路线信息可以理解为预先得到的、用于执行本次行车任务的行车路线。行车路线信息也可以是用户输入的，也可以是车辆控制单元根据行车任务信息和地图信息生成的。行车任务信息可以理解为本次行车任务的相关信息。行车任务信息包括行车时间要求、起始地点、中途停车地点和终点地点。地图信息可以理解为一个电子地图。地图信息中包括道路信息。道路信息可以理解为包括行车道标识和限速标识的信息。

预设车辆行驶速度可以是根据行车任务信息得到的，也可以是用户输入的。

步骤120，根据预设行车路线信息和预设车辆行驶速度执行行车任务；

具体的，无人驾驶车辆按照预设行车路线信息和预设车辆行驶速度行驶。在无人驾驶车辆根据预设行车路线信息执行行车任务的过程中，车辆控制单元会通过感知单元中的各个模块实时获取实际道路环境信息。实际道路环境信息反映了当前车辆行驶环境情况。

步骤130，对实际道路环境信息进行解析，确定实际道路环境中是否存在碰撞目标；

具体的，实际道路环境信息包括车辆环境图像数据、毫米波雷达数据和激光雷达数据。其中，激光雷达数据由多个激光点数据构成。车辆控制单元综合解析车辆环境图像数据、毫米波雷达数据和激光雷达数据，确定实际道路环境中是否存在碰撞目标。碰撞目标可以理解为在无人驾驶车辆所行驶的预设行车路线上的、存在碰撞风险、需要对其进行避让的运动物体。

当车辆环境图像数据、毫米波雷达数据和激光雷达数据所代表的实际道路环境中具有与无人驾驶车辆的距离小于预设距离的目标，且该目标位于预设行车路线信息所代表的路线中，则车辆控制单元确定实际道路环境中存在碰撞目标，则执行下述步骤140。相反，当车辆环境图像数据、毫米波雷达数据和激光雷达数据所代表的实际道路环境中不具有与无人驾驶车辆的距离小于预设距离的目标，或该目标位于预设行车路线信息所代表的路线中，则车辆控制单元确定实际道路环境中不存在碰撞目标，则返回执行步骤120，也就是车辆控制单控制车辆继续根据预设行车路线信息和预设车辆行驶速度执行行车任务。

在一个具体的例子中，车辆控制单元会通过感知单元中的各个模块实时获取实际道路环境信息，并确定实际道路环境信息中是否存在碰撞目标的具体方法如下：

视觉获取模块主要以视觉图像的形式对目标进行探测，也就是说，视觉获取模块可以以视觉图像的形式识别到包括目标的形象、轮廓以及目标与无人驾驶车辆之间的距离的车辆环境图像数据。

毫米波雷达模块是通过向外发射雷达波段的方式的对目标进行探测的。毫米波雷达传感器的探测范围相对于激光雷达模块的探测范围更大，可以达到200米，并且毫米波雷达传感器对目标运动速度的识别精准度很高，误差度小于0.3m/s。也就是说，车辆控制单元对毫米波雷达数据进行解析后，可以得到包括目标速度和目标与无人驾驶车辆之间的距离的毫米波雷达数据。

激光雷达模块是通过向外发射激光束的方式对目标进行探测的。激光雷达模块向目标发射多组激光束,激光束打到目标后形成激光点，并反射回目标回波，将目标回波与发射信号进行比较和处理，即可识别到包括目标的轮廓、运动状态以及目标与无人驾驶车辆之间的距离的激光雷达数据。

进一步具体的，车辆控制单元可以根据激光雷达模块识别到的目标的运动状态，得到的用于确定目标类型的数据具体为：车辆控制单元解析多个帧数的多个激光点数据，确定多个激光点数据的位置在预设帧数内是否呈线性变化。当多个激光点数据的位置在预设帧数内呈线性变化时，说明目标时运动的，因此可以确定目标类型为动态目标类型。当多个激光点数据的位置在预设帧数内不呈线性变化，而是呈聚集状态时，说明目标时静止的，因此可以确定目标类型为静态目标类型。

车辆控制单元根据车辆环境图像数据、毫米波雷达数据和激光雷达数据中的数据的置信度高低，对车辆环境图像数据、毫米波雷达数据和激光雷达数据中的数据进行综合分析，用置信度较低的数据匹配置信度较高的数据，根据匹配结果确定目标与车辆的距离，并根据定位模块获取的无人驾驶车辆当前的位置，根据目标与无人驾驶车辆之间的距离和无人驾驶车辆当前的位置得到目标位置。

车辆控制单元根据车辆环境图像数据、毫米波雷达数据和激光雷达数据中的数据的置信度高低可以是用户自行设置的。一般，车辆环境图像数据的置信度最高。

当目标与无人驾驶车辆之间的距离小于预设距离，且目标位置与预设行车路线信息相符，则可以确定该目标为碰撞目标，也就是确定实际道路环境中存在碰撞目标。

步骤140，根据实际道路环境信息确定碰撞目标与车辆的距离；

具体的，当实际道路环境中存在碰撞目标时，上述步骤中已监测目标位置即为碰撞目标位置，目标与无人驾驶车辆之间的距离即为碰撞目标与车辆的距离。

步骤150，计算预计制动距离；

具体的，首先，车辆控制单元通过车辆中的轮速计获取当前车辆行驶速度，并获取车辆制动系统性能参数。车辆制动系统性能参数反映了无人驾驶车辆在数据常规制动控制时的一些性能参数。车辆制动系统性能参数包括常规制动输出参数、车辆执行器延时参数和制动系统加压时间。其中，常规制动输出参数可以理解为在常规制动控制下可输出的最大减速度；车辆执行器延时参数可以理解为车辆控制单元在输出制动控制指令后，输出制动的各个执行器所需的执行时间；制动系统加压时间可以理解为车辆中的制动控制系统在执行制动控制指令时所需的加压时间。

然后，车辆控制单元根据当前车辆行驶速度和车辆制动系统性能参数计算预计制动距离。预计制动距离可以理解为无人驾驶车辆以当前的行驶速度和常规制动性能，将速度降为零所消耗的最短距离。

步骤160，对比碰撞目标与车辆的距离和预计制动距离，确定预计制动距离是否大于或等于碰撞目标与车辆的距离；

具体的，当预计制动距离大于或等于碰撞目标与车辆的距离时，说明以当前车速和常规制动方式，无人驾驶车辆无法在碰撞目标前刹住车，也就是说以当前车速按照常规制动方式无法满足避让碰撞目标的需求，则执行下述步骤170。而当预计制动距离小于碰撞目标与车辆的距离时，说明以当前车速和常规制动方式，无人驾驶车辆可以在碰撞目标前刹住车，以避免无人驾驶车辆与碰撞目标发生碰撞，则执行下述步骤171。

步骤170，车辆控制单元生成并输出紧急制动指令；

具体的，当预计制动距离大于或等于碰撞目标与车辆的距离时，说明以当前车速按照常规制动方式无法满足避让碰撞目标的需求，因此无人驾驶车辆应采取紧急制动的方式，而非常规制动的方式避让碰撞目标。紧急制动指令中的紧急制动输出参数大于常规制动输出参数，也就是说，无人驾驶车辆在根据紧急制动指令进行紧急制动时所能输出的减速度比常规制动时所能输出的减速度大，因此无人驾驶车辆在紧急制动时可以在更短的距离和时间内驻车，从而最大限度的避免与碰撞目标发生碰撞。

并且，在车辆控制单元生成并输出紧急制动指令之后，车辆控制单元还可以接收用户通过踩踏车辆中的制动踏板生成的制动控制信号。制动控制信号包括人为制动输出参数。当车辆控制单元既接收到制动控制信号也生成了紧急制动指令时，需要对比制动控制信号中的人为制动输出参数和紧急制动指令中的紧急制动输出参数，确定人为制动输出参数和紧急制动输出参数中最大的制动输出参数，并根据最大的制动输出参数生成紧急制动指令，并输出。也就是说，当车辆控制单元既自动生成了紧急制动指令，又接收到了用户踩踏制动踏板的制动控制信号时，车辆控制单元以这两种中可以输出最大的制动的指令或信号为优先，输出紧急制动。

为保证紧急制动效果，紧急制动输出参数中的减速度值大于3.92m/s²的第一预设紧急制动减速度值，且紧急制动输出参数中的平均减速度值在4.9至5.88m/s²的第二预设紧急制动减速度阈值范围内。

在一些优选的例子中，在车辆控制单元生成并输出紧急制动指令之前，车辆控制单元先根据碰撞目标与车辆的距离和车辆行驶速度确定预计碰撞时间，并确定预计碰撞时间是否小于预设时间。当预计碰撞时间小于于预设时间时，车辆控制单元才会生成并输出紧急制动指令。其中，预计碰撞时间可以理解为以无人驾驶车辆当前的行驶速度和碰撞目标与无人驾驶车辆之间的距离，无人驾驶车预计与碰撞目标发生碰撞的时间。当预计碰撞时间小于3秒的预设时间时，车辆控制单元才会生成并输出紧急制动指令。也就是说，无人驾驶车辆的紧急制动不得早于预计碰撞时间等于3秒前触发。

在一些优选的例子中，当预计制动距离大于或等于碰撞目标与车辆的距离时，也就是在车辆控制单元确定即将执行紧急制动时，车辆控制单元会生成紧急制动的预警信息，并输出，预告车内用户车辆即将执行紧急制动。

在另一些优选的例子中，当预计制动距离大于碰撞目标与车辆的距离，且预计碰撞时间小于预设时间时，车辆控制单元生成方向锁死指令，并输出，用以车辆在紧急制动时保持方向盘当前位置。

步骤180，车辆控制单元生成并输出紧急制动报警信息；

具体的，在车辆进行了紧急制动之后，车辆控制单元根据当前车辆位置信息、当前车辆模式信息和当前实际道路环境信息生成并输出紧急制动报警信息至用户终端和服务器，用以通过用户终端和服务器向用户提示报警信息。

步骤171，车辆控制单元生成并输出常规制动指令；

具体的，当预计制动距离小于碰撞目标与车辆的距离时，说明以当前车速按照常规制动方式可以满足避让碰撞目标的需求，则车辆控制单元根据碰撞目标与车辆的距离和当前车辆行驶速度生成常规制动指令，用以车辆在一个合理的减速度下驻车。

本发明实施例提供的一种车辆制动控制方法，当无人驾驶车辆周围存在具有较大碰撞风险的碰撞目标，且该碰撞目标的出现使得车辆在常规制动模式下无法满足避让目标的需求时，无人驾驶车辆能够及时、安全的采取紧急制动措施，以避免碰撞或者降低碰撞伤害。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom动力系统控制方法、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。