一种针对VRU的紧急车道保持辅助方法与流程

本发明涉及汽车安全控制技术领域，具体地指一种针对vru的紧急车道保持辅助方法。

背景技术：

紧急车道保持辅助系统(elka)通过环境感知传感器(前雷达/前摄像头)探测相邻车道及自车道的目标信息，如果系统判断自车偏离自车道，与相邻车道目标存在碰撞风险，系统会进行自动紧急转向帮助驾驶员回到自车道避免碰撞。目前elka仅能针对相邻车道的车辆进行紧急车道保持辅助，并不针对弱势道路使用者(vru)进行自动紧急转向，车辆偏离车道存在碰撞或者刮擦非机动车道vru的风险。目前自动制动系统(aeb)可以针对vru进行自动紧急制动，但是aeb由于最大速度降的限制，可能不会完全刹停，又由于aeb制动需要很高的可信度和重合度，存在有碰撞风险但aeb不会制动的情况，aeb制动还存在自车被追尾的风险，因此针对相邻车道的vru碰撞场景，目前并没有很好的控制方法。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种针对vru的紧急车道保持辅助方法。

本发明的技术方案为：一种针对vru的紧急车道保持辅助方法，其特征在于：判断自车有偏离自车道趋势后，采集自车周围的vru目标信息和车道线信息，根据自车周围的vru目标信息和车道线信息判断自车当前情况是否符合紧急自车纠偏的启动条件，如符合启动条件，根据自车偏离轨迹判断自车与目标vru是否可能发生碰撞，若可能出现碰撞，获取避免自车与目标vru发生碰撞的自车纠偏轨迹，并判断自车纠偏轨迹是否符合设定要求，若符合设定要求则按照自车纠偏轨迹进行纠偏；所述目标vru为处于自车设定区域内的vru。

进一步的所述判断自车有偏离自车道趋势的方法包括：自车航向指向车道线，且自车车轮的轮胎边缘在设定时间内将压住车道线内边缘设定宽度，即判断自车有偏离自车道的趋势。

进一步的所述紧急自车纠偏的启动条件包括：自车车速处于设定车速范围内、采集的目标信息中有vru处于设定区域内、自车道双侧车道线清晰且车道线曲率半径大于设定半径。

进一步的所述根据自车偏离轨迹判断自车与目标vru是否可能发生碰撞的方法包括：判断自车偏离轨迹是否与目标vru出现交叉，若出现交叉情况，证明自车可能与目标vru发生碰撞，否则则不会发生碰撞。

进一步的判断自车偏离轨迹是否与目标vru的运动轨迹出现交叉，若两条轨迹出现交叉情况，证明自车可能与目标vru发生碰撞，否则则不会发生碰撞。

进一步的所述判断自车纠偏轨迹是否符合设定要求的方法包括：判断按照自车纠偏轨迹进行纠偏的纠偏过程中是否符合第一纠偏设定要求以及纠偏后是否符合第二纠偏设定要求。

进一步的所述第一纠偏设定要求包括按照自车纠偏轨迹进行纠偏获取的横向加速度处于设定横向加速度范围内、且纠偏过程中自车与目标vru的最小距离不小于标定值。

进一步的所述第二纠偏设定要求包括自车纠偏轨迹与自车前方和侧方参照物不交叉。

进一步的所述自车纠偏的方法包括：控制汽车的电子助力转向系统对自车施加转向力矩，使自车按照需要的横向加速度转向纠偏。

进一步的若自车在偏离自车道的过程中触发了自车的自动制动系统，则不对自车进行自动纠偏。

本发明利用车载前雷达、前摄像头或者角雷达探测vru，仅需要在现有常见的elka系统基础上添加针对vru的算法逻辑，无硬件成本增量；充分考虑本车道、相邻车道的目标物运动状态，包括车辆、行人、自行车等道路使用者，优化原有elka系统只考虑相邻车道车辆的情况，增加了elka针对vru作用的场景；针对相邻车道vru场景，系统判断在自车无法通过aeb制动来避免碰撞时，系统向转向系统施加力矩，将车辆紧急拉回自车道内，从而有效的避免了自车和相邻车道vru的碰撞，保障了路边vru的行驶安全。

本发明的方法在传统的elka系统的基础上增加了针对vru的紧急车道辅助方法，避免车辆与自车道两侧的vru发生碰撞，且该方法充分考虑了其他车辆和各种vru存在的道路情况，极大程度提高了车辆行驶的安全性，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本发明的自车纠偏示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本实施例的辅助系统包括汽车前雷达、前摄像头、感知融合及规划决策模块、仪表hmi模块、转向系统控制模块、自车运动信息(自车速度、横向加速度、横摆角速度)。本实施例的前雷达、前摄像头感知的视角(fov)大于90°，前雷达、前摄像头用于探测本车道和相邻车道目标车辆运动状态(测得自车与目标的相对距离、相对车速、目标类型、目标相对车道线的位置、自车相对车道的位置、目标的运动轨迹)，感知融合及规划决策模块接收到雷达和摄像头的信号，根据自车运动信息，虚拟出自车运动轨迹和目标vru(本实施例的vru可以是行人、自行车或是电动车等道路使用者)的运动轨迹，持续跟踪目标vru的运动轨迹，判断自车轨迹是否和目标vru运动轨迹有交叉，如果有交叉风险且置信度很高，证明自车与目标vru有碰撞风险。

本实施例的辅助系统启动紧急车道保持辅助的条件包括：自车有偏离自车道趋势、自车车速处于设定车速范围内(即如图1中的自车车速v1处于设定车速范围内，设定车速范围通过标定获得，本实施例针对城市路况设置为40～80km/h)、采集的目标信息中有vru处于设定区域内、自车道双侧车道线清晰且车道线曲率半径大于500m。只有以上情况均出现时，本实施例的紧急车道保持辅助系统才会启动。自车有偏离自车道趋势的判断方法是：自车航向指向车道线，且自车车轮的轮胎边缘在设定时间(0.7s)内将压住车道线内边缘设定宽度(0.2m)，即判断自车有偏离自车道的趋势。

紧急车道保持辅助启动后，前雷达、前摄像头采集自车与正前方、左右车道vru的相对纵向距离(如图1中的h1)、相对横向距离、相对车速，以及自车相对车道线的位置和vru相对于车道线的位置，虚拟出自车偏离轨迹以(如图1中的带箭头虚线轨迹示意)及目标vru的运动轨迹(实际应用过程中，目标vru可以是静止的也可以是运动的)，将两条轨迹进行比对分析(静止的vru只要看是否与自车偏离轨迹重合即可)，若两条轨迹出现交叉，证明自车可能会与目标vru发生碰撞。

本实施例的vru只有处在设定区域内才会触发，本实施例的设定区域是指vru处于自车前方自车道的车道线内侧0.2m、外侧0.6m的区域，只有处于这一范围内的vru才会作为目标vru，如图1中的vru。

当可能出现碰撞时，为了避免发生碰撞，自车会根据当前的车速、自车与目标vru的纵向距离和横向距离参考经验值选取一个横向加速度(如图1中的a)，系统按照该横向加速度进行虚拟纠偏，得到一个虚拟的自车纠偏轨迹(如图1中的带箭头实线轨迹示意)，若选取的横向加速度处于设定横向加速度范围内和按照该横向加速度进行纠偏的自车纠偏轨迹中自车与目标vru的最小距离不小于标定值(如图1中的h2)，则证明自车当前情况符合第一纠偏设定要求。

本实施例的设定横向加速度范围是通过标定获得的，通过大量的标定试验，得到标定车辆在不同车速、不同标定车辆与试验vru纵向距离和横向距离的情况下进行纠偏时大部分驾驶员可接受的横向加速度，将这些标定获得的横向加速度范围存储在系统中，使用时直接调用即可。本实施例的标定值为0.4m(如图1中的h2，附图1为极限情况，即刚好自车与目标vru的最小距离等于标定值)，实际使用时可以根据车辆情况进行适应性设定。

实际运行时，系统可以选取小于设定横向加速度范围下限的横向加速度进行模拟自车纠偏轨迹，如果这一自车纠偏轨迹满足在纠偏过程中自车与目标vru的最小距离不小于标定值，则证明驾驶员可以自行进行纠偏，不用进行自动纠偏。当该横向加速度形成的自车纠偏轨迹不能满足在纠偏过程中自车与目标vru的最小距离不小于标定值这一要求时，逐步增加横向加速度，直至得到的横向加速度处于设定横向加速度范围内。

再根据前雷达、前摄像头采集的自车前方和左右两侧的参照物(所述参照物可以是自车前方和侧方运动或是静止物体)移动情况，判断自车和自车前方及左右两侧参照物是否可能发生碰撞，若自车纠偏轨迹不与自车前方及左右两侧参照物交叉，则证明自车的自车纠偏轨迹情况符合第二纠偏设定要求。

当自车符合第一纠偏设定要求和第二纠偏设定要求后，自车开始纠偏，控制汽车的电子助力转向系统对自车施加转向力矩，使自车按照需要的横向加速度转向纠偏，将车辆拉回自车道，从而避免碰撞，同时通过can通讯给hmi模块发送报警信息警示驾驶员。

具体控制流程按照以下步骤进行：

1、采集自车与正前方、左右车道vru的相对纵向距离、相对横向距离、相对车速，自车相对车道线的位置，vru相对于车道线的位置；

2、当自车偏离有自车道的趋势、自车车速大于设定车速、采集的目标信息中有vru处于设定区域内时，计算出自车偏离轨迹，若自车偏离轨迹与目标vru有交叉，证明有碰撞风险，否则无碰撞风险；

3、有碰撞风险时，获取避免碰撞需要的横向加速度，根据该横向加速度虚拟出对应该横向加速度的自车纠偏轨迹，若该横向加速度处于设定横向加速度范围内，且该横向加速度对应的自车纠偏轨迹中自车与目标vru的最小距离不小于标定值，满足第一纠偏设定要求；

4、若自车满足第一纠偏设定要求，自车在偏离过程中没有触发aeb且自车纠偏轨迹与自车前方和侧方的其他参照物不交叉，即满足第二纠偏设定要求，则系统开始控制eps施加转向力矩，将自车从偏离车道拉回自车车道，完成纠偏，并通过hmi通知驾驶员。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。