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智能网联汽车智能决策与车辆控制,车道偏离预警,保持辅助系统

2021-08-12 11:046260

车道偏离预警系统是一种通过获取环境信息,对潜在车道偏离的自主性进行智能决策辅助提醒驾驶员,进行预警的系统。

获取环境信息:通过智能网联汽车环境感知技术获取路面车道信息,如视觉传感器、激光雷达。

自主性转向灯开启,车道偏离为自主性变道操作;转向灯不开启,车道偏离为无意识的车道偏移,如疲劳驾驶;

智能决策:通过智能决策算法对获取的信息进行判断,依据当前行驶状态给出实时分级指令

预警提示:根据智能决策的指令,实时完成车辆预警,如图标警示信号,警示声音。


——车道偏离预警系统的应用

车道偏离系统的应用可以很好地处理疲劳驾驶导致的无意识睡眠的情况,避免事故的发生。

长时间开车、单调的车辆外部环境容易引起驾驶员的疲劳驾驶,人在疲劳的状态下,会导致无意识睡眠,进而发生事故。

无意识睡眠实验:简单来说就是在连续播放的图片中插入数字1的图片,要求实验者说出看到数字一的次数。次数不正确说明无意识睡眠现象的发生。


——车道偏离预警系统的信息感知

车道偏离预警系统通过合适的感知技术,获取地面车道信息、车辆行驶轨迹,信息处理后传输给智能决策系统进行下一步操作;

合适的感知技术:需要提取和处理的信息包括:地面车道信息,车辆行驶轨迹两个方面。

1】基于高精度地图定位的车道信息获取与处理:卫星定位、电子地图匹配;

2】基于视觉传感器的车道信息获取与处理:图片获取、图片预处理、车道识别、车道中心线计算;



Lane Keeping Assist车道保持辅助系统,是一种系统,通过主动检测车辆行驶轨迹与车道轨迹的偏移量,并针对偏移量进行智能车辆控制。

环境感知信息:与车道偏离预警系统一致,需要采集车道信息、车辆行驶速度信息、车辆偏转角度信息;

智能决策算法:通过算法,对车道中线、车辆预计行驶轨迹线进行计算提取,并根据拟合的偏差程度,形成车辆控制指令。

车辆智能控制:根据指令,对车辆进行速度、偏转角进行修正。

车道保持系统是在车道偏离预警系统的基础上发展而来,其差异在于智能决策系统的指令存在差异。

车道预警系统:智能决策指令是控制车辆激活预警图示、预警声音,不对车辆的行驶状态进行干预。

车道保持系统:智能决策指令是控制车辆电动助力转向系统,对车辆行驶状态进行修正。

——车道保持辅助系统的算法:枫语者

车道保持系统的本质是控制车辆进行微量转向,修正车辆行驶轨迹;

1】通过车轮转向的方式,进行车辆行驶轨迹的调整;

2】通过制动的方式,进行车辆行驶轨迹的调整,类似于车辆甩尾、漂移的原理,通过车轮制动力的不同,实现轨迹修正。

3】通过转矩分配的方式,进行车辆轨迹的调整,就像人体的旋转,通过左右脚蹬踏地面的力量的不同,实现空中转体。



——前碰预警系统的定义:

前碰预警系统是一种通过获取环境信息,对行驶前方的潜在碰撞风险进行智能决策辅助提醒驾驶员,进行碰撞预警的系统。

获取环境信息障碍物信息,如视觉传感器、毫米波雷达、激光雷达。

障碍物信息:本车与前方障碍物的相对距离、相对速度等空间方位信息;

智能决策:通过智能决策算法对获取的信息实时分级指令

车辆控制:根据智能决策的指令,实时完成车辆分级控制,如警示信号,警示声音、碰撞准备、辅助刹车等。


——前碰预警系统的应用

前碰预警系统的应用可以很好地处理安全车距不足的情况,避免追尾事故的发生。

1】一级预警:有一定的安全车距,系统通过图示、声音的方式警示驾驶员,提醒驾驶员控制车距;

2】二级预警:刹车距离减小,安全车距缩小,系统通过图示、声音的方式警示驾驶员,提醒驾驶员进行刹车操作;

3】三级预警:刹车力不足,系统干预,辅助驾驶员进行车辆控制,收紧安全带,减轻伤害;

——前碰预警系统的环境信息感知

前碰预警系统通过合适的环境感知技术,获取前方障碍物的信息

合适的环境感知技术:前碰预警系统的使用需要兼容低速、高速行驶工况,因此需要探测的距离在200以上,因此适合的环境感知技术就是:视觉传感器、毫米波雷达、激光雷达。

前方障碍物信息识别:前方障碍物识别需要识别障碍物的相对位置、相对速度、障碍物尺寸等。

1】前碰预警系统不需要获取障碍物信息,因此单独使用视觉传感器、毫米波雷达、激光雷达均可满足系统要求;

2】车辆搭载ADAS辅助驾驶功能,控制车辆进行紧急避障时,毫米波雷达需要配合视觉传感器进行障碍物尺寸信息收集;

——前碰预警系统的智能决策

智能网联汽车前碰预警系统的目的是为了通过对驾驶员进行实时的、及时的预警提示,辅助驾驶员进行车速、车距的安全控制。

智能决策系统的设计目的要求其具备以下特点:

1】及时性要求:实时性要求智能决策系统的电子算法延时率达到毫秒级(~100ms);

100ms@120km/s车辆移动3米;100ms@40km/s车辆移动1米;

2】宁杀错,不放过,在算法精度不足的时候,需要放大安全余量,提前提醒驾驶员进行车辆控制;


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