一種基于V2X感知融合技術的駕駛輔助方法、車輛、計算機以及存儲介質與流程
一種基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法、車輛、計算機以及存儲介質
技術領域
1.本發明涉及自動駕駛技術領域，具體涉及一種基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法、車輛、計算機以及存儲介質。
背景技術：
2.在智能網聯汽車領域，車、路、智慧城市網聯融合一體化是當前跨行業的發展趨勢，“智能”+“網聯”+“大數據”云平臺技術發展和成熟是實現”智能汽車+”的技術基礎和保障。
3.智能駕駛技術是智能網聯汽車的核心技術領域之一。其中，環境感知和控制決策是智能駕駛系統的核心技術瓶頸。當前在智能駕駛技術領域，系統環境感知能力遠不成熟，是技術瓶頸中的瓶頸，也是實現智能駕駛的關鍵制約因素。單車感知(車載傳感器)和車路協同(v2x)各有其局限性，兩者的組合才能實現智能感知技術的突破和飛躍，是智能駕駛目前最可行系統解決方案和技術路線和方向。也就是說，實現為汽車智能駕駛賦能的環境感知能力，需要通過車載傳感器和車路協同信息技術的融合，從而大大增強汽車的感知能力，最終達到大幅度增強汽車智能駕駛的功能、性能和安全可靠度。同時，車路協同應用普及后可以大大降低單車智能感知的成本。
4.開發基于車路協同的智能網聯汽車，實現智能駕駛技術，解決場景超級復雜多變的問題是一個漫長的道路和過程。盡管實現全自動駕駛是智能網聯汽車技術發展方向，但這是一個長遠目標，實現普遍的商業化應用還需要很長的路要走。市場需求是推動技術進步和落地的決定因素。最近行業開始形成共識，通過v2x技術，解決關鍵危險場景的行車安全、交通擁堵和提高交通效率等問題，是最重要的市場第一剛需，也是交通出行中安全行車的最大痛點問題，這是今后幾十年內需要逐步解決的問題。也就是說，解決關鍵危險場景的行車安全問題為當前最關鍵的目標，并促進技術的產業化落地。
5.adas是解決行車安全的典型系統駕駛員輔助系統，也是實現自動駕駛的技術基礎，最近正在迅速發展，并且市場巨大。然而，盡管adas系統產品在市場上應用已經多年，但其技術還遠不夠成熟，adas的功能和性能也是嚴重受制于系統的感知能力。尤其在一些特殊的危險場景下，adas無法實現有效避撞功能。通過v2x技術，車載系統與路側感知信息實現融合感知，可以突破系統在一些高風險場景中在感知和決策算法上的技術瓶頸，開發在功能得到拓展和和在性能上得到加強的adas+系統。本技術發明，目的是解決傳統adas系統技術無法解決的高危場景之一，即基于v2x感知融合技術的高級駕駛輔助系統(adas+)在前方車輛突然切入場景下的駕駛輔助控制決策技術。
6.安全行使是汽車用戶的第一剛性需求。在行使過程中，車輛碰撞是造成交通事故的主要因素，譬如車輛由匝道匯入主路時，需要駕駛員提前觀察主路路況狀態，提前做出預判，減速或停車避讓主路車輛，一旦駕駛員注意力不集中未能及時有效的預判碰撞風險，將導致車輛碰撞發生交通事故。
7.盡管現有技術試圖解決這一問題，如前車碰撞報警(fcw)和緊急制動輔助(aeb)等傳統輔助駕駛系統，但由于傳統輔助駕駛系統普遍采用攝像頭或毫米波等傳感器，受傳感器探測角度、探測范圍等物理因素以及現有目標行為預測算法的限制，系統只能在有限范圍內發現目標車輛，風險的預判能力大打折扣。
8.總之，實現智能駕駛，核心技術瓶頸很多，其中環境感知技術和車輛控制策略是核心的核心，也是智能駕駛系統落地的制約因素。
技術實現要素：
9.本發明所要解決的技術問題是：提供一種降低匝道并入風險的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法、車輛、計算機以及存儲介質。
10.為了解決上述技術問題，本發明采用的第一種技術方案為：
11.一種基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法，包括
12.步驟一、主車進入匝道并道場景后并判斷主道最右側是否存在目標車輛，若否則記為事件a并正常行使，若是則判斷主車是否先到達碰撞點，若是則判斷主車進入主道后是否滿足ttc大于第一預設值且thw大于第一設定閾值，若是則記為事件c并正常駕駛，若否則執行步驟二；若主車未能先到達碰撞點則預測主車進入主道后是否滿足ttc大于第一預設值且thw大于第二設定閾值；若是則記為事件b并正常駕駛，若否則執行步驟二；
13.步驟二、判斷安全線與主車的距離是否小于緊急制動的第三設定閾值，若是則緊急制動并執行步驟三，若否則判斷安全線與主車的距離是否小于溫和制動的第四設定閾值，若是則溫和制動并執行步驟三，若否則判斷安全線與主車的距離是否小于預警的第五設定閾值，若否則正常行使，若是則進行預警并執行步驟三；
14.步驟三、當事件a、事件b、事件c至少滿足的一個時，系統退出警報或制動，若主車已經停止，則提醒駕駛員及時駛入主道；
15.所述ttc為主車與目標車輛發生碰撞的時間，若主車先到達碰撞點，則ttc的計算公式為：
[0016][0017]
若主車未能先到達碰撞點，則ttc的計算公式為：
[0018][0019]
thw為車頭時距，計算公式為：
[0020][0021]
其中，v
sv
為主車的行駛車速；v
t
為目標車輛的行駛速度；a
sv
為主車的加速度；a
t
為目標車輛的加速度；dr為車輛進入主道后與目標車輛之間的距離。
[0022]
進一步的，所述第三設定閾值d
stop
的計算公式為：
[0023][0024]
其中，t
rbr
制動系統響應時間。
[0025]
進一步的，所述第四設定閾值d
stop
的計算公式為：
[0026][0027]
其中，t
svd
為駕駛員反應時間。
[0028]
進一步的，所述判斷主車是否先到達碰撞點進一步包括
[0029]
先判斷目標車輛達到目標點的的時間t1，計算公式為
[0030][0031]
其中，d
t
為目標車輛到碰撞點的距離；
[0032]
判斷主車達到目標點的的時間t2，計算公式為
[0033][0034]
其中，ds為主車到碰撞點的距離；
[0035]
若t1大于等于t2，則主車先到達碰撞點，否則目標車輛先到達碰撞點。
[0036]
進一步的，所述第一設定閾值為4.4。
[0037]
進一步的，所述第二設定閾值為1.2s。
[0038]
進一步的，若目標車輛有多個，則每個目標車輛都進行判斷。
[0039]
為了解決上述技術問題，本發明采用的第二種技術方案為：
[0040]
一種車輛，包括控制器，所述控制器執行上述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法。
[0041]
為了解決上述技術問題，本發明采用的第三種技術方案為：
[0042]
一種計算機，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現上述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法。
[0043]
為了解決上述技術問題，本發明采用的第四種技術方案為：
[0044]
一種存儲介質，所述存儲介質計算機可讀并存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如上述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法。
[0045]
本發明的有益效果在于：通過本技術輔助方法，在車輛由匝道匯入主路時，通過主車自身的預判代替駕駛員提前觀察主路路況狀態而提前做出預判，能夠減速或停車避讓主路的目標車輛，也能夠發出警告，避免了一旦駕駛員注意力不集中未能及時有效的預判碰撞風險，將導致車輛碰撞發生交通事故。
附圖說明
[0046]
圖1為本發明具體實施方式的一種基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法的應用
場景圖；
[0047]
圖2為本發明具體實施方式的一種基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法的應用時各個參與主體的系統圖；
[0048]
圖3為本發明具體實施方式的一種基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法的主車的邏輯控制圖(圖中&&為且的意思，圖中tbd為to be determined待定的意思，即對應的第一預設值和第二預設值)。
具體實施方式
[0049]
為詳細說明本發明的技術內容、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖予以說明。
[0050]
請參照圖1至圖3，一種基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法，包括
[0051]
步驟一、主車進入匝道并道場景后并判斷主道最右側是否存在目標車輛，若否則記為事件a并正常行使，若是則判斷主車是否先到達碰撞點，若是則判斷主車進入主道后是否滿足ttc大于第一預設值且thw大于第一設定閾值，若是則記為事件c并正常駕駛，若否則執行步驟二；若主車未能先到達碰撞點則預測主車進入主道后是否滿足ttc大于第一預設值且thw大于第二設定閾值；若是則記為事件b并正常駕駛，若否則執行步驟二；
[0052]
步驟二、判斷安全線與主車的距離是否小于緊急制動的第三設定閾值，若是則緊急制動并執行步驟三，若否則判斷安全線與主車的距離是否小于溫和制動的第四設定閾值，若是則溫和制動并執行步驟三，若否則判斷安全線與主車的距離是否小于預警的第五設定閾值，若否則正常行使，若是則進行預警并執行步驟三；
[0053]
步驟三、當事件a、事件b、事件c至少滿足的一個時，系統退出警報或制動，若主車已經停止，則提醒駕駛員及時駛入主道；
[0054]
所述ttc為主車與目標車輛發生碰撞的時間，若主車先到達碰撞點，則ttc的計算公式為：
[0055][0056]
若主車未能先到達碰撞點，則ttc的計算公式為：
[0057][0058]
thw為車頭時距，計算公式為：
[0059][0060]
其中，v
sv
為主車的行駛車速；v
t
為目標車輛的行駛速度；a
sv
為主車的加速度；a
t
為目標車輛的加速度；dr為車輛進入主道后與目標車輛之間的距離。
[0061]
從上述描述可知，通過本技術輔助方法，在車輛由匝道匯入主路時，通過主車自身的預判代替駕駛員提前觀察主路路況狀態而提前做出預判，能夠減速或停車避讓主路的目標車輛，也能夠發出警告，避免了一旦駕駛員注意力不集中未能及時有效的預判碰撞風險，將導致車輛碰撞發生交通事故。
[0062]
進一步的，所述第三設定閾值d
stop
的計算公式為：
[0063][0064]
其中，t
rbr
制動系統響應時間。
[0065]
進一步的，所述第四設定閾值d
stop
的計算公式為：
[0066][0067]
其中，t
svd
為駕駛員反應時間。
[0068]
進一步的，所述判斷主車是否先到達碰撞點進一步包括
[0069]
先判斷目標車輛達到目標點的的時間t1，計算公式為
[0070][0071]
其中，d
t
為目標車輛到碰撞點的距離；
[0072]
判斷主車達到目標點的的時間t2，計算公式為
[0073][0074]
其中，ds為主車到碰撞點的距離；
[0075]
若t1大于等于t2，則主車先到達碰撞點，否則目標車輛先到達碰撞點。
[0076]
進一步的，所述第一設定閾值為4.4。
[0077]
進一步的，所述第二設定閾值為1.2s。
[0078]
進一步的，若目標車輛有多個，則每個目標車輛都進行判斷。
[0079]
一種車輛，包括控制器，所述控制器執行上述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法。
[0080]
一種計算機，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現如上述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法。
[0081]
一種存儲介質，所述存儲介質計算機可讀并存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如上述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法。
[0082]
實施例一
[0083]
一種基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法，
[0084]
使用場景參照圖1；
[0085]
各個參與主體的系統圖參照圖2；
[0086]
主車的邏輯控制圖參照圖3，
[0087]
為方便解釋說明匝道并道場景的態勢評估及決策判斷邏輯，定義相關參數如下：
[0088]
主道最右側車輛(以下統稱目標車輛)行駛速度為v
t
；
[0089]
本車sv行駛方向與目標車輛行駛方向交匯點為碰撞點o；
[0090]
目標車輛到碰撞點o的距離d
t
；
[0091]
目標車輛加速度為a
t
；
[0092]
主車行駛車速為v
sv
；
[0093]
主車與安全線(主道最右側車道的右側車道線與匝道的交線)的距離為d
p
；
[0094]
主車加速度為a
sv
；
[0095]
主車到碰撞點o的距離ds；
[0096]
主車駕駛員反應時間為t
svd
，主車制動系統響應時間為t
rbr
。
[0097]
①
根據v2i信息、v2v信息、自車攝像頭信息、前向毫米波雷達信息、側向角雷達信息的融合感知結果判斷該場景附近主道最右側車道內是否存在目標車輛的flag。若無目標車輛，主車可正常并入主道，否則，做進一步風險邏輯判斷。
[0098]
②
若主道右側車道存在目標車輛，根據目標車輛和主車的運動關系及位置關系進一步判斷主車在并道中和并道后是否存在發生碰撞的風險。為此，先判斷目標車輛和主車到達碰撞點o的先后時間關系。目標車到點o的時間t1的計算公式如下：
[0099][0100]
自車到點o的時間t2的計算公式如下：
[0101][0102]
若t1≥t2，說明主車先到達碰撞點，否則目標車先到達碰撞點。若主車先到達碰撞點，待主車進入主道后，目標車作為后車對主車有無碰撞風險視二者的相對運動關系及相對位置關系而定，但由于目標車速和本車車速大小邏輯關系未知，故使用ttc和thw(車頭時距)聯合預測主車在不減速的情況下，進入主道后對目標車干擾的程度:
[0103][0104][0105]
其中，dr為車輛進入主道后與目標車輛之間的距離，若該值為正說明到達點o后，主車在目標車之前，否則，主車則位于目標車之后。其計算公式如下：
[0106]dr
＝d
t-t2*v
t
????????????????????
(3.5)
[0107]
當ttc大于設定閾值(默認為4.4)且thw大于設定閾值(默認為1.2s)時，認為二者無碰撞風險，主車可正常并入主道，反之則存在碰撞風險。
[0108]
若t1《t2時，說明目標車先到達碰撞點。考慮傳感器延遲誤差、測量誤差、計算誤差等影響，對于目標車先到達碰撞點的情況，不能完全保證二者無碰撞風險，所以必須確保主車進入主道時，目標車已駛過一定距離。同樣，使用ttc、thw兩個參數共同表征二者存在碰撞風險的級別：
[0109][0110][0111]
當ttc大于設定閾值時(默認為4.4)且thw大于設定閾值(默認為1.2s)，認為二者
無碰撞風險，主車可正常并入主道，反之則存在碰撞風險。
[0112]
③
當主車和目標車存在碰撞風險時，根據碰撞風險的程度控制車輛減速的程度。所以根據主車距離安全線的距離判斷發生碰撞的風險等級狀態。
[0113]
a)系統首先會判斷車輛是否處于非常緊急的狀態，若通過人為干預已不能避免碰撞，則需要系統自動介入，通過強力緊急剎車來避免碰撞或減輕碰撞。設定系統緊急制動觸發閾值，當車輛距安全線的距離d
p
小于緊急制動觸發閾值時，第一時間啟動緊急制動。緊急制動閾值就算公式如下:
[0114][0115]
b)其次，系統會判斷車輛是否處于相對緊急的狀態，這時系統會通過緩剎車進行提醒，期待駕駛員主動接管車輛。當車輛距安全線的距離d
p
小于溫和制動觸發閾值時，啟動溫和制動。溫和制動閾值的計算公式同緊急制動，區別在于a
sv
的取值大小，具體取值同斑馬線場景保持一致。
[0116]
c)在該階段最后，系統會判斷車輛是否處于潛在風險狀態，這時系統以聲音和視覺提醒為主。當車輛距安全線的距離d
p
小于預警觸發閾值時，啟動預警功能。預警閾值的計算公式如下：
[0117][0118]
④
當a(目標車不存在)、b(主車后到碰撞點且已與目標車保持一定安全距離)、c(主車先到碰撞點且與目標車保持一定安全距離)事件至少有一個滿足時，系統退出報警或制動。若車輛已處于剎停狀態，通過儀表或聲音提醒駕駛員及時駛入主車道。
[0119]
另外，當存在多輛目標車時，每個目標車都要進行安全判斷，各目標安全風險需同時考慮，當有至少一個目標存在碰撞風險時，都要進行安全風險等級的判斷并執行相應的策略，或緊急制動，或溫和制動，或聲光提醒。
[0120]
以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
技術特征：
1.一種基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法，其特征在于，包括步驟一、主車進入匝道并道場景后并判斷主道最右側是否存在目標車輛，若否則記為事件a并正常行使，若是則判斷主車是否先到達碰撞點，若是則判斷主車進入主道后是否滿足ttc大于第一預設值且thw大于第一設定閾值，若是則記為事件c并正常駕駛，若否則執行步驟二；若主車未能先到達碰撞點則預測主車進入主道后是否滿足ttc大于第一預設值且thw大于第二設定閾值；若是則記為事件b并正常駕駛，若否則執行步驟二；步驟二、判斷安全線與主車的距離是否小于緊急制動的第三設定閾值，若是則緊急制動并執行步驟三，若否則判斷安全線與主車的距離是否小于溫和制動的第四設定閾值，若是則溫和制動并執行步驟三，若否則判斷安全線與主車的距離是否小于預警的第五設定閾值，若否則正常行使，若是則進行預警并執行步驟三；步驟三、當事件a、事件b、事件c至少滿足的一個時，系統退出警報或制動，若主車已經停止，則提醒駕駛員及時駛入主道；所述ttc為主車與目標車輛發生碰撞的時間，若主車先到達碰撞點，則ttc的計算公式為：若主車未能先到達碰撞點，則ttc的計算公式為：thw為車頭時距，計算公式為：其中，v
sv
為主車的行駛車速；v
t
為目標車輛的行駛速度；a
sv
為主車的加速度；a
t
為目標車輛的加速度；d
r
為車輛進入主道后與目標車輛之間的距離。2.根據權利要求1所述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法，其特征在于，所述第三設定閾值d
stop
的計算公式為：其中，t
rbr
制動系統響應時間。3.根據權利要求1所述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法，其特征在于，所述第四設定閾值d
stop
的計算公式為：其中，t
svd
為駕駛員反應時間。4.根據權利要求1所述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法，其特征在于，所述判斷主車是否先到達碰撞點進一步包括
先判斷目標車輛達到目標點的的時間t1，計算公式為其中，d
t
為目標車輛到碰撞點的距離；判斷主車達到目標點的的時間t2，計算公式為其中，d
s
為主車到碰撞點的距離；若t1大于等于t2，則主車先到達碰撞點，否則目標車輛先到達碰撞點。5.根據權利要求1所述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法，其特征在于，所述第一設定閾值為4.4。6.根據權利要求1所述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法，其特征在于，所述第二設定閾值為1.2s。7.根據權利要求1所述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法，其特征在于，若目標車輛有多個，則每個目標車輛都進行判斷。8.一種車輛，其特征在于，包括控制器，所述控制器執行權利要求1-7任意一項所述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法。9.一種計算機，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現如權利要求1-7任一項所述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法。10.一種存儲介質，所述存儲介質計算機可讀并存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-7任一項所述的基于v2x感知融合技術的駕駛輔助方法。
技術總結
本發明涉及自動駕駛技術領域，具體涉及一種基于V2X感知融合技術的駕駛輔助方法、車輛、計算機以及存儲介質；本發明通過本申請輔助方法，在車輛由匝道匯入主路時，通過主車自身的預判代替駕駛員提前觀察主路路況狀態而提前做出預判，能夠減速或停車避讓主路的目標車輛，也能夠發出警告，避免了一旦駕駛員注意力不集中未能及時有效的預判碰撞風險，將導致車輛碰撞發生交通事故。輛碰撞發生交通事故。輛碰撞發生交通事故。
