江苏大学汪鹏获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏大学申请的专利一种智能汽车转向与制动协同避撞控制系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114889589B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210750503.5,技术领域涉及:B60W30/09;该发明授权一种智能汽车转向与制动协同避撞控制系统及方法是由汪鹏;耿国庆;杨梁;许辉;李中;张佳;李春;徐亦航;刘威;章国栋;徐兴;王旭;沈炯;王秋炅;左公政;龚晓庆;梅旭设计研发完成,并于2022-06-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种智能汽车转向与制动协同避撞控制系统及方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种智能汽车转向与制动协同避撞控制系统及方法,包括感知层、决策层和执行层,决策层包括变道轨迹规划模块、期望最大侧向加速度输出模块、协同避撞期望制动减速度输出模块、协同避撞临界安全距离计算模块和避撞策略决策模块。基于自车与周边车辆实时状态信息及当前道路信息,初步规划自车匀速变道轨迹,再决策输出期望最大侧向加速度和协同避撞期望制动减速度,完成协同避撞轨迹规划;根据所规划的避撞轨迹和行车信息计算协同避撞临界安全距离;综合当前自车与障碍物间纵向距离和临界安全距离大小关系以及相邻车道交通条件完成避撞决策,最后完成相应操作。本发明综合考虑多个安全因素的影响,保证车辆行驶的安全性和乘坐舒适性。
本发明授权一种智能汽车转向与制动协同避撞控制系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种智能汽车转向与制动协同避撞控制方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤S1,获取车辆实时状态信息及当前道路信息,以自车质心为参考点建立坐标系,基于五次多项式初步规划自车匀速变道轨迹; 步骤S2,基于自车匀速变道轨迹得到侧向加速度关于时间表达式ayt,对侧向加速度表达式ayt求极值并令其绝对值|ay-max|作为最大侧向加速度阈值; 步骤S3,基于BP神经网络构建仿优秀驾驶员理想最大侧向加速度模型,通过仿优秀驾驶员理想最大侧向加速度模型计算当前工况下乘坐最为舒适的理想最大侧向加速度并输出其绝对值|a′y-max|;训练仿优秀驾驶员理想最大侧向加速度模型的方法为: 1对神经网络进行初始化; 2确定隐含层和输出层各节点的输出,其中,隐含层各节点的输出为: 上式中,Hj代表第j个隐含层的输出结果,xi代表第i个输入层的输入值,ωij代表从第i个输入层节点到第j个隐含层节点的权重,aj为输入层到隐含层的偏置,n为输入层节点数,gx为激励函数; 输出层各节点的输出为: 上式中,Ok代表第k个输出层的输出结果,ωjk代表从第j个隐含层节点到第k个输出层节点的权重,bk为隐含层到输出层的偏置,l为隐含层节点数; 3对输出结果进行误差计算,其中误差E的计算公式为: 上式中,Yk代表第k个输出层的期望输出值,m为输出层节点数; 4根据流程1至3中所计算的结果,对各权重和偏置进行更新; 5根据新的权重和偏置,重复步骤2、3、4,直到误差小于设定的误差阈值,即认为算法收敛,完成对仿优秀驾驶员理想最大侧向加速度模型的训练; 所述对权重进行更新的计算公式为: 所述对偏置进行更新的计算公式为: 上式中,η为学习效率; 步骤S4,基于理想最大侧向加速度的绝对值|a′y-max|和最大侧向加速度阈值|ay-max|,通过比较后输出当前路况换道避撞时的期望最大侧向加速度ay-max-fine: 当|a′y-max|≤|ay-max|时,令ay-max-fine=a′y-max;当|a′y-max|>|ay-max|时,令ay-max-fine=ay-max; 步骤S5,考虑当前道路路面附着系数μ0,以及车辆在紧急避撞过程中纵横向耦合力所需满足的轮胎摩擦圆约束条件: 结合期望最大侧向加速度ay-max-fine,计算输出协同避撞理想制动减速度a′x,其中,g为重力加速度; 步骤S6,通过引入能够反映行车状况危险程度的车辆碰撞时距TTC-1,再结合行车信息及车辆所处危险等级临界指标,由下式计算输出协同避撞制动减速度阈值ax-max: 上式中,vm为自车初始车速,vn为障碍物速度,S0自车与障碍物间纵向距离,0.8作为车辆处于危险等级TTC-1临界指标; 步骤S7,基于理想制动减速度a′x和制动减速度阈值ax-max,通过比较后输出当前路况协同避撞时的期望制动减速度ax-fine:当|a′x|≤|ax-max|时,令ax-fine=a′x;当|a′x|>|ax-max|,令ax-fine=ax-max; 步骤S8,基于协同避撞期望制动减速度ax-fine,完成协同避撞轨迹规划,表示为: 上式中,x′t、y′t分别为t时刻自车坐标,vm为自车初始速度,t′m为协同避撞完成时间,Xt′m为对应完成协同避撞时自车质心的纵向位移; 步骤S9,根据已规划的协同避撞轨迹,考虑自车平稳且有效完成避撞,对协同避撞过程中的临界碰撞场景进行分析,并计算得到协同避撞临界安全距离D协同; 步骤S10,基于协同避撞临界安全距离D协同,比较实时采集的自车与障碍物间纵向距离S0和协同避撞临界安全距离D协同两者间大小关系: 若S0<D协同,碰撞无法避免,控制车辆尽全力制动减轻碰撞伤害; 若S0≥D协同,进一步判断相邻车道条件是否允许,判断方法为: 当相邻车道无车通过或相邻车道前方干扰车车速v邻与自车初始速度vm满足大小关系:v邻≥vm,则认为相邻车道条件允许,控制车辆完成转向与制动协同避撞操作;否则,进一步计算t′m时间内的距离值D邻: 上式中,X邻t′m为对应t′m时间内相邻车道前方干扰车所行驶的纵向位移,S邻为自车与相邻车道前方干扰车纵向距离,Δd0为安全间距余量; 通过比较距离值D邻与自车质心纵向位移Xt′m两者间大小关系:若D邻≥Xt′m,则相邻车道交通条件允许,控制车辆完成转向与制动协同避撞操作;反之则判定碰撞无法避免,控制车辆尽全力制动减轻碰撞伤害。
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