一种基于V2X感知融合技术的驾驶辅助方法、车辆、计算机以及存储介质与流程
一种基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法、车辆、计算机以及存储介质
技术领域
1.本发明涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法、车辆、计算机以及存储介质。
背景技术：
2.在智能网联汽车领域，车、路、智慧城市网联融合一体化是当前跨行业的发展趋势，“智能”+“网联”+“大数据”云平台技术发展和成熟是实现”智能汽车+”的技术基础和保障。
3.智能驾驶技术是智能网联汽车的核心技术领域之一。其中，环境感知和控制决策是智能驾驶系统的核心技术瓶颈。当前在智能驾驶技术领域，系统环境感知能力远不成熟，是技术瓶颈中的瓶颈，也是实现智能驾驶的关键制约因素。单车感知(车载传感器)和车路协同(v2x)各有其局限性，两者的组合才能实现智能感知技术的突破和飞跃，是智能驾驶目前最可行系统解决方案和技术路线和方向。也就是说，实现为汽车智能驾驶赋能的环境感知能力，需要通过车载传感器和车路协同信息技术的融合，从而大大增强汽车的感知能力，最终达到大幅度增强汽车智能驾驶的功能、性能和安全可靠度。同时，车路协同应用普及后可以大大降低单车智能感知的成本。
4.开发基于车路协同的智能网联汽车，实现智能驾驶技术，解决场景超级复杂多变的问题是一个漫长的道路和过程。尽管实现全自动驾驶是智能网联汽车技术发展方向，但这是一个长远目标，实现普遍的商业化应用还需要很长的路要走。市场需求是推动技术进步和落地的决定因素。最近行业开始形成共识，通过v2x技术，解决关键危险场景的行车安全、交通拥堵和提高交通效率等问题，是最重要的市场第一刚需，也是交通出行中安全行车的最大痛点问题，这是今后几十年内需要逐步解决的问题。也就是说，解决关键危险场景的行车安全问题为当前最关键的目标，并促进技术的产业化落地。
5.adas是解决行车安全的典型系统驾驶员辅助系统，也是实现自动驾驶的技术基础，最近正在迅速发展，并且市场巨大。然而，尽管adas系统产品在市场上应用已经多年，但其技术还远不够成熟，adas的功能和性能也是严重受制于系统的感知能力。尤其在一些特殊的危险场景下，adas无法实现有效避撞功能。通过v2x技术，车载系统与路侧感知信息实现融合感知，可以突破系统在一些高风险场景中在感知和决策算法上的技术瓶颈，开发在功能得到拓展和和在性能上得到加强的adas+系统。本技术发明，目的是解决传统adas系统技术无法解决的高危场景之一，即基于v2x感知融合技术的高级驾驶辅助系统(adas+)在前方车辆突然切入场景下的驾驶辅助控制决策技术。
6.安全行使是汽车用户的第一刚性需求。在行使过程中，车辆碰撞是造成交通事故的主要因素，譬如车辆由匝道汇入主路时，需要驾驶员提前观察主路路况状态，提前做出预判，减速或停车避让主路车辆，一旦驾驶员注意力不集中未能及时有效的预判碰撞风险，将导致车辆碰撞发生交通事故。
7.尽管现有技术试图解决这一问题，如前车碰撞报警(fcw)和紧急制动辅助(aeb)等传统辅助驾驶系统，但由于传统辅助驾驶系统普遍采用摄像头或毫米波等传感器，受传感器探测角度、探测范围等物理因素以及现有目标行为预测算法的限制，系统只能在有限范围内发现目标车辆，风险的预判能力大打折扣。
8.总之，实现智能驾驶，核心技术瓶颈很多，其中环境感知技术和车辆控制策略是核心的核心，也是智能驾驶系统落地的制约因素。
技术实现要素：
9.本发明所要解决的技术问题是：提供一种降低匝道并入风险的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法、车辆、计算机以及存储介质。
10.为了解决上述技术问题，本发明采用的第一种技术方案为：
11.一种基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法，包括
12.步骤一、主车进入匝道并道场景后并判断主道最右侧是否存在目标车辆，若否则记为事件a并正常行使，若是则判断主车是否先到达碰撞点，若是则判断主车进入主道后是否满足ttc大于第一预设值且thw大于第一设定阈值，若是则记为事件c并正常驾驶，若否则执行步骤二；若主车未能先到达碰撞点则预测主车进入主道后是否满足ttc大于第一预设值且thw大于第二设定阈值；若是则记为事件b并正常驾驶，若否则执行步骤二；
13.步骤二、判断安全线与主车的距离是否小于紧急制动的第三设定阈值，若是则紧急制动并执行步骤三，若否则判断安全线与主车的距离是否小于温和制动的第四设定阈值，若是则温和制动并执行步骤三，若否则判断安全线与主车的距离是否小于预警的第五设定阈值，若否则正常行使，若是则进行预警并执行步骤三；
14.步骤三、当事件a、事件b、事件c至少满足的一个时，系统退出警报或制动，若主车已经停止，则提醒驾驶员及时驶入主道；
15.所述ttc为主车与目标车辆发生碰撞的时间，若主车先到达碰撞点，则ttc的计算公式为：
[0016][0017]
若主车未能先到达碰撞点，则ttc的计算公式为：
[0018][0019]
thw为车头时距，计算公式为：
[0020][0021]
其中，v
sv
为主车的行驶车速；v
t
为目标车辆的行驶速度；a
sv
为主车的加速度；a
t
为目标车辆的加速度；dr为车辆进入主道后与目标车辆之间的距离。
[0022]
进一步的，所述第三设定阈值d
stop
的计算公式为：
[0023][0024]
其中，t
rbr
制动系统响应时间。
[0025]
进一步的，所述第四设定阈值d
stop
的计算公式为：
[0026][0027]
其中，t
svd
为驾驶员反应时间。
[0028]
进一步的，所述判断主车是否先到达碰撞点进一步包括
[0029]
先判断目标车辆达到目标点的的时间t1，计算公式为
[0030][0031]
其中，d
t
为目标车辆到碰撞点的距离；
[0032]
判断主车达到目标点的的时间t2，计算公式为
[0033][0034]
其中，ds为主车到碰撞点的距离；
[0035]
若t1大于等于t2，则主车先到达碰撞点，否则目标车辆先到达碰撞点。
[0036]
进一步的，所述第一设定阈值为4.4。
[0037]
进一步的，所述第二设定阈值为1.2s。
[0038]
进一步的，若目标车辆有多个，则每个目标车辆都进行判断。
[0039]
为了解决上述技术问题，本发明采用的第二种技术方案为：
[0040]
一种车辆，包括控制器，所述控制器执行上述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法。
[0041]
为了解决上述技术问题，本发明采用的第三种技术方案为：
[0042]
一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法。
[0043]
为了解决上述技术问题，本发明采用的第四种技术方案为：
[0044]
一种存储介质，所述存储介质计算机可读并存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法。
[0045]
本发明的有益效果在于：通过本技术辅助方法，在车辆由匝道汇入主路时，通过主车自身的预判代替驾驶员提前观察主路路况状态而提前做出预判，能够减速或停车避让主路的目标车辆，也能够发出警告，避免了一旦驾驶员注意力不集中未能及时有效的预判碰撞风险，将导致车辆碰撞发生交通事故。
附图说明
[0046]
图1为本发明具体实施方式的一种基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法的应用
场景图；
[0047]
图2为本发明具体实施方式的一种基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法的应用时各个参与主体的系统图；
[0048]
图3为本发明具体实施方式的一种基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法的主车的逻辑控制图(图中&&为且的意思，图中tbd为to be determined待定的意思，即对应的第一预设值和第二预设值)。
具体实施方式
[0049]
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0050]
请参照图1至图3，一种基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法，包括
[0051]
步骤一、主车进入匝道并道场景后并判断主道最右侧是否存在目标车辆，若否则记为事件a并正常行使，若是则判断主车是否先到达碰撞点，若是则判断主车进入主道后是否满足ttc大于第一预设值且thw大于第一设定阈值，若是则记为事件c并正常驾驶，若否则执行步骤二；若主车未能先到达碰撞点则预测主车进入主道后是否满足ttc大于第一预设值且thw大于第二设定阈值；若是则记为事件b并正常驾驶，若否则执行步骤二；
[0052]
步骤二、判断安全线与主车的距离是否小于紧急制动的第三设定阈值，若是则紧急制动并执行步骤三，若否则判断安全线与主车的距离是否小于温和制动的第四设定阈值，若是则温和制动并执行步骤三，若否则判断安全线与主车的距离是否小于预警的第五设定阈值，若否则正常行使，若是则进行预警并执行步骤三；
[0053]
步骤三、当事件a、事件b、事件c至少满足的一个时，系统退出警报或制动，若主车已经停止，则提醒驾驶员及时驶入主道；
[0054]
所述ttc为主车与目标车辆发生碰撞的时间，若主车先到达碰撞点，则ttc的计算公式为：
[0055][0056]
若主车未能先到达碰撞点，则ttc的计算公式为：
[0057][0058]
thw为车头时距，计算公式为：
[0059][0060]
其中，v
sv
为主车的行驶车速；v
t
为目标车辆的行驶速度；a
sv
为主车的加速度；a
t
为目标车辆的加速度；dr为车辆进入主道后与目标车辆之间的距离。
[0061]
从上述描述可知，通过本技术辅助方法，在车辆由匝道汇入主路时，通过主车自身的预判代替驾驶员提前观察主路路况状态而提前做出预判，能够减速或停车避让主路的目标车辆，也能够发出警告，避免了一旦驾驶员注意力不集中未能及时有效的预判碰撞风险，将导致车辆碰撞发生交通事故。
[0062]
进一步的，所述第三设定阈值d
stop
的计算公式为：
[0063][0064]
其中，t
rbr
制动系统响应时间。
[0065]
进一步的，所述第四设定阈值d
stop
的计算公式为：
[0066][0067]
其中，t
svd
为驾驶员反应时间。
[0068]
进一步的，所述判断主车是否先到达碰撞点进一步包括
[0069]
先判断目标车辆达到目标点的的时间t1，计算公式为
[0070][0071]
其中，d
t
为目标车辆到碰撞点的距离；
[0072]
判断主车达到目标点的的时间t2，计算公式为
[0073][0074]
其中，ds为主车到碰撞点的距离；
[0075]
若t1大于等于t2，则主车先到达碰撞点，否则目标车辆先到达碰撞点。
[0076]
进一步的，所述第一设定阈值为4.4。
[0077]
进一步的，所述第二设定阈值为1.2s。
[0078]
进一步的，若目标车辆有多个，则每个目标车辆都进行判断。
[0079]
一种车辆，包括控制器，所述控制器执行上述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法。
[0080]
一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法。
[0081]
一种存储介质，所述存储介质计算机可读并存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法。
[0082]
实施例一
[0083]
一种基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法，
[0084]
使用场景参照图1；
[0085]
各个参与主体的系统图参照图2；
[0086]
主车的逻辑控制图参照图3，
[0087]
为方便解释说明匝道并道场景的态势评估及决策判断逻辑，定义相关参数如下：
[0088]
主道最右侧车辆(以下统称目标车辆)行驶速度为v
t
；
[0089]
本车sv行驶方向与目标车辆行驶方向交汇点为碰撞点o；
[0090]
目标车辆到碰撞点o的距离d
t
；
[0091]
目标车辆加速度为a
t
；
[0092]
主车行驶车速为v
sv
；
[0093]
主车与安全线(主道最右侧车道的右侧车道线与匝道的交线)的距离为d
p
；
[0094]
主车加速度为a
sv
；
[0095]
主车到碰撞点o的距离ds；
[0096]
主车驾驶员反应时间为t
svd
，主车制动系统响应时间为t
rbr
。
[0097]
①
根据v2i信息、v2v信息、自车摄像头信息、前向毫米波雷达信息、侧向角雷达信息的融合感知结果判断该场景附近主道最右侧车道内是否存在目标车辆的flag。若无目标车辆，主车可正常并入主道，否则，做进一步风险逻辑判断。
[0098]
②
若主道右侧车道存在目标车辆，根据目标车辆和主车的运动关系及位置关系进一步判断主车在并道中和并道后是否存在发生碰撞的风险。为此，先判断目标车辆和主车到达碰撞点o的先后时间关系。目标车到点o的时间t1的计算公式如下：
[0099][0100]
自车到点o的时间t2的计算公式如下：
[0101][0102]
若t1≥t2，说明主车先到达碰撞点，否则目标车先到达碰撞点。若主车先到达碰撞点，待主车进入主道后，目标车作为后车对主车有无碰撞风险视二者的相对运动关系及相对位置关系而定，但由于目标车速和本车车速大小逻辑关系未知，故使用ttc和thw(车头时距)联合预测主车在不减速的情况下，进入主道后对目标车干扰的程度:
[0103][0104][0105]
其中，dr为车辆进入主道后与目标车辆之间的距离，若该值为正说明到达点o后，主车在目标车之前，否则，主车则位于目标车之后。其计算公式如下：
[0106]dr
＝d
t-t2*v
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3.5)
[0107]
当ttc大于设定阈值(默认为4.4)且thw大于设定阈值(默认为1.2s)时，认为二者无碰撞风险，主车可正常并入主道，反之则存在碰撞风险。
[0108]
若t1《t2时，说明目标车先到达碰撞点。考虑传感器延迟误差、测量误差、计算误差等影响，对于目标车先到达碰撞点的情况，不能完全保证二者无碰撞风险，所以必须确保主车进入主道时，目标车已驶过一定距离。同样，使用ttc、thw两个参数共同表征二者存在碰撞风险的级别：
[0109][0110][0111]
当ttc大于设定阈值时(默认为4.4)且thw大于设定阈值(默认为1.2s)，认为二者
无碰撞风险，主车可正常并入主道，反之则存在碰撞风险。
[0112]
③
当主车和目标车存在碰撞风险时，根据碰撞风险的程度控制车辆减速的程度。所以根据主车距离安全线的距离判断发生碰撞的风险等级状态。
[0113]
a)系统首先会判断车辆是否处于非常紧急的状态，若通过人为干预已不能避免碰撞，则需要系统自动介入，通过强力紧急刹车来避免碰撞或减轻碰撞。设定系统紧急制动触发阈值，当车辆距安全线的距离d
p
小于紧急制动触发阈值时，第一时间启动紧急制动。紧急制动阈值就算公式如下:
[0114][0115]
b)其次，系统会判断车辆是否处于相对紧急的状态，这时系统会通过缓刹车进行提醒，期待驾驶员主动接管车辆。当车辆距安全线的距离d
p
小于温和制动触发阈值时，启动温和制动。温和制动阈值的计算公式同紧急制动，区别在于a
sv
的取值大小，具体取值同斑马线场景保持一致。
[0116]
c)在该阶段最后，系统会判断车辆是否处于潜在风险状态，这时系统以声音和视觉提醒为主。当车辆距安全线的距离d
p
小于预警触发阈值时，启动预警功能。预警阈值的计算公式如下：
[0117][0118]
④
当a(目标车不存在)、b(主车后到碰撞点且已与目标车保持一定安全距离)、c(主车先到碰撞点且与目标车保持一定安全距离)事件至少有一个满足时，系统退出报警或制动。若车辆已处于刹停状态，通过仪表或声音提醒驾驶员及时驶入主车道。
[0119]
另外，当存在多辆目标车时，每个目标车都要进行安全判断，各目标安全风险需同时考虑，当有至少一个目标存在碰撞风险时，都要进行安全风险等级的判断并执行相应的策略，或紧急制动，或温和制动，或声光提醒。
[0120]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
技术特征：
1.一种基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法，其特征在于，包括步骤一、主车进入匝道并道场景后并判断主道最右侧是否存在目标车辆，若否则记为事件a并正常行使，若是则判断主车是否先到达碰撞点，若是则判断主车进入主道后是否满足ttc大于第一预设值且thw大于第一设定阈值，若是则记为事件c并正常驾驶，若否则执行步骤二；若主车未能先到达碰撞点则预测主车进入主道后是否满足ttc大于第一预设值且thw大于第二设定阈值；若是则记为事件b并正常驾驶，若否则执行步骤二；步骤二、判断安全线与主车的距离是否小于紧急制动的第三设定阈值，若是则紧急制动并执行步骤三，若否则判断安全线与主车的距离是否小于温和制动的第四设定阈值，若是则温和制动并执行步骤三，若否则判断安全线与主车的距离是否小于预警的第五设定阈值，若否则正常行使，若是则进行预警并执行步骤三；步骤三、当事件a、事件b、事件c至少满足的一个时，系统退出警报或制动，若主车已经停止，则提醒驾驶员及时驶入主道；所述ttc为主车与目标车辆发生碰撞的时间，若主车先到达碰撞点，则ttc的计算公式为：若主车未能先到达碰撞点，则ttc的计算公式为：thw为车头时距，计算公式为：其中，v
sv
为主车的行驶车速；v
t
为目标车辆的行驶速度；a
sv
为主车的加速度；a
t
为目标车辆的加速度；d
r
为车辆进入主道后与目标车辆之间的距离。2.根据权利要求1所述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法，其特征在于，所述第三设定阈值d
stop
的计算公式为：其中，t
rbr
制动系统响应时间。3.根据权利要求1所述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法，其特征在于，所述第四设定阈值d
stop
的计算公式为：其中，t
svd
为驾驶员反应时间。4.根据权利要求1所述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法，其特征在于，所述判断主车是否先到达碰撞点进一步包括
先判断目标车辆达到目标点的的时间t1，计算公式为其中，d
t
为目标车辆到碰撞点的距离；判断主车达到目标点的的时间t2，计算公式为其中，d
s
为主车到碰撞点的距离；若t1大于等于t2，则主车先到达碰撞点，否则目标车辆先到达碰撞点。5.根据权利要求1所述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法，其特征在于，所述第一设定阈值为4.4。6.根据权利要求1所述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法，其特征在于，所述第二设定阈值为1.2s。7.根据权利要求1所述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法，其特征在于，若目标车辆有多个，则每个目标车辆都进行判断。8.一种车辆，其特征在于，包括控制器，所述控制器执行权利要求1-7任意一项所述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法。9.一种计算机，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法。10.一种存储介质，所述存储介质计算机可读并存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的基于v2x感知融合技术的驾驶辅助方法。
技术总结
本发明涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种基于V2X感知融合技术的驾驶辅助方法、车辆、计算机以及存储介质；本发明通过本申请辅助方法，在车辆由匝道汇入主路时，通过主车自身的预判代替驾驶员提前观察主路路况状态而提前做出预判，能够减速或停车避让主路的目标车辆，也能够发出警告，避免了一旦驾驶员注意力不集中未能及时有效的预判碰撞风险，将导致车辆碰撞发生交通事故。辆碰撞发生交通事故。辆碰撞发生交通事故。
