[发明专利]基于可拓逻辑的主动避撞系统及该系统的模式切换方法

说明书

本发明提供了一种基于可拓逻辑的主动避撞系统及该系统的模式切换方法，该系统包括雷达、车速传感器、路面附着系数估计器、信号集成模块、可拓模块、转向模块、制动模块以及ECU；该方法基于可拓逻辑。汽车在行驶时，雷达探测前车的行驶速度以及前后两车的相对距离；信号集成模块计算出相对速度以及在此相对速度下转向临界距离、紧急制动临界距离以及危险距离，并以相对距离D以及两车相对距离的一阶导数为特征量，建立二维可拓集合。ECU根据汽车状态确定特征模式，并计算特征状态的关联函数，以关联函数来选择避撞模式。本发明能够为智能汽车的避撞模式的选择提供一种科学的依据，提高了智能汽车自主行车的安全性以及自主性。

技术领域

本发明涉及智能汽车辅助驾驶领域，具体是一种基于可拓逻辑的主动避撞系统及该系统的模式切换方法。

背景技术

随着科技的发展，智能汽车的发展愈演愈烈。智能车辆通过自主控制汽车转向、速度、加速度、制动来降低驾驶员劳动强度及驾驶的复杂性，提高汽车高速行驶的安全性、舒适性及交通效率。

智能车辆主要的研究内容包括车道保持、车距控制、车速控制、防撞控制和路径规划等，而在这些任务中最重要之一便是防撞控制，即保持本车与周围其它车辆的安全距离，不发生车辆之间的碰撞事故。如果纵向防撞方面得到稳定的控制，则可以实现辅助驾驶，并进一步完成智能车辆自主驾驶，可较大程度地降低或消除由于纵向碰撞引起的事故。

汽车主要依靠转向和制动来避免碰撞。依据两车相距大小，在转向和制动之间进行协调。因此，如何协调转向和制动两者之间的关系是汽车避撞的主要问题。

然而，以蔡文教授为首的我国学者们创立的新学科——“可拓学”,它用形式化的模型，研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法，用于处理矛盾问题的科学。将可拓逻辑运用到智能汽车上，为智能汽车的避撞模式的选择提供科学的依据。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种基于可拓逻辑的主动避撞系统及该系统的模式切换方法，将可拓逻辑运用到智能车辆中避撞策略中，科学地解决转向与制动之间的矛盾，适应汽车行驶的多种工况，能够更加有效地降低事故发生率，以及能够最大限度的减轻事故的伤害。

本发明提供了一种基于可拓逻辑的主动避撞系统，包括信号集成模块以及与信号集成模块连接的雷达、车速传感器、路面附着系数观测器和可拓模块，所述的可拓模块通过ECU分别连接有转向模块和制动模块；

所述雷达设置在汽车前部，用于获得前车和自车之间的距离、前方车辆的车速，并将其传递给所述信号集成模块；

所述车速传感器、路面附着系数观测器分别用于采集汽车的车速以及估计路面附着系数，并将其传递给所述信号集成模块；

所述信号集成模块用于将接收到的数据整合成工况信号输入到ECU中，并根据接收到的前车的车速、汽车的车速，计算出两车的安全距离、汽车的转向临界距离、紧急制动临界距离以及危险距离，并传递给所述可拓模块；

所述可拓模块用于将前车和自车之间的相对距离D以及两车相对距离的一阶导数为特征量，建立二维可拓集合，可拓集合依据相对距离的一阶导数汽车的安全距离、转向临界距离、紧急制动临界距离以及危险距离划分成几个特征模式区域，并将此信息输入到ECU中；

所述ECU用于根据汽车的实时的特征状态判断汽车所处的特征模式区域；并根据判断结果计算关联函数，依据关联函数来控制转向模块、制动模块工作。

所述的转向模块包括转向电机，用于控制汽车进行转向。

所述的制动模块包括ABS，用于控制汽车进行制动。

本发明还提供了一种基于可拓逻辑的主动避撞系统的模式切换方法，包括以下步骤：

步骤1)，通过雷达获得前方车辆的车速、前方车辆和汽车之间的距离；