[发明专利]一种具有换道辅助功能的自适应巡航控制器及其工作方法

说明书

本发明公开了一种具有换道辅助功能的自适应巡航控制器及其工作方法，所述的控制器包括感知系统、换道预警系统、换道辅助系统和ACC系统，所述的感知系统分别与换道预警系统、换道辅助系统和ACC系统连接，所述的换道辅助系统分别与换道预警系统和ACC系统双向连接，所述的换道辅助系统分别与换道轨迹规划路径跟踪器和MPC控制器连接。本发明不仅具有原ACC系统的全部功能，即可以通过车载雷达等传感器监测汽车前方的道路交通环境，对车辆进行纵向控制，使本车与前车保持安全距离行驶；还可以在前方有复杂交通状况或驾驶员有换道意图时避开障碍物进行自主换道；并可以有效避免事故发生，也极大改善ACC系统对驾驶员换道造成的不适感。

技术领域

本发明涉及辅助驾驶技术领域，特别是一种具有换道辅助功能的自适应巡航控制器及其工作方法。

背景技术

汽车行业的发展趋势为“汽车四化”，即电动化、智能化、共享化和网联化，在新能源汽车的基础上结合单车智能技术，融合互联网科技最终实现智能网联的高级辅助驾驶技术将成为汽车行业未来的必然趋势。同时为应对交通事故所导致的全球安全性问题，高级驾驶辅助系统得到迅猛发展，自适应巡航系统(ACC:Adaptive Cruise Control)和换道辅助系统作为高级驾驶系统的重要组成部分，如何将二者同时应用于车上成为目前辅助驾驶急待解决的问题。

自适应巡航系统通过车载雷达等传感器技术以及驾驶员实时操作信息，利用模型预测算法控制算法进行车辆操作来保证跟车安全性，通过人、车、路三者的有效结合，大幅度提升了行驶安全性，改善了交通拥堵和疲劳驾驶。

现有ACC系统主要针对单一路况开展，主要研究车辆的跟车稳定行驶性，利用控制算法保持前后两车的安全距离，集中于车辆的纵向安全。但在行驶过程中，车辆路况复杂，现有ACC系统无法处理交叉路口、车辆汇流等复杂交通工况和间距固定的问题。

因此，为了克服现有ACC系统在交叉路口行驶或应用于电动汽车时的局限性，例如当驾驶员有换道意图或遇到对面车辆有交汇车辆时，常规ACC系统由于目标车依然存在，会对驾驶员的换道产生严重的干扰，造成事故。

发明内容

针对现有ACC系统无法处理交叉路口、车辆汇流等复杂交通工况和间距固定等问题，本发明要设计一种既能在遇到前方有突发状况时进行自主换道，又能在有车辆行驶时切换至ACC系统的具有换道辅助功能的自适应巡航控制器及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种具有换道辅助功能的自适应巡航控制器，包括感知系统、换道预警系统、换道辅助系统和ACC系统，所述的感知系统、换道预警系统、换道辅助系统和ACC系统集成于整车控制器中，所述的感知系统分别与换道预警系统、换道辅助系统和ACC系统连接，所述的换道辅助系统分别与换道预警系统和ACC系统双向连接，所述的换道辅助系统分别与换道轨迹规划器、轨迹跟踪器和MPC控制器连接；所述的MPC控制器分别与ACC系统、节气门和制动踏板连接；所述的轨迹规划器、轨迹跟踪器与方向盘连接。

所述的感知系统包括RGB视觉传感器、单轴陀螺仪和光编码器，所述的RGB视觉传感器、单轴陀螺仪以及光编码器获得的信息作为输入对车辆进行定位和控制。在车辆行驶过程中，RGB视觉传感器用于检测前方障碍物，进行前方障碍物测距，确定可行驶安全区域。单轴陀螺仪和光编码器分别用于车辆角速度以及速度测量，获得车辆里程计信息。

所述的换道预警系统是当前方出现换道路况时报警并提醒驾驶员开始作换道准备。

所述的换道辅助系统是当前方有复杂交汇车辆出现时，控制车辆进行自主换道操作，在自主换道过程中首先进行换道轨迹的规划，其次对经过规划的路径进行跟踪来实现换道子系统的完成；

所述的ACC系统是当前方有同向车辆或无车辆时，控制车辆自动切换至ACC系统，ACC系统采用模型预测方法实现间距可变的跟车过程。

一种具有换道辅助功能的自适应巡航控制器的工作方法，包括以下步骤：