gsensor 车辆碰撞算法_AEB安全模型(一)——基于碰撞时间的安全模型
在討論這些模型之前,我們來了解一些術語和簡稱:
FCW:前向碰撞預警(Forward Collision Warning)
AEB:自動緊急制動(Autonomous Emergency Braking)
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這種模型的核心在于——碰撞時間TTC(Time-To-Collision)
總得來說,這種模型的運作過程如下:
實時地計算出本車與前車在當前運動狀態下,繼續運動直到發生碰撞所需要的時間(即TTC),來與事先設定好的閥值進行比較:當 TTC 值小于 FCW 閥值時,系統采用視覺、聽覺或觸覺向駕駛員報警;當 TTC 小于 AEB 閥值時,系統以一定的減速度采取緊急制動。
下面進行TTC的公式推導~(考慮車輛加速度恒定,且自車車速高于前車車速時才進入TTC算法)
我們取:兩車距離為s(m),安全停止距離為d(m),行駛時間t(s),本車速度和加速度為
,前車速度和加速度為 。安全停止距離一般取0.5~3m。相對車速為 (本車減前車),相對加速度為 (本車減前車)。為了生動地了解后面計算過程,我們先來假設一種工況:兩車行駛時間t秒后,速度同時達到0(m/s),且兩車距離剛好為安全停止距離d。
此時可以列出公式:
解二次方程得:
我們結合C-NCAP中的三種測試工況來推導TTC公式,這三種工況分別為:CCRs、CCRm、CCRb。
一、CCRs(Car-to-Car Rear Stationary)前方靜止車輛追尾測試
對于CCRs工況,前方目標車輛靜止。當
時,不會碰撞。取等號解得碰撞時間為:
二、CCRm(Car-to-Car Rear Moving)前方勻速行駛車輛追尾測試
對于 CCRm 工況,前方目標車輛勻速行駛。當
時,不會碰撞。取等號解得碰撞時間為:
三、CCRb(Car-to-Car Rear Braking)前方減速行駛車輛追尾測試
對于 CCRb 工況,前方目標車輛減速行駛。需要判斷前車是否先于本車停止,以及前車剎停之前是否發生碰撞。
兩車的行駛狀況如下圖所示,自車速度曲線為實線,前車速度曲線為虛線。當兩條曲線交于紅點處時,滿足
。若自車速度曲線向左移動,則兩車距離最短的時刻為兩車速度相同時。若自車速度曲線向右移動(包括自車勻速及加速)時,則兩車距離最短的時刻可能在前車停車前,也可能在前車停車后。1、若
,即自車速度曲線向右移動。此時前車先于自車剎停,前車行駛時間為 。此時(1)如果
,則前車停止以前不會發生碰撞,兩車最短距離發生在前車停止以后。TTC公式可寫為:(2)如果
,兩車最短距離發生在前車停止以前,前車停止以前可能發生碰撞。TTC公式可寫為:2、若
,即自車速度曲線向左移動。兩車最短距離發生在前車停止以前,兩車速度相等時, TTC 公式與上面(2)公式相同:總結
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