本发明涉及驾驶安全技术领域，尤其是一种考虑路面情况的观光车AEB的计算方法，包括下述步骤：S1.获取观光车的信息数据、观光车的行驶状态信息数据及路面情况信息数据；S2.根据步骤S1的数据获取所述观光车的稳态响应，且根据所述观光车的稳态响应、所述观光车的信息数据及所述观光车的行驶状态信息数据分别获得横向方向的强化距离碰撞时间TTC1及纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2；S3.当所述强化距离碰撞时间TTC1与所述强化距离碰撞时间TTC2之间的差值小于预设的时间值，且所述强化距离碰撞时间TTC1与所述强化距离碰撞时间TTC2均小于碰撞阈值时，观光车与障碍物发生碰撞。本发明能够根据路面的情况计算强化距离碰撞时间，保证观光车避免与障碍物碰撞。
1.一种考虑路面情况的观光车AEB的计算方法，其特征在于，包括下述步骤：S1.获取观光车的信息数据、观光车的行驶状态信息数据及路面情况信息数据；
所述观光车的信息数据、所述观光车的行驶状态信息数据及所述路面情况信息数据获得所述观光车的运动状态计算方式：式中，m为所述观光车的总质量，m1为所述观光车前轴的质量，m2为所述观光车后轴的质量，J1为所述观光车的车身绕质心的转动惯量，c1为所述观光车的后轮胎阻尼，c2为所述观光车的后悬阻尼，c3为所述观光车的前轮胎阻尼，c4为所述观光车的前悬阻尼，k1为所述观光车的后轮胎刚度，k2为所述观光车的后悬刚度，k3为所述观光车的前轮胎刚度，k4为所述观光车的前悬刚度，F1为所述观光车的后轮路面谱，F2为所述观光车的前轮路面谱，a为所述观光车的后轴到质心的距离，b为所述观光车的前轴到质心的距离，u为所述观光车垂直与地面的上下振动幅度，θ为所述观光车绕质心的俯仰振动幅度；
对公式(2)进行傅里叶变换获得所述路面谱的频响函数矩阵：
根据所述路面谱的频响函数矩阵获得所述观光车的稳态响应u为：
S2.根据步骤S1的数据获取所述观光车的稳态响应，且根据所述观光车的稳态响应、所述观光车的信息数据及所述观光车的行驶状态信息数据分别获得横向方向的强化距离碰撞时间TTC1及纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2；
S3.当所述强化距离碰撞时间TTC1与所述强化距离碰撞时间TTC2之间的差值小于预设的时间值，且所述强化距离碰撞时间TTC1与所述强化距离碰撞时间TTC2均小于碰撞阈值时，所述观光车与障碍物发生碰撞；
根据路面谱对所述观光车的纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2的影响，所述观光车的强化距离碰撞时间TTC2计算方式为：式中，v为所述观光车的速度，s为所述观光车的制动减速度，β为所述路面的坡度， 为稳态响应时俯仰运动的速度，dx为所述观光车与障碍物的横向距离；
所述观光车的横向方向的强化距离碰撞时间TTC1的计算方法为：
其中，a为所述观光车的横向方向上的圆心角，ψ为所述观光车的转向的角速度；
式中，v为所述观光车的速度，s为车辆的制动减速度，β为道路的坡度， 为稳态响应时俯仰运动的速度；Δt为时间值；TTCmin为碰撞阈值。
2.根据权利要求1所述的一种考虑路面情况的观光车AEB的计算方法，其特征在于：所述观光车的横向方向上的圆心角计算方法为：
式中，R为所述观光车的转弯半径，dx为所述观光车与障碍物的横向距离，dy为所述观光车与所述障碍物的纵向距离。
3.根据权利要求1所述的一种考虑路面情况的观光车AEB的计算方法，其特征在于：所述观光车设有红外传感器，所述红外传感器设有两个，且两所述红外传感器分别设于所述观光车的前轴及后轴，通过判断所述观光车载人前后的高度差，以获得所述观光车的总质量、所述观光车后轴的质量及所述观光车前轴的质量；所述观光车设有第一陀螺仪，所述第一陀螺仪分别用于所述观光车垂直与地面的上下振动的幅度u、所述观光车绕质心的俯仰振动幅度θ、所述观光车的车身绕质心的转动惯量J1数据的获取。
4.根据权利要求1所述的一种考虑路面情况的观光车AEB的计算方法，其特征在于：所述观光车的底部设有第一摄像头，所述第一摄像头用于路面的拍摄，且根据所述第一摄像头所拍摄的视频通过卷积神经网络算法获得所述路面的不平度频率ω。
5.根据权利要求1所述的一种考虑路面情况的观光车AEB的计算方法，其特征在于：所述观光车的前端设有第二摄像头，所述第二摄像通过canoe模块获取所述观光车与所述障碍物之间的距离信息；所述观光车设有第二陀螺仪，所述第二陀螺仪分别用于所述路面的坡度β、所述观光车的横向方向上的圆心角a及所述观光车的转向的角速度ψ的数据获取。
一种考虑路面情况的观光车AEB的计算方法
技术领域
[0001] 本发明涉及驾驶安全技术领域，尤其是一种考虑路面情况的观光车AEB的计算方法。
背景技术
[0002] AEB系统采用雷达测出与前车或者障碍物的距离，然后利用数据分析模块将测出的距离与警报距离、安全距离进行比较，小于警报距离时就进行警报提示，而小于安全距离时即使在驾驶员没有来得及踩制动踏板的情况下，AEB系统也会启动，使汽车自动制动，从而为安全出行保驾护航。
[0003] 而观光车主要行驶区域为旅游区，有必要考虑路面颠簸和坡度的影响，但是常规的AEB系统对于路面的情况并没有考虑，因此常规的AEB系统并不能够很好地适用于观光车。
发明内容
[0004] 为了解决上述问题，本发明提供一种考虑路面情况的观光车AEB的计算方法，能够根据路面的情况计算强化距离碰撞时间，保证观光车避免与障碍物碰撞。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0006] 一种考虑路面情况的观光车AEB的计算方法，包括下述步骤：
[0007] S1.获取观光车的信息数据、观光车的行驶状态信息数据及路面情况信息数据；
[0008] S2.根据步骤S1的数据获取所述观光车的稳态响应，且根据所述观光车的稳态响应、所述观光车的信息数据及所述观光车的行驶状态信息数据分别获得横向方向的强化距离碰撞时间TTC1及纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2；
[0009] S3.当所述强化距离碰撞时间TTC1与所述强化距离碰撞时间TTC2之间的差值小于预设的时间值，且所述强化距离碰撞时间TTC1与所述强化距离碰撞时间TTC2均小于碰撞阈值时，所述观光车与障碍物发生碰撞。
[0010] 进一步地，所述观光车的信息数据、所述观光车的行驶状态信息数据及所述路面情况信息数据获得所述观光车的运动状态计算方式：
[0011]
[0012] 式中，m为所述观光车的总质量，m1为所述观光车前轴的质量，m2为所述观光车后轴的质量，J1为所述观光车的车身绕质心的转动惯量，c1为所述观光车的后轮胎阻尼，c2为所述观光车的后悬阻尼，c3为所述观光车的前轮胎阻尼，c4为所述观光车的前悬阻尼，k1为所述观光车的后轮胎刚度，k2为所述观光车的后悬刚度，k3为所述观光车的前轮胎刚度，k4为所述观光车的前悬刚度，F1为所述观光车的后轮路面谱，F2为所述观光车的前轮路面谱，a为所述观光车的后轴到质心的距离，b为所述观光车的前轴到质心的距离，u为所述观光车垂直与地面的上下振动幅度，θ为所述观光车绕质心的俯仰振动幅度；
[0013] 将公式(1)转换为矩阵形式获得：
[0014]
[0015] 式中，
[0016]
[0017]
[0018] 对公式(2)进行傅里叶变换获得所述路面谱的频响函数矩阵：
[0019] H＝[K‑Mω2+j1ωC]‑1 公式(3)
[0020] 式中，ω为所述路面的不平度频率。
[0021] 进一步地，根据所述路面谱的频响函数矩阵获得所述观光车的稳态响应u*为：
[0022]
[0023] 4.根据权利要求3所述的一种考虑路面情况的观光车AEB的计算方法，其特征在于：根据路面谱对所述观光车的纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2的影响，所述观光车的强化距离碰撞时间TTC2计算方式为：
[0024]
[0025] 式中，v为所述观光车的速度，s为所述观光车的制动减速度，β为所述路面的坡度，为稳态响应时俯仰运动的速度，dx为所述观光车与障碍物的横向距离。
[0026] 进一步地，所述观光车的横向方向的强化距离碰撞时间TTC1的计算方法为：
[0027]
[0028] 其中，α为所述观光车的横向方向上的圆心角，ψ为所述观光车的转向的角速度。
[0029] 进一步地，所述观光车的横向方向上的圆心角计算方法为：
[0030]
[0031] 式中，R为所述观光车的转弯半径，dx为所述观光车与障碍物的横向距离，dy为所述观光车与所述障碍物的纵向距离。
[0032] 进一步地，所述观光车强化距离碰撞时间计算方法为：
[0033]
[0034] 式中，v为所述观光车的速度，s为车辆的制动减速度，β为道路的坡度， 为稳态响应时俯仰运动的速度；Δt为时间值；TTCmin为碰撞阈值。
[0035] 进一步地，所述观光车设有红外传感器，所述红外传感器设有两个，且两所述红外传感器分别设于所述观光车的前轴及后轴，通过判断所述观光车载人前后的高度差，以获得所述观光车的总质量、所述观光车后轴的质量及所述观光车前轴的质量；所述观光车设有第一陀螺仪，所述第一陀螺仪分别用于所述观光车垂直与地面的上下振动的幅度u、所述观光车绕质心的俯仰振动幅度θ、所述观光车的车身绕质心的转动惯量J1数据的获取。
[0036] 进一步地，所述观光车的底部设有第一摄像头，所述第一摄像头用于路面的拍摄，且根据所述第一摄像头所拍摄的视频通过卷积神经网络算法获得所述路面的不平度频率ω。
[0037] 进一步地，所述观光车的前端设有第二摄像头，所述第二摄像通过canoe模块获取所述观光车与所述障碍物之间的距离信息；所述观光车设有第二陀螺仪，所述第二陀螺仪分别用于所述路面的坡度β、所述观光车的横向方向上的圆心角α及所述观光车的转向的角速度ψ的数据获取。
[0038] 本发明的有益效果是：
[0039] 根据观光车的信息数据及观光车的行驶状态信息数据能够获得观光车的稳态响应，同时在观光车稳态响应的作用下并结合观光车的信息数据及观光车的行驶状态信息数据，从而计算出横向方向的强化距离碰撞时间TTC1及纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2；在转弯时，强化距离碰撞时间TTC1与强化距离碰撞时间TTC2均小于碰撞阈值，当横向方向的强化距离碰撞时间TTC1与纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2正好相等时，若观光车没有及时制动，观光车的中部会撞到障碍物；当横向方向的强化距离碰撞时间TTC1大于纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2，且强化距离碰撞时间TTC1与强化距离碰撞时间TTC2之差小于时间值时，若观光车没有及时制动，观光车的中部至头部会撞到障碍物；当横向方向的强化距离碰撞时间TTC1小于纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2，且强化距离碰撞时间TTC2与强化距离碰撞时间TTC1之差小于时间值时，若观光车没有及时制动，观光车的中部至尾部会撞到障碍物。本发明通过添加路面情况的影响计算强化距离碰撞时间，保证观光车在不同情况的路面上均能够避免与障碍物碰撞，以保护乘客的安全。
附图说明
[0040] 图1是本发明一较佳实施方式的考虑路面情况的观光车AEB的计算方法的流程图。
[0041] 图2是本发明一较佳实施方式的考虑路面情况的观光车AEB的计算方法的观光车状态示意图。
具体实施方式
[0042] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043] 需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0044] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0045] 请同时参见图1和图2，本发明一较佳实施方式的考虑路面情况的观光车AEB的计算方法，包括下述步骤：
[0046] S1.获取观光车的信息数据、观光车的行驶状态信息数据及路面情况信息数据。
[0047] S2.根据步骤S1的数据获取观光车的稳态响应，且根据观光车的稳态响应、观光车的信息数据及观光车的行驶状态信息数据分别获得横向方向的强化距离碰撞时间TTC1及纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2。
[0048] 本实施例中，观光车所设定的条件为车身仅做垂直于地面的上下振动u和绕质心的俯仰振动θ；观光车两侧车轮的运动状态为相同；观光车的车轮仅做垂直方向振动的z1、z2。
[0049] 观光车的信息数据、观光车的行驶状态信息数据及路面情况信息数据获得观光车的运动状态计算方式：
[0050]
[0051] 式中，m为观光车的总质量，m1为观光车前轴的质量，m2为观光车后轴的质量，J1为观光车的车身绕质心的转动惯量，c1为观光车的后轮胎阻尼，c2为观光车的后悬阻尼，c3为观光车的前轮胎阻尼，c4为观光车的前悬阻尼，k1为观光车的后轮胎刚度，k2为观光车的后悬刚度，k3为观光车的前轮胎刚度，k4为观光车的前悬刚度，F1为观光车的后轮路面谱，F2为观光车的前轮路面谱，a为观光车的后轴到质心的距离，b为观光车的前轴到质心的距离，u为观光车垂直与地面的上下振动幅度，θ为观光车绕质心的俯仰振动幅度；
[0052] 将公式(1)转换为矩阵形式获得：
[0053]
[0054] 式中，
[0055]
[0056]
[0057] 对公式(2)进行傅里叶变换获得路面谱的频响函数矩阵：
[0058] H＝[K‑Mω2+j1ωC]‑1 公式(3)
[0059] 式中，ω为路面的不平度频率。
[0060] 根据路面谱的频响函数矩阵获得观光车的稳态响应u*为：
[0061]
[0062] 由于考虑路面谱函数时在转弯的情况下，计算车辆的TTC时间既要考虑横向的碰撞，又要考虑纵向的碰撞。两种碰撞时，计算方法分别为：
[0063] 纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2：
[0064] 根据路面谱对观光车的纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2的影响，观光车的强化距离碰撞时间TTC2计算方式为：
[0065]
[0066] 式中，v为观光车的速度，s为观光车的制动减速度，β为路面的坡度， 为稳态响应时俯仰运动的速度，dx为观光车与障碍物的横向距离。
[0067] 由于在考虑路面谱函数时，观光车的俯仰运动会对纵向距离碰撞时间TTC2产生影响，则纵向距离碰撞时间TTC2，其中 可根据公式(1)至公式(4)计算获得。
[0068] 横向方向的强化距离碰撞时间TTC1：
[0069] 观光车的横向方向的强化距离碰撞时间TTC1的计算方法为：
[0070]
[0071] 其中，α为观光车的横向方向上的圆心角，ψ为观光车的转向的角速度。
[0072] 本实施例中，观光车的横向方向上的圆心角计算方法为：
[0073]
[0074] 式中，R为观光车的转弯半径，dx为观光车与障碍物的横向距离，dy为观光车与障碍物的纵向距离。
[0075] 结合，公式(5)和公式(6)获得观光车强化距离碰撞时间计算方法为：
[0076]
[0077] 式中，v为所述观光车的速度，s为车辆的制动减速度，β为道路的坡度， 为稳态响应时俯仰运动的速度；Δt为时间值，可取0.1秒；TTCmin为碰撞阈值，参照JT/T‑1242‑2019测试规程中的要求，观光车的TTCmin可取0.7秒。
[0078] S3.当所述强化距离碰撞时间TTC1与所述强化距离碰撞时间TTC2之间的差值小于预设的时间值，且所述强化距离碰撞时间TTC1与所述强化距离碰撞时间TTC2均小于碰撞阈值时，所述观光车与障碍物发生碰撞。
[0079] 根据观光车的信息数据及观光车的行驶状态信息数据能够获得所述观光车的稳态响应，同时在所述观光车稳态响应的作用下并结合所述观光车的信息数据及所述观光车的行驶状态信息数据，从而计算出横向方向的强化距离碰撞时间TTC1及纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2。
[0080] 在转弯时，强化距离碰撞时间TTC1与强化距离碰撞时间TTC2均小于碰撞阈值：
[0081] 当横向方向的强化距离碰撞时间TTC1与纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2正好相等时，若观光车没有及时制动，观光车的中部会撞到障碍物。
[0082] 当横向方向的强化距离碰撞时间TTC1大于纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2，且强化距离碰撞时间TTC1与强化距离碰撞时间TTC2之差小于时间值时，若观光车没有及时制动，观光车的中部至头部会撞到障碍物。
[0083] 当横向方向的强化距离碰撞时间TTC1小于纵向方向的强化距离碰撞时间TTC2，且强化距离碰撞时间TTC2与强化距离碰撞时间TTC1之差小于时间值时，若观光车没有及时制动，观光车的中部至尾部会撞到障碍物。
[0084] 本实施例通过添加路面情况的影响计算强化距离碰撞时间，保证观光车在不同情况的路面上均能够避免与障碍物碰撞，以保护乘客的安全。
[0085] 本实施例同样适用于直线行驶的观光车，在直线行驶过程中，根据观光车的信息数据及观光车的行驶状态信息数据，并利用公式(7)可获得直线行驶的观光车的强化距离碰撞时间。
[0086] 本实施例中，观光车设有红外传感器，红外传感器设有两个，且两红外传感器分别设于观光车的前轴及后轴，通过判断观光车载人前后的高度差，以获得观光车的总质量m、观光车后轴的质量m1及观光车前轴的质量m2。
[0087] 观光车设有第一陀螺仪，第一陀螺仪分别用于观光车垂直与地面的上下振动的幅度u、观光车绕质心的俯仰振动幅度θ、观光车的车身绕质心的转动惯量J1数据的获取。
[0088] 观光车的底部设有第一摄像头，第一摄像头用于路面的拍摄，且根据第一摄像头所拍摄的视频通过卷积神经网络算法获得路面的不平度频率ω
[0089] 观光车的前端设有第二摄像头，第二摄像通过canoe模块获取观光车与障碍物之间的距离信息，以获得观光车与障碍物的横向距离dx及观光车与障碍物的纵向距离dy的数值。
[0090] 观光车设有第二陀螺仪，第二陀螺仪分别用于路面的坡度β、观光车的横向方向上的圆心角α及观光车的转向的角速度ψ的数据获取。
