多车道车辆避撞机理及协同控制方法

Vehicle collision avoidance technology is an important way to improve driving safety by effectively reducing collision damage or even avoiding the collision, thus becoming a key research topic of modern vehicle safety technology. However, there are still many deficiencies in the prior art, such as low target-detection accuracy and timeliness in complex environment, poor collision avoidance fashion, limited damage mitigation performance and so on, which are owing to the low recognition rate and dissatisfying timeliness of on-board sensors-based target detection in complex environment, the lack of mature longitudinal and lateral coupling collision-avoidance decision model, the insufficient use of car-following space for braking, etc. Therefore, this project mainly focuses on the theoretical methods and key technologies of cooperative collision warning/avoidance in multi-lane scenario under V2V conditions, which include: research on driving environment collaborative awareness method based on information fusion under V2V conditions; research on risk sensing method for both braking and lane-changing collision avoidance maneuvers, associated longitudinal and lateral risk assessment model under dangerous driving conditions, and model parameters identification; research on collision avoidance mechanism, longitudinal and lateral vehicle dynamic model for multi-vehicle cooperation and cooperative collision avoidance control method in multi-lane scenario. This project will provide new theoretical method and technical support for cooperative collision warning/avoidance technology in multi-lane scenario.

车辆主动避撞技术是提升行车安全的重要手段，可以有效降低事故损失甚至避免碰撞的发生，成为现代汽车安全技术领域研究的重点。然而，现有技术仍存在复杂环境下的目标识别准确性和实时性差、避撞方式单一、损伤减轻效果有限等不足，其原因在于复杂环境中基于自车传感器的目标识别难度大、实时性差，未能分析建立综合的避撞决策模型以及未充分利用多车道跟车间距等。为此，本项目在车车通信条件下，针对多车道车辆协同避撞所涉及的理论方法和关键技术进行研究，内容包括：研究车车通信条件下基于信息融合的行车环境协作感知方法；提出车辆制动避撞和换道避撞的风险描述方法，构建碰撞危险工况下的车辆纵横向风险联合评估模型并实现模型参数辨识；分析多车道车辆避撞机理，建立面向车车协同的车辆纵横向动力学模型，研究多车道车辆协同避撞控制方法。本项目将为多车道场景中的车辆协同避撞控制技术提供新的理论方法和技术支撑。

换道是造成交通安全事故与降低交通效率的一个重要原因。因此车辆主动避撞技术成为现代汽车安全领域的研究重点，但现有的车辆主动避撞技术仍存在复杂环境下的目标识别准确性和实时性差、避撞方式单一、碰撞减伤效果有限等问题。. 本项目在车车通信条件下，研究车车通信条件下基于信息融合的行车环境协作感知方法，提出了车辆协同定位的总体方案框架以及具体算法，解决了局部误差相关条件下的融合问题，避免了误差的总体偏移。针对多车道车辆协同避撞所涉及的理论方法和关键技术进行研究。研究了换道避撞的风险描述方法，提出考虑人车路因素的换道安全风险评估方法，该方法可用于行车过程中的危险车辆识别和行车环境安全评估，且可更有效的实时为驾驶员提供安全提示，比传统的行车安全评估方法的实用性更强。分析了多车道车辆避撞机理，针对多车道协同避撞控制，提出了一种融合车速引导的多车协同换道预警方法，该方法不仅可保证换道的全性，也可有效引导各车驾驶员进行车速调整实现换道。同时，提出了侧向稳定性约束条件下的协同换道避撞决策方法，可规避大部分前车急停换道碰撞。