基于驾驶风格的主动避撞控制系统联合仿真方法及装置

本技术涉及避撞控制，具体涉及一种基于驾驶风格的主动避撞控制系统联合仿真方法及装置。

背景技术：

1、主动避撞控制系统在检测到碰撞风险时自动触发制动操作，其控制策略的可靠性与风格适配性直接影响行车安全与驾乘体验。在系统开发过程中，联合仿真通过将控制算法、车辆动力学和交通场景三类模型进行协同运行，可在不依赖实车测试的条件下完成多工况验证，是避撞控制算法开发的核心手段。

2、然而，现有面向主动避撞控制系统的联合仿真通常采用固定控制参数，或者直接按照驾驶风格经验值改变触发参数和制动参数，未分别核验当前相对运动所需的制动减速度与路面条件能够提供的制动能力；若碰撞时间触发边界与最大可用制动减速度对应的极限制动边界重合，则避撞触发时可供驾驶风格选择的制动区间退化；同时，期望跟车时距用于描述正常跟车偏好，碰撞时间用于描述当前碰撞迫近程度，二者物理含义不同，若在触发与评价过程中直接替代，所得介入偏差缺乏统一口径，导致不同驾驶风格参数配置的仿真评估可比性较低。

技术实现思路

1、基于此，本技术提供一种基于驾驶风格的主动避撞控制系统联合仿真方法及装置，可以提高不同驾驶风格参数配置的仿真评估可比性。

2、第一方面，本技术提供一种基于驾驶风格的主动避撞控制系统联合仿真方法，包括如下步骤：

3、获取多种驾驶风格类型的风格特征参数，包括期望跟车时距和偏好制动减速度；

4、获取本车与前方目标的相对距离、相对速度、轮胎-路面附着系数估计值和制动响应延迟时间，根据相对距离和相对速度确定实时碰撞时间，根据相对距离、相对速度和制动响应延迟时间确定避撞需求减速度，根据轮胎-路面附着系数估计值确定最大可用制动减速度，根据制动响应延迟时间、相对速度、最大可用制动减速度和正值的预设触发时间裕量确定碰撞时间触发阈值；

5、搭建联合仿真环境，将碰撞时间触发阈值配置给避撞控制模型，将各驾驶风格类型的期望跟车时距配置给驾驶员行为模型；

6、在相同交通场景下执行各驾驶风格类型的多轮仿真，当实时碰撞时间首次不大于碰撞时间触发阈值时，若避撞需求减速度不大于最大可用制动减速度，则将所述偏好制动减速度限定于二者之间以确定初始制动减速度目标值，否则将最大可用制动减速度确定为初始制动减速度目标值并生成超出当前制动能力标记，将初始制动减速度目标值配置给避撞控制模型，对未生成超出当前制动能力标记的仿真结果，根据避撞结果和实际跟车时距与期望跟车时距的偏差确定风格适配指标。

7、在一个优选的实施例中，所述风格特征参数由对应驾驶风格类型的历史行车数据统计得到，或者由仿真测试人员根据测试需求预设。

8、进一步的，根据制动响应延迟时间、相对速度、最大可用制动减速度和正值的预设触发时间裕量确定碰撞时间触发阈值采用下述方式：

9、将所述制动响应延迟时间、所述相对速度与两倍所述最大可用制动减速度之比以及所述预设触发时间裕量之和确定为碰撞时间触发阈值。

10、另外，实时碰撞时间、预测剩余距离、避撞需求减速度和最大可用制动减速度采用下述方式确定：

11、在所述相对速度表征本车逼近前方目标时，根据所述相对距离和所述相对速度确定实时碰撞时间，并根据所述相对距离、所述相对速度和所述制动响应延迟时间确定经过所述制动响应延迟时间后的预测剩余距离；

12、根据所述预测剩余距离和所述相对速度确定避撞需求减速度，并根据所述轮胎-路面附着系数估计值及预设附着利用裕度确定最大可用制动减速度。

13、更进一步的，将每种驾驶风格类型对应的期望跟车时距加载至所述驾驶员行为模型的期望跟车时距参数。

14、在避撞需求减速度不大于最大可用制动减速度时，将偏好制动减速度限定于二者之间以确定初始制动减速度目标值采用下述方式：

15、当所述避撞需求减速度不大于所述最大可用制动减速度时，若所述偏好制动减速度小于所述避撞需求减速度，则将所述避撞需求减速度确定为初始制动减速度目标值，若所述偏好制动减速度大于所述最大可用制动减速度，则将所述最大可用制动减速度确定为初始制动减速度目标值，其他情况下将所述偏好制动减速度确定为初始制动减速度目标值。

16、将所述初始制动减速度目标值配置给该驾驶风格类型对应的避撞控制模型。

17、在一个优选的实施例中，搭建联合仿真环境采用下述方式：

18、在联合仿真平台中实例化驾驶员行为模型、避撞控制模型和车辆动力学模型；

19、定义所述驾驶员行为模型、所述避撞控制模型和所述车辆动力学模型之间的数据交互通道；

20、设定所述避撞控制模型与所述驾驶员行为模型之间的控制权优先级，使所述避撞控制模型在检测到碰撞风险时输出的避撞指令优先于所述驾驶员行为模型输出的操纵指令。

21、进一步的，实例化驾驶员行为模型、避撞控制模型和车辆动力学模型包括：

22、在联合仿真平台中创建驾驶员行为模型实例，并将当前驾驶风格类型对应的风格特征参数加载至所述驾驶员行为模型实例；

23、在联合仿真平台中创建避撞控制模型实例，将该驾驶风格类型对应的碰撞时间触发阈值加载至所述避撞控制模型实例，并在实时碰撞时间首次不大于碰撞时间触发阈值时将确定的初始制动减速度目标值加载至所述避撞控制模型实例；

24、在联合仿真平台中加载车辆动力学模型实例，所述车辆动力学模型实例接收来自所述驾驶员行为模型实例和所述避撞控制模型实例的输入指令。

25、更进一步的，定义所述驾驶员行为模型、所述避撞控制模型和所述车辆动力学模型之间的数据交互通道包括：

26、定义所述驾驶员行为模型向所述车辆动力学模型输出的第一数据通道，所述第一数据通道用于传输操纵指令，所述操纵指令至少包括油门开度值和制动压力值；

27、定义所述避撞控制模型向所述车辆动力学模型输出的第二数据通道，所述第二数据通道用于传输避撞指令，所述避撞指令至少包括制动压力目标值和优先级标记；

28、定义所述车辆动力学模型向所述驾驶员行为模型和所述避撞控制模型回传的第三数据通道，所述第三数据通道用于传输车辆运动状态数据，所述车辆运动状态数据至少包括本车纵向车速、本车与前方目标的相对距离及相对速度和轮胎-路面附着系数估计值。

29、在一个优选的实施例中，在相同交通场景下执行各驾驶风格类型的多轮仿真包括：

30、获取预先设定的用于各驾驶风格类型对比评估的相同交通场景，所述相同交通场景的场景参数和预设触发时间裕量在不同驾驶风格类型的仿真轮次中保持一致；

31、遍历每一种驾驶风格类型，将当前驾驶风格类型对应的期望跟车时距加载至所述驾驶员行为模型，启动一轮联合仿真，在该轮联合仿真中确定初始制动减速度目标值并加载至所述避撞控制模型，运行至预设仿真结束条件；

32、在所有驾驶风格类型的仿真轮次均执行完毕后，汇总各轮仿真的运行结果。

33、在一个优选的实施例中，根据避撞结果和实际跟车时距与期望跟车时距的偏差确定风格适配指标采用下述方式：

34、在每一轮联合仿真执行过程中，监测所述避撞控制模型首次发出避撞指令时本车与前方目标的相对距离和本车纵向车速，在所述本车纵向车速大于零时以所述相对距离除以所述本车纵向车速，确定避撞介入时刻的实际跟车时距，并监测碰撞事件的发生情况；

35、根据所述碰撞事件的发生情况确定所述避撞结果；

36、计算所述实际跟车时距与该轮仿真所对应驾驶风格类型的期望跟车时距之间的偏差的绝对值，作为介入时距偏差指标；

37、将所述避撞结果和所述介入时距偏差指标作为该驾驶风格类型对应的风格适配指标。

38、第二方面，本技术提供一种基于驾驶风格的主动避撞控制系统联合仿真装置，包括：

39、获取模块，用于获取多种驾驶风格类型的风格特征参数，包括期望跟车时距和偏好制动减速度；

40、处理模块，用于获取本车与前方目标的相对距离、相对速度、轮胎-路面附着系数估计值和制动响应延迟时间，根据相对距离和相对速度确定实时碰撞时间，根据相对距离、相对速度和制动响应延迟时间确定避撞需求减速度，根据轮胎-路面附着系数估计值确定最大可用制动减速度，根据制动响应延迟时间、相对速度、最大可用制动减速度和正值的预设触发时间裕量确定碰撞时间触发阈值；

41、所述处理模块，还用于搭建联合仿真环境，将碰撞时间触发阈值配置给避撞控制模型，将各驾驶风格类型的期望跟车时距配置给驾驶员行为模型；

42、执行模块，用于在相同交通场景下执行各驾驶风格类型的多轮仿真，当实时碰撞时间首次不大于碰撞时间触发阈值时，若避撞需求减速度不大于最大可用制动减速度，则将所述偏好制动减速度限定于二者之间以确定初始制动减速度目标值，否则将最大可用制动减速度确定为初始制动减速度目标值并生成超出当前制动能力标记，将初始制动减速度目标值配置给避撞控制模型，对未生成超出当前制动能力标记的仿真结果，根据避撞结果和实际跟车时距与期望跟车时距的偏差确定风格适配指标。

43、本技术公开的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：

44、本技术基于相对运动状态确定避撞需求减速度，并将路面附着条件经附着利用裕度折减后确定的制动能力作为最大可用制动减速度，避免将制动能力上限误作必须施加的最低制动强度；仅在避撞需求减速度不大于最大可用制动减速度时，以偏好制动减速度选择可行区间内的初始制动减速度目标值，使安全需求和驾驶风格偏好在同一物理量区间内协调；碰撞时间触发阈值由相对运动状态、制动响应延迟、最大可用制动减速度和预设触发时间裕量确定，使避撞控制模型在避撞需求减速度达到最大可用制动减速度前进入避撞制动分支，不以期望跟车时距替代碰撞时间；在相同交通场景下，通过避撞结果和介入时刻的实际跟车时距相对于期望跟车时距的偏差形成具有一致量纲的风格适配指标，从而提高不同驾驶风格参数配置的仿真评估可比性。