汽车制动速度规划方法和电子设备与流程

1.本公开涉及电动汽车控制技术领域，尤其涉及一种汽车制动速度规划方法和电子设备。


背景技术：

2.在车辆制动过程中利用电机主动回收制动能量，是混合动力汽车、纯电动汽车等新能源汽车实现节能的重要技术途径。而目前现有的新能源汽车的制动能量回收，往往受限于前方无车情况下的固定制动距离，在跟车环境下难以进行，能量回收效果并不理想。


技术实现要素：

3.本公开提供了一种汽车制动速度规划方法和电子设备。
4.根据本公开的一方面，提供了一种汽车制动速度规划方法，包括以下步骤：
5.s1：基于目标车辆的第一预期制动距离和实时车速，确定目标车辆的预测停车时段；其中，第一预期制动距离为目标车辆在前方无车情况下的制动距离；
6.s2：基于预测停车时段、目标车辆的前车的实时车速以及目标车辆与前车的安全车距，对第一预期制动距离进行修正，得到目标车辆的第二预期制动距离；
7.s3：基于第二预期制动距离、安全车距以及目标车辆的电池回收功率，确定目标车辆的制动速度规划。
8.根据本公开的另一方面，提供了一种用于汽车制动速度规划的电子设备，包括：
9.至少一个处理器；以及
10.与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
11.该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行本公开任一实施例中的方法。
12.根据本公开的技术，可以通过前车的实时车速和车辆间的安全车距，对后车的制动距离进行实时修正，从而结合电池回收功率，对后车制动速度进行实时规划，使得车辆制动能量的回收不再局限于前方无车的理想工况，实现了跟车环境下的制动能量的回收。
13.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
14.附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
15.图1是根据本公开一实施例的汽车制动速度规划方法的流程示意图一；
16.图2是根据本公开一实施例的汽车制动速度规划方法的流程示意图二；
17.图3是根据本公开一实施例的汽车制动速度规划方法的流程示意图三；
18.图4是用来实现本公开实施例的汽车制动速度规划方法的电子设备的框图。
具体实施方式
19.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
20.图1是根据本公开一实施例的汽车制动速度规划方法的流程示意图，包括以下步骤：
21.s1：基于目标车辆的第一预期制动距离和实时车速，确定目标车辆的预测停车时段；其中，第一预期制动距离为目标车辆在前方无车情况下的制动距离；
22.s2：基于预测停车时段、目标车辆的前车的实时车速以及目标车辆与前车的安全车距，对第一预期制动距离进行修正，得到目标车辆的第二预期制动距离；
23.s3：基于第二预期制动距离、安全车距以及目标车辆的电池回收功率，确定目标车辆的制动速度规划。
24.示例性地，步骤s1中，根据目标车辆的实时车速和第一预期制动距离，可以预估出目标车辆所需的停车时间，进而确定出预测停车时段。例如，当前时间为下午15:00:00，若预估目标车辆所需的停车时间为5s，则预测停车时段为下午15:00:00至下午15:00:05。
25.更优地，在确定目标车辆的预测停车时段后，如图2所示，步骤s2具体包括以下步骤：
26.s21，基于预测停车时段和前车的实时车速，确定前车在预测停车时段中每个单位时刻的预测位置；
27.s22，基于前车在预测停车时段中每个单位时刻的预测位置和安全车距，对第一预期制动距离进行修正，得到第二预期制动距离，其中，第二预期制动距离包括目标车辆在预测停车时段中每个单位时刻的预期制动距离。
28.示例性地，在步骤s21中，若预测停车时段为下午15:00:00至下午15:00:05，将每个单位时刻的间隔设置为1s，由于15:00:00为当前时刻，因此需要确定前车分别于15:00:01、15:00:02、15:00:03、15:00:04、15:00:05的预测位置。
29.进一步地，在步骤s22中，由于前车在预测停车时段中每个单位时刻的预测位置的不同，考虑到安全车距的影响，目标车辆在每个单位时刻的安全制动距离的范围也有所不同，因此，经过修正得到的第二预期制动距离包括在预测停车时段中每个单位时刻的预期制动距离。
30.在一种实施方式中，上述步骤s21，具体包括：
31.将预测停车时段和前车的实时车速，输入预先训练好的车速预测模型，得到前车在预测停车时段中每个单位时刻的的预测车速；
32.基于前车在预测停车时段中每个单位时刻的的预测车速，确定前车在预测停车时段中每个单位时刻的预测位置。
33.示例性地，预先训练好的车速预测模型可以是基于典型工况进行大量训练所得到的可靠性较高的模型。前车的实时车速可以通过v2x等通讯技术获取。将根据目标车辆的实时车速和第一预期制动距离得到的预测停车时段，以及前车的实时车速输入预先训练好的车速预测模型，可以得到前车在预测停车时段中每个单位时刻的的预测车速。
34.进一步地，可以根据前车在预测停车时段中每个单位时刻的的预测车速，预估出前车在预测停车时段中每个单位时刻的预测位置，例如前述举例提到的前车分别于15:00:01、15:00:02、15:00:03、15:00:04、15:00:05的预测位置。
35.在一种实施方式中，上述步骤s22，具体包括：
36.基于前车在预测停车时段中每个单位时刻的预测位置和安全车距，确定目标车辆在预测停车时段中每个单位时刻的最大安全制动距离；
37.基于目标车辆在预测停车时段中每个单位时刻的最大安全制动距离，对第一预期制动距离进行修正，得到第二预期制动距离。
38.可以理解的是，对于预测停车时段中的任一时刻而言，可以根据前车在该时刻的预测位置，以及目标车辆和前车的安全车距，确定出目标车辆的安全制动距离区间。假设根据前车的预测位置，预估出某时刻目标车辆与前车相距10m，若安全车距为3m，则该时刻目标车辆的安全制动距离区间为[0m,7m]，目标车辆在该时刻的最大安全制动距离为7m。
[0039]
示例性地，在确定出目标车辆在预测停车时段中每个单位时刻的最大安全制动距离的情况下，上述步骤s22中，对于预测停车时段中的任一时刻，对第一预期制动距离进行修正的方式具体包括：
[0040]
在任一时刻对应的最大安全制动距离小于第一预期制动距离的情况下，将任一时刻对应的最大安全制动距离作为任一时刻的预期制动距离；
[0041]
在任一时刻对应的最大安全制动距离不小于第一预期制动距离的情况下，将第一预期制动距离作为任一时刻的预期制动距离。
[0042]
可以理解的是，对于预测停车时段中的任一时刻，若该时刻对应的目标车辆的最大安全制动距离为3m，但目标车辆在前方无车情况下的第一预期制动距离为5m，最大安全制动距离小于第一预期制动距离，显然按照第一预期制动距离对目标车辆进行制动，在该时刻会存在与前车碰撞的风险。因此应当对第一预期制动距离进行修正，将该时刻对应的目标车辆的最大安全制动距离作为预期制动距离。
[0043]
此外，若某时刻对应的目标车辆的最大安全制动距离不小于第一预期制动距离，也即对于该时刻而言，以第一预期制动距离进行目标车辆的制动不存在碰撞风险。由于第一预期制动距离往往为经过大量测试确定的在前方无车情况下的理想制动距离，其对于制动能量的回收以及制动的平滑性等往往较好，因此可以直接将其作为该时刻的预期制动距离，也即对于该时刻而言，第二预期制动距离与第一预期制动距离一致。
[0044]
采用上述实施例的方法，通过预测前车在目标车辆的预测停车时段中每个单位时刻的位置，综合安全车距的因素，对于目标车辆在前方无车情况下的制动距离进行实时修正，可以在避免碰撞风险的情况下，对目标车辆的制动速度进行合理规划。
[0045]
在一种实施方式中，如图3所示，步骤s3，具体包括以下步骤：
[0046]
s31，基于电池回收功率和预测停车时段中划分单位时刻的时间长度，确定制动能量回收优化目标函数，制动能量回收优化目标函数具体为：
[0047]jre
(t)＝pb(t)
·
δt
[0048]
其中，pb为电池回收功率，δt为预测停车时段中单位时刻之间的时间间隔，t为预测停车时段中的任一时刻；
[0049]
s32，基于第二预期制动距离和安全车距，确定安全距离目标函数，安全距离目标
函数具体为：
[0050][0051]
其中，d为第二预期制动距离中t时刻对应的预期制动距离，ar为目标车辆t时刻的加速度，af为前车t时刻的加速度，vr为目标车辆t时刻的车速，v
f_pre
为t时刻前车的预测车速，d
min
为安全车距；
[0052]
s33，基于制动能量回收优化目标函数和安全距离目标函数，结合平顺性优化函数，确定多目标协调优化函数，平顺性优化函数具体为：
[0053]jcom
(t)＝ar(t)-ar(t-1)
[0054]
多目标协调优化函数具体为：
[0055]
j(t)＝λ1j
re
(t)+λ2j
com
(t)+λ3js(t)
[0056]
其中，λ1、λ2和λ3分别为制动能量回收优化目标函数、平顺性优化函数和安全距离目标函数对应的权重系数；
[0057]
s34，基于多目标协调优化函数，确定目标车辆的制动速度规划。
[0058]
示例性地，在步骤s34中，基于多目标协调优化函数，确定目标车辆的制动速度规划的方式可以为对于多目标协调优化函数进行逆向求解，具体为：
[0059]
j(t+p)＝{λ1j
re
(t+p)+λ2j
com
(t+p)+λ3js(t+p)}
[0060]
j(t+p-1)＝{λ1j
re
(t+p-1)+λ2j
com
(t+p-1)+λ3js(t+p-1)+j(t+p)}
[0061]
…
[0062]
j(t)＝{λ1j
re
(t)+λ2j
com
(t)+λ3js(t)+j(t+1)}
[0063]
其中，p为预测停车时段中划分的单位时刻的个数。
[0064]
进一步地，所确定出的目标车辆的制动速度规划可以以不同时刻的车速序列形式表示，具体为：
[0065]
u(t)＝arg
min
j(t)t＝t+p,t+p-1,
···
，t
[0066]
例如，目标车辆在15:00:00的实时车速为100km/h，进行制动速度规划后的车速序列可以为：15:00:01的车速为80km/h、15:00:02的车速为50km/h、15:00:03的车速为25km/h、15:00:04的车速为10km/h、直至15:00:05，车速为0。
[0067]
本技术实施例中对于预测停车时段中单位时刻的时间间隔划分，车速的速度规划等均为举例，其目的是为了更好地说明汽车制动速度规划方法，在实际执行过程中，应当以实际的交通安全需求和车辆情况为准，采用相应的预测停车时段划分和速度规划，本技术并不以此为限。
[0068]
采用上述实施例的方法，根据前车的运动情况，在对目标车辆的制动距离进行实时修正的基础上，进一步综合考虑汽车的电池回收功率、汽车制动的平顺性以及安全距离的因素影响，对目标车辆的制动速度进行规划，可以在实现了跟车环境下的制动能量的回收的基础上，进一步保障驾驶安全以及乘客的舒适性，提高了用户体验。
[0069]
在一种实施方式中，本技术实施例中的汽车制动速度规划方法，还包括：
[0070]
根据预设时间间隔，重复执行步骤s1-s3。
[0071]
可以理解的是，在对目标车辆的制动速度进行重新规划后，目标车辆的实时车速、
制动距离等会随着时间变化，因此会导致目标车辆的预测停车时段等也发生改变。为了使得对制动速度的规划更为精准，可以设置预设时间间隔，重复执行上述步骤s1-s3中的汽车制动速度规划方法，以实现汽车制动速度的实时滚动优化。
[0072]
以上从不同角度描述了本技术实施例的具体设置和实现方式。利用上述实施例提供的方法，可以通过前车的实时车速和车辆间的安全车距，对后车的制动距离进行实时修正，从而结合电池回收功率，对后车制动速度进行实时规划，使得车辆制动能量的回收不再局限于前方无车的理想工况，实现了跟车环境下的制动能量的回收。
[0073]
利用上述实施例提供的方法，本技术实施例的另一个有益效果为，在根据前车的运动情况，在对目标车辆的制动距离进行实时修正的基础上，进一步综合考虑汽车的电池回收功率、汽车制动的平顺性以及安全距离的因素影响，对目标车辆的制动速度进行规划，可以在实现了跟车环境下的制动能量的回收的基础上，进一步保障驾驶安全以及乘客的舒适性，提高了用户体验。
[0074]
本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的获取，存储和应用等，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
[0075]
图4示出根据本技术一实施例的电子设备的结构框图。如图4所示，该电子设备包括：存储器410和处理器420，存储器410内存储有可在处理器420上运行的指令。处理器420执行该指令时实现上述实施例中的方法。存储器410和处理器420的数量可以为一个或多个。该电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本技术的实现。
[0076]
该电子设备还可以包括通信接口430，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。各个设备利用不同的总线互相连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器420可以对在电子设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示gui的图形信息的指令。在其它实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个电子设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0077]
可选的，在具体实现上，如果存储器410、处理器420及通信接口430集成在一块芯片上，则存储器410、处理器420及通信接口430可以通过内部接口完成相互间的通信。
[0078]
应理解的是，上述处理器可以是中央处理器(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者是任何常规的处理器等。值得说明的是，处理器可以是支持进阶精简指令集机器(advanced risc machines，arm)架构的处理器。
[0079]
本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质(如上述的存储器410)，其存储有计算机指令，该程序被处理器执行时实现本技术实施例中提供的方法。
[0080]
可选的，存储器410可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据识别车道边沿的电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器410可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些实施例中，存储器410可选包括相对于处理器420远程生成的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至识别车道边沿的电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0081]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他实体类别的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁待，磁待磁磁盘存储或其他磁性存储介质或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0082]
示例性地，控制器或电子设备中的处理器包括自动驾驶域控制模块(automated-driving domain control module，adcm)。
[0083]
示例性地，本实施例中的车辆可以燃油车、电动车、太阳能车等任何动力驱动的车辆。示例性地，本实施例中的车辆可以为自动驾驶车辆。
[0084]
本实施例的车辆的其他构成，如车架和车轮的具体结构以及连接紧固部件等，可以采用于本领域普通技术人员现在和未来知悉的各种技术方案，这里不再详细描述。
[0085]
在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0086]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种汽车制动速度规划方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：基于目标车辆的第一预期制动距离和实时车速，确定所述目标车辆的预测停车时段；其中，所述第一预期制动距离为所述目标车辆在前方无车情况下的制动距离；s2：基于所述预测停车时段、所述目标车辆的前车的实时车速以及所述目标车辆与所述前车的安全车距，对所述第一预期制动距离进行修正，得到所述目标车辆的第二预期制动距离；s3：基于所述第二预期制动距离、所述安全车距以及所述目标车辆的电池回收功率，确定所述目标车辆的制动速度规划。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中，具体包括以下步骤：s21，基于所述预测停车时段和所述前车的实时车速，确定所述前车在所述预测停车时段中每个单位时刻的预测位置；s22，基于所述前车在所述预测停车时段中每个单位时刻的预测位置和所述安全车距，对所述第一预期制动距离进行修正，得到所述第二预期制动距离，其中，所述第二预期制动距离包括所述目标车辆在所述预测停车时段中每个单位时刻的预期制动距离。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤s21中，基于所述预测停车时段和所述前车的实时车速，确定所述前车在所述预测停车时段中每个单位时刻的预测位置，包括：将所述预测停车时段和所述前车的实时车速，输入预先训练好的车速预测模型，得到所述前车在所述预测停车时段中每个单位时刻的的预测车速；基于所述前车在所述预测停车时段中每个单位时刻的的预测车速，确定所述前车在所述预测停车时段中每个单位时刻的预测位置。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤s22中，基于所述前车在所述预测停车时段中每个单位时刻的预测位置和所述安全车距，对所述第一预期制动距离进行修正，得到所述第二预期制动距离，包括：基于所述前车在所述预测停车时段中每个单位时刻的预测位置和所述安全车距，确定所述目标车辆在所述预测停车时段中每个单位时刻的最大安全制动距离；基于所述目标车辆在所述预测停车时段中每个单位时刻的最大安全制动距离，对所述第一预期制动距离进行修正，得到所述第二预期制动距离。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤s22中，对于所述预测停车时段中的任一时刻，对所述第一预期制动距离进行修正，具体包括：在所述任一时刻对应的最大安全制动距离小于所述第一预期制动距离的情况下，将所述任一时刻对应的最大安全制动距离作为所述任一时刻的预期制动距离；在所述任一时刻对应的最大安全制动距离不小于所述第一预期制动距离的情况下，将所述第一预期制动距离作为所述任一时刻的预期制动距离。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤s3中，具体包括以下步骤：s31，基于所述电池回收功率和所述预测停车时段中划分单位时刻的时间长度，确定制动能量回收优化目标函数，所述制动能量回收优化目标函数具体为：j
re
(t)＝p
b
(t)
·
δt其中，p
b
为电池回收功率，δt为预测停车时段中单位时刻之间的时间间隔，t为预测停
车时段中的任一时刻；s32，基于所述第二预期制动距离和所述安全车距，确定安全距离目标函数，所述安全距离目标函数具体为：其中，d为第二预期制动距离中t时刻对应的预期制动距离，a
r
为目标车辆t时刻的加速度，a
f
为前车t时刻的加速度，v
r
为目标车辆t时刻的车速，v
f_pre
为t时刻前车的预测车速，d
min
为安全车距；s33，基于所述制动能量回收优化目标函数和所述安全距离目标函数，结合平顺性优化函数，确定多目标协调优化函数，所述平顺性优化函数具体为：j
com
(t)＝a
r
(t)-a
r
(t-1)所述多目标协调优化函数具体为：j(t)＝λ1j
re
(t)+λ2j
com
(t)+λ3j
s
(t)其中，λ1、λ2和λ3分别为所述制动能量回收优化目标函数、所述平顺性优化函数和所述安全距离目标函数对应的权重系数；s34，基于所述多目标协调优化函数，确定所述目标车辆的制动速度规划。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据预设时间间隔，重复执行所述步骤s1-s3。8.一种用于汽车制动速度规划的电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的方法。9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述处理器包括自动驾驶域控制模块。

技术总结
本公开提供了一种汽车制动速度规划方法和电子设备，涉及电动汽车控制技术领域。具体实现方案包括以下步骤：S1：基于目标车辆的第一预期制动距离和实时车速，确定目标车辆的预测停车时段；其中，第一预期制动距离为目标车辆在前方无车情况下的制动距离；S2：基于预测停车时段、目标车辆的前车的实时车速以及目标车辆与前车的安全车距，对第一预期制动距离进行修正，得到目标车辆的第二预期制动距离；S3：基于第二预期制动距离、安全车距以及目标车辆的电池回收功率，确定目标车辆的制动速度规划。根据本公开的技术方案，可以使得车辆制动能量的回收不再局限于前方无车的理想工况，实现了跟车环境下的制动能量的回收。现了跟车环境下的制动能量的回收。现了跟车环境下的制动能量的回收。


技术研发人员：王博 潘志前 孟涛
受保护的技术使用者：华人运通（山东）科技有限公司
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/6/27