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摘要：本发明公开了一种车辆碰撞风险预测装置及方法，包括：感知组件、基础组件、预测组件和决策组件；感知组件用于采集人员、环境和车辆的信息；基础组件包括数字人体模块和车辆预测模块，数字人体模块用于根据人员所处的场景参数，预测从当前时刻到未来某一时刻的人员位置参数，车辆预测模块包括状态参数预处理单元、轨迹预测单元和碰撞检测单元；预测组件包括人员损伤预测模块、车辆损伤预测模块和可靠度预测模块；可靠度预测模块根据场景参数和发生假设性碰撞时的期望参数，预测期望参数的可靠度指标；决策组件获取期望参数及其对应的可靠度指标，同时兼顾预测信号在时域上的极值、变化趋势指标，进行综合性的碰撞风险评估，输出控制指令。

主权项：1.一种车辆碰撞风险预测装置，其特征在于，包括：感知组件、基础组件、预测组件和决策组件；所述感知组件用于采集人员、环境和车辆的信息；所述基础组件包括数字人体模块和车辆预测模块，所述数字人体模块用于根据人员所处的场景参数，预测从当前时刻到未来某一时刻的人员位置参数，所述车辆预测模块包括状态参数预处理单元、轨迹预测单元和碰撞检测单元，所述状态参数预处理单元根据感知组件锁定的目标物对其进行编号、分类，所述轨迹预测单元对锁定的目标物进行运动状态修正或使用运动学或动力学模型预测自车和或目标物在预设时间范围内的行驶轨迹，所述碰撞检测单元用于检测自车与目标物在特定时刻是否发生了碰撞；所述状态参数预处理单元根据感知组件锁定的目标物对其进行编号、分类具体为：根据感知组件锁定目标物并对目标物进行编号，计算每一个目标物的碰撞时间TTC，并根据每个目标物的TTC值进行升序排列；预设第一碰撞时间阈值TTCthres1和第二碰撞时间阈值TTCthres2，若某个目标物的碰撞时间TTC满足TTCthres1≤TTC≤TTCthres2，将其定义为潜在危险目标，分类至“潜在危险目标集”，对其运动状态持续监测；若某个目标物的碰撞时间TTC满足TTC＜TTCthres1，则将其定义为危险目标，分类至“危险目标集”；所述轨迹预测单元对“潜在危险目标集”中的目标物进行运动状态修正，轨迹预测单元使用运动学或动力学模型预测自车和“危险目标集”中目标物在预设时间范围内的行驶轨迹；所述碰撞检测单元用于检测自车与目标物在特定时刻是否发生了碰撞，若自车与目标物在空间上发生了接触则定义为“碰撞”，定义该时刻为碰撞时刻Tc，碰撞风险CR＝1，并记录Tc时刻的碰撞场景参数，所述碰撞场景参数包括自车速度、目标物速度、碰撞重叠率、碰撞角度、目标物质量和目标物的类型；如检测到未接触，则碰撞风险CR＝0；碰撞检测单元的检测包括粗略检测和精细检测阶段，所述粗略检测为：计算自车几何中心与目标物几何中心的距离Li，并分别计算自车和目标物的最小包络圆，包络圆的圆心处于各自几何中心，当自车包络圆和目标物包络圆相切时，自车与目标物的几何中心距离记为Lcrit，当LiαLcrit时，则进行精细检测，α为增益系数；通过精细检测检测自车与目标物在空间是否有重叠，如有重叠则定义为接触，精细检测的具体方法为分离轴STA法或GJK法；所述预测组件包括人员损伤预测模块、车辆损伤预测模块和可靠度预测模块，所述人员损伤预测模块用于根据自车发生碰撞时的碰撞波形、人员状态参数和约束系统状态参数，实时预测发生假设性碰撞后乘员的损伤曲线，并根据损伤曲线计算得到乘员损伤风险值；所述车辆损伤预测模块包括变形量预测单元和碰撞波形预测单元，所述变形量预测单元根据碰撞时刻的碰撞场景参数，实时预测发生假设性碰撞后车辆损伤风险值，所述碰撞波形预测单元根据碰撞场景参数预测发生假设性碰撞后的碰撞波形，预测的碰撞波形作为人员损伤预测模块的输入之一；所述可靠度预测模块根据场景参数和发生假设性碰撞时的期望参数，所述期望参数包括碰撞风险CR、乘员损伤风险值HIR、车辆损伤风险值VIR，预测期望参数CR、HIR、VIR的可靠度指标∑CR、∑HIR、∑VIR；所述可靠度预测模块的计算方式为：根据当前时刻的场景参数和期望参数，考虑驾驶员操作不确定性后，设定驾驶员操作不确定性有U种离散的值，对应U种不同的行车轨迹，根据车辆预测模块、人员损伤预测模块、车辆损伤预测模块能够分别获得U种不同的车辆碰撞风险预测结果、U种人员损伤风险预测结果和U种车辆损伤风险预测结果，记为：[CRk_1,HIRk_1,VIRk_1,CRk_2,HIRk_2,VIRk_2,…,CRk_U,HIRk_U,VIRk_U]，对第k个目标物的可靠性量化指标表示为： 当∑CR越小，则CR越准确，越可能出现，反之则说明在驾驶员操作介入时越不稳定，越不可能出现；当∑HIR越小，则HIR越准确，越可能出现，反之则说明在驾驶员操作介入时越不稳定，越不可能出现；当∑VIR越小，则VIR越准确，越可能出现，反之则说明在驾驶员操作介入时越不稳定，越不可能出现；所述驾驶员操作不确定性量化表征为：建立驾驶员操作行为数据库，对可能发生碰撞的场景，将驾驶员操作行为刹车、加速和转向简化为车辆的纵向和横向运动，分别用纵向加速度a和横摆角速度ω表征，并对a和ω在物理条件允许前提下进行数值离散化，建立输入为场景参数，输出为a和ω的驾驶行为数据库；对所述驾驶员操作行为数据库中的加速度a、横摆角速度ω在物理条件允许前提下，进行数值离散化，设定加速度a有ζ个离散的取值，横摆角速度ω有η个离散的取值，即a＝[a1,a2,…,aζ],ω＝[ω1,ω1,…,ωη]，建立驾驶员操作行为预测后验模型并生成不同轨迹；所述决策组件获取期望参数CR、HIR、VIR及其对应的可靠度指标∑CR、∑HIR、∑VIR，同时兼顾预测信号在时域上的极值、变化趋势指标，进行综合性的碰撞风险评估，输出控制指令。

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