CN104670233A - 车辆转弯控制方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种车辆转弯控制方法及其装置。根据本发明的一实施例的车辆转弯控制方法，其特征在于，包括：获得预先规定的预瞄距离(preview distance)内的周边事件及旋回路信息的步骤；作为所述获得步骤的结果，所述预瞄距离内掌握到曲线道路时，根据所述曲线道路的曲率变化而选定预瞄点(preview point)的步骤；及反映所述选定的所述预瞄点而决定控制点的步骤；还可包括：掌握到所述曲线道路时，利用车辆的横向加速度及偏航率(yaw rate)变化而设定车辆的限制速度的步骤；及设定所述限制速度后，基于预先决定的运动方程式和所述限制速度而决定加减速控制时点的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及车辆转弯控制，更详细地说，利用车辆的自主行驶系统(autonomous travelling system)进行行驶时，能够提高曲线行驶性能的车辆转弯控制方法及其装置。
背景技术
通常，车辆上搭载了多种用于保护驾驶员及乘客、辅助运行及提高乘车感的多种系统。
多种系统中，自主行驶系统是利用摄像头识别车道并进行自动转向的技术。
自主行驶系统使用MDPS(motor driven power steering，电动助力转向)、ESC、EMS、TCU为致动器，为掌握车辆的位置而安装了GPS，为分析周边环境及周边车辆行驶而安装了激光雷达(Lidar)、前后方雷达、前方摄像头、超声波传感器等，并结合了汽车导航仪、ITS(intelligent transportsystem，智能交通系统)、V2X(vehicle to everything)等而使乘客能够自主移动到所需位置的系统。
但是，利用自主行驶系统的曲线行驶(转弯)中，根据汽车导航仪位置信息而把不适当的位置识别为车辆运行目标地点时，可能会使车辆脱离路面或车道。
发明内容
(要解决的技术问题)
本发明为了解决所述传统技术的问题点而提出，其目的在于提供一种提高了利用车辆的自主行驶系统(autonomous travelling system)的曲线行驶性能而能够防止车辆脱离路面或脱离车道的车辆转弯控制方法及其装置。
(解决问题的手段)
为达成所述目的，根据本发明的一实施例的车辆转弯控制方法，包括：获得预先规定的预瞄距离(preview distance)内的周边事件及旋回路信息的步骤；作为所述获得步骤的结果，所述预瞄距离内掌握到曲线道路时，根据所述曲线道路的曲率变化而选定预瞄点(preview point)的步骤；及反映所述选定的所述预瞄点而决定控制点的步骤。
所述决定控制点的步骤，把利用预瞄点形成的包括所述预瞄点的圆和曲线道路面相交的点决定为控制点。
根据所述曲线道路的曲率变化而选定预瞄点的步骤，若曲率变化不连续，使预瞄点固定在一定范围内，若曲率变化连续，根据行驶距离以可变的方式变更预瞄点。
进而，根据本发明的方法还包括：掌握到所述曲线道路时，利用车辆的横向加速度及偏航率(yaw rate)变化而设定车辆的限制速度的步骤；及设定所述限制速度后，基于预先决定的运动方程式和所述限制速度而决定加减速控制时点的步骤。
获得所述周边事件及旋回路信息的步骤，考虑到目标地点为止的汽车导航仪运行信息、包括通过V2X(vehicle to everything)和智能型交通系统(ITS)获得的数据的到目标地点为止的行驶道路环境信息、车辆的周边信息中的至少一个，获得预瞄距离(preview distance)内的周边事件和旋回路信息。
根据本发明的一实施例的车辆转弯控制装置，其特征在于，包括：信息获得部，获得预先决定的预瞄距离(preview distance)内的周边事件及旋回路信息；预瞄点选定部，根据所述信息获得部而所述预瞄距离内掌握到曲线道路时，根据所述曲线道路的曲率变化而选定预瞄点(preview point)；及控制点决定部，反映所述选定的所述预瞄点而决定控制点。
所述控制点决定部，把利用预瞄点形成的包括所述预瞄点的圆和曲线道路面相遇的点决定为控制点。
所述预瞄点选定部，若曲率变化不连续，使预瞄点固定在一定范围内，若曲率变化连续，根据行驶距离以可变的方式变更预瞄点。
进而，根据本发明的装置，还包括：限制速度设定部，掌握到所述曲线道路时，利用车辆的横向加速度及偏航率(yaw rate)变化而设定车辆的限制速度；及控制时点决定部，设定所述限制速度后，基于预先决定的运动方程式和所述限制速度而决定加减速控制时点。
(发明的效果)
根据本发明，通过提高利用车辆的自主行驶系统(autonomous travellingsystem)的曲线行驶性能而能够防止车辆脱离路面或脱离车道。
并且，通过提高根据本发明的自主行驶系统的曲线行驶性能而能够提高搭载自主行驶系统的车辆的可靠性，由此通过相应车辆的竞争力。
附图说明
图1呈现车辆的自主行驶系统的结构。
图2是对曲线道路上车辆发生脱离的一例式图。
图3呈现根据本发明的一实施例的车辆转弯控制方法的动作流程图。
图4呈现预瞄距离的例式图。
图5呈现利用预瞄点而决定曲线道路上的控制点的一例式图。
图6呈现用于说明非连续曲率与连续曲率中选定预瞄点的方法的一例式图。
图7呈现根据事件发生时点的限制速度的车辆的加减速控制时点的一例式图。
图8呈现根据本发明的一实施例的车辆转弯控制装置的结构。
具体实施方式
通过参照附图对实施例进行说明，可明确呈现所述目的以外的本发明的其他目的及特征。
参照附图详细说明本发明的优选实施例。说明本发明时，若判断为相关的公开构成或对功能的具体说明会混淆本发明的要旨，则省略其详细的说明。
但是，本发明并不被该实施例所限制或限定。各个附图中的相同的参照符号表示相同的部件。
下面，参照图1至图8详细说明根据本发明的一实施例的车辆转弯控制方法及其装置。
自主行驶系统使用MDPS(motor driven power steering)、ESC、EMS、TCU为致动器，为掌握车辆的位置而安装了GPS，为分析周边环境及周边车辆行驶而安装了激光雷达(Lidar)、前后方雷达、前方摄像头、超声波传感器等，并结合了汽车导航仪、ITS(intelligent transport system)、V2X(vehicleto everything)等而使乘客能够自主移动到所需位置的系统。
本发明的要旨在于，在利用所述自主行驶系统的行驶中，提高曲线行驶性能。
图1呈现车辆的自主行驶系统的结构，本发明涉及自主行驶控制部分。因此，省略对周边的传感器部及致动器的说明。
参照图1，若对自主行驶控制部分进行说明，Road Condition是根据行驶道路环境，预测并演算对当前及想要行驶的方向的信息的部分，分析直线/曲线路、上坡路/下坡路、行驶限制速度等通过汽车导航仪及V2X，ITS获得的数据。
这里，V2X(vehicle to everything)是指车辆在行驶过程中自动识别行驶、道路环境等而提供给驾驶员的车辆的自动控制及安全驾驶的支持技术，ITS(Intelligent Transportation Systems)是智能型交通系统，该服务的目的是呈现迅速、安全、舒适的新一代交通体系，可包括ATMS(AdvancedTraffic Management System，先进的交通管理系统)、ATIS(Advanced TrafficManagement System，先进的出行者信息系统)、APTS(Advanced PublicTransportation System，先进的公共运输系统)、CVO(Commercial VehicleOperation，商用车辆管理系统)、AVHS(Advanced Vehicleand HighwaySystem，先进的车辆和公路系统)等。
Environment Analysis是识别车辆周边的部分，分析周边车辆、识别行人，移动速度、预测移动路径、交叉路、当前车道等信息的部分，DrivingMode Determination是决定车辆的行驶模式的部分，判断是否要行驶、是否驻车、是否回避前方车辆的部分。
Control Position Determination是利用汽车导航仪的运行信息而决定车辆的行驶方向位置的部分，Driving Path Generation是生成从目前的车辆位置到控制位置的行驶轨迹的部分。
Driving Force Allocation、Steering、Decel/Accel Control是利用根据行驶轨迹的车辆的动态行为而进行转向及加减速控制的部分。
本发明的目的是在自主行驶系统中提高行驶时的曲线行驶即转弯性能，因此涉及Control Position Determination部分。
Control Position Determination部分中，若通过行驶中的汽车导航仪位置信息而把不适当的位置识别为车辆运行目标地点，如图2所图示的一例，车辆会脱离路面或车道，本发明用于防止这种问题点。图2所图示的waypoint是指从汽车导航仪接收的路面位置信息。
图3呈现根据本发明的一实施例的车辆转弯控制方法的动作流程图。
参照图3，获得预先决定的预瞄距离(preview distance)内的车辆周边的周边事件及旋回路信息(S310)。
这里，步骤S310中，考虑到目标地点为止的汽车导航仪运行信息、包括通过V2X(vehicle to everything)和智能型交通系统(ITS)获得的数据的到目标地点为止的行驶道路环境信息、车辆的周边信息中的至少一个，获得预瞄距离内的周边事件及旋回路信息。
当然，步骤S310中获得周边事件和旋回路信息的方法并不限定于上述内容，可利用所有获得周边事件和旋回路信息的方法。例如，可利用车辆的传感器部所具备的前方摄像头而获得。
根据步骤S310，获得预瞄距离内的周边事件及旋回路信息时，基于获得的信息而判断是否掌握到曲线道路(S320)。
例如，如图4所图示的一例，可基于步骤S310中获得的信息，判断预瞄距离内是否存在周边事件及旋回路信息。这时，预瞄距离可因周边环境，例如晴、雾、雨、雪等天气情况、路面状态、白天和黑夜等行驶时间而变更，能够决定预瞄距离的条件并不限定于此所述内容，可包括对行驶产生影响的所有条件。
步骤S320判断结果，掌握到曲线道路时，根据曲线道路的曲率变化而选定预瞄点(preview point)(S330)。
这时，预瞄点大且道路半径小、反复的曲线道路时，因无法适当地反映道路曲率条件而导致车辆脱离车道，因此步骤S330中，曲率半径小的曲线道路时选择小的预瞄点(或近的位置)，直线道路等情况时选择较大或较宽(或远的位置)的。当然，曲线道路时，被选定的预瞄点的大小因曲率变化而设定得不同，直线道路时，把考虑到车辆速度、车道数、周边环境等而决定的预先设定的值选定为预瞄点的大小。
然后，反映根据步骤S330所选定的预瞄点而决定用于车辆的转向控制的控制点(control point)(S340)。
这时，步骤S340中，把利用根据步骤S330选定的预瞄点形成的包括所述预瞄点的圆和曲线道路的道路面相交的点决定为控制点。
例如，如图5所图示，根据步骤S330选定预瞄点后，根据选定的预瞄点形成圆510，把形成的圆510和曲线道路相交的点520决定为用于转向控制的控制点。
当然，若预瞄点选定得小，形成的圆的大小也会随之变小，因此曲线道路上控制点530位于控制点520的前面，若预瞄点选定得大，形成的圆的大小变大，因此曲线道路上控制点540位于控制点520的后面。
虽然未图示，根据曲线道路的曲率变化是否连续，选定的预瞄点会不同。
例如，如图6所图示的一例，若曲线道路的曲率变化不连续(非连续曲率)，使预瞄点固定在一定范围内，若曲线道路的曲率变化连续(正常曲率)，根据行驶距离以可变的方式变更预瞄点。
这时，曲率变化连续时根据行驶距离变更预瞄点是为了变更预瞄点时防止转向振动。
这样决定控制点后，从车辆的当前位置向控制点执行转向控制，从而易于在曲线道路上行驶，进而防止曲线行驶中车辆脱离路面或脱离车道。
利用控制点的转向控制，能够把车辆的当前位置、控制点的位置、车辆速度、曲线道路的曲率等对曲线行驶产生影响的多种信息反映到自主行驶系统，从而实现曲线道路上的转弯控制。
并且，为执行曲线行驶需要曲线行驶时控制车辆速度，通过S320、S350及S360进行说明。
步骤S320中，根据步骤S310获得预瞄距离内的车辆周边的周边事件及旋回路信息后，基于获得的信息判断是否掌握到曲线道路(S320)。
步骤S320的判断结果为掌握到曲线道路时，根据曲线道路的曲率设定限制速度(S350)。
这里，限制速度是指目标速度，可利用车辆的横向加速度及偏航率(yaw rate)变化而设定。
根据步骤S350设定限制速度后，基于预先决定的运动方程式而决定用于控制加减速的加减速控制时点(S360)。
这时，加减速控制时点还反映根据步骤S3250设定的限制速度而被决定。
根据步骤S360决定加减速控制时点后，在决定的加减速控制时点控制加减速，从而在曲线道路上以目标速度行驶。
例如，图7图示了控制车辆的减速的情况，如图7所图示，掌握事件发生位置(event start distance)后，根据车辆的目标速度而使车辆的速度(VehSpd)进行减速的时点不同，图7中图示的根据距离的车辆的减速图表与目标速度不同，适用的减速比率是相同的，因目标速度的不同，其控制减速的时点也会不同。
并且，其他事件，例如，人行横道及交叉路的时，把1车道目标速度设定为‘0’，利用信号灯点灭时间信息而使目标速度设定为从‘0’提高。这时，目标速度的提高程度也可按一定比率提高，但并不限定于此，也可事先设定按照距离的提高程度。
利用加减速控制时点的行驶控制使车辆的当前位置、限制速度、车辆速度、曲线道路的曲率等多种信息反映到自主行驶系统，从而在曲线道路上转弯时实现车辆的速度控制。
如所述，根据本发明的车辆转弯控制方法通过掌握车辆周边的事件和曲线道路，决定曲线道路上的行驶方向的控制点，设定用于加减速的限制速度后行驶车辆，从而提高了曲线道路上的曲线行驶性能，由此防止车辆脱离路面或脱离车道。
并且，本发明提高了曲线道路上的行驶性能，能够提高对搭载适用本发明的自主行驶系统的车辆的可靠性。
虽然，图3中控制转向方向的过程和执行车辆的加减速控制的过程是并行处理的，但并不限定于此，可依次执行或复合执行两个过程。
图8呈现根据本发明的一实施例的车辆转弯控制装置的结构。
参照图8，根据本发明的装置800包括信息获得部810、预瞄点选定部820、控制点决定部830、限制速度设定部840及控制时点决定部850。
信息获得部810获得预先决定的预瞄距离(preview distance)内的车辆周边的周边事件及旋回路信息。
这里，信息获得部810考虑到目标地点为止的汽车导航仪运行信息、包括通过V2X(vehicle to everything)和智能型交通系统(ITS)获得的数据的到目标地点为止的行驶道路环境信息、车辆的周边信息中的至少一个，获得预瞄距离内的周边事件及旋回路信息，还可利用车辆所具备的前方摄像头等获得另外的信息。
预瞄点选定部820根据信息获得部810而在预瞄距离内掌握到曲线道路时，根据曲线道路的曲率变化选定预瞄点(preview point)。
这时，预瞄点选定部820，在预瞄点大、道路半径小且反复的曲线道路时无法适当地反映道路曲率条件而导致车辆脱离车道的现象，因此当曲率半径小的曲线道路时，选定的预瞄点小，像直线道路等情况下，选定的预瞄点大或宽。当然，根据预瞄点选定部选定的预瞄点的大小在曲线道路时根据曲率变化而设定得不同，直线道路时把考虑到车辆速度、车道数、周边环境等决定的预先规定的值选定为预瞄点的大小。
并且，预瞄点选定部820在曲线道路的曲率变化不连续时，把预瞄点固定在一定范围内而选定，曲线道路的曲率变化连续时，根据行驶距离而变更预瞄点而选定。
控制点决定部830反映根据预瞄点选定部820选定的预瞄点并决定曲线道路上的控制点。
这时，控制点决定部830把利用预瞄点形成的包括预瞄点的圆和曲线道路上的路面相交的点决定为控制点。
限制速度设定部840在根据信息获得部810掌握到预瞄距离内的曲线道路时，设定根据曲线道路的曲率的车辆的限制速度。
这时，限制速度设定部840利用车辆的横向加速度及偏航率(yaw rate)变化而设定曲线道路上的限制速度。
并且，限制速度设定部840不仅在曲线道路，在人行横道及交叉路等也可设定限制速度，例如，人行横道及交叉路的情况是，把1车道目标速度设定为‘0’，利用信号灯点灭时间信息而设定目标速度从‘0’提高。
控制时点决定部850在根据限制速度设定部840设定限制速度后，基于预先决定的运动方程式和限制速度而决定加减速控制时点。
如上所述，通过具体的构成要素等特定事项及限定的实施例及附图等说明了本发明，但这只是为了更加全面地理解本发明而提供的，并不是指本发明限定于所述实施例，在本发明所属技术领域具有一般知识的人能够通过上述记载进行多种修正及变形。
因此，本发明的思想并不限定于说明的实施例，后述的权利要求范围及进行均等或等价变形的一切都属于本发明的思想范畴。
Claims (9)
1.一种车辆转弯控制方法,其特征在于，包括：
获得预先规定的预瞄距离(preview distance)内的周边事件及旋回路信息的步骤；
作为所述获得步骤的结果，所述预瞄距离内掌握到曲线道路时，根据所述曲线道路的曲率变化而选定预瞄点(preview point)的步骤；及
反映所述选定的所述预瞄点而决定控制点的步骤。
2.根据权利要求1所述的车辆转弯控制方法，其特征在于，
所述决定控制点的步骤，
把利用预瞄点形成的包括所述预瞄点的圆和曲线道路面相交的点决定为控制点。
3.根据权利要求1所述的车辆转弯控制方法，其特征在于，
根据所述曲线道路的曲率变化而选定预瞄点的步骤中，
若曲率变化不连续，使预瞄点固定在一定范围内，若曲率变化连续，根据行驶距离以可变的方式变更预瞄点。
4.根据权利要求1所述的车辆转弯控制方法，其特征在于，还包括：
掌握到所述曲线道路时，利用车辆的横向加速度及偏航率(yaw rate)变化而设定车辆的限制速度的步骤；及
设定所述限制速度后，基于预先决定的运动方程式和所述限制速度而决定加减速控制时点的步骤。
5.根据权利要求1所述的车辆转弯控制方法，其特征在于，
在获得所述周边事件及旋回路信息的步骤中，
考虑到目标地点为止的汽车导航仪运行信息、包括通过V2X(vehicle toeverything)和智能型交通系统(ITS)获得的数据的到目标地点为止的行驶道路环境信息、车辆的周边信息中的至少一个，获得预瞄距离(previewdistance)内的周边事件和旋回路信息。
6.一种车辆转弯控制装置，其特征在于，包括：
信息获得部，获得预先决定的预瞄距离(preview distance)内的周边事件及旋回路信息；
预瞄点选定部，根据所述信息获得部，当在所述预瞄距离内掌握到曲线道路时，根据所述曲线道路的曲率变化而选定预瞄点(preview point)；及
控制点决定部，反映所述选定的所述预瞄点而决定控制点。
7.根据权利要求6所述的车辆转弯控制装置，其特征在于，
所述控制点决定部，
把利用预瞄点形成的包括所述预瞄点的圆和曲线道路面相交的点决定为控制点。
8.根据权利要求6所述的车辆转弯控制装置，其特征在于，
所述预瞄点选定部进行以下控制，即，
若曲率变化不连续，则使预瞄点固定在一定范围内，若曲率变化连续，则根据行驶距离以可变的方式变更预瞄点。
9.根据权利要求6所述的车辆转弯控制装置，其特征在于，还包括：
限制速度设定部，当掌握到所述曲线道路时，利用车辆的横向加速度及偏航率(yaw rate)变化而设定车辆的限制速度；及
控制时点决定部，设定所述限制速度后，基于预先决定的运动方程式和所述限制速度而决定加减速控制时点。
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