CN105128858B - 车辆避障超车方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆避障超车方法及装置，属于汽车主动安全领域。该方法包括：检测本车与障碍车的避障距离是否小于第一预设距离；当避障距离小于第一预设距离时，检测本车与车道线的当前距离，车道线包括相互平行的实体车道线和虚拟车道线，虚拟车道线为经过障碍车的直线；根据当前距离确定避障增强信号值，避障增强信号值用于表示本车偏离预设中线的程度；检测避障增强信号值是否大于第一预设值；当避障增强信号值大于第一预设值时，通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作。本发明解决了基于监督学习的车辆避障超车方法的稳定性较差，可靠性较低，且灵活性较差的问题，实现了提高稳定性、可靠性及灵活性的效果，用于车辆避障超车。

Description

车辆避障超车方法及装置

技术领域

本发明涉及汽车主动安全领域，特别涉及一种车辆避障超车方法及装置。

背景技术

随着汽车工业的快速发展和人们生活水平的不断提高，汽车已快速进入普通家庭。在车辆行驶过程中，如果前方车辆行驶的速度较低，为了节省时间，往往需要控制车辆完成避障超车动作，因此，为了保证车辆安全行驶，需要一种有效的车辆避障超车方法。

相关技术中，车辆避障超车方法主要是利用摄像机和雷达障碍车的位置，根据预先设定的避障超车轨迹，调节车辆当前的行驶轨迹，使当前的行驶轨迹与预先设定的行驶轨迹的偏差尽可能小，从而使车辆有效避开前方障碍车，控制车辆完成超车动作。

由于上述车辆避障超车方法是人为设定的避障超车轨迹，该过程属于监督学习过程，而基于监督学习的车辆避障超车方法的稳定性较差，可靠性较低，且灵活性较差。

发明内容

为了解决基于监督学习的车辆避障超车方法的稳定性较差，可靠性较低，且灵活性较差的问题，本发明提供了一种车辆避障超车方法及装置。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种车辆避障超车方法，所述方法包括：

检测本车与障碍车的避障距离是否小于第一预设距离，所述避障距离为本车在避障过程中与所述障碍车的距离；

当所述避障距离小于所述第一预设距离时，检测本车与车道线的当前距离，所述车道线包括相互平行的实体车道线和虚拟车道线，所述实体车道线为本车两侧的车道线中的任一车道线，所述虚拟车道线为经过所述障碍车的直线；

根据所述当前距离确定避障增强信号值，所述避障增强信号值用于表示本车偏离预设中线的程度，所述预设中线平行于所述车道线，且所述预设中线到所述实体车道线的距离等于所述预设中线到所述虚拟车道线的距离；

检测所述避障增强信号值是否大于第一预设值；

当所述避障增强信号值大于所述第一预设值时，通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作。

可选的，所述实体车道线包括第一车道线，所述检测本车与车道线的当前距离，包括：

当本车位于所述第一车道线和所述虚拟车道线之间时，检测本车与所述第一车道线的第一横向距离、本车与所述虚拟车道线的第二横向距离，所述第一横向距离为本车的车头中点到所述第一车道线的距离，所述第二横向距离为本车的车头中点到过所述障碍车右侧边缘且平行于所述障碍车的行驶方向的直线的距离；

所述根据所述当前距离确定避障增强信号值，包括：

根据所述第一横向距离、所述第二横向距离和第一避障增强信号计算公式，确定第一避障增强信号值R₁；

所述第一避障增强信号计算公式为：

其中，所述D_R1为所述第二横向距离，所述D_R2为所述第一横向距离，所述R₁为所述第一避障增强信号值。

可选的，所述实体车道线包括第二车道线，所述检测本车与车道线的当前距离，包括：

当本车位于所述第二车道线和所述虚拟车道线之间时，检测本车与所述第二车道线的第三横向距离、本车与所述虚拟车道线的第四横向距离，所述第三横向距离为本车的车头中点到所述第二车道线的距离，所述第四横向距离为本车的车头中点到过所述障碍车左侧边缘且平行于所述障碍车的行驶方向的直线的距离；

所述根据所述当前距离确定避障增强信号值，包括：

根据所述第三横向距离、所述第四横向距离和第二避障增强信号计算公式，确定第二避障增强信号值R₂；

所述第二避障增强信号计算公式为：

其中，所述D_L1为所述第三横向距离，所述D_L2为所述第四横向距离，所述R₂为所述第二避障增强信号值。

可选的，在所述检测本车与所述障碍车的避障距离是否小于第一预设距离之前，所述方法还包括：

检测本车前方是否存在障碍车；

当本车前方存在障碍车时，检测本车与所述障碍车的纵向距离是否小于或等于第二预设距离，所述纵向距离为所述障碍车的车尾中点到第一直线的距离，所述第一直线为过本车的车头中点且垂直于本车行驶方向的直线；

当所述纵向距离小于或等于所述第二预设距离时，控制本车进入避障超车状态。

可选的，在所述检测本车前方是否存在障碍车之后，所述方法还包括：

当本车前方不存在障碍车时，控制本车进入车道保持状态，或，当本车前方存在障碍车且本车与所述障碍车的纵向距离大于所述第二预设距离时，控制本车进入车道保持状态，或，当本车前方存在障碍车、本车与所述障碍车的纵向距离小于或等于所述第二预设距离，控制本车完成避障超车动作，检测本车与所述障碍车的避障距离是否小于所述第一预设距离，当所述避障距离不小于所述第一预设距离时，控制本车进入车道保持状态；

检测本车与所述第二车道线的第五横向距离，所述第五横向距离为本车的车头中点到所述第二车道线的距离；

检测本车与所述第一车道线的第六横向距离，所述第六横向距离为本车的车头中点到所述第一车道线的距离；

根据所述第五横向距离、所述第六横向距离和第三避障增强信号计算公式，确定第三避障增强信号值R₃；

所述第三避障增强信号计算公式为：

其中，所述D₁为所述第五横向距离，所述D₂为所述第六横向距离，所述R₃为所述第三避障增强信号值；

检测所述第三避障增强信号值是否大于第二预设值；

当所述第三避障增强信号值大于所述第二预设值时，通过机器学习方法控制本车完成车道保持动作。

第二方面，提供了一种车辆避障超车装置，所述装置包括：

第一检测单元，用于检测本车与障碍车的避障距离是否小于第一预设距离，所述避障距离为本车在避障过程中与所述障碍车的距离；

第二检测单元，用于在所述避障距离小于所述第一预设距离时，检测本车与车道线的当前距离，所述车道线包括相互平行的实体车道线和虚拟车道线，所述实体车道线为本车两侧的车道线中的任一车道线，所述虚拟车道线为经过所述障碍车的直线；

第一确定单元，用于根据所述当前距离确定避障增强信号值，所述避障增强信号值用于表示本车偏离预设中线的程度，所述预设中线平行于所述车道线，且所述预设中线到所述实体车道线的距离等于所述预设中线到所述虚拟车道线的距离；

第三检测单元，用于检测所述避障增强信号值是否大于第一预设值；

第一控制单元，用于在所述避障增强信号值大于所述第一预设值时，通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作。

可选的，所述实体车道线包括第一车道线，所述第二检测单元，包括：

第一检测模块，用于在本车位于所述第一车道线和所述虚拟车道线之间时，检测本车与所述第一车道线的第一横向距离、本车与所述虚拟车道线的第二横向距离，所述第一横向距离为本车的车头中点到所述第一车道线的距离，所述第二横向距离为本车的车头中点到过所述障碍车右侧边缘且平行于所述障碍车的行驶方向的直线的距离；

所述第一确定单元，包括：

第一确定模块，用于根据所述第一横向距离、所述第二横向距离和第一避障增强信号计算公式，确定第一避障增强信号值R₁；

所述第一避障增强信号计算公式为：

其中，所述D_R1为所述第二横向距离，所述D_R2为所述第一横向距离，所述R₁为所述第一避障增强信号值。

可选的，所述实体车道线包括第二车道线，所述第二检测单元，包括：

第二检测模块，用于在本车位于所述第二车道线和所述虚拟车道线之间时，检测本车与所述第二车道线的第三横向距离、本车与所述虚拟车道线的第四横向距离，所述第三横向距离为本车的车头中点到所述第二车道线的距离，所述第四横向距离为本车的车头中点到过所述障碍车左侧边缘且平行于所述障碍车的行驶方向的直线的距离；

所述第一确定单元，包括：

第二确定模块，用于根据所述第三横向距离、所述第四横向距离和第二避障增强信号计算公式，确定第二避障增强信号值R₂；

所述第二避障增强信号计算公式为：

其中，所述D_L1为所述第三横向距离，所述D_L2为所述第四横向距离，所述R₂为所述第二避障增强信号值。

可选的，所述装置还包括：

第四检测单元，用于检测本车前方是否存在障碍车；

第五检测单元，用于在本车前方存在障碍车时，检测本车与所述障碍车的纵向距离是否小于或等于第二预设距离，所述纵向距离为所述障碍车的车尾中点到第一直线的距离，所述第一直线为过本车的车头中点且垂直于本车行驶方向的直线；

第二控制单元，用于在所述纵向距离小于或等于所述第二预设距离时，控制本车进入避障超车状态。

可选的，所述装置还包括：

第三控制单元，用于在本车前方不存在障碍车时，控制本车进入车道保持状态，或，当本车前方存在障碍车且本车与所述障碍车的纵向距离大于所述第二预设距离时，控制本车进入车道保持状态，或，当本车前方存在障碍车、本车与所述障碍车的纵向距离小于或等于所述第二预设距离，控制本车完成避障超车动作，检测本车与所述障碍车的避障距离是否小于所述第一预设距离，当所述避障距离不小于所述第一预设距离时，控制本车进入车道保持状态；

第六检测单元，用于检测本车与所述第二车道线的第五横向距离，所述第五横向距离为本车的车头中点到所述第二车道线的距离；

第七检测单元，用于检测本车与所述第一车道线的第六横向距离，所述第六横向距离为本车的车头中点到所述第一车道线的距离；

第二确定单元，用于根据所述第五横向距离、所述第六横向距离和第三避障增强信号计算公式，确定第三避障增强信号值R₃；

所述第三避障增强信号计算公式为：

其中，所述D₁为所述第五横向距离，所述D₂为所述第六横向距离，所述R₃为所述第三避障增强信号值；

第八检测单元，用于检测所述第三避障增强信号值是否大于第二预设值；

第四控制单元，用于在所述第三避障增强信号值大于所述第二预设值时，通过机器学习方法控制本车完成车道保持动作。

本发明提供了一种车辆避障超车方法及装置，能够根据本车与实体车道线和虚拟车道线的距离，确定避障增强信号值，当避障增强信号值大于第一预设值时，通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作，相较于相关技术，提高了避障超车的稳定性、可靠性和灵活性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种车辆避障超车方法的流程图；

图2-1是本发明实施例提供的另一种车辆避障超车方法的流程图；

图2-2是本发明实施例提供的一种车辆与障碍车的位置关系示意图；

图3是本发明实施例提供的一种车辆避障超车装置的结构示意图；

图4-1是本发明实施例提供的另一种车辆避障超车装置的结构示意图；

图4-2是本发明实施例提供的一种第二检测单元的结构示意图；

图4-3是本发明实施例提供的另一种第二检测单元的结构示意图；

图4-4是本发明实施例提供的一种第一确定单元的结构示意图；

图4-5是本发明实施例提供的另一种第一确定单元的结构示意图。

通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种车辆避障超车方法，如图1所示，该方法可以包括：

步骤101、检测本车与障碍车的避障距离是否小于第一预设距离，该避障距离为本车在避障过程中与障碍车的距离。

步骤102、当避障距离小于第一预设距离时，检测本车与车道线的当前距离，该车道线包括相互平行的实体车道线和虚拟车道线，实体车道线为本车两侧的车道线中的任一车道线，虚拟车道线为经过障碍车的直线。

步骤103、根据当前距离确定避障增强信号值，该避障增强信号值用于表示本车偏离预设中线的程度，该预设中线平行于车道线，且预设中线到实体车道线的距离等于预设中线到虚拟车道线的距离。

步骤104、检测避障增强信号值是否大于第一预设值。

步骤105、当避障增强信号值大于第一预设值时，通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作。

综上所述，本发明实施例提供的车辆避障超车方法，能够根据本车与实体车道线和虚拟车道线的距离，确定避障增强信号值，当避障增强信号值大于第一预设值时，通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作，相较于相关技术，提高了避障超车的稳定性、可靠性和灵活性。

可选的，实体车道线包括第一车道线，步骤102包括：当本车位于第一车道线和虚拟车道线之间时，检测本车与第一车道线的第一横向距离、本车与虚拟车道线的第二横向距离，第一横向距离为本车的车头中点到第一车道线的距离，第二横向距离为本车的车头中点到过障碍车右侧边缘且平行于障碍车的行驶方向的直线的距离。

步骤103包括：根据第一横向距离、第二横向距离和第一避障增强信号计算公式，确定第一避障增强信号值R₁。该第一避障增强信号计算公式为：

其中，D_R1为第二横向距离，D_R2为第一横向距离，R₁为第一避障增强信号值。

可选的，实体车道线包括第二车道线，步骤102包括：当本车位于第二车道线和虚拟车道线之间时，检测本车与第二车道线的第三横向距离、本车与虚拟车道线的第四横向距离，第三横向距离为本车的车头中点到第二车道线的距离，第四横向距离为本车的车头中点到过障碍车左侧边缘且平行于障碍车的行驶方向的直线的距离。

步骤103包括：根据第三横向距离、第四横向距离和第二避障增强信号计算公式，确定第二避障增强信号值R₂。该第二避障增强信号计算公式为：

其中，D_L1为第三横向距离，D_L2为第四横向距离，R₂为第二避障增强信号值。

可选的，在步骤101之前，该方法还包括：检测本车前方是否存在障碍车；当本车前方存在障碍车时，检测本车与障碍车的纵向距离是否小于或等于第二预设距离，纵向距离为障碍车的车尾中点到第一直线的距离，第一直线为过本车的车头中点且垂直于本车行驶方向的直线；当纵向距离小于或等于第二预设距离时，控制本车进入避障超车状态。

可选的，在检测本车前方是否存在障碍车之后，该方法还包括：

当本车前方不存在障碍车时，控制本车进入车道保持状态，或，当本车前方存在障碍车且本车与障碍车的纵向距离大于第二预设距离时，控制本车进入车道保持状态，或，当本车前方存在障碍车、本车与障碍车的纵向距离小于或等于第二预设距离，控制本车完成避障超车动作，检测本车与障碍车的避障距离是否小于第一预设距离，当避障距离不小于第一预设距离时，控制本车进入车道保持状态；

检测本车与第二车道线的第五横向距离，第五横向距离为本车的车头中点到第二车道线的距离；

检测本车与第一车道线的第六横向距离，第六横向距离为本车的车头中点到第一车道线的距离；

根据第五横向距离、第六横向距离和第三避障增强信号计算公式，确定第三避障增强信号值R₃。该第三避障增强信号计算公式为：

其中，D₁为第五横向距离，D₂为第六横向距离，R₃为第三避障增强信号值；

检测第三避障增强信号值是否大于第二预设值；

当第三避障增强信号值大于第二预设值时，通过机器学习方法控制本车完成车道保持动作。

综上所述，本发明实施例提供的车辆避障超车方法，能够根据本车与实体车道线和虚拟车道线的距离，确定避障增强信号值，当避障增强信号值大于第一预设值时，通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作，相较于相关技术，提高了避障超车的稳定性、可靠性和灵活性。

本发明实施例提供了另一种车辆避障超车方法，如图2-1所示，该方法可以包括：

步骤201、检测本车前方是否存在障碍车。如果本车前方存在障碍车，则执行步骤202；如果本车前方不存在障碍车，则执行步骤205。

本发明实施例中的本车可为智能车，该智能车可以安装前置摄像头、雷达、后置雷达等检测设备。示例的，可以先通过前置摄像头检测本车前方是否存在障碍车。

步骤202、检测本车与障碍车的纵向距离是否小于或等于第二预设距离。如果本车与障碍车的纵向距离K小于或等于第二预设距离K_min，则执行步骤203；如果本车与障碍车的纵向距离K大于第二预设距离K_min，则执行步骤205。

该纵向距离为障碍车的车尾中点到第一直线的距离，该第一直线为过本车的车头中点且垂直于本车行驶方向的直线。图2-2示出了本车与障碍车的位置关系示意图，图中K表示本车与障碍车的纵向距离，当本车前方存在障碍车时，检测K是否小于或等于第二预设距离K_min。第二预设距离K_min表示本车与障碍车的最小安全距离。

步骤203、控制本车进入避障超车状态。执行步骤204。

当本车与障碍车的纵向距离K小于或等于第二预设距离K_min时，控制本车进入障碍超车状态，本车进入避障模式。

步骤204、检测本车与障碍车的避障距离是否小于第一预设距离。如果本车与障碍车的避障距离L不小于第一预设距离L_max，执行步骤205；如果本车与障碍车的避障距离L小于第一预设距离L_max，执行步骤211。

该避障距离L为本车在避障过程中与障碍车的距离。图2-2中的L表示避障距离，第一预设距离L_max表示本车与障碍车的最大安全距离。

步骤205、控制本车进入车道保持状态。执行步骤206。

控制本车进入车道保持状态可以分为三种情况，第一种情况，当本车前方不存在障碍车时，控制本车进入车道保持状态；第二种情况，当本车前方存在障碍车且本车与障碍车的纵向距离K大于第二预设距离K_min时，控制本车进入车道保持状态；第三种情况，当本车前方存在障碍车、本车与障碍车的纵向距离K小于或等于第二预设距离K_min，控制本车完成避障超车动作，检测本车与障碍车的避障距离L是否小于第一预设距离L_max，当避障距离不小于第一预设距离时，控制本车进入车道保持状态，最终，控制本车基于两侧车道线的中线完成车道保持动作。

步骤206、检测本车与第二车道线的第五横向距离。执行步骤207。

第五横向距离为本车的车头中点到第二车道线的距离。示例的，如图2-2所示，第二车道线可以为左侧车道线，第五横向距离D₁为本车的车头中点到左侧车道线的距离。

步骤207、检测本车与第一车道线的第六横向距离。执行步骤208。

第六横向距离为本车的车头中点到第一车道线的距离。示例的，如图2-2所示，第一车道线可以为右侧车道线，第六横向距离D₂为本车的车头中点到右侧车道线的距离。

步骤208、根据第五横向距离、第六横向距离和第三避障增强信号计算公式，确定第三避障增强信号值R₃。执行步骤209。

该第三避障增强信号计算公式为：

其中，D₁为第五横向距离，D₂为第六横向距离，R₃为第三避障增强信号值。第三避障增强信号值R₃用于表示本车偏离两侧车道线中线的程度。如图2-2所示，当本车行驶至两侧车道线的中线时，第五横向距离D₁等于第六横向距离D₂，第三避障增强信号值R₃等于0，第三避障增强信号值R₃为最大值；当本车行驶至左侧车道线时，第五横向距离D₁等于0，第三避障增强信号值R₃等于-1；当本车行驶至右侧车道线时，第五横向距离D₂等于0，第三避障增强信号值R₃等于-1；当本车行驶至左侧车道线或右侧车道线之外时，此时，第五横向距离D₁或第六横向距离D₂为负数，第三避障增强信号值R₃小于-1。

步骤209、检测第三避障增强信号值是否大于第二预设值。执行步骤210。

确定了第三避障增强信号值R₃之后，检测第三避障增强信号值是否大于第二预设值，示例的，第二预设值可以设置为-1。由步骤208可知，当第三避障增强信号值R₃小于或等于-1时，表明本车已行驶至两侧车道线之外，或本车已行驶至两侧车道线上，不再继续对本车进行控制。

步骤210、当第三避障增强信号值大于第二预设值时，通过机器学习方法控制本车完成车道保持动作。执行步骤201。

当第三避障增强信号值大于第二预设值时，即第三避障增强信号值R₃大于-1且小于等于0，表明本车行驶在两侧车道线之间，将该第三避障增强信号值输入到控制系统，以便控制系统通过机器学习方法输出车道保持决策，控制本车完成车道保持动作。基于机器学习方法的决策策略是控制系统通过实时与环境交互，在成功和失败的经验教训中自主学习车道保持策略。第三避障增强信号是对控制系统输出的车道保持策略的评估，其数值直接反映出每次决策行为的“好”(无碰撞)和“坏”(碰撞)。

步骤211、检测本车与车道线的当前距离。执行步骤212。

该车道线包括相互平行的实体车道线和虚拟车道线，实体车道线为本车两侧的车道线中的任一车道线，虚拟车道线为经过障碍车的直线。

一方面，步骤211可以包括：当本车位于第一车道线和虚拟车道线之间时，检测本车与第一车道线的第一横向距离、本车与虚拟车道线的第二横向距离。第一横向距离为本车的车头中点到第一车道线的距离，第二横向距离为本车的车头中点到过障碍车右侧边缘且平行于障碍车的行驶方向的直线的距离。

另一方面，步骤211可以包括：当本车位于第二车道线和虚拟车道线之间时，检测本车与第二车道线的第三横向距离、本车与虚拟车道线的第四横向距离。第三横向距离为本车的车头中点到第二车道线的距离，第四横向距离为本车的车头中点到过障碍车左侧边缘且平行于障碍车的行驶方向的直线的距离。

如图2-2所示，实体车道线为本车两侧的左侧车道线或右侧车道线，虚拟车道线为过障碍车的直线，根据障碍车将车道划分为两个子车道，将过障碍车的直线作为一个虚拟车道线，控制本车进行基于预设中线如图2-2所示的中线1或中线2的车道保持。根据图像处理技术可以得出本车与障碍车的横向偏移量Δx，该横向偏移量为一个向量，具有方向和大小。以虚拟车道线为边界线，当本车与障碍车的横向偏移量Δx≤0时，本车位于第一车道线和虚拟车道线之间，控制本车以中线2为基准进行车道保持，此时，通过雷达测出本车与第一车道线即右侧车道线的第一横向距离D_R2，本车与虚拟车道线的第二横向距离D_R1。当本车与障碍车的横向偏移量Δx＞0时，本车位于第二车道线和虚拟车道线之间，控制本车与中线1为基准进行车道保持，此时，通过雷达测出本车与第二车道线即左侧车道线的第三横向距离D_L1，本车与虚拟车道线的第四横向距离D_L2。

步骤212、根据当前距离确定避障增强信号值。执行步骤213。

该避障增强信号值用于表示本车偏离预设中线如图2-2所示的中线1或中线2的程度，该预设中线平行于车道线，且中线1到第二车道线的距离等于中线1到虚拟车道线的距离，中线2到第一车道线的距离等于中线2到虚拟车道线的距离。

当本车位于第一车道线和虚拟车道线之间时，步骤212可以包括：

根据第一横向距离、第二横向距离和第一避障增强信号计算公式，确定第一避障增强信号值R₁。该第一避障增强信号计算公式为：

其中，D_R1为第二横向距离，D_R2为第一横向距离，R₁为第一避障增强信号值。

当本车位于第二车道线和虚拟车道线之间时，步骤212可以包括：

根据第三横向距离、第四横向距离和第二避障增强信号计算公式，确定第二避障增强信号值R₂；该第二避障增强信号计算公式为：

其中，D_L1为第三横向距离，D_L2为第四横向距离，R₂为第二避障增强信号值。

需要说明的是，第一避障增强信号计算公式和第二避障增强信号计算公式将避障增强信号值量化为[-1，0]。当本车行驶至预设中线时，将获得最大的避障增强信号值0；当本车逐渐偏离预设中线而向实体车道线或虚拟车道线两侧靠近时，该避障增强信号值会根据偏移量逐渐减小至-1。这种连续型避障增强信号设计使得本车更靠近于预设中线行驶，从而有效地减少了本车与障碍车的碰撞次数，也减少了本车行驶至实体车道线之外的次数，缩短了本车的行驶路径。

步骤213、检测避障增强信号值是否大于第一预设值。执行步骤214。

检测避障增强信号值R₁或R₂是否大于第一预设值，示例的，该第一预设值可以为-1。当避障增强信号值R₁或R₂小于或等于-1时，本车与障碍车发生了碰撞，或本车已行驶至实体车道线之外，不再继续对本车进行控制。

步骤214、当避障增强信号值大于第一预设值时，通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作。执行步骤204。

第一避障增强信号值R₁或第二避障增强信号值R₂大于-1时，表明本车行驶在虚拟车道线和实体车道线之间，将第一避障增强信号值R₁或第二避障增强信号值R₂输入到控制系统，以便控制系统通过机器学习方法输出避障超车策略，控制本车完成避障超车动作。基于机器学习方法的决策策略是控制系统通过实时与环境交互，在成功和失败的经验教训中自主学习避障超车策略。第一避障增强信号或第二避障增强信号是对控制系统输出的避障超车策略的评估，其数值直接反映出每次策略行为的“好”(无碰撞)和“坏”(碰撞)。

本发明实施例对车辆避障超车控制决策系统的避障增强信号进行了设定，设计了连续性避障增强信号，使得车辆在避障超车的过程中具有更好的自适应性、稳定性和舒适性。该方法首先利用摄像机和雷达对局部环境状态进行检测，根据检测结果确定车辆的行驶状态，该行驶状态包括车道保持状态和避障超车状态。该方法车辆在避障超车状态下，将经过障碍车的直线作为虚拟车道线，将车道划分为两个子车道，利用雷达检测车辆与虚拟车道线和实体车道线的距离，再根据该距离，设计连续型增强信号，进而使本车自主学习避障超车策略。

需要说明的是，本发明实施例提供的车辆避障超车方法步骤的先后顺序可以进行适当调整，步骤也可以根据情况进行相应增减，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化的方法，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的车辆避障超车方法，当检测到本车与障碍车的避障距离小于第一预设距离时，检测本车与实体车道线、虚拟车道线的当前距离，再根据该当前距离确定避障增强信号值，继而通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作和车道保持动作，相较于相关技术，提高了车辆在避障超车过程中的稳定性、可靠性和灵活性。

本发明实施例提供了一种车辆避障超车装置，如图3所示，该装置可以包括：

第一检测单元301，用于检测本车与障碍车的避障距离是否小于第一预设距离，避障距离为本车在避障过程中与障碍车的距离。

第二检测单元302，用于在避障距离小于第一预设距离时，检测本车与车道线的当前距离，车道线包括相互平行的实体车道线和虚拟车道线，实体车道线为本车两侧的车道线中的任一车道线，虚拟车道线为经过障碍车的直线。

第一确定单元303，用于根据当前距离确定避障增强信号值，避障增强信号值用于表示本车偏离预设中线的程度，预设中线平行于车道线，且预设中线到实体车道线的距离等于预设中线到虚拟车道线的距离。

第三检测单元304，用于检测避障增强信号值是否大于第一预设值。

第一控制单元305，用于在避障增强信号值大于第一预设值时，通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作。

综上所述，本发明实施例提供的车辆避障超车装置，当检测到本车与障碍车的避障距离小于第一预设距离时，检测本车与实体车道线、虚拟车道线的当前距离，再根据该当前距离确定避障增强信号值，继而通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作和车道保持动作，相较于相关技术，提高了车辆在避障超车过程中的稳定性、可靠性和灵活性。

本发明实施例提供了另一种车辆避障超车装置，如图4-1所示，该装置可以包括：

第一检测单元301，用于检测本车与障碍车的避障距离是否小于第一预设距离，避障距离为本车在避障过程中与障碍车的距离。

第二检测单元302，用于在避障距离小于第一预设距离时，检测本车与车道线的当前距离，车道线包括相互平行的实体车道线和虚拟车道线，实体车道线为本车两侧的车道线中的任一车道线，虚拟车道线为经过障碍车的直线。

一方面，实体车道线包括第一车道线，第二检测单元302如图4-2所示，可以包括：

第一检测模块3021，用于在本车位于第一车道线和虚拟车道线之间时，检测本车与第一车道线的第一横向距离、本车与虚拟车道线的第二横向距离，第一横向距离为本车的车头中点到第一车道线的距离，第二横向距离为本车的车头中点到过障碍车右侧边缘且平行于障碍车的行驶方向的直线的距离。

另一方面，实体车道线包括第二车道线，第二检测单元302如图4-3所示，可以包括：

第二检测模块3022，用于在本车位于第二车道线和虚拟车道线之间时，检测本车与第二车道线的第三横向距离、本车与虚拟车道线的第四横向距离，第三横向距离为本车的车头中点到第二车道线的距离，第四横向距离为本车的车头中点到过障碍车左侧边缘且平行于障碍车的行驶方向的直线的距离。

第一确定单元303，用于根据当前距离确定避障增强信号值，避障增强信号值用于表示本车偏离预设中线的程度，预设中线平行于车道线，且预设中线到实体车道线的距离等于预设中线到虚拟车道线的距离。

第一确定单元303如图4-4所示，可以包括：

第一确定模块3031，用于根据第一横向距离、第二横向距离和第一避障增强信号计算公式，确定第一避障增强信号值R₁。该第一避障增强信号计算公式为：

其中，D_R1为第二横向距离，D_R2为第一横向距离，R₁为第一避障增强信号值。

第一确定单元303如图4-5所示，也可以包括：

第二确定模块3032，用于根据第三横向距离、第四横向距离和第二避障增强信号计算公式，确定第二避障增强信号值R₂。该第二避障增强信号计算公式为：

其中，D_L1为第三横向距离，D_L2为第四横向距离，R₂为第二避障增强信号值。

第三检测单元304，用于检测避障增强信号值是否大于第一预设值。

第一控制单元305，用于在避障增强信号值大于第一预设值时，通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作。

第四检测单元306，用于检测本车前方是否存在障碍车。

第五检测单元307，用于在本车前方存在障碍车时，检测本车与障碍车的纵向距离是否小于或等于第二预设距离，该纵向距离为障碍车的车尾中点到第一直线的距离，第一直线为过本车的车头中点且垂直于本车行驶方向的直线。

第二控制单元308，用于在纵向距离小于或等于第二预设距离时，控制本车进入避障超车状态。

第三控制单元309，用于在本车前方不存在障碍车时，控制本车进入车道保持状态，或，当本车前方存在障碍车且本车与障碍车的纵向距离大于第二预设距离时，控制本车进入车道保持状态，或，当本车前方存在障碍车、本车与障碍车的纵向距离小于或等于第二预设距离，控制本车完成避障超车动作，检测本车与障碍车的避障距离是否小于第一预设距离，当避障距离不小于第一预设距离时，控制本车进入车道保持状态。

第六检测单元310，用于检测本车与第二车道线的第五横向距离，该第五横向距离为本车的车头中点到第二车道线的距离。

第七检测单元311，用于检测本车与第一车道线的第六横向距离，该第六横向距离为本车的车头中点到第一车道线的距离。

第二确定单元312，用于根据第五横向距离、第六横向距离和第三避障增强信号计算公式，确定第三避障增强信号值R₃。该第三避障增强信号计算公式为：

其中，D₁为第五横向距离，D₂为第六横向距离，R₃为第三避障增强信号值；

第八检测单元313，用于检测第三避障增强信号值是否大于第二预设值。

第四控制单元314，用于在第三避障增强信号值大于第二预设值时，通过机器学习方法控制本车完成车道保持动作。

综上所述，本发明实施例提供的车辆避障超车装置，当检测到本车与障碍车的避障距离小于第一预设距离时，检测本车与实体车道线、虚拟车道线的当前距离，再根据该当前距离确定避障增强信号值，继而通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作和车道保持动作，相较于相关技术，提高了车辆在避障超车过程中的稳定性、可靠性和灵活性。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆避障超车方法，其特征在于，所述方法包括：

检测本车与障碍车的避障距离是否小于第一预设距离，所述避障距离为本车在避障过程中与所述障碍车的距离；

当所述避障距离小于所述第一预设距离时，检测本车与车道线的当前距离，所述车道线包括相互平行的实体车道线和虚拟车道线，所述实体车道线为本车两侧的车道线中的任一车道线，所述虚拟车道线为经过所述障碍车的直线；

根据所述当前距离确定避障增强信号值，所述避障增强信号值用于表示本车偏离预设中线的程度，所述预设中线平行于所述车道线，且所述预设中线到所述实体车道线的距离等于所述预设中线到所述虚拟车道线的距离；

检测所述避障增强信号值是否大于第一预设值；

当所述避障增强信号值大于所述第一预设值时，通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实体车道线包括第一车道线，所述检测本车与车道线的当前距离，包括：

当本车位于所述第一车道线和所述虚拟车道线之间时，检测本车与所述第一车道线的第一横向距离、本车与所述虚拟车道线的第二横向距离，所述第一横向距离为本车的车头中点到所述第一车道线的距离，所述第二横向距离为本车的车头中点到过所述障碍车右侧边缘且平行于所述障碍车的行驶方向的直线的距离；

所述根据所述当前距离确定避障增强信号值，包括：

根据所述第一横向距离、所述第二横向距离和第一避障增强信号计算公式，确定第一避障增强信号值R₁；

所述第一避障增强信号计算公式为：

$R_1=-\left|\frac{D_{R1}-D_{R2}}{D_{R1}+D_{R2}}\right|;$

其中，所述D_R1为所述第二横向距离，所述D_R2为所述第一横向距离，所述R₁为所述第一避障增强信号值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述实体车道线包括第二车道线，所述检测本车与车道线的当前距离，包括：

当本车位于所述第二车道线和所述虚拟车道线之间时，检测本车与所述第二车道线的第三横向距离、本车与所述虚拟车道线的第四横向距离，所述第三横向距离为本车的车头中点到所述第二车道线的距离，所述第四横向距离为本车的车头中点到过所述障碍车左侧边缘且平行于所述障碍车的行驶方向的直线的距离；

所述根据所述当前距离确定避障增强信号值，包括：

根据所述第三横向距离、所述第四横向距离和第二避障增强信号计算公式，确定第二避障增强信号值R₂；

所述第二避障增强信号计算公式为：

$R_2=-\left|\frac{D_{L1}-D_{L2}}{D_{L1}+D_{L2}}\right|;$

其中，所述D_L1为所述第三横向距离，所述D_L2为所述第四横向距离，所述R₂为所述第二避障增强信号值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述检测本车与所述障碍车的避障距离是否小于第一预设距离之前，所述方法还包括：

检测本车前方是否存在障碍车；

当本车前方存在障碍车时，检测本车与所述障碍车的纵向距离是否小于或等于第二预设距离，所述纵向距离为所述障碍车的车尾中点到第一直线的距离，所述第一直线为过本车的车头中点且垂直于本车行驶方向的直线；

当所述纵向距离小于或等于所述第二预设距离时，控制本车进入避障超车状态。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述检测本车前方是否存在障碍车之后，所述方法还包括：

当本车前方不存在障碍车时，控制本车进入车道保持状态，或，当本车前方存在障碍车且本车与所述障碍车的纵向距离大于所述第二预设距离时，控制本车进入车道保持状态，或，当本车前方存在障碍车、本车与所述障碍车的纵向距离小于或等于所述第二预设距离，控制本车进入避障超车状态，检测本车与所述障碍车的避障距离是否小于所述第一预设距离，当所述避障距离不小于所述第一预设距离时，控制本车进入车道保持状态；

检测本车与所述第二车道线的第五横向距离，所述第五横向距离为本车的车头中点到所述第二车道线的距离；

检测本车与所述第一车道线的第六横向距离，所述第六横向距离为本车的车头中点到所述第一车道线的距离；

根据所述第五横向距离、所述第六横向距离和第三避障增强信号计算公式，确定第三避障增强信号值R₃；

所述第三避障增强信号计算公式为：

$R_3=-\left|\frac{D_1-D_2}{D_1+D_2}\right|;$

其中，所述D₁为所述第五横向距离，所述D₂为所述第六横向距离，所述R₃为所述第三避障增强信号值；

检测所述第三避障增强信号值是否大于第二预设值；

当所述第三避障增强信号值大于所述第二预设值时，通过机器学习方法控制本车完成车道保持动作。

6.一种车辆避障超车装置，其特征在于，所述装置包括：

第一检测单元，用于检测本车与障碍车的避障距离是否小于第一预设距离，所述避障距离为本车在避障过程中与所述障碍车的距离；

第二检测单元，用于在所述避障距离小于所述第一预设距离时，检测本车与车道线的当前距离，所述车道线包括相互平行的实体车道线和虚拟车道线，所述实体车道线为本车两侧的车道线中的任一车道线，所述虚拟车道线为经过所述障碍车的直线；

第一确定单元，用于根据所述当前距离确定避障增强信号值，所述避障增强信号值用于表示本车偏离预设中线的程度，所述预设中线平行于所述车道线，且所述预设中线到所述实体车道线的距离等于所述预设中线到所述虚拟车道线的距离；

第三检测单元，用于检测所述避障增强信号值是否大于第一预设值；

第一控制单元，用于在所述避障增强信号值大于所述第一预设值时，通过机器学习方法控制本车完成避障超车动作。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述实体车道线包括第一车道线，所述第二检测单元，包括：

第一检测模块，用于在本车位于所述第一车道线和所述虚拟车道线之间时，检测本车与所述第一车道线的第一横向距离、本车与所述虚拟车道线的第二横向距离，所述第一横向距离为本车的车头中点到所述第一车道线的距离，所述第二横向距离为本车的车头中点到过所述障碍车右侧边缘且平行于所述障碍车的行驶方向的直线的距离；

所述第一确定单元，包括：

第一确定模块，用于根据所述第一横向距离、所述第二横向距离和第一避障增强信号计算公式，确定第一避障增强信号值R₁；

所述第一避障增强信号计算公式为：

$R_1=-\left|\frac{D_{R1}-D_{R2}}{D_{R1}+D_{R2}}\right|;$

其中，所述D_R1为所述第二横向距离，所述D_R2为所述第一横向距离，所述R₁为所述第一避障增强信号值。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述实体车道线包括第二车道线，所述第二检测单元，包括：

第二检测模块，用于在本车位于所述第二车道线和所述虚拟车道线之间时，检测本车与所述第二车道线的第三横向距离、本车与所述虚拟车道线的第四横向距离，所述第三横向距离为本车的车头中点到所述第二车道线的距离，所述第四横向距离为本车的车头中点到过所述障碍车左侧边缘且平行于所述障碍车的行驶方向的直线的距离；

所述第一确定单元，包括：

第二确定模块，用于根据所述第三横向距离、所述第四横向距离和第二避障增强信号计算公式，确定第二避障增强信号值R₂；

所述第二避障增强信号计算公式为：

$R_2=-\left|\frac{D_{L1}-D_{L2}}{D_{L1}+D_{L2}}\right|;$

其中，所述D_L1为所述第三横向距离，所述D_L2为所述第四横向距离，所述R₂为所述第二避障增强信号值。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第四检测单元，用于检测本车前方是否存在障碍车；

第五检测单元，用于在本车前方存在障碍车时，检测本车与所述障碍车的纵向距离是否小于或等于第二预设距离，所述纵向距离为所述障碍车的车尾中点到第一直线的距离，所述第一直线为过本车的车头中点且垂直于本车行驶方向的直线；

第二控制单元，用于在所述纵向距离小于或等于所述第二预设距离时，控制本车进入避障超车状态。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第三控制单元，用于在本车前方不存在障碍车时，控制本车进入车道保持状态，或，当本车前方存在障碍车且本车与所述障碍车的纵向距离大于所述第二预设距离时，控制本车进入车道保持状态，或，当本车前方存在障碍车、本车与所述障碍车的纵向距离小于或等于所述第二预设距离，控制本车进入避障超车状态，检测本车与所述障碍车的避障距离是否小于所述第一预设距离，当所述避障距离不小于所述第一预设距离时，控制本车进入车道保持状态；

第六检测单元，用于检测本车与所述第二车道线的第五横向距离，所述第五横向距离为本车的车头中点到所述第二车道线的距离；

第七检测单元，用于检测本车与所述第一车道线的第六横向距离，所述第六横向距离为本车的车头中点到所述第一车道线的距离；

第二确定单元，用于根据所述第五横向距离、所述第六横向距离和第三避障增强信号计算公式，确定第三避障增强信号值R₃；

所述第三避障增强信号计算公式为：

$R_3=-\left|\frac{D_1-D_2}{D_1+D_2}\right|;$

其中，所述D₁为所述第五横向距离，所述D₂为所述第六横向距离，所述R₃为所述第三避障增强信号值；

第八检测单元，用于检测所述第三避障增强信号值是否大于第二预设值；

第四控制单元，用于在所述第三避障增强信号值大于所述第二预设值时，通过机器学习方法控制本车完成车道保持动作。