CN106598053A - 一种自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提出一种自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法；过程为，探测本车道内前方两个移动目标，判断最近的移动目标是否有横向运动的趋势，计算储存的移动目标的运动数据，计算运动趋势，判断是否有变道必要，如有变道必要，则获取目标的横向移动速度和横向移动加速度；本方法在车道线缺失的情况下，通过自动驾驶车辆已安装的传感器观察车辆周围环境的目标运动信息，根据所观察的目标运动信息，施加横向运动控制力矩，达到自动驾驶车辆横向运动控制的目的，本方法提升了自动驾驶车辆在车道线缺失情况下的横向运动控制的表现水平，保证了自动驾驶车辆运行时的稳定性能。
Description
技术领域
本发明属于自动驾驶车辆控制技术领域，涉及一种自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法，特别涉及一种车道线缺失情况下的自动驾驶车辆横向运动控制方法。
背景技术
在目前的车辆自动驾驶领域，横向运动控制的输入源一般来自车道线的识别和划定。在完成车道线识别后，通过判断自动驾驶车辆与车道线的相对位置关系来控制车辆的横向运动，保持车辆在本车道线内行驶，避免错误地偏出车道行驶。
但是在实际的行车环境中，由于多方面的原因，如道路年久失修、临时改变道路行进方向或临时封路等，均可能导致车道线不清晰或完全缺失，导致车道线无法被相关传感器识别。在这种情况下，根据车道线来控制车辆横向运动将不再准确。
现有技术中，绝大部分专利所涉及的车辆横向运动控制，均将车道线的信息或其他信息作为必要输入条件。例如，中国专利CN104787045A需要基于有车道线标示等特征的环境来进行车辆横向控制；中国专利CN102358287A需要基于高精度GPS导航信息和车道线信息实现功能。所以当车道线缺失时，这些控制方法存在失效的可能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提出一种车道线缺失情况下的自动驾驶车辆横向运动控制方法；即在车道线缺失的情况下，通过自动驾驶车辆已安装的传感器观察车辆周围环境的目标运动信息。根据所观察的目标运动信息，施加横向运动控制力矩，达到自动驾驶车辆横向运动控制的目的。
本发明提供了当自动驾驶车辆安装有两个传感器和自动驾驶车辆仅安装一个传感器时的自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法。
当自动驾驶车辆安装有两个传感器时，本发明技术方案如下：
一种车道线缺失情况下的自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法：
当自动驾驶车辆安装有两个传感器时，即，自动驾驶车辆前保险杠处安装有第一传感器101，前挡风玻璃顶部安装有第二传感器，第一传感器为毫米波雷达，第二传感器为摄像头模块或激光雷达，本方法具体步骤如下：
步骤2101、2102：第一传感器和第二传感器各自探测本车道前方的2个目标；并将距离自动驾驶车辆最近的目标定义为“目标1”，距离自动驾驶车辆次近的目标定义为“目标2”；
步骤2201、2202：判断第一传感器和第二传感器各自探测到的目标1是否有横向运动趋势，如果各自探测到的目标1没有横向运动趋势则返回步骤2101、2102继续探测；
步骤2301：如果在步骤2201、2202判断第一传感器和第二传感器各自探测到的目标1均具有横运动趋势，则继续判定两个传感器各自探测到的目标1的横向运动趋势是否一致，即第一传感器探测到的目标1和第二传感器探测到的目标1的横向运动趋势是否均向左运动或者均向右运动；
步骤2401：如果步骤2301中判定两个传感器各自探测到的目标1的横向运动趋势不一致，则选定距离自动驾驶车辆的纵向距离最近的目标作为目标1；
步骤2402：如果步骤2301中判定两个传感器各自探测到的目标1的横向运动趋势一致，则融合匹配两个目标并生成新的目标1，以生成的新的目标1替换原目标1；
步骤2501：通过对所选取的新的目标1的运动参数特征进行判断，来确定自动驾驶车辆是否有变道的必要；
步骤2502：如果步骤2501中判断没有变道必要，进入终止程序；
步骤2601：如果步骤2501中判断有变道必要后，获取新的目标1的横向移动速度和横向
移动加速度；
步骤2701：根据所获得的横向移动速度和横向移动加速度，对自动驾驶车辆进行变道控制。
进一步的技术方案包括：
步骤2101、2102所述的第一传感器和第二传感器各自探测本车道前方的2个目标的运动轨迹信息，包括目标的横向运动速度、目标距离自动驾驶车辆的横向距离、目标的横向运动加速度；
步骤2201、2202中所述的判断第一传感器和第二传感器各自探测到的目标1是否有横向运动趋势的具体过程为：
步骤5101、5102、5103：获得第一传感器和第二传感器各自探测到的目标1的横向运动速度、目标距离自动驾驶车辆的横向距离和目标的横向运动加速度；
步骤5201、5202、5203：设置内部计数器，对目标1的横向运动速度、目标1距离自动驾驶车辆的横向距离和目标1的横向运动加速度的信息的存储次数进行技术；内部存储总计连续三个时刻的上述数据信息；
步骤5301：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1的横向运动速度的信息的次数是否小于等于3；
步骤5302：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1距离自动驾驶车辆的横向距离的信息的次数是否小于等于3；
步骤5303：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1的横向运动加速度的信息的次数是否小于等于2；
步骤5401、5402、5403：若步骤5301、5302、5303为真，则存储本时刻数据；
步骤5501、5502、5503：若步骤5301、5302、5303为假，则删除最早数据，同时存储本时刻数据；
步骤5601：判断所存储的连续三个时刻的第一传感器和第二传感器各自探测到的目标1的横向运动速度是否都大于标定值，且符号是否都相同，；
步骤5602：对所存储的连续三个时刻横向距离值之中相邻两个时刻的横向距离值做差值，判断所得的两个差值是否都大于标定值，且符号是否都相同；传感器探测目标的横向运动速度和目标的横向运动加速度均为矢量，当符号为正时，定义为矢量方向向右；当符号为负时，定义为矢量方向向左。
步骤5603：判断所存储的连续两个时刻的横向运动加速度是否都大于标定值，且符号是否都相同；
步骤5701、5703、5705：判断步骤5601、5602、5603中的符号相同时，符号是否都为正；
步骤5702、5704、5706：判断步骤5601、5602、5603中的符号相同时，符号是否都为负；
步骤5801：如果步骤5701、5703中判断目标的横向运动速度符号、距离变化值符号是否均为正，如果均为正，则进入步骤5901；或者，如果步骤5705中判断目标的加速度符号均为正，则进入步骤5901；
步骤5802：如果步骤5702、5704中判断目标的横向运动速度符号和距离变化值符号是否均为负，如果均为负，则进入步骤5902；或者，如果步骤5706中判断目标的加速度符号均为负，则进入步骤5902；
步骤5901：横向运动趋势判断为向右运动；
步骤5902：横向运动趋势判断为向左运动；
步骤2402中所述的融合匹配两个目标并生成新的目标1的过程为：对于两个探测到的目标所含有的目标的横向运动速度、目标距离自动驾驶车辆的横向距离、目标的横向运动加速度进行加权平均处理，生成的新的目标1的上述参数替换目标1的上述参数。
步骤2501中所述的通过对所选取的新的目标1的运动参数特征进行判断，来确定自动驾驶车辆是否有变道的必要的具体过程为：
判断如下四个条件：(1)最近目标1前方是否有强反射点；(2)目标1和目标2的横向运动趋势是否相同；(3)目标1前方有极弱反射点或没有反射点；(4)目标1的横向移动速度大于可标定阈值；上述四个条件，第(1)条件和第(2)条件如果有一个满足，则判断自动驾驶车辆有变道必要；第(3)和第(4)条件需要同时满足才可判断自动驾驶车辆有变道需要。
步骤2701中采用PID控制方法对自动驾驶车辆进行变道控制。
当自动驾驶车辆只安装有一个传感器时，本发明技术方案如下：
一种车道线缺失情况下的自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法：
当自动驾驶车辆仅装有一个传感器时，即自动驾驶车辆前保险杠处或前挡风玻璃顶部安装有毫米波雷达或摄像头模块或激光雷达，本方法具体步骤如下：
步骤4101：传感器探测本车道前方的2个目标，并将距离自动驾驶车辆最近的目标定义为“目标1”，距离自动驾驶车辆次近的目标定义为“目标2”；
步骤4201：判断目标1是否具有横向运动的趋势：如果没有横向运动的趋势，则返回步骤4101继续探测目标；
步骤4301：如果在步骤4201中判断目标1有横向运动的趋势，存储移动目标的运动数据信息；
步骤4401：联同步骤4301中的目标1的运动信息进行判断，如果确定发现没有变道必要，则终止本程序；
步骤4501：如在步骤4401中判断有变道必要，则提取目标1的横向运动速度和横向运动加速度；
步骤4601：以步骤4501的输出为基准，对自动驾驶车辆进行变道控制。
进一步的技术方案包括：
步骤4101所述的传感器探测本车道前方的2个目标的运动轨迹信息，包括目标的横向运动速度、目标举例自动驾驶车辆的横向距离、目标的横向运动加速度；
步骤4201中所述的传感器探测到的目标1是否有横向运动趋势的具体过程为：
步骤5101、5102、5103：获得传感器探测到的目标1的横向运动速度、目标距离自动驾驶车辆的横向距离和目标的横向运动加速度；
步骤5201、5202、5203：设置内部计数器，对目标1的横向运动速度、目标1距离自动驾驶车辆的横向距离和目标1的横向运动加速度的信息的存储次数进行计数；内部存储总计连续三个时刻的上述数据信息；
步骤5301：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1的横向运动速度的信息的次数是否小于等于3；
步骤5302：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1距离自动驾驶车辆的横向距离的信息的次数是否小于等于3；
步骤5303：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1的横向运动加速度的信息的次数是否小于等于2；
步骤5401、5402、5403：若步骤5301、5302、5303为真，则存储本时刻数据；
步骤5501、5502、5503：若步骤5301、5302、5303为假，则删除最早数据，同时存储本时刻数据；
步骤5601：判断所存储的连续三个时刻的传感器探测到的目标1的横向运动速度是否都大于标定值，且符号是否都相同；
步骤5602：对所存储的连续三个时刻横向距离值之中相邻两个时刻的横向距离值做差值，判断所得的两个差值是否都大于标定值，且符号是否都相同；传感器探测目标的横向运动速度和目标的横向运动加速度均为矢量，当符号为正时，定义矢量方向向右；当符号为负时，定义矢量方向向左；
步骤5603：判断所存储的连续两个时刻的横向运动加速度是否都大于标定值，且符号是否都相同；
步骤5701、5703、5705：判断步骤5601、5602、5603中的符号相同时，符号是否都为正；
步骤5702、5704、5706：判断步骤5601、5602、5603中的符号相同时，符号是否都为负；
步骤5801：如果步骤5701、5703中判断目标的横向运动速度符号、距离变化值符号是否均为正，如果均为正，则进入步骤5901；或者，如果步骤5705中判断目标的加速度符号均为正，则进入步骤5901；
步骤5802：如果步骤5702、5704中判断目标的横向运动速度符号和距离变化值符号是否均为负，如果均为负，则进入步骤5902；或者，如果步骤5706中判断目标的加速度符号均为负，则进入步骤5902；
步骤5901：横向运动趋势判断为向右运动；
步骤5902：横向运动趋势判断为向左运动；
步骤4401中所述的通过对目标1的运动参数特征进行判断，来确定自动驾驶车辆是否有变道的必要的具体过程为：
判断如下四个条件：(1)最近目标1前方是否有强反射点；(2)目标1和目标2的横向运动趋势是否相同；(3)目标1前方有极弱反射点或没有反射点；(4)目标1的横向移动速度大于可标定阈值；上述四个条件，第(1)条件和第(2)条件如果有一个满足，则判断自动驾驶车辆有变道必要；第(3)和第(4)条件需要同时满足才可判断自动驾驶车辆有变道需要。
步骤4601中采用PID控制方法对自动驾驶车辆进行变道控制。
1.在车道线信息缺失的情况下，本发明利用自动驾驶车辆前方探测所得的目标运动信息，判断自动驾驶车辆依此进行横向运动的必要性；
2.利用所选定的目标车辆的横向运动信息，作为自动驾驶车辆横向运动控制的参考值或目标值；
3.在车道线缺失的情况下，改进了自动驾驶车辆横向运动控制的表现，提升了自动驾驶车辆的横向运动的控制表现的稳定性。
本发明的优点和有益效果是：在车道线缺失的情况下，依靠探测前方目标的运动信息，分析相应的运动特征，从而为自动驾驶车辆的横向运动控制提供信息输入。提升了自动驾驶车辆在车道线缺失情况下的横向运动控制的表现水平，保证了自动驾驶车辆运行时的稳定性能。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1(a)是本方法中自动驾驶车辆传感器安装侧视图；
图1(b)是本方法中自动驾驶车辆传感器安装俯视图；
图2是本方法中自动驾驶车辆装配两个传感器时缺失车道线情况下车辆横向运动控制流程图；
图3是本方法中目标车与自动驾驶车辆的相对位置示意图；
图4是本方法中自动驾驶车辆装配单一传感器时缺失车道线情况下自动驾驶车辆横向运动控制流程图；
图5是本方法中对于目标的横向运动趋势的判断方法
图中：101.第一传感器，102.第二传感器，301.自动驾驶车辆，302.第一目标车，303第二目标车。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
相关车辆装配有毫米波雷达模块和摄像头模块或激光雷达等类型传感器。常见的传感器装配示意图可参考图1(a)和图1(b)。一般来说第一传感器101的布置位置安装毫米波雷达，第二传感器102的布置位置安装摄像头模块或激光雷达。之所以安装两种类型的传感器，是需要对所探测的目标车辆运动参数和趋势做准确计算，为横向控制提供准确的输入信息。如果受限于客观条件只安装了一个传感器也可以参照本方法实行车道线缺失下的横向控制。
由于在车道线缺失情况线，车辆的横向运动控制将会缺少输入信息，所以我们依赖由传感器101和传感器102探测到的前方移动目标的运动状态信息，同时探测并分析周边环境状态信息，利用前述资源作为车辆横向运动控制算法的重要输入。然后依据前方运动目标的横向运动速度和横向运动加速度来实现车辆横向运动PID控制。具体的方法流程图参见图2。
在图2中，步骤2101和2102为两个传感器探测本车道前方的目标；要求传感器能够探测到本车道前方2个目标，并将距离自动驾驶车辆301最近的目标定义为“目标1”，距离自动驾驶车辆301较远的目标定义为“目标2”。在步骤2201和2202中，判断两个传感器分别探测到的目标1是否有横向运动趋势(判断横向运动趋势的具体方法可以参见图5及后文描述)。如果没有则返回继续探测；如果有，则在步骤2301判断两个传感器探测到的目标横向运动趋势是否一致：如果不一致，则在步骤2401中选定纵向距离最近的目标作为下一步计算输入；如果一致，则在步骤2402中融合匹配两个目标，修正相关运动参数值，以生成新的目标1。融合匹配两个目标的目的在于获得更加准确的横向运动速度和横向运动加速度，采用的方法为加权平均，具体的权重值需要在实际工作中做调整和标定。在步骤2501中，通过对所选取的目标1的4个方面相关运动参数特征进行计算，来判断自动驾驶车辆301是否有变道的必要。这四个方面的判断包括：1.最近目标1前方是否有强反射点，这是针对毫米波传感器探测目标，强反射点指的是RCS大于0分贝平方米(dBsm)；2.目标1和目标2的横向运动趋势是否相同；3.目标1前方有极弱反射点或没有反射点，这是针对毫米波传感器探测目标，极弱反射点指的是RCS小于-5dBsm；4.目标1的横向移动速度大于k_v2。上述四个方面，第1条件和第2条件如果有一个满足，则判断自动驾驶车辆301有变道必要；第3和第4条件需要同时满足才可判断自动驾驶车辆有变道需要。如果判断没有变道必要，进入步骤2502终止程序。如果判断有变道必要后，进入步骤2601提取目标的横向移动速度和横向移动加速度，并在步骤2701中进行PID控制。第一目标车302和第二目标车303与自动驾驶车辆301的相对位置可参考图3所示。
判断自动驾驶车辆301是否有变道必要时考虑了上述四个方面因素。第1个因素是为了确定目标1前方有障碍物，目标1绕行，那么自动驾驶车辆301也跟随绕行。第2个因素是考虑如果前方两个目标均作出了相同的变道趋势，那么自动驾驶车辆301也跟随并做相应的合理变道动作，以避免潜在的危险。第3个因素和第4个因素需要联合做判断，也即如果目标1前方没有车(第3个因素)同时目标1有明显的变道趋势(第4个因素)，那么自动驾驶车辆301也跟随并做相应的合理变道动作。
如果车辆仅仅装有一个传感器，那么图2中的流程图可以被修改为图4所示。但是要求该传感器能够探测自动驾驶车辆301前方两个目标(毫米波雷达传感器、视觉传感器、激光雷达等均有能力对多个目标的进行探测和追踪)。在步骤4101中，传感器计算获得前方两个目标的运动信息。在步骤4201中，判断目标1是否横向移动：如果没有横向移动，则返回上一层继续探测目标；如果有横向移动，则进入步骤4301存储移动目标的运动数据信息。此处判断目标横向运动趋势的方法与前文相同。联同目标的运动信息，一并送入步骤4401进行计算。如果计算后发现没有变道必要，则终止本程序；如果有变道必要，则在步骤4501中提取目标1的横向运动速度和横向运动加速度。在步骤4601中，以步骤4501的输出为基准，进行车辆横向运动的PID控制。
图5所示的方法旨在判断目标的横向运动趋势。步骤5101、5102和5103分别获取探测目标的横向运动速度、横向距离和横向运动加速度。步骤5201、5202和5203为存储上述三个运动参数的计数器。对于横向运动速度和横向距离两个参数，存储最近3个时刻的数据；对于横向运动加速度存储最近2个时刻的数据。在步骤5301、5302和5303中，对于计数器是否小于等于3(横向运动速度和横向距离)或者计数器是否小于等于2(横向运动加速度)进行判断，若为真则分别进入步骤5401、5402和5403中，进行数据存储；若为假，则分别进入步骤5501、5502和5503中，对最早数据进行剔除，同时存储最新数据。之所以设定存储数据的数量限制，在于有限的、最近发生的数据信息已经可以帮助对运动趋势进行判断，无需存储更多的无意义的数据信息。在步骤5601、5701和5702中对于横向运动速度做相应判断；在步骤5602、5703和5704中对于横向距离做相应判断；在步骤5603、5705和5706中对于横向运动加速度做相应判断。步骤5801结合步骤5701和5703的判断结果，推出步骤5901的结果。步骤5802结合步骤5702和5704的判断结果，推出步骤5902的结果。同时步骤5705和步骤5706分别完成相应判断后，也可以独立推出步骤5901和5902的结果。之所以在步骤5801和5802中参考两方面(横向运动速度和横向距离)的数据信息，是为了保证准确地判断横向运动趋势；但是横向运动加速度的稳定变化必然导致在未来一段时间内横向运动速度和横向距离产生变化，因此横向运动加速度的改变可以独立地推出相应的运动趋势判断结果，所以步骤5705和步骤5706可以独立地分别推出步骤5901和步骤5902。
下面分别以自动驾驶车辆301装配有双传感器和自动驾驶车辆301只装配单一传感器时为例，再次叙述本发明所述方法的具体过程和步骤。
实施例一：
当自动驾驶车辆301安装有两个传感器时，即，自动驾驶车辆301前保险杠处安装有第一传感器101，前挡风玻璃顶部安装有第二传感器102，第一传感器101为毫米波雷达，第二传感器102为摄像头模块或激光雷达，本方法具体步骤如下：
步骤2101、2102：第一传感器101和第二传感器102各自探测本车道前方的2个目标；并将距离自动驾驶车辆301最近的目标定义为“目标1”，距离自动驾驶车辆301次近的目标定义为“目标2”；
所述的第一传感器101和第二传感器102各自探测本车道前方的2个目标的运动轨迹信息，包括目标的横向运动速度、目标距离自动驾驶车辆301的横向距离、目标的横向运动加速度；
步骤2201、2202：判断第一传感器101和第二传感器102各自探测到的目标1是否有横向运动趋势，如果各自探测到的目标1没有横向运动趋势则返回步骤2101、2102继续探测；
所述的判断第一传感器101和第二传感器102各自探测到的目标1是否有横向运动趋势的具体过程为：
步骤5101、5102、5103：获得第一传感器101和第二传感器102各自探测到的目标1的横向运动速度、目标距离自动驾驶车辆301的横向距离和目标的横向运动加速度；
步骤5201、5202、5203：设置内部计数器，对目标1的横向运动速度、目标1距离自动驾驶车辆301的横向距离和目标1的横向运动加速度的信息的存储次数进行计数；内部存储总计连续三个时刻的上述数据信息；
步骤5301：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1的横向运动速度的信息的次数是否小于等于3；
步骤5302：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1距离自动驾驶车辆301的横向距离的信息的次数是否小于等于3；
步骤5303：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1的横向运动加速度的信息的次数是否小于等于2；
步骤5401、5402、5403：若步骤5301、5302、5303为真，则存储本时刻数据；
步骤5501、5502、5503：若步骤5301、5302、5303为假，则删除最早数据，同时存储本时刻数据；
步骤5601：判断所存储的连续三个时刻的第一传感器101和第二传感器102各自探测到的目标1的横向运动速度是否都大于标定值，且符号是否都相同；
步骤5602：对所存储的连续三个时刻横向距离值之中相邻两个时刻的横向距离值做差值，判断所得的两个差值是否都大于标定值，且符号是否都相同；传感器探测目标的横向运动速度和目标的横向运动加速度均为矢量，当符号为正时，定义为矢量方向向右；当符号为负时，定义为矢量方向向左；
步骤5603：判断所存储的连续两个时刻的横向运动加速度是否都大于标定值，且符号是否都相同；
步骤5701、5703、5705：判断步骤5601、5602、5603中的符号相同时，符号是否都为正；
步骤5702、5704、5706：判断步骤5601、5602、5603中的符号相同时，符号是否都为负；
步骤5801：如果步骤5701、5703中判断目标的横向运动速度符号、距离变化值符号是否均为正，如果均为正，则进入步骤5901；或者，如果步骤5705中判断目标的加速度符号均为正，则进入步骤5901；
步骤5802：如果步骤5702、5704中判断目标的横向运动速度符号和距离变化值符号是否均为负，如果均为负，则进入步骤5902；或者，如果步骤5706中判断目标的加速度符号均为负，则进入步骤5902；
步骤5901：横向运动趋势判断为向右运动；
步骤5902：横向运动趋势判断为向左运动；
步骤2301：如果在步骤2201、2202判断第一传感器101和第二传感器102各自探测到的目标1均具有横运动趋势，则继续判定两个传感器各自探测到的目标1的横向运动趋势是否一致，即第一传感器101探测到的目标1和第二传感器102探测到的目标1的横向运动趋势是否均向左运动或者均向右运动；
步骤2401：如果步骤2301中判定两个传感器各自探测到的目标1的横向运动趋势不一致，则选定距离自动驾驶车辆301的纵向距离最近的目标作为目标1；
步骤2402：如果步骤2301中判定两个传感器各自探测到的目标1的横向运动趋势一致，则融合匹配两个目标并生成新的目标1，以生成的新的目标1替换原目标1；
所述的融合匹配两个目标并生成新的目标1的过程为：对于两个探测到的目标所含有的目标的横向运动速度、目标距离自动驾驶车辆301的横向距离、目标的横向运动加速度进行加权平均处理，生成的新的目标1的上述参数替换目标1的上述参数。
步骤2501：通过对所选取的新的目标1的运动参数特征进行判断，来确定自动驾驶车辆301是否有变道的必要；
所述的通过对所选取的新的目标1的运动参数特征进行判断，来确定自动驾驶车辆301是否有变道的必要的具体过程为：
判断如下四个条件：(1)最近目标1前方是否有强反射点，这是针对毫米波传感器探测目标，强反射点指的是RCS大于0dbsm；(2)目标1和目标2的横向运动趋势是否相同；(3)目标1前方有极弱反射点或没有反射点，这是针对毫米波传感器探测目标，极弱反射点指的是RCS小于-5dbsm；(4)目标1的横向移动速度大于可标定阈值k_v2；上述四个条件，第(1)条件和第(2)条件如果有一个满足，则判断自动驾驶车辆301有变道必要；第(3)和第(4)条件需要同时满足才可判断自动驾驶车辆301有变道需要。
步骤2502：如果步骤2501中判断没有变道必要，进入终止程序；
步骤2601：如果步骤2501中判断有变道必要后，获取新的目标1的横向移动速度和横向移动加速度；
步骤2701：根据所获得的横向移动速度和横向移动加速度，对自动驾驶车辆301进行变道控制，具体可以运用PID控制方法对自动驾驶车辆301进行变道控制；
实施例二
当自动驾驶车辆301仅装有一个传感器时，即自动驾驶车辆301前保险杠处或前挡风玻璃顶部安装有毫米波雷达或摄像头模块或激光雷达，本方法具体步骤如下：
步骤4101：传感器探测本车道前方的2个目标，并将距离自动驾驶车辆301最近的目标定义为“目标1”，距离自动驾驶车辆301次近的目标定义为“目标2”；
所述的传感器探测本车道前方的2个目标的运动轨迹信息，包括目标的横向运动速度、目标举例自动驾驶车辆301的横向距离、目标的横向运动加速度；
步骤4201：判断目标1是否具有横向运动的趋势：如果没有横向运动的趋势，则返回步骤4101继续探测目标；
所述的传感器探测到的目标1是否有横向运动趋势的具体过程为：得第一传感器101和第二传感器2102各自探测到的目标1的横向运动速度、目标距离自动驾驶车辆301的横向距离和目标的横向运动加速度；
步骤5201、5202、5203：设置内部计数器，对目标1的横向运动速度、目标1距离自动驾驶车辆301的横向距离和目标1的横向运动加速度的信息的存储次数进行计数；内部存储总计连续三个时刻的上述数据信息；
步骤5301：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1的横向运动速度的信息的次数是否小于等于3；
步骤5302：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1距离自动驾驶车辆301的横向距离的信息的次数是否小于等于3；
步骤5303：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1的横向运动加速度的信息的次数是否小于等于2；
步骤5401、5402、5403：若步骤5301、5302、5303为真，则存储本时刻数据；
步骤5501、5502、5503：若步骤5301、5302、5303为假，则删除最早数据，同时存储本时刻数据；
步骤5601：判断所存储的连续三个时刻的第一传感器101和第二传感器2102各自探测到的目标1的横向运动速度是否都大于标定值，且符号是否都相同；
步骤5602：对所存储的连续三个时刻横向距离值之中相邻两个时刻的横向距离值做差值，判断所得的两个差值是否都大于标定值，且符号是否都相同；传感器探测目标的横向运动速度和目标的横向运动加速度均为矢量，当符号为正时，定义为矢量方向向右；当符号为负时，定义为矢量方向向左。
步骤5603：判断所存储的连续两个时刻的横向运动加速度是否都大于标定值，且符号是否都相同；
步骤5701、5703、5705：判断步骤5601、5602、5603中的符号相同时，符号是否都为正；
步骤5702、5704、5706：判断步骤5601、5602、5603中的符号相同时，符号是否都为负；
步骤5801：如果步骤5701、5703中判断目标的横向运动速度符号、距离变化值符号是否均为正，如果均为正，则进入步骤5901；或者，如果步骤5705中判断目标的加速度符号均为正，则进入步骤5901；
步骤5802：如果步骤5702、5704中判断目标的横向运动速度符号和距离变化值符号是否均为负，如果均为负，则进入步骤5902；或者，如果步骤5706中判断目标的加速度符号均为负，则进入步骤5902；
步骤5901：横向运动趋势判断为向右运动；
步骤5902：横向运动趋势判断为向左运动；
步骤4301：如果在步骤4201中判断目标1有横向运动的趋势，存储移动目标的运动数据信息；
步骤4401：联同步骤4301中的目标1的运动数据信息进行判断，如果确定发现没有变道必要，则终止本程序；
所述的通过对目标1的运动参数特征进行判断，来确定自动驾驶车辆301是否有变道的必要的具体过程为：
判断如下四个条件：(1)最近目标1前方是否有强反射点，这是针对毫米波传感器探测目标，强反射点指的是RCS大于0dbsm；(2)目标1和目标2的横向运动趋势是否相同；(3)目标1前方有极弱反射点或没有反射点，这是针对毫米波传感器探测目标，极弱反射点指的是RCS小于-5dbsm；(4)目标1的横向移动速度大于可标定阈值k_v2；上述四个条件，第(1)条件和第(2)条件如果有一个满足，则判断自动驾驶车辆301有变道必要；第(3)和第(4)条件需要同时满足才可判断自动驾驶车辆301有变道需要。
步骤4501：如在步骤4401中判断有变道必要，则提取目标1的横向运动速度和横向运动加速度；
步骤4601：以步骤4501的输出为基准，对自动驾驶车辆301进行变道控制，具体可以运用PID控制方法对自动驾驶车辆301进行变道控制。
Claims (11)
1.一种自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法，其特征在于：
当自动驾驶车辆(301)安装有两个传感器时，即，自动驾驶车辆(301)前保险杠处安装有第一传感器(101)，前挡风玻璃顶部安装有第二传感器(102)，第一传感器(101)为毫米波雷达，第二传感器(102)为摄像头模块或激光雷达，本方法具体步骤如下：
步骤2101、2102：第一传感器(101)和第二传感器(102)各自探测本车道前方的2个目标；并将距离自动驾驶车辆(301)最近的目标定义为“目标1”，距离自动驾驶车辆(301)次近的目标定义为“目标2”；
步骤2201、2202：判断第一传感器(101)和第二传感器(102)各自探测到的目标1是否有横向运动趋势，如果各自探测到的目标1没有横向运动趋势则返回步骤2101、2102继续探测；
步骤2301：如果在步骤2201、2202判断第一传感器(101)和第二传感器(102)各自探测到的目标1均具有横向运动趋势，则继续判定两个传感器各自探测到的目标1的横向运动趋势是否一致，即第一传感器(101)探测到的目标1和第二传感器(102)探测到的目标1的横向运动趋势是否均向左运动或者均向右运动；
步骤2401：如果步骤2301中判定两个传感器各自探测到的目标1的横向运动趋势不一致，则选定距离自动驾驶车辆(301)的纵向距离最近的目标作为目标1；
步骤2402：如果步骤2301中判定两个传感器各自探测到的目标1的横向运动趋势一致，则融合匹配两个目标并生成新的目标1，以生成的新的目标1替换原目标1；
步骤2501：通过对所选取的新的目标1的运动参数特征进行判断，来确定自动驾驶车辆(301)是否有变道的必要；
步骤2502：如果步骤2501中判断没有变道必要，进入终止程序；
步骤2601：如果步骤2501中判断有变道必要后，获取新的目标1的横向移动速度和横向移动加速度；
步骤2701：根据所获得的横向移动速度和横向移动加速度，对自动驾驶车辆(301)进行变道控制。
2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法，其特征在于：
步骤2101、2102所述的第一传感器(101)和第二传感器(102)各自探测本车道前方的2个目标的运动轨迹信息，包括目标的横向运动速度、目标距离自动驾驶车辆(301)的横向距离、目标的横向运动加速度。
3.根据权利要求1所述的一种自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法，其特征在于：步骤2201、2202中所述的判断第一传感器(101)和第二传感器(102)各自探测到的目标1是否有横向运动趋势的具体过程为：
步骤5101、5102、5103：获得第一传感器(101)和第二传感器(102)各自探测到的目标1的横向运动速度、目标距离自动驾驶车辆(301)的横向距离和目标的横向运动加速度；
步骤5201、5202、5203：设置内部计数器，对目标1的横向运动速度、目标1距离自动驾驶车辆(301)的横向距离和目标1的横向运动加速度的信息的存储次数进行计数；内部存储总计连续三个时刻的上述数据信息；
步骤5301：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1的横向运动速度的信息的次数是否小于等于3；
步骤5302：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1距离自动驾驶车辆(301)的横向距离的信息的次数是否小于等于3；
步骤5303：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1的横向运动加速度的信息的次数是否小于等于2；
步骤5401、5402、5403：若步骤5301、5302、5303为真，则存储本时刻数据；
步骤5501、5502、5503：若步骤5301、5302、5303为假，则删除最早数据，同时存储本时刻数据；
步骤5601：判断所存储的连续三个时刻的第一传感器(101)和第二传感器(102)各自探测到的目标1的横向运动速度是否都大于标定值，且符号是否都相同；
步骤5602：对所存储的连续三个时刻横向距离值之中相邻两个时刻的横向距离值做差值，判断所得的两个差值是否都大于标定值，且符号是否都相同；传感器探测目标的横向运动速度和目标的横向运动加速度均为矢量，当符号为正时，定义为矢量方向向右；当符号为负时，定义为矢量方向向左；
步骤5603：判断所存储的连续两个时刻的横向运动加速度是否都大于标定值，且符号是否都相同；
步骤5701、5703、5705：判断步骤5601、5602、5603中的符号相同时，符号是否都为正；
步骤5702、5704、5706：判断步骤5601、5602、5603中的符号相同时，符号是否都为负；
步骤5801：如果步骤5701、5703中判断目标的横向运动速度符号、距离变化值符号是否均为正，如果均为正，则进入步骤5901；或者，如果步骤5705中判断目标的加速度符号均为正，则进入步骤5901；
步骤5802：如果步骤5702、5704中判断目标的横向运动速度符号和距离变化值符号是否均为负，如果均为负，则进入步骤5902；或者，如果步骤5706中判断目标的加速度符号均为负，则进入步骤5902；
步骤5901：横向运动趋势判断为向右运动；
步骤5902：横向运动趋势判断为向左运动。
4.根据权利要求1所述的一种自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法，其特征在于：步骤2402中所述的融合匹配两个目标并生成新的目标1的过程为：对于两个探测到的目标所含有的目标的横向运动速度、目标距离自动驾驶车辆(301)的横向距离、目标的横向运动加速度进行加权平均处理，生成的新的目标1的上述参数替换目标1的上述参数。
5.根据权利要求1所述的一种自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法，其特征在于：步骤2501中所述的通过对所选取的新的目标1的运动参数特征进行判断，来确定自动驾驶车辆(301)是否有变道的必要的具体过程为：
判断如下四个条件：(1)最近目标1前方是否有强反射点；(2)目标1和目标2的横向运动趋势是否相同；(3)目标1前方有极弱反射点或没有反射点；(4)目标1的横向移动速度大于可标定阈值；上述四个条件，第(1)条件和第(2)条件如果有一个满足，则判断自动驾驶车辆(301)有变道必要；第(3)和第(4)条件需要同时满足才可判断自动驾驶车辆(301)有变道需要。
6.根据权利要求1所述的一种自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法，其特征在于：步骤2701中采用PID控制方法对自动驾驶车辆(301)进行变道控制。
7.一种自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法，其特征在于：
当自动驾驶车辆(301)仅装有一个传感器时，即自动驾驶车辆(301)前保险杠处或前挡风玻璃顶部安装有毫米波雷达或摄像头模块或激光雷达，本方法具体步骤如下：
步骤4101：传感器探测本车道前方的2个目标，并将距离自动驾驶车辆(301)最近的目标定义为“目标1”，距离自动驾驶车辆(301)次近的目标定义为“目标2”；
步骤4201：判断目标1是否具有横向运动的趋势：如果没有横向运动的趋势，则返回步骤4101继续探测目标；
步骤4301：如果在步骤4201中判断目标1有横向运动的趋势，存储移动目标的运动数据信息；
步骤4401：联同步骤4301中的目标1的运动数据信息进行判断，如果确定发现没有变道必要，则终止本程序；
步骤4501：如在步骤4401中判断有变道必要，则提取目标1的横向运动速度和横向运动加速度；
步骤4601：以步骤4501的输出为基准，对自动驾驶车辆(301)进行变道控制。
8.根据权利要求7所述的一种自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法，其特征在于：
步骤4101所述的传感器探测本车道前方的2个目标的运动轨迹信息，包括目标的横向运动速度、目标距离自动驾驶车辆(301)的横向距离、目标的横向运动加速度。
9.根据权利要求7所述的一种自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法，其特征在于：步骤4201中所述的传感器探测到的目标1是否有横向运动趋势的具体过程为：
步骤5101、5102、5103：获得传感器探测到的目标1的横向运动速度、目标距离自动驾驶车辆(301)的横向距离和目标的横向运动加速度；
步骤5201、5202、5203：设置内部计数器，对目标1的横向运动速度、目标1距离自动驾驶车辆(301)的横向距离和目标1的横向运动加速度的信息的存储次数进行计数；内部存储总计连续三个时刻的上述数据信息；
步骤5301：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1的横向运动速度的信息的次数是否小于等于3；
步骤5302：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1距离自动驾驶车辆(301)的横向距离的信息的次数是否小于等于3；
步骤5303：查看计数器计数存储的不同时刻的目标1的横向运动加速度的信息的次数是否小于等于2；
步骤5401、5402、5403：若步骤5301、5302、5303为真，则存储本时刻数据；
步骤5501、5502、5503：若步骤5301、5302、5303为假，则删除最早数据，同时存储本时刻数据；
步骤5601：判断所存储的连续三个时刻的传感器探测到的目标1的横向运动速度是否都大于标定值，且符号是否都相同；
步骤5602：对所存储的连续三个时刻横向距离值之中相邻两个时刻的横向距离值做差值，判断所得的两个差值是否都大于标定值，且符号是否都相同；传感器探测目标的横向运动速度和目标的横向运动加速度均为矢量，当符号为正时，定义矢量方向向右；当符号为负时，定义矢量方向向左；
步骤5603：判断所存储的连续两个时刻的横向运动加速度是否都大于标定值，且符号是否都相同；
步骤5701、5703、5705：判断步骤5601、5602、5603中的符号相同时，符号是否都为正；
步骤5702、5704、5706：判断步骤5601、5602、5603中的符号相同时，符号是否都为负；
步骤5801：如果步骤5701、5703中判断目标的横向运动速度符号、距离变化值符号是否均为正，如果均为正，则进入步骤5901；或者，如果步骤5705中判断目标的加速度符号均为正，则进入步骤5901；
步骤5802：如果步骤5702、5704中判断目标的横向运动速度符号和距离变化值符号是否均为负，如果均为负，则进入步骤5902；或者，如果步骤5706中判断目标的加速度符号均为负，则进入步骤5902；
步骤5901：横向运动趋势判断为向右运动；
步骤5902：横向运动趋势判断为向左运动。
10.根据权利要求7所述的一种自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法，其特征在于：步骤4401中所述的通过对目标1的运动参数特征进行判断，来确定自动驾驶车辆(301)是否有变道的必要的具体过程为：
判断如下四个条件：(1)最近目标1前方是否有强反射点；(2)目标1和目标2的横向运动趋势是否相同；(3)目标1前方有极弱反射点或没有反射点；(4)目标1的横向移动速度大于可标定阈值；上述四个条件，第(1)条件和第(2)条件如果有一个满足，则判断自动驾驶车辆(301)有变道必要；第(3)和第(4)条件需要同时满足才可判断自动驾驶车辆(301)有变道需要。
11.根据权利要求7所述的一种自动驾驶车辆横向运动控制对象选择方法，其特征在于：步骤4601中采用PID控制方法对自动驾驶车辆(301)进行变道控制。
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