CN106681319A - 自动换道系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动换道系统及方法，包括中央控制器，以及分别与中央控制器连接的前摄像头、后摄像头、毫米波雷达组、超声波雷达组、地图定位模块、执行机构和HMI模块；前摄像头安装在车辆前侧的中部；后摄像头安装在车辆后侧的中部；毫米波雷达组包括分别安装在车辆四周的多个毫米波雷达，使毫米波雷达能覆盖车辆周围 360°的所有区域；超声波雷达组包括分别安装在车辆四周的多个超声波雷达，使超声波雷达能覆盖车辆周围 360°的所有区域；中央处理器用于驾驶环境重构、驾驶路径规划与驾驶决策，在判断出换道环境存在安全风险时，终止换道操作，并通过HMI模块提醒驾驶员接管。本发明保证了换道过程中的安全。
Description
技术领域
本发明属于自动驾驶技术，具体涉及一种自动换道系统及方法。
背景技术
自动驾驶系统是一种主动安全系统，该系统能够自动控制车辆运行，包括行驶、换道、泊车等，提升驾驶体验与舒适感，同时确保驾驶的安全性。目前自动驾驶系统主要使用安装在车辆的传感器，如：毫米波雷达、激光雷达、摄像头和超声波雷达等，探测和识别驾驶环境，包括车道线，周围车辆、行人、红绿灯、交通标志等，安全高效地自动控制车辆行驶，同时遵守交通规则。
具体来说，在驾驶的时候，利用车辆前摄像头识别车道线，控制车辆行驶在车道正中；在换道的时候，识别车道线类型和交通标志，并结合地图规划路径数据，判断是否可以换道。
自动换道系统是自动驾驶系统的子系统，现有的自动换道系统一般使用前摄像头来识别前方车道线，但是对环境的探测存在几种传感器技术方案：
第一种方案为车顶激光雷达，利用激光雷达旋转实现360度范围全覆盖，实现环境探测。此方法的缺点在于激光雷达纵向探测角度小于30度，车辆周围5米内存在盲区，换道存在安全风险，同时激光雷达成本太高，目前难以实际应用在量产车型。
第二种方案为前方毫米波雷达加车辆周围超声波雷达。此方案主要问题在于超声波雷达探测距离近，只有3-4米，难以探测后方稍远距离的车辆，存在安全风险。
第三种方案为五毫米波雷达方案，即前方毫米波雷达加四角安装的毫米波雷达，此方法可以探测车辆周围的环境，但是无法探测车辆后方的目标，车辆后方存在安全风险。
因此，有必要开发一种新的自动换道系统及方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动换道系统及方法，能实时检测换道环境是否安全，在存在安全风险时，能及时终止换道和提醒驾驶员接管。
本发明所述的自动换道系统，包括前摄像头、后摄像头、毫米波雷达组、超声波雷达组、中央控制器、地图定位模块、执行机构和HMI模块；
所述前摄像头、后摄像头、毫米波雷达组、超声波雷达组、地图定位模块、执行机构和HMI模块分别与中央控制器连接；
所述前摄像头用于识别车辆前方的车道线、交通标线、交通标志和障碍物；
后摄像头用于识别车辆后方的车道线和障碍物；
毫米波雷达组包括多个毫米波雷达，使毫米波雷达能覆盖车辆周围 360°的所有区域；
超声波雷达组包括多个超声波雷达，使超声波雷达能覆盖车辆周围 360°的所有区域；
中央处理器用于驾驶环境重构、驾驶路径规划与驾驶决策，在判断出换道环境安全时，控制执行机构使车辆执行换道操作，在判断出换道环境存在安全风险时，终止换道操作，并通过HMI模块提醒驾驶员接管。
所述前摄像头安装在车辆前侧的中部；
所述后摄像头安装在车辆后侧的中部；
所述毫米波雷达组包括六个毫米波雷达，安装位置如下：
一个毫米波雷达安装在车辆前方的正中间，
一个毫米波雷达在车辆后方防撞横梁的正中间；
一个毫米波雷达安装在车辆左侧的前部；
一个毫米波雷达安装在车辆左侧的后部；
一个毫米波雷达安装在车辆右侧的前部；
一个毫米波雷达安装在车辆右侧的后部；
所述超声波雷达组包括十二个超声波雷达，安装位置如下：
一个超声波雷达安装在车辆前方的左部；
一个超声波雷达安装在车辆前方防撞横梁的正中间；
一个超声波雷达安装在车辆前方的右部；
一个超声波雷达安装在车辆后方的左部；
一个超声波雷达安装在车辆后方防撞横梁的正中间；
一个超声波雷达安装在车辆后方的右部；
一个超声波雷达安装在车辆左侧的前部；
一个超声波雷达安装在车辆左侧的中部；
一个超声波雷达安装在车辆左侧的后部；
一个超声波雷达安装在车辆右侧的前部；
一个超声波雷达安装在车辆右侧的中部；
一个超声波雷达安装在车辆右侧的后部。
本发明所述的自动换道方法，采用本发明所述的自动换道系统，将车辆四周区域划分为八个子区域，分别为车辆左前方区域、车辆正前方区域、车辆右前方区域、车辆左侧区域、车辆右侧区域、车辆左后方区域，车辆正后方区域和车辆右后方区域；所述毫米波雷达组和超声波雷达组均能覆盖这八个子区域；其方法包括以下步骤：
步骤一、换道触发
当满足条件1a～1c中的其中一个或多个时；
条件1a、自动驾驶路径规划与实际行驶道路方向不一致；
条件1b、同一车道的前方车辆行驶较慢或同一车道前方有障碍物，存在碰撞风险；
条件1c、自动换道系统接收到换道指令；
步骤二、换道方向判断
2a、根据路径规划判断换道方向，优先级为低；
2b、根据同一车道的前方车辆行驶过慢或同一车道前方有障碍物，存在碰撞风险，判断换道方向，优先级为中；
2c、根据接收到的换道指令判断换道方向，优先级为高；
当换道方向相互冲突时，判断的换道方向以优先级高的方向为准；
步骤三、换道执行
当换道方向为向左换道时，且同时满足条件3a和3b时，自动换道系统才开始执行向左换道；
条件3a、车辆左前方区域和车辆左侧区域均无障碍物；
条件3b、车辆左后方区域没有障碍物，或车辆左后方区域有障碍物但不会闯入车辆左侧区域；
当换道方向为向右换道时，且同时满足条件3c和3d时，自动换道系统才开始执行向右换道；
条件3c、车辆右前方区域和车辆右侧区域均无障碍物；
条件3d、车辆右后方区域没有障碍物，或车辆右后方区域有障碍物但不会闯入车辆右侧区域；
步骤四、换道退出
在向左换道中，当满足条件4a～4g中的其中一个或多个时，换道退出；
在向右换道中，当满足条件4e～4k中的其中一个或多个时，换道退出；
4a、左侧车道线是实线；
4b、车辆左侧区域有障碍物；
4c、车辆左后方区域的障碍物在加速或有可能闯入车辆左侧区域；
4d、车辆左前方区域的障碍物在减速或有可能闯入车辆左侧区域；
4e、交通标线、交通标志为禁止换道；
4f、接收到终止换道指令；
4g、完成换道；
4h、车辆右侧区域有障碍物；
4i、车辆右后方区域的障碍物在加速或有可能闯入车辆右侧区域；
4j、车辆右前方区域的障碍物在减速或有可能闯入车辆右侧区域
4k、右侧车道线是实线。
所述步骤三中，在执行换道过程中，当毫米波雷达探测到车辆正后方区域有障碍物在加速运动时，则触发后摄像头来探测车辆正后方区域，若后摄像头识别出障碍物是靠近换道方向侧的车道线行驶，则表示存有碰撞风险，自动换道系统发出报警，以提示驾驶员是否退出换道，否则表示无碰撞风险，继续执行换道。
所述步骤2a具体为：
当路径规划为向右，实际路线为直行，则换道方向判断为向右换道；
当路径规划为向右，实际路线为左行，则换道方向判断为向右换道；
当路径规划为直行，实际路线为左行，则换道方向判断为向右换道；
当路径规划为向左，实际路线为直行，则换道方向判断为断向左换道；
当路径规划为向左，实际路线为右行，则换道方向判断为向左换道；
当路径规划为直行，实际路线为右行，则换道方向判断为向左换道。
所述2b具体为：
当同一车道的前方车辆行驶过慢或同一车道前方有障碍物，存在碰撞风险时，则换道方向判断为向右换道。
所述2c具体为：
当接收的指令为向右换道，则换道方向判断为向右换道；
当接收的指令为向左换道，则换道方向判断为向左换道。
本发明具有以下优点：
（1）能够实时检测换道环境是否安全，并在存在安全风险时，能够及时终止换道和提醒驾驶员接管车辆，保证了换道过程中的安全。
（2）本发明中毫米波雷达组、超声波雷达组、前摄像头和后摄像头的覆盖区域相互叠加，形成了三层的覆盖圈：包括5米，60米和160米这三个范围，能够涵盖自动驾驶的安全范围。其中5米和60米到达了360度的完全覆盖。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明中的毫米波雷达、超声波雷达、前摄像头、后摄像头的分布图；
图3为本发明中超声波雷达覆盖区域的分布图；
图4为本发明中毫米波雷达覆盖区域的分布图；
图5为本发明中前摄像头、后摄像头覆盖区域的分布图；
图6为本发明中车辆行驶区域的划分图；
图7为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示的自动换道系统，包括前摄像头10、后摄像头16、毫米波雷达组30、超声波雷达组31、中央控制器12、地图定位模块33、执行机构32和HMI（即：人机界面）模块34。前摄像头10、后摄像头16、毫米波雷达组30、超声波雷达组31、地图定位模块33分别与中央控制器12连接。本发明中，执行机构32包括电动助力转向系统、电子刹车系统和车辆的发动机及变速器。
所述前摄像头10安装在车辆前侧的中部，用于识别车辆前方的车道线、交通标线、交通标志和障碍物（包括行人、车辆或其他）。后摄像头16安装在车辆后侧的中部，用于识别车辆后方的车道线和障碍物。本发明中的前摄像头10、后摄像头16分别包括摄像头和图像处理模块，前摄像头10和后摄像头16亦可共用一个图像处理模块。
毫米波雷达组30包括分别安装在车辆四周的多个毫米波雷达，使毫米波雷达能覆盖车辆周围 360°的所有区域 。
超声波雷达组31包括分别安装在车辆四周的多个超声波雷达，使超声波雷达能覆盖车辆周围 360°的所有区域。
中央处理器12接收传感器的原始信号，与地图定位模块33和整车CAN网络相连，其完成驾驶环境重构、驾驶路径规划与驾驶决策。中央处理器12在判断出换道环境安全时，控制执行机构32使车辆执行换道操作，在判断出换道环境存在安全风险时，终止换道操作，并通过HMI模块34提醒驾驶员接管。
如图2所示，所述超声波雷达组31包括十二个超声波雷达，分别为超声波雷达2、超声波雷达3、超声波雷达5、超声波雷达6、超声波雷达8、超声波雷达9、超声波雷达11、超声波雷达14、超声波雷达15、超声波雷达18、超声波雷达19、超声波雷达21，其探测角度约为90度，探测距离约为5米。
以上各超声波雷达的安装位置及覆盖范围如下：
超声波雷达2安装在车辆左侧的前部，距离车辆前端距离约为20厘米，距离地面约为15厘米，其覆盖范围为区域2-2。
超声波雷达3安装在车辆前方的左部，距离车辆前端左侧距离约为30厘米，距离地面约为30厘米，其覆盖范围为区域2-3。
超声波雷达5安装在车辆前方防撞横梁的正中间，距离地面约为30厘米，其覆盖范围为区域2-5。
超声波雷达6安装在车辆前方的右部，距离车辆前端右侧距离约为30厘米，距离地面约为30厘米，其覆盖范围为区域2-6。
超声波雷达8安装在车辆右侧的前部，距离车辆前端距离约为20厘米，距离地面约为15厘米，其覆盖范围为区域2-8。
超声波雷达9安装在车辆左侧的中部，即A柱下方偏后30cm处，距离地面约为30厘米，其覆盖范围为区域2-9。
超声波雷达11安装在车辆右侧的中部，即A柱下方偏后30cm处，距离地面约为30厘米，其覆盖范围为区域2-11。
超声波雷达14安装在车辆左侧的后部，距离车辆后端距离约为20厘米，距离地面约为50厘米，其覆盖范围为区域2-14。
超声波雷达15安装在车辆后方的左部，距离车辆后端左侧距离约为30厘米，距离地面约为50厘米，其覆盖范围为区域2-15。
超声波雷达18安装在车辆后方防撞横梁的正中间，距离地面约为50厘米，其覆盖范围为区域2-18。
超声波雷达19安装在车辆后方的右部，距离车辆后端右侧距离约为30厘米，距离地面约为50厘米，其覆盖范围为区域2-19。
超声波雷达21安装在车辆右侧的后部，距离车辆后端距离约为20厘米，距离地面约为50厘米，其覆盖范围为区域2-21。
如图2所示和图4所示，所述毫米波雷达组30包括六个毫米波雷达，分别为毫米波雷达1、毫米波雷达4、毫米波雷达7、毫米波雷达13、毫米波雷达17、毫米波雷达20。其中：毫米波雷达1、毫米波雷达7、毫米波雷达13、毫米波雷达17和毫米波雷达20为盲区探测（BSD）的毫米波雷达，其规格为短距毫米波雷达，探测角度为120度，探测距离约为60米。毫米波雷达4为自适应巡航（ACC）的毫米波雷达，其规格为中距毫米波雷达，包括中距和短距两种扫描模式：中距模式探测角度约为18度，探测距离为160米；短距模式探测角度为120度，探测距离约为60米。
如图2和图4所示，以上各毫米波雷达的安装位置及覆盖范围如下：
毫米波雷达4安装在车辆前方的正中间，位于前防撞横梁的下方，距离地面约为20厘米，其覆盖范围为区域3-4。
毫米波雷达17在车辆后方防撞横梁的正中间，距离地面约为40厘米，其覆盖范围为区域3-17。
毫米波雷达1安装在车辆左侧的前部，距离车辆前端距离约为20厘米，距离地面约为30厘米，其覆盖范围为区域3-1。
毫米波雷达13安装在车辆左侧的后部，距离车辆后端距离约为20厘米，距离地面约为40厘米，其覆盖范围为区域3-13。
毫米波雷达7安装在车辆右侧的前部，距离车辆前端距离约为20厘米，距离地面约为30厘米，其覆盖范围为区域3-7。
毫米波雷达20安装在车辆右侧的后部，距离车辆后端距离约为20厘米，距离地面约为40厘米，其覆盖范围为区域3-20。
如图2所示，前摄像头1010为车道保持（LKA）摄像头，可以识别前方车道线、车辆、行人等，安装在挡风玻璃后视镜内，距离挡风玻璃顶部垂直距离约为15厘米，其识别角度约为50度，识别距离约为100米。其覆盖范围为图5中的区域3-10。
如图2所示，后摄像头16为倒车辅助摄像头，可以识别后方车道线、行人、车辆等，安装在挡风玻璃后视镜内，距离挡风玻璃顶部垂直距离约为15厘米，其识别角度约为90度，识别距离约为30米。其覆盖范围为图5中的区域3-16所示。
毫米波雷达组30、超声波雷达组31、前摄像头10和后摄像头16的覆盖区域相互叠加，形成三层覆盖圈：包括5米，60米和160米三种范围，可以涵盖自动驾驶的安全范围。其中5米和60米可以360度完全覆盖，由于驾驶危险主要来自于前方，故160米范围只考虑前方，从而节约系统成本。
如图7所示，本发明所述的自动换道方法，采用本发明所述的自动换道系统，将车辆四周区域划分为八个子区域，分别为车辆左前方区域22、车辆正前方区域23、车辆右前方区域24、车辆左侧区域25、车辆右侧区域26、车辆左后方区域27，车辆正后方区域28和车辆右后方区域29；所述毫米波雷达组和超声波雷达组31均能覆盖这八个子区域；其方法包括以下步骤：
步骤一、换道触发
当满足条件1a～1c中的其中一个或多个时；
条件1a、自动驾驶路径规划与实际行驶道路方向不一致；
条件1b、同一车道的前方车辆行驶较慢或同一车道前方有障碍物，存在碰撞风险；
条件1c、自动换道系统接收到换道指令；
步骤二、换道方向判断
2a、根据路径规划判断换道方向，优先级为低；
当路径规划为向右，实际路线为直行，则换道方向判断为向右换道；
当路径规划为向右，实际路线为左行，则换道方向判断为向右换道；
当路径规划为直行，实际路线为左行，则换道方向判断为向右换道；
当路径规划为向左，实际路线为直行，则换道方向判断为断向左换道；
当路径规划为向左，实际路线为右行，则换道方向判断为向左换道；
当路径规划为直行，实际路线为右行，则换道方向判断为向左换道。
2b、根据同一车道的前方车辆行驶过慢或同一车道前方有障碍物，存在碰撞风险，判断换道方向，优先级为中；
当同一车道的前方车辆行驶过慢或同一车道前方有障碍物，存在碰撞风险时，则换道方向判断为向右换道。
2c、根据接收到的换道指令判断换道方向，优先级为高；
当接收的指令为向右换道，则换道方向判断为向右换道；
当接收的指令为向左换道，则换道方向判断为向左换道。
当换道方向相互冲突时，判断的换道方向以优先级高的方向为准。
步骤三、换道执行
当换道方向为向左换道时，且同时满足条件3a和3b时，自动换道系统才开始执行向左换道；
条件3a、车辆左前方区域22和车辆左侧区域25均无障碍物；
条件3b、车辆左后方区域27没有障碍物，或车辆左后方区域27有障碍物但不会闯入车辆左侧区域25；
当换道方向为向右换道时，且同时满足条件3c和3d时，自动换道系统才开始执行向右换道；
条件3c、车辆右前方区域24和车辆右侧区域26均无障碍物；
条件3d、车辆右后方区域29没有障碍物，或车辆右后方区域29有障碍物但不会闯入车辆右侧区域26；
在执行换道过程中，当毫米波雷达探测到车辆正后方区域有障碍物在加速运动时，则触发后摄像头16来探测车辆正后方区域，若后摄像头16识别出障碍物是靠近换道方向侧的车道线行驶，则表示存有碰撞风险，自动换道系统通过HMI模块34发出报警，以提示驾驶员是否退出换道，否则表示无碰撞风险，继续执行换道。
步骤四、换道退出
在向左换道中，当满足条件4a～4g中的其中一个或多个时，换道退出；
在向右换道中，当满足条件4e～4k中的其中一个或多个时，换道退出；
4a、左侧车道线是实线；
4b、车辆左侧区域25有障碍物；
4c、车辆左后方区域27的障碍物在加速或有可能闯入车辆左侧区域25；
4d、车辆左前方区域22的障碍物在减速或有可能闯入车辆左侧区域25；
4e、交通标线、交通标志为禁止换道；
4f、接收到终止换道指令；
4g、完成换道；
4h、车辆右侧区域26有障碍物；
4i、车辆右后方区域29的障碍物在加速或有可能闯入车辆右侧区域26；
4j、车辆右前方区域24的障碍物在减速或有可能闯入车辆右侧区域26。
4k、右侧车道线是实线。
以下结合各传感器（包括前摄像头10、后摄像头16、超声波雷达组31和毫米波雷达组30中的一种或多种）的位置对本方法进行具体的说明：
一、左侧换道风险判断
向左换道启动时，已经利用传感器探测到车辆左前方区域22和车辆左侧区域25没有障碍物，且车辆左后方区域27内没有车辆或者车辆行驶速度较慢(此为自动换道开启前提条件，在换道启动时已经探明)。利用各传感器对车辆左前方区域22、车辆左侧区域25、车辆左后方区域27和车辆正后方区域28这四个区域进行实时探测，基于各传感器所探测的数据来判断碰撞风险，如果存在碰撞风险，则退出自动换道，同时提醒技术员。这里的碰撞风险分为三种情况：
（1）车辆左前方区域22和车辆左侧区域25这两个区域出现碰撞危险：由于传感器的探测能力或者目标（行人、车辆）的突然闯入，会导致车辆左前方和车辆左侧区域内出现碰撞危险。毫米波雷达1和毫米波雷达13扫描车辆左前方区域22和车辆左侧区域25的目标，如果目标以一定速度向左靠近，则可以及时发现。当物体靠近自身车辆5米时，此时超声波雷达2，超声波雷达9，超声波雷达14可以发现，综合两种雷达，可以发现左侧靠近车辆。如果物体是静止的或者速度较低，毫米波雷达无法探测，超声波雷达2，超声波雷达9，超声波雷达14可以在5米时发现目标，可以明确目标是否处于换道路径上，如果是，则存在换道风险。
（2）车辆左后方区域27存在潜在碰撞风险：在换道过程中，毫米波雷达13，毫米波雷达17检测车辆左后方区域27，如果存在车辆相对速度较快，则潜在存在换道风险。
（3）车辆正后方区域28存在潜在碰撞风险：换道过程中，车辆正后方区域28有可能存在车辆快速驶来，由于自身车辆还没有完成换道，车辆正后方区域28的车辆很有可能向左换道，潜在存在碰撞风险。要探明此种风险情况，需要多种传感器复合探测。首先毫米波雷达17在60米时可发现后方有车辆快速驶来且没有减速趋势。自动驾驶系统需要启动后摄像头16监测后方来车。后摄像头16可以识别后方的车道线和车辆，识别距离大约为30米。如果识别到后向来车行驶在车道中央或者相对速度降低，则无碰撞风险，需要抓紧完成换道。如果来车靠左侧车道线行驶且速度较快，则其向左换道的可能性较大，潜在存在换道风险。这时需要警示驾驶员，根据相对速度差距和当前换道的时间，判断是否需要终止换道。
二、右侧换道风险判断
向右换道启动时，已经利用传感器探测到车辆右前方区域24和车辆右侧区域26没有障碍物，且车辆右后方区域29没有车辆或者车辆行驶速度较慢(此为自动换道开启前提条件)。在向右换道过程中，实时检测车辆右前方区域24、车辆右侧区域26、车辆右后方区域29和车辆正后方区域28这四个区域，判断碰撞风险，如果存在碰撞风险，则退出自动换道，同时提醒驾驶员。此时的碰撞风险分三种情况：
（1）车辆右前方区域24和车辆右侧区域26出现碰撞危险：由于传感器的探测能力或者目标（行人、车辆）的突然闯入，会导致车辆右前方区域24和车辆右侧区域26出现碰撞危险。毫米波雷达7和毫米波雷达20扫描车辆右前方区域24和车辆右侧区域26这两个区域的目标，如果物体以一定速度向右靠近，则可以及时发现。当物体靠近自身车辆5米时，此时超声波雷达8，超声波雷达11，超声波雷达21可以发现，综合两种雷达，可以发现左侧靠近车辆。如果物体是静止的或者速度较低，毫米波雷达无法探测，超声波雷达8，超声波雷达11，超声波雷达21可以在5米时发现目标，可以明确目标是否处于换道路径上，如果是，则存在换道风险。
（2）车辆右后方区域29潜在碰撞风险：在换道过程中，毫米波雷达19，毫米波雷达20检测车辆右后方区域29，如果存在车辆相对速度较快，则潜在存在换道风险。
（3）车辆正后方区域28潜在碰撞风险：换道过程中，车辆正后方区域28有可能存在车辆快速驶来，由于自身车辆还没有完成换道，车辆正后方区域28的车辆很有可能向右换道，潜在存在碰撞风险。要探明此种风险情况，需要多种传感器复合探测。毫米波雷达17和后摄像头16监测后方来车。如果识别到后向来车行驶在车道中央或者相对速度降低，则无碰撞风险，需要抓紧完成换道。如果来车靠右侧车道线行驶且速度较快，则其向右换道的可能性较大，潜在存在换道风险。这时需要警示驾驶员，根据相对速度差距和当前换道的时间，判断是否需要终止换道。
Claims (7)
1.一种自动换道系统，其特征在于：包括前摄像头（10）、后摄像头（16）、毫米波雷达组（30）、超声波雷达组（31）、中央控制器（12）、地图定位模块（33）、执行机构（32）和HMI模块（34）；
所述前摄像头（10）、后摄像头（16）、毫米波雷达组（30）、超声波雷达组（31）、地图定位模块（33）、执行机构（32）和HMI模块（34）分别与中央控制器（12）连接；
前摄像头（10）用于识别车辆前方的车道线、交通标线、交通标志和障碍物；
后摄像头（16）用于识别车辆后方的车道线和障碍物；
毫米波雷达组（30）包括多个毫米波雷达，使毫米波雷达能覆盖车辆周围 360°的所有区域 ；
超声波雷达组（31）包括多个超声波雷达，使超声波雷达能覆盖车辆周围 360°的所有区域 ；
中央处理器（12）用于驾驶环境重构、驾驶路径规划与驾驶决策，在判断出换道环境安全时，控制执行机构（32）使车辆执行换道操作，在判断出换道环境存在安全风险时，终止换道操作，并通过HMI模块（34）提醒驾驶员接管。
2.根据权利要求1所述的自动换道系统，其特征在于：所述前摄像头（10）安装在车辆前侧的中部；
所述后摄像头（16）安装在车辆后侧的中部；
所述毫米波雷达组（30）包括六个毫米波雷达，安装位置如下：
一个毫米波雷达安装在车辆前方的正中间，
一个毫米波雷达在车辆后方防撞横梁的正中间；
一个毫米波雷达安装在车辆左侧的前部；
一个毫米波雷达安装在车辆左侧的后部；
一个毫米波雷达安装在车辆右侧的前部；
一个毫米波雷达安装在车辆右侧的后部；
所述超声波雷达组（31）包括十二个超声波雷达，安装位置如下：
一个超声波雷达安装在车辆前方的左部；
一个超声波雷达安装在车辆前方防撞横梁的正中间；
一个超声波雷达安装在车辆前方的右部；
一个超声波雷达安装在车辆后方的左部；
一个超声波雷达安装在车辆后方防撞横梁的正中间；
一个超声波雷达安装在车辆后方的右部；
一个超声波雷达安装在车辆左侧的前部；
一个超声波雷达安装在车辆左侧的中部；
一个超声波雷达安装在车辆左侧的后部；
一个超声波雷达安装在车辆右侧的前部；
一个超声波雷达安装在车辆右侧的中部；
一个超声波雷达安装在车辆右侧的后部。
3.一种自动换道方法，其特征在于：采用如权利要求1或2所述的自动换道系统，将车辆四周区域划分为八个子区域，分别为车辆左前方区域（22）、车辆正前方区域（23）、车辆右前方区域（24）、车辆左侧区域（25）、车辆右侧区域（26）、车辆左后方区域（27），车辆正后方区域（28）和车辆右后方区域（29）；所述毫米波雷达组（30）和超声波雷达组（31）均能覆盖这八个子区域；其方法包括以下步骤：
步骤一、换道触发
当满足条件1a～1c中的其中一个或多个时；
条件1a、自动驾驶路径规划与实际行驶道路方向不一致；
条件1b、同一车道的前方车辆行驶较慢或同一车道前方有障碍物，存在碰撞风险；
条件1c、自动换道系统接收到换道指令；
步骤二、换道方向判断
2a、根据路径规划判断换道方向，优先级为低；
2b、根据同一车道的前方车辆行驶过慢或同一车道前方有障碍物，存在碰撞风险，判断换道方向，优先级为中；
2c、根据接收到的换道指令判断换道方向，优先级为高；
当换道方向相互冲突时，判断的换道方向以优先级高的方向为准；
步骤三、换道执行
当换道方向为向左换道时，且同时满足条件3a和3b时，自动换道系统才开始执行向左换道；
条件3a、车辆左前方区域（22）和车辆左侧区域（25）均无障碍物；
条件3b、车辆左后方区域（27）没有障碍物，或车辆左后方区域（27）有障碍物但不会闯入车辆左侧区域（25）；
当换道方向为向右换道时，且同时满足条件3c和3d时，自动换道系统才开始执行向右换道；
条件3c、车辆右前方区域（24）和车辆右侧区域（26）均无障碍物；
条件3d、车辆右后方区域（29）没有障碍物，或车辆右后方区域（29）有障碍物但不会闯入车辆右侧区域（26）；
步骤四、换道退出
在向左换道中，当满足条件4a～4g中的其中一个或多个时，换道退出；
在向右换道中，当满足条件4e～4k中的其中一个或多个时，换道退出；
4a、左侧车道线是实线；
4b、车辆左侧区域（25）有障碍物；
4c、车辆左后方区域（27）的障碍物在加速或有可能闯入车辆左侧区域（25）；
4d、车辆左前方区域（22）的障碍物在减速或有可能闯入车辆左侧区域（25）；
4e、交通标线、交通标志为禁止换道；
4f、接收到终止换道指令；
4g、完成换道；
4h、车辆右侧区域（26）有障碍物；
4i、车辆右后方区域（29）的障碍物在加速或有可能闯入车辆右侧区域（26）；
4j、车辆右前方区域（24）的障碍物在减速或有可能闯入车辆右侧区域（26）
4k、右侧车道线是实线。
4.根据权利要求3所述的自动换道方法，其特征在于：所述步骤三中，在执行换道过程中，当毫米波雷达探测到车辆正后方区域（28）有障碍物在加速运动时，则触发后摄像头（16）来探测车辆正后方区域（28），若后摄像头（16）识别出障碍物是靠近换道方向侧的车道线行驶，则表示存有碰撞风险，自动换道系统发出报警，以提示驾驶员是否退出换道，否则表示无碰撞风险，继续执行换道。
5.根据权利要求3或4所述的自动换道方法，其特征在于， 所述步骤2a具体为：
当路径规划为向右，实际路线为直行，则换道方向判断为向右换道；
当路径规划为向右，实际路线为左行，则换道方向判断为向右换道；
当路径规划为直行，实际路线为左行，则换道方向判断为向右换道；
当路径规划为向左，实际路线为直行，则换道方向判断为断向左换道；
当路径规划为向左，实际路线为右行，则换道方向判断为向左换道；
当路径规划为直行，实际路线为右行，则换道方向判断为向左换道。
6.根据权利要求4或5所述的自动换道方法，其特征在于：所述2b具体为：
当同一车道的前方车辆行驶过慢或同一车道前方有障碍物，存在碰撞风险时，则换道方向判断为向右换道。
7.根据权利要求4或5所述的自动换道方法，其特征在于：所述2c具体为：
当接收的指令为向右换道，则换道方向判断为向右换道；
当接收的指令为向左换道，则换道方向判断为向左换道。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170517 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |