CN108216237B - 用于控制车辆的自主驾驶的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于控制车辆的自主驾驶的装置和方法。一种自主驾驶控制装置和自主驾驶控制方法可包括：环境检测器，检测有关在目标车道中行驶的一个或多个车辆的车辆信息；以及处理器，基于车辆信息确定是否存在可能的车道变换区域，当不存在可能的车道变换区域时将目标车道车辆之间的区域之中的最大区域确定为目标车道变换区域，指示向目标车道变换区域变换车道的意向以确定目标车道后方车辆是否具有退让意向，并且基于所确定的结果尝试变换车道。

Description

用于控制车辆的自主驾驶的装置和方法
相关申请的交叉引证
本申请要求于2016年12月16日提交的韩国专利申请第10-2016-0173007号的优先权，通过引证将其全部内容结合于此以用于所有目的。
技术领域
本发明涉及用于控制车辆的自主驾驶的装置和方法，其能够通过在未保障变换车道的足够空间的情况下插入其他车辆的前面来变换车道。
背景技术
当驾驶员指示他或者她变换车道的意向时(例如，打开方向指示灯)，传统的车道变换技术处于确定在相对于驾驶员表示他或者她变换车道的意向的时间点的特定时间内车道变换机动是否可行并且执行车道变换机动的水平。
此外，考虑到能够从当前位置行进至目标目的地的自主驾驶，自主驾驶基于传统的车道变换技术是不可行的。例如，当在车辆在高速上行驶时旨在驶入交叉口或者立体交叉道的情形下尝试变换车道继续失败时，车辆不能够驶入交叉口或者立体交叉道。
为了提高自主驾驶系统的水平，协助驾驶员从水平2(SAE自主驾驶水平)至水平3，其中，自主驾驶系统在动力驾驶任务中执行主导作用，要求自主驾驶系统执行车道变换机动，并且在车道变换机动可能的情形下做出需要用于车道变换机动的积极策略。
在本发明的背景技术部分中所公开的信息仅用于加深对本发明的一般背景技术的理解，并且不应被视为承认或者以任何形式暗示该信息构成了已经为本领域技术人员所知晓的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面针对提供用于在自主驾驶期间控制车辆的装置和方法，即使未保障变换车道的区域也能够通过插入其他车辆前面而变换车道。
通过本发明构思要解决的技术问题不局限于前述问题，并且本发明所属领域技术人员将从以下描述中清晰地理解本文中未提到的任何其他技术问题。
根据本发明的各个方面，自主驾驶控制装置包括：环境检测器，被配置为检测有关在目标车道中行驶的一个或多个车辆的车辆信息；以及处理器，基于车辆信息确定是否存在可能的车道变换区域，当不存在可能的车道变换区域时，将目标车道车辆之间的区域之中的最大区域确定为目标车道变换区域，指示向目标车道变换区域变换车道的意向以确定目标车道后方车辆是否具有退让意向，并且基于所确定的结果尝试变换车道。
车辆信息包括在目标车道中行驶的车辆的位置、速度和加速度。
处理器在目标车道驶入时间过去之后基于车辆信息确定各个目标车道车辆的位置，基于所确定的各个目标车道车辆的位置确定目标车道车辆之间的距离，当所确定的目标车道车辆之间的距离等于或大于临界值时，将目标车道车辆之间的区域确定为可能的车道变换区域，并且当所确定的目标车道车辆之间的距离小于临界值时，将目标车道车辆之间的区域确定为不可能变换车道的区域。
当所确定的可能的车道变换区域的数量是一个时，处理器将所确定的可能的车道变换区域确定为目标车道变换区域。
当所确定的可能的车道变换区域的数量是两个或更多个时，处理器将所确定的可能的车道变换区域中具有最长长度的可能的车道变换区域确定为目标车道变换区域。
处理器基于目标车道变换区域的中心位置的速度和加速度在自身车辆(egovehicle)的前面生成虚拟目标。
当目标车道后方车辆没有退让意向时，处理器删除虚拟目标。
当不存在可能的车道变换区域时，处理器考虑到自身车辆的行驶车道中的交通流量生成其中自身车辆横向移动至目标车道的侧面的横向车道位置保持路线，其中自身车辆在目标车道旁边行驶或者生成车道汇入路线，其中，自身车辆连续靠近目标车道。
处理器基于目标车道变换区域中的前方车辆和后方车辆的减速度和加速度确定退让意向。
当不存在退让意向时，处理器将自身车辆返回至自身车辆的行驶车道的中心并且控制自身车辆的行驶速度以搜索另一目标车道变换区域。
根据本发明的另一方面，自主驾驶控制方法包括：检测有关在目标车道中行驶的一个或多个车辆的车辆信息；基于车辆信息确定是否存在可能的车道变换区域；当不存在可能的车道变换区域时，确定目标车道车辆之间的区域之中的最大区域作为目标车道变换区域；向目标车道后方车辆指示将车道变换至目标车道变换区域的意向；确定目标车道后方车辆是否具有退让意向；并且基于所确定的退让意向的结果尝试变换车道。
检测车辆信息包括使用雷达和照相机检测在目标车道中行驶的车辆的位置、速度和加速度。
确定目标车道变换区域包括在目标车道驶入时间过去之后基于车辆信息确定各个目标车道车辆的位置，基于所确定的各个目标车道车辆的位置确定目标车道车辆之间的距离，当所确定的目标车道车辆之间的距离等于或大于临界值时将目标车道车辆之间的区域确定为可能的车道变换区域，并且当所确定的目标车道车辆之间的距离小于临界值时将目标车道车辆之间的区域确定为不可能变换车道的区域。
确定目标车道变换区域包括当所确定的可能的车道变换区域的数量是一个时，将所确定的可能的车道变换区域确定为目标车道变换区域。
确定目标车道变换区域包括当所确定的可能的车道变换区域的数量是两个或更多个时，将所确定的可能的车道变换区域中具有最长长度的可能的车道变换区域确定为目标车道变换区域。
向目标车道后方车辆指示变换车道的意向包括基于目标车道变换区域的中心位置的速度和加速度在自身车辆前面生成虚拟目标，控制自身车辆的速度，其中自身车辆通过跟随虚拟目标平行于目标车道变换区域的中心行驶，生成插入意向路线至目标车道变换区域，并且基于插入意向路线在自身车辆上执行横向控制。
生成插入意向路线包括考虑到自身车辆的行驶车道中的交通流量生成其中自身车辆横向移动至目标车道的侧面的横向车道位置保持路线，其中自身车辆在目标车道旁边行驶或者生成车道汇入路线，其中，自身车辆连续靠近目标车道。
确定退让意向包括基于目标车道变换区域中的前方车辆和后方车辆的减速度和加速度处理器确定退让意向。
确定退让意向包括当目标车道后方车辆没有退让意向时删除虚拟目标，将自身车辆返回至自身车辆的行驶车道的中心，并且控制自身车辆的行驶速度以搜索另一目标车道变换区域。
本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点在结合于本文中的附图以及随后的具体实施方式中将是显而易见的或者进行详细阐述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的某些原理。
附图说明
图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的自主驾驶控制装置的框图；
图2是示出了根据本发明的示例性实施方式的预测在目标车道中行驶的车辆的位置的方法的视图；
图3是示出了根据本发明的示例性实施方式的目标车道中的车辆之间的距离中的临界值与目标车道中的前方车辆的速度之间的关系的曲线图；
图4是示出了根据本发明的示例性实施方式的生成并删除目标车辆的方法的视图；
图5是示出了根据本发明的示例性实施方式的生成横向车道位置保持路线的方法的视图；
图6是示出了根据本发明的示例性实施方式的生成车道汇入路线的方法的视图；
图7是示出了根据本发明的示例性实施方式的自主驾驶控制方法的流程图；
图8是示出了根据本发明的示例性实施方式的当存在可能的车道变换区域时的车道变换的视图；
图9是示出了根据本发明的示例性实施方式的当不存在可能的车道变换区域时的车道变换的视图；
图10A是示出了根据本发明的示例性实施方式的当车道变换失败时再次尝试变换车道的过程的视图；以及
图10B是示出了根据本发明的另一示例性实施方式的当车道变换失败时再次尝试变换车道的过程的视图。
应当理解，附图不必按比例绘出，显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的图示。如本文中所公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体尺寸、定向、位置和形状，将部分由特定的预期应用和使用环境来确定。
在附图中，贯穿附图的几个图，参考标号指的是本发明的相同或等同部件。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的各个实施方式，实施方式的实例在附图中示出并在下文中进行描述。尽管将结合示例性实施方式来描述本发明，但是应理解的是，本说明不旨在将本发明局限于那些示例性实施方式。相反地，本发明不仅旨在涵盖示例性实施方式，而且还涵盖可包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替换、修改、等同物以及其他实施方式。
贯穿本说明书，除非相反地明确地描述，否则将理解，术语“包含”、“构成”和/或“包括”说明陈述组件的存在，但是不排除一个或多个其他组件的存在或者添加。
此外，本说明书中描述的诸如“部件”、“部分”、“模块”等术语意指执行至少一个功能或者操作的综合配置的单元，并且通过硬件或者软件或者硬件和软件的组合实现。此外，除非上下文以其他方式清晰指出，否则在本文中以单数形式使用的“一个(one)”、“一(a(an))”和“该(所述)”旨在也包括复数形式。
在下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施方式。
本发明涉及如下方法：当自动执行车道变换时，搜索车道变换可行的空间并且确保该空间以执行车道变换。具体地，本发明提出在交通拥挤期间使用自主驾驶模式执行插入机动的方法。
本发明通过主动示出变换车道或者插入至在目标车道中行驶的后方车辆的意向并且在某个时间周期内必须变换车道时验证后方车辆的退让意向来提高车道变换概率。
图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的自主驾驶控制装置的框图，图2是示出了根据本发明的示例性实施方式的预测在目标车道中行驶的车辆的位置的方法的视图，图3是示出了根据本发明的示例性实施方式的目标车道中的车辆之间的距离中的临界值与目标车道中的前方车辆的速度之间的关系的曲线图，图4是示出了根据本发明的示例性实施方式的生成并删除目标车辆的方法的视图，图5是示出了根据本发明的示例性实施方式的生成横向车道位置保持路线的方法的视图，以及图6是示出了根据本发明的示例性实施方式的生成车道汇入路线的方法的视图。
如图1所示，自主驾驶控制装置包括环境检测器(环境传感器)110、位置测量器120、存储器130和处理器140。
环境检测器110检测位于自身车辆的前方位置、侧方位置和后方位置的一个或多个附近车辆并且检测各个附近车辆的位置、速度和加速度。环境检测器110检测在自身车辆想要变换到的目标车道中行驶的车辆(在下文中，称为目标车道车辆)。环境检测器110可识别位于环境检测器110的检测距离内的一个或多个目标车道车辆。
环境检测器110可包括布置在前方位置、侧方位置和后方位置的每一个处的无线电探测和测距(RADAR)、光探测和测距(LiDAR)、超声波传感器或者照相机中的至少一个。
照相机使用图像传感器获取自身车辆周围的图像。照相机可包括图像处理器，该图像处理器对所获得的图像执行图像处理，例如，噪声排除、彩色重现、图像质量控制、饱和度调整、文件压缩等。
RADAR确定自身车辆与附近车辆(包括目标车道车辆)之间的距离。RADAR向附近车辆照射电磁波并且接收通过附近车辆反射的电磁波以验证与附近车辆的距离、附近车辆的移动方向以及附近车辆的高度。
LiDAR确定自身车辆与附近车辆之间的距离。LiDAR将激光脉冲应用至附近车辆并且确定直到通过附近车辆反射的激光脉冲到达LiDAR的时间以确定激光脉冲的反射点的空间位置坐标。因此，可验证自身车辆与附近车辆之间的距离以及附近车辆的形状。
超声波传感器生成超声波以检测附近车辆并且确定自身车辆与附近车辆之间的距离。
位置测量器120确定自身车辆的当前位置。位置测量器120可通过全球定位系统(GPS)模块实现。GPS模块120使用从三个以上GPS卫星提供的信号确定自身车辆的当前位置。GPS模块120使用卫星传输信号的时间点与GPS模块120接收信号的时间点之间的时间差确定卫星与GPS模块120之间的距离。GPS模块120使用所确定的包括在传输信号中的卫星与GPS模块120之间的距离和卫星的位置信息确定自身车辆的当前位置。在目前的情况下，GPS模块120使用三角测量法确定自身车辆的当前位置。
存储器130可存储详细的地图数据和程序以控制处理器140的操作。存储器130可通过闪存、硬盘、安全数字(SD)卡、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或者网络存储装置中的至少一个存储装置实现。
处理器140从环境检测器110接收有关每一个目标车道车辆的信息(在下文中，称为“目标车道车辆信息”)。目标车道车辆信息可包括目标车道中的车辆的位置、速度和加速度。处理器140基于目标车道车辆信息搜索其中车道变换是可行的空间(在下文中，称为“可能的车道变换区域”)。当搜索到可能的车道变换区域时，处理器140控制自身车辆的速度以允许自身车辆被定位为平行于可能的车道变换区域并且对车道变换执行控制。
当处理器140连续没能发现车道变换可行的空间时，处理器140搜索目标车道车辆之间的空间，允许自身车辆被定位为平行于所搜索的空间中的最大空间，并且尝试横向移动至目标车道的一侧并且沿着目标车道行驶。处理器140验证在目标车道中行驶的后方车辆(在下文中，称为“目标车道后方车辆”)的退让意向。在通过目标车道后方车辆的退让保障变换车道的空间的情况下，处理器140尝试变换车道。相反，在目标车道后方车辆没有退让并且不保障变换车道的空间的情况下，处理器140减小自身车辆的速度以搜索另一空间。
处理器140包括车道变换区域检测器141、纵向控制器142、横向路线生成器143和退让意向确定器(退让意向判定)144。
车道变换区域检测器141搜索用于车道变换的空间或者自身车辆想要移动到的目标车道中的插入。即，车道变换区域检测器141搜索车道可以变换至目标车道的空间(在下文中，称为“可能的车道变换区域”)插入部分(pin)以及其中可以插入的空间。
车道变换区域检测器141在驶入目标车道的时间(t秒)(在下文中，称为“目标车道驶入时间”)过去之后基于一个或多个目标车道车辆的位置、速度和加速度预测(确定)一个或多个目标车道车辆的位置(Xi)。目标车道驶入时间表示允许自身车辆驶入目标车道所花费的时间。
如图2所示，在相对于自身车辆的行驶方向自身车辆旨在从当前行驶车道变换车道至当前行驶车道的左边车道的情况下，可以通过以下等式1确定目标车道时间(t秒)之后每一个目标车道车辆V1、V2和V3的位置xi(即，自身车辆的中心与各个目标车道车辆的中心之间的距离)。
等式1
Figure BDA0001279741710000081
在等式1中，di表示自身车辆与第i个目标车道车辆之间的初始距离，vi表示第i个目标车道车辆的速度，并且ai表示第i个目标车道车辆的加速度。
车道变换区域检测器141在目标车道驶入时间之后基于一个或多个目标车道车辆的位置确定目标车道车辆之间的距离。例如，在目标车道驶入时间之后目标车道车辆V1、V2和V3之间的距离分别为x1、x2和x3的情况下，车道变换区域检测器141通过以下等式2确定目标车道车辆V1和V2之间的距离λ1以及目标车道车辆V2和V3之间的距离λ2。
等式2
λ1＝x1-x2
λ2＝x2-x3
车道变换区域检测器141确定是否存在可能的车道变换区域。当两个目标车道车辆之间的距离等于或大于临界值D时，车道变换区域检测器141确定存在可能的车道变换区域。当两个目标车道车辆之间的距离小于临界值D时，车道变换区域检测器141确定不存在可能的车道变换区域。如图3所示，临界值D根据两个目标车道车辆的前面行驶车辆的速度而改变。
车道变换区域检测器141基于目标车道车辆之间的距离确定目标车道变换区域(目标空间)。车道变换区域检测器141考虑了目标车道车辆之间的距离λi(目标车道变换区域的长度)以及在目标车道驶入时间(t秒)之后的距离变化率
Figure BDA0001279741710000091
以确定目标车道变换区域。车道变换区域检测器141目标车道驶入时间(t秒)之后的距离λi和距离变化率
Figure BDA0001279741710000092
的加权总数Φ的最大函数值Φ*确定目标车道变换区域。
等式3
Figure BDA0001279741710000093
Figure BDA0001279741710000094
在等式3中，每一个w1和w2表示加权值并且是由开发者(用户)随意定义的。
在存在多个可能的车道变换区域的情况下，车道变换区域检测器141将其中函数值
Figure BDA0001279741710000095
最大的区域确定为目标车道变换区域。在存在一个可能的车道变换区域的情况下，车道变换区域检测器141将一个可能的车道变换区域确定为目标车道变换区域。在不存在可能的车道变换区域的情况下，车道变换区域检测器141将目标车道车辆之间的区域(空间)中函数值
Figure BDA0001279741710000101
最大的区域确定为目标车道变换区域。
在存在三个可能的车道变换区域(可能的车辆驶入区域)的情况下，当可能的车道变换区域的长度和长度变化率(距离变化率)是
Figure BDA0001279741710000102
Figure BDA0001279741710000103
和
Figure BDA0001279741710000104
时，车道变换区域检测器141获得添加每一个可能的车道变换区域的线性加权λi和
Figure BDA0001279741710000105
的函数值Φ。车道变换区域检测器141将可能的车道变换区域的函数值Φ中具有最大函数值Φ*的可能的车道变换区域确定为目标车道变换区域。
车道变换区域检测器141确定所确定的目标车道变换区域的中心位置的位置、速度和加速度。
纵向控制器142包括虚拟目标生成器1421和速度控制器1422。
虚拟目标生成器1421生成用于自适应巡航控制(ACC)的虚拟目标，其中，不管是否存在可能的车道变换区域，自身车辆位于由车道变换区域检测器141提供的目标车道变换区域的位置处。
虚拟目标生成器1421考虑到从车道变换区域检测器141输出的速度和加速度(目标车道变换区域的中心位置的速度和加速度)生成ACC使用的虚拟目标。在此，ACC系统将自身车辆的虚拟车辆和前方车辆当作目标并且确定自身车辆的加速度以对应于自身车辆的前方车辆和虚拟车辆的每一个。
当退让意向确定器144确定不存在退让意向时，虚拟目标生成器1421删除虚拟目标。如图4所示，虚拟目标生成器1421在自身车辆Vego的前面生成虚拟目标Vtar，其中，自身车辆Vego被定位为平行于目标车道变换区域Atar的位置Ptar并且当目标车道后方车辆V2具有退让意向时删除虚拟目标Vtar。
速度控制器1422通过改变自身车辆的速度搜索另一空间。当退让意向确定器144确定目标车道后方车辆没有退让意向时，速度控制器1422改变自身车辆的速度以搜索另一空间。
速度控制器1422考虑了可识别的一个或多个目标车道车辆的平均速度Vtar、自身车辆的前方车辆的存在以及前方车辆的速度Vfront以确定自身车辆Vego的速度。
情况1：当存在前方车辆并且Vtar<Vfront、Vego＝Vfront时
情况2：当存在前方车辆并且Vtar>Vfront、Vego＝Vfront时
情况3：当存在前方车辆并且Vtar＝Vfront、Vego＝Vfront-5kph时
情况4：当不存在前方车辆并且Vego＝Vfront-5kph
横向路线生成器143包括插入意向路线生成器1431和车道变换路线生成器1432。
当车道变换区域检测器141确定不存在可能的车道变换区域时，插入意向路线生成器1431尝试向目标车道后方车辆指示自身车辆具有变换车道或者插入的意向。
插入意向路线生成器1431生成其中自身车辆在目标车道旁边行驶的其中自身车辆横向移动至目标车道的横向车道位置保持路线或者自身车辆通过其连续且慢慢靠近目标车道的车道汇入路线，指示插入意向。
插入意向路线生成器1431在交通流量快速时生成横向车道位置保持路线并且在交通流量缓慢时生成车道汇入路线。
插入意向路线生成器1431使用附近车辆(例如，自身车辆的前方车辆和后方车辆)的平均速度确定交通流量。
表1
Figure BDA0001279741710000111
在此，“i”表示1、2......n，“n”表示附近车辆的总数，并且“V”表示所选路线的临界速度。
插入意向路线生成器1431生成定位为横向靠近目标车道的横向车道位置保持路线以向后方车辆指示插入意向。横向车道位置保持路线基本上平行于指示自身车辆的行驶车道的中心的路线。通过两个步骤生成横向车道位置保持路线。
如图5所示，插入意向路线生成器1431生成以第一距离b1从行驶车道的中心移动至目标车道的第一步骤横向车道位置保持路线。在即使自身车辆沿着第一步骤横向车道位置保持路线行驶也不知道后方车辆的退让意向的情况下，插入意向路线生成器1431生成以第二距离b2从行驶车道的中心的移动至目标车道的第二步骤横向车道位置保持路线。
插入意向路线生成器1431生成缓慢汇入目标车道的车道汇入路线以向后方车辆指示插入意向。车道汇入路线以从自身车辆的行驶车道的中心的前进角度(headingangle)θ向目标车道倾斜。由于考虑到当前行驶速度确定的前进角度θ，自身车辆在tc秒后汇入目标车道。
例如，如图6所示，自身车辆的前进角度θ通过以下等式4确定。
等式4
Figure BDA0001279741710000121
在等式4中，“L”表示自身车辆的宽度中的中心与自身车辆具有插入意向的车道(更靠近限定目标车道的两条线的自身车辆)的线之间的距离，并且v×tc表示其中自身车辆在tc秒期间移动的距离。
插入意向路线生成器1431在tc秒期间确定后方车辆的退让意向。在tc秒期间不能确定退让意向或者确定后方车辆没有退让意向的情况下，自身车辆返回至行驶车道的中心。
当在预定时间段期间目标车道后方车辆没有退让意向时，插入意向路线生成器1431生成自身车辆通过其返回至行驶车道的中心的路线。
车道变换路线生成器1432生成从自身车辆在车道中心行驶状态、第一步骤横向车道位置行驶状态或者第二步骤横向车道位置行驶状态下的位置至目标车道的中心的车道变换路线。
退让意向确定器144基于目标车道变换区域(目标空间)的前方车辆和后方车辆的减速度和加速度确定退让意向。在车道变换区域检测器141确定不可能存在车道变换区域的情况下，在自身车辆沿着紧挨着目标车道车辆之间的空间中最大空间的横向车道位置行驶时，退让意向确定器144验证目标车道后方车辆的退让意向。
退让意向确定器144基于目标空间的前方车辆和后方车辆的减速度和/或加速度确定目标空间的扩大率和收缩率(目标空间的长度变化率)。如表2所示，退让意向确定器144在目标空间扩大时确定存在退让意向并且在目标空间收缩时确定没有退让意向。此外，当目标空间的长度不改变时，退让意向确定器144确定不能确定退让意向。
表2
Figure BDA0001279741710000131
在表2中，εn表示开发者限定的裕度并且被设置为任意常数值。
图7是示出了根据本发明的示例性实施方式的自主驾驶控制方法的流程图。
处理器140经由环境检测器110检测有关一个或多个目标车道车辆的信息(在下文中，称为“目标车道车辆信息”)(S110)。目标车道车辆意指在自身车辆想要变换到的目标车道中行驶的车辆。目标车道车辆信息包括目标车道车辆的位置、速度和加速度。
处理器140基于目标车道车辆信息确定是否存在一个或多个可能的车道变换区域(S120)。在目标车道车辆之间的距离(即，目标车道车辆之间的区域的长度)等于或大于临界值的情况下，处理器140确定存在可能的车道变换区域。在目标车道车辆之间的距离小于临界值的情况下，处理器140确定不存在可能的车道变换区域。
在存在一个可能的车道变换区域的情况下，处理器140将一个可能的车道变换区域确定为目标车道变换区域，并且在存在两个或更多个可能的车道变换区域的情况下，处理器140将两个或更多个可能的车道变换区域中具有最长长度的一个可能的车道变换区域确定为目标车道变换区域。
在不存在可能的车道变换区域的情况下，处理器140将目标车道车辆之间的区域(空间)中具有最长长度的区域(最大区域)确定为目标车道变换区域。
在确定目标车道变换区域的情况下，处理器140输出所确定的目标车道变换区域的中心的位置、速度和加速度。
在不存在可能的车道变换区域的情况下，处理器140在自身车辆前面生成虚拟目标以对自身车辆执行纵向控制并且生成第一插入意向路线以对自身车辆执行横向控制(S130)。
在不存在可能的车道变换区域的情况下，处理器140基于目标车道变换区域的中心的位置和速度生成虚拟目标(S1301)。
处理器140被配置为控制自身车辆的行驶速度以对应于虚拟目标的行驶速度(S1302)。处理器140对自身车辆执行纵向控制，其中，自身车辆定位为平行于目标车道变换区域。
当不存在可能的车道变换区域时，处理器140生成第一插入意向路线(S1311)。第一插入意向路线是指示自身车辆的插入意向的横向路线。处理器140根据交通状况生成横向车道位置保持路线或者车道汇入路线。
处理器140基于所生成的第一插入意向路线对自身车辆执行横向控制(S1312)。
处理器140确定在指示自身车辆的第一插入意向之后目标车道后方车辆是否具有退让意向(S140)。处理器140基于目标车道后方车辆的减速度或者加速度确定目标车道后方车辆的退让意向。
在处理器140不能够确定目标车道后方车辆是否具有退让意向的情况下，处理器140生成第二插入意向路线(S150)。
处理器140基于所生成的第二插入意向路线对自身车辆执行横向控制(S160)。
处理器140确定在指示自身车辆的第二插入意向之后目标车道后方车辆是否具有退让意向(S170)。
在操作S140中确定目标车道后方车辆没有退让意向或者在操作S170中确定处理器140不能够确定目标车道后方车辆是否具有退让意向的情况下，处理器140删除所生成的虚拟目标(S180)。
处理器140在删除虚拟目标之后改变自身车辆的速度(S190)。处理器140控制自身车辆的速度以搜索另一空间。在存在前方车辆的情况下，处理器140将自身车辆的速度改变为小于前方车辆的行驶速度。在不存在前方车辆的情况下，处理器140考虑到可识别的并且在目标车道中行驶的车辆的平均速度(目标车道行驶速度)改变自身车辆的速度，并且速度由驾驶员设置。
在操作S120中确定存在可能的车道变换区域的情况下，处理器140在自身车辆前面生成虚拟目标以对自身车辆执行纵向控制并且生成车道变换路线以对自身车辆执行横向控制(S200)。
处理器140基于从车道变换区域检测器141输出的目标车道变换区域的中心的位置、速度和加速度生成虚拟目标(S2001)。
处理器140基于虚拟目标的行驶速度控制自身车辆的行驶速度以对自身车辆执行纵向控制(S2002)。
处理器140从当前行驶状态下的自身车辆的位置至目标车道变换区域生成车道变换路线(S2011)。自身车辆的当前行驶状态可以是其中自身车辆在行驶车道的中心中行驶的状态、第一步骤横向车道位置行驶状态或者第二步骤横向车道位置行驶状态。
处理器140基于车道变换路线对自身车辆执行横向控制(S2012)。处理器140基于车道变换路线改变自身车辆行驶的车道。
图8是示出了根据本发明的示例性实施方式的当存在可能车道变换区域时的车道变换的视图。
自身车辆Vego搜索目标车道中的可能的车道变换区域并且将可能的车道变换区域确定为目标车道变换区域Atar。自身车辆Vego将在目标车道中行驶的车辆V1和V2之间的空间确定为目标车道变换区域Atar。
自身车辆Vego移动以定位为平行于目标车道变换区域Atar并且保持行驶速度。在即时情况下，自身车辆Vego跟随放置在自身车辆Vego前面的虚拟目标Vtar。自身车辆Vego在自身车辆的当前位置与目标车道变换区域之间生成车道变换路线。
自身车辆Vego沿着车道变换路线执行车道变换。
图9是示出了根据本发明的示例性实施方式的当不存在可能车道变换区域时的车道变换的视图。
在可能的车道变换区域不存在于目标车道中的情况下，自身车辆Vego将目标车道车辆之间的空间(区域)中的最大空间确定为目标车道变换区域Atar。自身车辆Vego将在车辆V1与V2之间的空间A1以及车辆V2与V3之间的空间A2中的车辆V1与V2之间的空间A1确定为目标车道变换区域Atar。
自身车辆Vego跟随虚拟目标Vtar并且控制自身车辆Vego的行驶速度，其中，目标车道变换区域Atar的中心平行于自身车辆Vego的中心。换言之，自身车辆Vego通过跟随虚拟目标Vtar移动至平行于目标车道变换区域Atar的位置并且保持行驶速度。
自身车辆Vego利用横向车道位置同时打开方向指示灯朝向目标车道的方向行驶。即，自身车辆Vego以从自身车辆的行驶车道的中心的预定距离横向移动至目标车道的侧面并且在目标车道旁边行驶。
在定位在目标车道变换区域Atar的后方位置的车辆V2指示退让意向的情况下，自身车辆Vego保证车道变换的空间并且生成车道变换路线。自身车辆Vego尝试沿着所生成的车道变换路线变换车道。
图10A是示出了根据本发明的示例性实施方式的当车道变换失败时再次尝试变换车道的过程的视图，以及图10B是示出了根据本发明的另一示例性实施方式的当车道变换失败时再次尝试变换车道的过程的视图。
当自身车辆Vego尝试插入到区域A1时，在确定目标车道中行驶的车辆V2没有退让意向的情况下，自身车辆Vego返回至行驶车道的中心。然后，如图10A所示，在车辆不存在于自身车辆Vego的前面的情况下，自身车辆Vego使自身车辆Vego的行驶速度减速或者加速以搜索另一空间。
同时，如图10B所示，在车辆存在于自身车辆Vego的前面的情况下，自身车辆Vego使自身车辆Vego的行驶速度减速以搜索另一空间。
在上文中，即使描述配置如上所述的根据本发明的示例性实施方式的所有组件耦接为一个或者通过彼此耦接进行操作，本发明也不必局限于示例性实施方式。即，在本发明的范围内所有组件通过可选地相互耦接可进行操作。所有组件可在独立硬件中各个实现，但是一部分或者所有相应组件可选择性地组合为由具有执行一个或多个硬件中结合的一些功能或者所有功能的程序模块的计算机程序实现。构成计算机程序的代码和代码段可由本领域的计算机程序员轻易地推断。此外，计算机程序可存储在计算机可读记录介质并且可由计算机读取和执行，实现本发明的方法。
根据以上所述，即使不存在可能的车道变换区域，自身车辆也能够通过插入其他车辆前面变换车道，并且因此，必要时在各种交通情形下执行车道变换机动。
为方便起见，在所附权利要求中的说明和精确定义中，参考如附图中显示的这种特征的位置，术语“上部的”、“下部的”、“内部的”、“外部的”、“向上”、“向下”、“上部的”、“下部的”、“向上的”、“向下的”、“前方”、“后方”、“背部”、“内部”、“外部”、“向内地”、“向外地”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前地”和“向后地”用于描述示例性实施方式的特征。
为了说明和描述的目的，已经呈现了本发明的具体示例性实施方式的上述描述。它们不旨在彻底的或者将本发明限制于所公开的确切形式，并且根据上述教导，显而易见的是，可以具有许多修改和变形。选出并描述了示例性实施方式以便解释本发明的某些原理及其实际应用，从而使本领域其他技术人员能够做出并利用本发明的各种示例性实施方式以及本发明的各种替换和修改。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同物来限定。

Claims (18)

1.一种自主驾驶控制装置，包括：
环境检测器，被配置为感测有关在目标车道中行驶的一个或多个车辆的车辆信息；以及
处理器，被配置为：
基于所述车辆信息确定是否存在可能的车道变换区域，
当不存在所述可能的车道变换区域时，将目标车道车辆之间的区域之中的最大区域确定为目标车道变换区域，
指示向所述目标车道变换区域变换车道的意向以确定目标车道后方车辆是否具有退让意向，
基于所述目标车道后方车辆是否具有所述退让意向的确定结果尝试变换车道，并且
基于所述目标车道变换区域的中心位置的速度和加速度在自身车辆的前面生成虚拟目标。
2.根据权利要求1所述的自主驾驶控制装置，其中，所述车辆信息包括在所述目标车道中行驶的车辆的位置、速度和加速度。
3.根据权利要求1所述的自主驾驶控制装置，其中，所述处理器被配置为：
在目标车道驶入时间过去之后基于所述车辆信息确定各个目标车道车辆的位置，
基于所确定的各个目标车道车辆的位置确定所述目标车道车辆之间的距离，
当所确定的所述目标车道车辆之间的距离等于或大于某个值时，将所述目标车道车辆之间的区域确定为所述可能的车道变换区域，并且
当所确定的所述目标车道车辆之间的距离小于某个值时，将所述目标车道车辆之间的区域确定为不可能变换车道的区域。
4.根据权利要求3所述的自主驾驶控制装置，其中，所述处理器被配置为：
当所确定的所述可能的车道变换区域的数量是一个时，将所确定的所述可能的车道变换区域确定为所述目标车道变换区域。
5.根据权利要求3所述的自主驾驶控制装置，其中，所述处理器被配置为：
当所确定的所述可能的车道变换区域的数量是两个或更多个时，将所确定的所述可能的车道变换区域中具有最长长度的可能的车道变换区域确定为所述目标车道变换区域。
6.根据权利要求1所述的自主驾驶控制装置，其中，所述处理器被配置为：
当所述目标车道后方车辆没有所述退让意向时，删除所述虚拟目标。
7.根据权利要求1所述的自主驾驶控制装置，其中，所述处理器被配置为：
当不存在所述可能的车道变换区域时，考虑自身车辆的行驶车道中的交通流量生成所述自身车辆横向移动至所述目标车道的一侧的横向车道位置保持路线，其中，所述自身车辆在所述目标车道旁边行驶或者生成车道汇入路线，其中，所述自身车辆连续靠近所述目标车道。
8.根据权利要求1所述的自主驾驶控制装置，其中，所述处理器被配置为：
基于所述目标车道变换区域中的前方车辆和后方车辆的减速度和加速度确定所述退让意向。
9.根据权利要求8所述的自主驾驶控制装置，其中，所述处理器被配置为：
当不存在所述退让意向时，自身车辆返回至所述自身车辆的行驶车道的中心，并且
控制所述自身车辆的行驶速度以搜索另一目标车道变换区域。
10.一种自主驾驶控制方法，包括如下步骤：
检测有关在目标车道中行驶的一个或多个车辆的车辆信息；
基于所述车辆信息确定是否存在可能的车道变换区域；
当不存在所述可能的车道变换区域时，将目标车道车辆之间的区域之中的最大区域确定为目标车道变换区域；
向目标车道后方车辆指示将车道变换至所述目标车道变换区域的意向；
确定所述目标车道后方车辆是否具有退让意向；并且
基于所述退让意向的确定结果尝试变换车道，
其中，向所述目标车道后方车辆指示改变车道的意向包括：
基于所述目标车道变换区域的中心位置的速度和加速度在自身车辆的前面生成虚拟目标。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，检测所述车辆信息包括使用雷达和照相机检测在所述目标车道中行驶的车辆的位置、速度和加速度。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，确定所述目标车道变换区域包括如下步骤：
在目标车道驶入时间过去之后基于所述车辆信息确定各个目标车道车辆的位置；
基于所确定的各个目标车道车辆的位置确定所述目标车道车辆之间的距离；
当所确定的所述目标车道车辆之间的距离等于或大于某个值时，将所述目标车道车辆之间的区域确定为所述可能的车道变换区域；并且
当所确定的所述目标车道车辆之间的距离小于某个值时，将所述目标车道车辆之间的区域确定为不可能变换车道的区域。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，确定所述目标车道变换区域包括当所确定的所述可能的车道变换区域的数量是一个时将所确定的所述可能的车道变换区域确定为所述目标车道变换区域。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，确定所述目标车道变换区域包括当所确定的所述可能的车道变换区域的数量是两个或更多个时将所确定的所述可能的车道变换区域中具有最长长度的可能的车道变换区域确定为所述目标车道变换区域。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，向所述目标车道后方车辆指示改变车道的意向还包括：
控制所述自身车辆的速度，其中，所述自身车辆通过跟随所述虚拟目标平行于所述目标车道变换区域的中心行驶；
生成至所述目标车道变换区域的插入意向路线；并且
基于所述插入意向路线对所述自身车辆执行横向控制。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，生成所述插入意向路线包括考虑所述自身车辆的行驶车道中的交通流量生成所述自身车辆横向移动至所述目标车道的一侧的横向车道位置保持路线，其中，所述自身车辆在所述目标车道旁边行驶或者生成车道汇入路线，其中，所述自身车辆连续靠近所述目标车道。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，确定所述退让意向包括基于所述目标车道变换区域中的前方车辆和后方车辆的减速度和加速度确定所述退让意向。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，确定所述退让意向包括如下步骤：
当所述目标车道后方车辆没有所述退让意向时，删除虚拟目标；
将自身车辆返回至所述自身车辆的行驶车道的中心；并且
控制所述自身车辆的行驶速度以搜索另一目标车道变换区域。
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