CN108569338B - 车道变换装置、包括该车道变换装置的系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车道变换装置、包括该车道变换装置的系统及其方法。车道变换系统包括感测主体车辆的转向信号杆的旋转角速度、主体车辆的变速杆的电场信号以及主体车辆与相邻车辆之间的距离的传感器单元。处理器然后使用旋转角速度、电场信号以及主体车辆与相邻车辆之间的距离来设置驾驶模式，基于驾驶模式生成车道变换路径，并执行主体车辆的车道变换。

Description

车道变换装置、包括该车道变换装置的系统及其方法
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求于2017年3月14日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2017-0031861的韩国专利申请的优先权的权益，该专利申请通过引用而被全部并入本申请。
技术领域
本公开涉及一种车道变换装置、包括该车道变换装置的系统及其方法，更特别地，涉及一种使用变速杆的传感器自动设置驾驶模式并基于设置的驾驶模式不同地变换车道的技术。
背景技术
当车辆在道路上行驶时，驾驶员会根据道路情况或出行方向变换道路车道。在变换车道时，驾驶员应使用安装在车辆上的左侧视镜、右侧视镜和后视镜检查其他周围车辆的状态以及是否存在障碍物，并且在存在明显间隔并且不存在与其他车辆碰撞的风险的情况下执行车道变换。用于支持自动车道变换的系统已被开发并应用到了车辆上。
进一步地，驾驶风格根据驾驶员的个人性情(disposition)而变化，但最近提出的车道变换控制已经应用到了车辆上，如现有技术的图1所示，该车道变换控制基于从车道变换开关开启后的车道变换控制开始时间到其完成时间的统一的时间和距离，该车道变换控制考虑到安全性，例如车辆从后方接近的安全距离，而不是驾驶员的性情，忽略了驾驶员的意图。因此，就驾驶员的性情而言，这样的车道变换控制可以使好斗的驾驶员感觉受挫，或者会被更消极的驾驶员认为过于好斗，使得驾驶员不舒服。
发明内容
本公开提供一种车道变换装置、包括该车道变换装置的系统及其方法，其方法用于当驾驶员在驾驶车辆时尝试变换车道时，通过使用安装于变速杆的传感器理解并反映驾驶员意图来基于驾驶员意图执行车道变换。本发明构思要解决的技术问题并不限于上述问题，并且本公开所属领域的技术人员从以下描述中将清楚地理解本文未提及的任何其它技术问题。
根据本公开的一个方面，车道变换系统可包括：传感器单元，其被配置成感测主体车辆的转向信号杆的旋转角速度、主体车辆的变速杆的电场信号以及主体车辆与相邻或周围车辆的距离；以及处理器，其被配置成使用由传感器单元感测的旋转角速度、电场信号以及主体车辆与相邻车辆的距离来设置驾驶模式，基于驾驶模式生成车道变换路径，并执行主体车辆的车道变换。
传感器单元可包括：角速度传感器，其被配置成感测转向信号杆的旋转角速度；以及电场信号传感器，其被配置成感测由于操作员与变速杆接触而生成的电场信号。角速度传感器可以被安装在转向信号杆中，并且电场信号传感器可以被安装在变速杆中。传感器单元可进一步包括全方位传感器，其被配置成感测在主体车辆的前方、后方和侧方行驶的相邻车辆的速度，以及主体车辆与相邻车辆的距离。驾驶模式可分为执行快速车道变换的第一驾驶模式、执行比第一驾驶模式中的车道变换更慢的车道变换的第二驾驶模式以及执行比第二驾驶模式中的车道变换更慢的车道变换的第三驾驶模式。
处理器可以包括：驾驶模式设置单元，其被配置成使用旋转角速度、电场信号和全方位传感器的感测结果设置驾驶模式；车道变换路径生成单元，其被配置成基于驾驶模式生成车道变换路径；以及车道变换控制器，其被配置成基于车道变换路径执行车道变换。驾驶模式设置单元可以被配置成在旋转角速度大于或等于第一参考值时设置第一驾驶模式，以及在旋转角速度大于或等于第二参考值且小于第一参考值时设置第二驾驶模式。
进一步地，驾驶模式设置单元可以被配置成在生成电场信号的时间小于第三参考值时设置第一驾驶模式，以及在生成电场信号的时间大于或等于第三参考值且小于第四参考值时设置第二驾驶模式。此外，驾驶模式设置单元可以被配置成基于全方位传感器的感测结果计算碰撞可能性和车道变换允许时间，并且在碰撞可能性高且车道变换允许时间短时设置第一驾驶模式，其中，全方位传感器的感测结果包括在要变换的目标车道上位于主体车辆的前方、后方和侧方的相邻车辆的速度，以及主体车辆与相邻车辆的距离。
驾驶模式设置单元可以被配置成当旋转角速度小于第二参考值时、当生成电场信号的时间大于或等于第四参考值时，或者当根据全方位传感器的感测结果碰撞可能性低且车道变换允许时间长时，设置第三驾驶模式。驾驶模式设置单元还可被配置成使用旋转角速度和电场信号确定驾驶员意图，并且通过使驾驶员意图优先于全方位传感器的感测结果设置驾驶模式。
驾驶模式设置单元可以被配置成通过使用生成电场信号的时间感测操作员接触或占用(engage)变速杆的接触时间确定驾驶模式。驾驶模式设置单元可以被配置成在生成电场信号的时间短时设置第一驾驶模式，在生成电场信号的时间长于第一驾驶模式中的时间时设置第二驾驶模式，以及在生成电场信号的时间长于第二驾驶模式中的时间时设置第三驾驶模式。
根据本公开的另一个方面，车道变换装置可以包括：驾驶模式设置单元，其被配置成使用转向信号杆的旋转角速度、变速杆的电场信号以及与相邻车辆碰撞的可能性设置驾驶模式；车道变换路径生成单元，其被配置成基于驾驶模式生成车道变换路径；以及车道变换控制器，其被配置成基于车道变换路径执行车道变换。驾驶模式可分为执行快速车道变换的第一驾驶模式、执行比第一驾驶模式中的车道变换更慢的车道变换的第二驾驶模式以及执行比第二驾驶模式中的车道变换更慢的车道变换的第三驾驶模式。
根据本公开的另一个方面，车道变换方法可以包括：接收转向信号杆的旋转角速度、在操作员操作或占用变速杆时生成的电场信号以及全方位感测数据；使用旋转角速度、电场信号以及全方位感测数据设置驾驶模式；基于驾驶模式生成车道变换路径；并且基于车道变换路径执行车道变换。通过将驾驶模式分为执行快速车道变换的第一驾驶模式、执行比第一驾驶模式中的车道变换更慢的车道变换的第二驾驶模式以及执行比第二驾驶模式中的车道变换更慢的车道变换的第三驾驶模式，可以设置驾驶模式。
设置驾驶模式可以包括在旋转角速度大于或等于第一参考值时设置第一驾驶模式，以及在旋转角速度大于或等于第二参考值且小于第一参考值时设置第二驾驶模式。此外，设置驾驶模式可以包括在生成电场信号的时间小于第三参考值时设置第一驾驶模式，以及在生成电场信号的时间大于或等于第三参考值且小于第四参考值时设置第二驾驶模式。
设置驾驶模式可以包括基于全方位感测数据计算碰撞可能性和车道变换允许时间，并且在碰撞可能性高且车道变换允许时间短时设置第一驾驶模式，其中该全方位感测数据包括在要变换的目标车道上在主体车辆的前方、后方和侧方行驶的相邻车辆的速度，以及主体车辆与相邻车辆的距离。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，本公开的上述和其它目的、特征和优点将更加明显。
图1示出根据现有技术的通常的车道变换的示例；
图2示出根据本公开的示例实施例的车道变换系统的配置；
图3示出根据本公开的示例实施例的在车道变换期间全方位传感器的感测范围的示例；
图4A示出根据本公开的示例实施例的当旋转角速度高时的车道变换的示例；
图4B示出根据本公开的示例实施例的当旋转角速度等于中等水平时的车道变换的示例；
图4C示出根据本公开的示例实施例的当旋转角速度低时的车道变换的示例；
图4D示出根据本公开的示例实施例的转向信号杆的开启状态和关闭状态；
图4E示出根据本公开的示例实施例的基于转向信号杆的开启状态和关闭状态的旋转角速度的示例；
图5示出根据本公开的示例实施例的生成车道变换路径的示例；
图6示出根据本公开的示例实施例的根据驾驶模式的车道变换方法的流程图；
图7示出根据本公开的示例实施例的使用感测结果的驾驶模式设置方法的流程图；
图8A示出根据本公开的示例实施例的当主体车辆与前车辆之间的间隔宽时，以低速进行车道变换的示例；
图8B示出根据本公开的示例实施例的当主体车辆与前车辆之间的间隔窄时，以高速进行车道变换的示例；
图8C示出根据本公开的示例实施例的当主体车辆与前车辆之间的间隔宽时，根据驾驶员意图以高速进行车道变换的示例；
图9A示出根据本公开的示例实施例的当主体车辆与侧后方车辆之间的间隔宽时，以低速进行车道变换的示例；
图9B示出根据本公开的示例实施例的当主体车辆与侧后方车辆之间的间隔窄时，以高速进行车道变换的示例；
图9C示出根据本公开的示例实施例的当主体车辆与侧后方车辆之间的间隔宽时，根据驾驶员意图以高速进行车道变换的示例；
图10A示出根据本公开的示例实施例的在普通模式下显示的示例；
图10B示出根据本公开的示例实施例的在运动模式下显示的示例；
图10C示出根据本公开的示例实施例的在经济模式下显示的示例；以及
图11示出执行根据本公开的示例实施例的基于驾驶模式的车道变换方法的计算系统的配置。
具体实施方式
应该理解的是，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他相似术语包括一般的机动车辆，例如包括运动型多用途车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆的客车，包括各种船只和船舶的船艇，飞行器等，以及包括混和动力车辆、电动车辆、燃烧动力车辆、充电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其它替代燃料车辆(例如来自石油以外资源的燃料)。
虽然将示例性实施例描述成使用多个单元执行示例性流程，但要理解的是，示例性流程也可由一个或多个模块执行。另外，应该理解的是，术语控制器/控制单元指包括存储器和处理器的硬件装置。存储器被配置成存储模块且处理器被特别地配置成执行所述模块以实施下文进一步描述的一个或多个流程。
此外，本公开的控制逻辑可以体现为在包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡以及光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可分布在网络耦合的计算机系统中，以便存储并以分布式方式执行计算机可读媒介，例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)。
本文使用的术语仅旨在于描述特定的实施例而无意限制本公开。如本文所使用的，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”还意在包括复数形式。进一步应该理解的是，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，其指定存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或部件，但不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件、和/或其组合。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关的列出项目的任意和全部结合。
除非明确声明或从上下文显而易见以外，如本文所使用的，术语“约”被理解为处于本领域的正常容差范围内，例如，在平均值的2个标准偏差内。“约”可被理解成在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非从上下文中清楚，否则本文提供的所有数值均由术语“约”修饰。
在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例实施例。在附图中，相同的附图标记通篇表示相同或相当的元件。此外，将排除相关的已知功能或配置的详细描述，以免不必要地模糊本公开的要点。诸如第一、第二、A、B、(a)和(b)的术语可以用于描述本公开的示例性实施例中的元件。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开，并且相应元件的固有特征、序列或顺序等不受术语限制。除非另有限定，否则本文使用的所有术语，包括技术或科学术语，具有与本公开所属领域的普通知识的技术人员的一般理解的含义相同的含义。广泛使用的字典中定义的那些术语被解释为具有等同于相关技术领域中的语境意义的意思，并且不能被解释为具有理想化或过度形式化的意思，除非在本申请中明确地如此定义。
在下文中，将参照图2至图11对本公开的示例实施例进行详细描述。图2示出根据本公开的示例实施例的车道变换系统的配置。根据本公开的示例实施例的车道变换系统包括传感器单元100、处理器200、存储器300以及显示单元400。处理器200和存储器300可以是被配置成操作系统的其他部件的控制器的一部分。
特别地，传感器单元100可被配置成感测车辆的旋转角速度、操作员的手接触变速杆(未示出)的接触时间，即变速杆的操纵时间、和车辆(例如主体车辆)与在其前方、后方以及侧方正在行驶或位于其前方、后方以及侧方的其它车辆的距离，并将感测结果提供给处理器200。传感器单元100可包括角速度传感器110、电场信号传感器120以及全方位传感器130。
角速度传感器110可安装在车辆的转向信号杆31内，并且可以被配置成感测车辆的旋转角速度，并将感测结果提供给处理器200。电场信号传感器120可安装在车辆的变速杆32内，并且可被配置成感测在操作员的手接触变速杆或操纵变速杆时生成的电场信号，并将感测结果提供给处理器200。全方位传感器130可被配置成检测在主体车辆的前方、后方以及侧方正在行驶或位于主体车辆的前方、后方以及侧方的其它车辆，感测主体车辆和其它车辆之间的距离，并将感测结果提供给处理器200。图3示出根据本公开的示例实施例的在车道变换期间全方位传感器的感测范围的示例。
进一步地，处理器200可被配置成使用转向信号杆的旋转角速度、变速杆的电场信号以及从传感器单元100接收的全方位感测数据设置驾驶模式，生成以基于设置的驾驶模式的速度的车道变换路径，并执行车道变换。具体地，处理器200可包括驾驶模式设置单元210、车道变换路径生成单元220以及车道变换控制器230。在本公开的示例实施例中，驾驶模式分成用于执行高速驾驶的第一模式(运动模式)、用于执行中速驾驶的第二模式(普通模式)以及用于执行低速驾驶的第三模式(经济模式)。高速为大于70mph，中速为55-70mph，低速为小于55mph。
驾驶模式设置单元210可被配置成当转向信号杆31的旋转角速度大于或等于预定的第一参考值时，以及当生成电场信号的时间(下文中也称作“电场信号生成时间”)小于预定的第三参考值时，设置用于执行高速驾驶的运动模式。换言之，当转向信号杆31的旋转角速度高时，处理器可被配置成确定驾驶员具有快速变换车道的意图，因为驾驶员快速地操纵转向信号杆31；当转向信号杆31的旋转角速度等于中等水平时，处理器可被配置成确定驾驶员具有以中等速度变换车道的意图，因为驾驶员以中等速度操纵转向信号杆31；并且当转向信号杆31的旋转角速度低时，处理器可被配置成确定驾驶员具有慢速变换车道的意图，因为驾驶员缓慢地操纵转向信号杆31。转向信号杆31的旋转角速度可被调整。
图4A示出根据本公开的示例实施例的当转向信号杆31的旋转角速度高时的车道变换的示例。图4B示出根据本公开的示例实施例的当转向信号杆31的旋转角速度等于中等水平时的车道变换的示例。图4C示出根据本公开的示例实施例的当转向信号杆31的旋转角速度低时的车道变换的示例。图4D示出根据本公开的示例实施例的转向信号杆的开启状态和关闭状态，其中，向上或向下移动或操纵转向信号杆31以分别将其开启或关闭。图4E示出根据本公开的示例实施例的根据转向信号杆的开启状态和关闭状态的旋转角速度的示例，尤其当操纵转向信号杆31从关闭状态转换到开启状态时旋转角速度的高水平、中水平和低水平。
换言之，驾驶模式设置单元210可被配置成根据从电场信号传感器120接收的电场信号确定操作员保持变速杆的时间长短。电场信号在操作员保持或操纵变速杆时生成。当电场信号生成时间短时，操作员保持变速杆的时间短，而当电场信号生成时间长时，操作员保持变速杆的时间长。当操作员保持变速杆的时间短时，处理器可被配置成与快速变换车道的动作相关，而当操作员保持变速杆的时间长时，处理器可被配置成与慢速变换车道的动作相关。确定快速变换车道和慢速变换车道的时间可以被调整。
另外，当转向信号杆31的旋转角速度小于预定的第一参考值并且大于或等于预定的第二参考值时，以及当电场信号生成时间大于或等于预定的第三参考值并且小于预定的第四参考值时，驾驶模式设置单元210可被配置成设置用于执行中速驾驶的普通模式。当转向信号杆31的旋转角速度小于预定的第二参考值时，以及当电场信号生成时间大于或等于预定的第四参考值时，驾驶模式设置单元210可被配置成设置用于执行低速驾驶的经济模式。
驾驶模式设置单元210可被配置成根据全方位传感器130的感测数据预测在要变换的目标车道(例如，主体车辆打算进入的目标车道)上与在主体车辆的前方、后方和侧方正在行驶或位于主体车辆的前方、后方和侧方的其它车辆碰撞的可能性，以及车道变换的允许时间(下文中称作“变换允许时间”)。此外，驾驶模式设置单元210可被配置成在碰撞可能性高时设置运动模式、在碰撞可能性低时设置经济模式、以及在碰撞可能性等于中等水平时设置普通模式。驾驶模式设置单元210可被配置成在设置运动模式时设置用于快速车道变换的车辆的高加速水平、在设置经济模式时设置用于慢速车道变换的车辆的低加速水平、以及在设置普通模式时设置用于中速车道变换的车辆的中等加速水平。
换言之，驾驶模式设置单元210可被配置成使用转向信号杆31的旋转角速度和变速杆32的电场信号确定驾驶员意图，以及通过将驾驶员意图优先于全方位传感器130的感测结果设置驾驶模式。即使根据全方位传感器130的感测结果，主体车辆与相邻车辆相隔被认为是安全的或其中由于相邻车辆以低速行驶而使得碰撞可能性低的距离，但是响应于基于角速度传感器110的旋转角速度和电场信号传感器120的电场信号确定驾驶员想要执行快速车道变换，仍然会基于运动模式执行车道变换。
然而，即使当主体车辆和相邻车辆之间的距离短或由于相邻车辆以高速行驶而使得碰撞可能性高时，驾驶员没有快速变换车道的意图，但驾驶模式设置单元210仍然可被配置成设置运动模式以执行快速车道变换同时避免碰撞。
车道变换路径生成单元220可被配置成根据待基于由驾驶模式设置单元210设置的驾驶模式设置的车辆速度而生成车道变换路径。图5示出根据本公开的示例实施例的生成车道变换路径的示例。用于生成车道变换路径的等式1至3将被定义如下：
s(t)＝xL1(t)-xL2(t)......等式1
其中，s(t)为主体车辆10与前车辆20之间的纵向距离。当纵向距离大于0，即s(t)＞0时，变换到目标车道时不会发生碰撞。
Figure BDA0001303583450000111
由于s(0)＝xL1(0)-xL2(0，因此最终目标是获取两个车辆之间不会碰撞的初始最小值s(0)。在车道变换中不发生碰撞的最小值s(0)指的是两个车辆L0和L1之间的最小初始纵向相对空间，并且其将被表达为如下等式3：
Figure BDA0001303583450000112
其中，s(0)为主体车辆10和前车辆20之间的最小纵向安全距离，VL0为主体车辆的速度，VL1为前车辆的速度，aLO为主体车辆的加速度，aL1为前车辆的加速度，t为用于执行车道变换的时间总量。
参看图5，L0为主体车辆10，L1为前车辆20，附图标记11表示在车道变换期间的主体车辆10的位置，附图标记21表示在车道变换期间的前车辆20的位置。换言之，该图示出两个车辆L0和L1之间的最小初始纵向相对空间取决于相对纵向加速度和初始相对纵向速度。
车道变换控制器230可被配置成基于车道变换路径执行车辆的车道变换。存储器300可被配置成存储由处理器200计算的数据。显示单元400可被配置成在车辆内部的显示屏上显示车道变换路径和驾驶模式。如上文所述，当生成车道变换路径时，可通过利用驾驶员意图、与相邻车辆碰撞可能性和变换允许时间的优先级调整车道变换，从而提高驾驶员便利性。
换言之，即便当与相邻车辆的碰撞可能性低且具有足够时间执行车道变换时，但当驾驶员想要执行快速车道变换时，传感器仍然可以确定驾驶员的意图且可基于该意图执行快速车道变换，从而提高驾驶员满意度。在下文中，将参照图6描述根据本公开的示例实施例的根据驾驶模式的车道变换方法。在下文描述的方法可由上文描述的整体控制器执行。
在S100中，车道变换系统可被配置成从传感器单元接收包括转向信号杆31的旋转角速度、变速杆32的电场信号和全方位的感测数据的感测结果。然后，在S200中，车道变换系统可被配置成使用转向信号杆31的旋转角速度、变速杆32的电场信号和全方位的感测数据来设置驾驶模式。之后，在S300中，车道变换系统可被配置成基于根据设置的驾驶模式确定的主体车辆的加速度而生成车道变换路径。然后，在S500中，车道变换系统可被配置成根据生成的车道变换路径执行车辆的车道变换。
在下文中，将参照图7描述根据本公开的示例实施例的使用感测结果的驾驶模式设置方法。在S201中，车道变换系统可被配置成确定转向信号杆31的旋转角速度是否大于或等于第一参考值，在S202中，车道变换系统可被配置成在转向信号杆31的旋转角速度大于或等于第一参考值时设置第一模式作为驾驶模式。之后，在S203中，车道变换系统可被配置成基于第一模式以第一速度执行车道变换。具体地，第一模式为执行快速车道变换的运动模式，且第一速度为高速。
同时，在S204中，除非转向信号杆31的旋转角速度大于或等于第一参考值，否则车道变换系统可被配置成确定转向信号杆31的旋转角速度是否小于第一参考值且大于或等于第二参考值。当转向信号杆31的旋转角速度小于第一参考值且大于或等于第二参考值时，在S205中，车道变换系统可被配置成设置第二模式作为驾驶模式，并且在S206中，车道变换系统可配置成基于第二模式以第二速度执行车道变换。具体地，第二模式是以慢于第一模式中的速度的速度执行车道变换的普通模式，且第二速度被设置为慢于第一速度。
同时，除非转向信号杆31的旋转角速度小于第一参考值且大于或等于第二参考值，否则车道变换系统可被配置成确定旋转角速度小于第二参考值，并且在S207中，确定电场信号生成时间是否小于第三参考值。当电场信号生成时间小于第三参考值时，在S204中，车道变换系统可被配置成确定转向信号杆31的旋转角速度是否小于第一参考值且大于或等于第二参考值。
除非电场信号生成时间小于第三参考值，否则在S208中，车道变换系统可被配置成确定电场信号生成时间是否大于或等于第三参考值且小于第四参考值。当电场信号生成时间大于或等于第三参考值且小于第四参考值时，在S205中，车道变换系统可被配置成设置第二模式作为驾驶模式，并且在S206中，车道变换系统可被配置成基于第二模式以第二速度执行车道变换。
同时，除非电场信号生成时间大于或等于第三参考值且小于第四参考值，否则在S209中，车道变换系统可被配置成基于全方位传感器的感测结果确定是否存在与在主体车辆的前方、后方以及侧方正在行驶或位于主体车辆的前方、后方以及侧方的其它车辆碰撞的可能性，当碰撞可能性高(例如，存在与周围车辆发生碰撞的重大风险)并且变换允许时间短(例如，短于参考时间)时，设置第一模式作为驾驶模式，并且当碰撞可能性低且变换允许时间长(例如，长于参考时间)时，在S210中，设置第三模式作为驾驶模式。之后，在S211中，车道变换系统可被配置成基于第三模式以第三速度执行车道变换。具体地，第三模式是以慢于第二模式中的速度的速度执行车道变换的经济模式，并且第三速度被设置为慢于第二速度。参考时间可以被调整。
图8A示出根据本公开的示例实施例的当主体车辆与前车辆之间的间隔宽(例如，车辆之间的距离足够避免碰撞)时以低速进行车道变换的示例。换言之，当主体车辆10与前车辆20之间的间隔宽时，变换允许时间长且碰撞可能性低，因此可缓慢地执行车道变换。附图标记11表示车道变换完成时的主体车辆的位置。
图8B示出根据本公开的示例实施例的当主体车辆与前车辆之间的间隔窄(例如，车辆之间没有足够的距离)时以高速进行车道变换的示例。换言之，当主体车辆10与前车辆20之间的间隔窄时，变换允许时间短且碰撞可能性高，因此可快速地执行车道变换。
图8C示出根据本公开的示例实施例的当主体车辆与前车辆之间的间隔宽时，根据驾驶员意图以高速进行车道变换的示例。换言之，图8C示出即便主体车辆10和前车辆20之间的间隔宽时碰撞可能性低，仍根据驾驶员意图进行快速车道变换。
图9A示出根据本公开的示例实施例的当主体车辆与侧后方车辆之间的间隔宽时，以低速进行车道变换的示例。由于主体车辆10与侧后方车辆20之间的间隔宽，变换允许时间长且碰撞可能性低，因此可以缓慢执行车道变换。
图9B示出根据本公开的示例实施例的当主体车辆与侧后方车辆之间的间隔窄时，以高速进行车道变换的示例。由于主体车辆10与侧后方车辆20之间的间隔窄，变换允许时间短且碰撞可能性高，因此可快速执行车道变换。
图9C示出当主体车辆和侧后方车辆之间的间隔宽时，根据驾驶员意图以高速进行车道变换的示例。换言之，图9C示出即便当由于主体车辆10和侧后方车辆20之间的间隔宽而使得变换允许时间长且碰撞可能性低时，仍可根据驾驶员意图进行快速车道变换。
图10A示出根据本公开的示例实施例的在普通模式下显示的示例，具体地，在显示屏上显示普通模式下的车道变换路径和普通模式。图10B示出根据本公开的示例实施例的在运动模式下显示的示例，具体地，在显示屏上显示运动模式下的车道变换路径和运动模式。图10C示出根据本公开的示例实施例的在经济模式下显示的示例，具体地，在显示屏上显示经济模式下的车道变换路径和经济模式。
如上文所述，可基于与相邻车辆碰撞的可能性自动执行车道变换。通过基于由安装在变速杆中的传感器确定的驾驶员意图设置驾驶模式以及反映设置的驾驶模式以执行车道变换速度，可实现安全驾驶同时防止与相邻车辆碰撞并提高驾驶员的满意度。
图11示出执行根据本公开的示例实施例的根据驾驶模式的车道变换方法的计算系统的配置。参照图11，计算系统1000可包括至少一个处理器1100、总线1200、内存1300、用户接口输入装置1400、用户接口输出装置1500、存储器1600、以及网络接口1700，其中，这些元件可通过总线1200连接。
处理器1100可以是处理存储在内存1300和/或存储器1600中的命令的中央处理单元(CPU)或半导体装置。内存1300和存储器1600包括各种类型的易失性或非易失性存储介质。例如，内存1300包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。因此，所描述的与本文公开的示例实施例相关的方法或算法的步骤可直接由处理器1100执行的硬件模块或软件模块，或两者的结合实现。软件模块可驻留在非瞬时存储介质，即诸如RAM、闪存、ROM、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移动盘和CD-ROM的内存1300和/或存储器1600中。
示例性的存储介质可与处理器1100联接，且因此，处理器1100可被配置成从存储介质读取信息以及向存储介质写入信息。可选地，存储介质可与处理器1100集成在一起。处理器1100和存储介质可驻留在专用集成电路(ASIC)中。ASIC可驻留在用户终端中。可选地，处理器1100和存储介质可作为独立部件驻留在用户终端中。
如上文提到的，当驾驶员在驾驶车辆时具有变换行驶车道的意图时，可通过使用安装在变速杆中的传感器确定并反映驾驶员意图，根据驾驶员意图执行车道变换，从而提高驾驶员的便利性。
在上文中，虽然已经参照示例实施例和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，而是可以在不脱离本公开的权利要求中要求保护的精神和范围的情况下，由本公开所属领域的技术人员进行各种改进和变形。

Claims (20)

1.一种车道变换系统，其包括：
传感器单元，其被配置成感测主体车辆的转向信号杆的旋转角速度、所述主体车辆的变速杆的电场信号以及所述主体车辆与相邻车辆之间的距离；以及
处理器，其被配置成使用由所述传感器单元感测的所述旋转角速度、所述电场信号以及所述主体车辆与所述相邻车辆之间的距离设置驾驶模式，基于所述驾驶模式生成车道变换路径，并执行所述主体车辆的车道变换。
2.根据权利要求1所述的车道变换系统，其中所述传感器单元包括：
角速度传感器，其被配置成感测所述转向信号杆的旋转角速度；以及
电场信号传感器，其被配置成感测由于操纵所述变速杆而生成的所述电场信号。
3.根据权利要求2所述的车道变换系统，其中所述角速度传感器被安装在所述转向信号杆中并且所述电场信号传感器被安装在所述变速杆中。
4.根据权利要求2所述的车道变换系统，其中所述传感器单元进一步包括：
全方位传感器，其被配置成感测位于所述主体车辆的前方、后方和侧方的所述相邻车辆的速度，和所述主体车辆与所述相邻车辆之间的距离。
5.根据权利要求4所述的车道变换系统，其中所述驾驶模式分为执行快速车道变换的第一驾驶模式、执行比所述第一驾驶模式的车道变换更慢的车道变换的第二驾驶模式以及执行比所述第二驾驶模式的车道变换更慢的车道变换的第三驾驶模式。
6.根据权利要求5所述的车道变换系统，其中所述处理器包括：
驾驶模式设置单元，其被配置成使用所述旋转角速度、所述电场信号和所述全方位传感器的感测结果设置所述驾驶模式；
车道变换路径生成单元，其被配置成基于所述驾驶模式生成车道变换路径；以及
车道变换控制器，其被配置成基于所述车道变换路径执行车道变换。
7.根据权利要求6所述的车道变换系统，其中所述驾驶模式设置单元被配置成在所述旋转角速度大于或等于第一参考值时设置所述第一驾驶模式，以及在所述旋转角速度大于或等于第二参考值且小于所述第一参考值时设置所述第二驾驶模式。
8.根据权利要求7所述的车道变换系统，其中所述驾驶模式设置单元被配置成在生成所述电场信号的时间小于第三参考值时设置所述第一驾驶模式，并且在生成所述电场信号的时间大于或等于所述第三参考值且小于第四参考值时设置所述第二驾驶模式。
9.根据权利要求8所述的车道变换系统，其中所述驾驶模式设置单元被配置成基于所述全方位传感器的感测结果计算碰撞可能性和变换允许时间，并且在所述碰撞可能性高且所述变换允许时间短时设置所述第一驾驶模式，其中，所述全方位传感器的感测结果包括在目标车道上在所述主体车辆的前方、后方和侧方行驶的所述相邻车辆的速度，以及所述主体车辆与所述相邻车辆之间的距离。
10.根据权利要求9所述的车道变换系统，其中所述驾驶模式设置单元被配置成当所述旋转角速度小于所述第二参考值时，当生成所述电场信号的时间大于或等于所述第四参考值时，或者当根据所述全方位传感器的感测结果所述碰撞可能性低且所述变换允许时间长时，设置所述第三驾驶模式。
11.根据权利要求6所述的车道变换系统，其中所述驾驶模式设置单元被配置成使用所述旋转角速度和所述电场信号确定驾驶员意图，并且通过使所述驾驶员意图优先于所述全方位传感器的感测结果设置所述驾驶模式。
12.根据权利要求6所述的车道变换系统，其中所述驾驶模式设置单元被配置成通过使用生成所述电场信号的时间感测操纵所述变速杆的接触时间来确定所述驾驶模式。
13.根据权利要求12所述的车道变换系统，其中所述驾驶模式设置单元被配置成在生成所述电场信号的时间短时设置所述第一驾驶模式，在生成所述电场信号的时间长于所述第一驾驶模式中的时间时设置所述第二驾驶模式，以及在生成所述电场信号的时间长于所述第二驾驶模式中的时间时设置所述第三驾驶模式。
14.一种车道变换装置，其包括：
驾驶模式设置单元，其被配置成使用转向信号杆的旋转角速度、变速杆的电场信号以及与相邻车辆碰撞的可能性设置驾驶模式；
车道变换路径生成单元，其被配置成基于所述驾驶模式生成车道变换路径；以及
车道变换控制器，其被配置成基于所述车道变换路径执行车道变换。
15.根据权利要求14所述的车道变换装置，其中所述驾驶模式分为执行快速车道变换的第一驾驶模式、执行比所述第一驾驶模式的车道变换更慢的车道变换的第二驾驶模式以及执行比所述第二驾驶模式的车道变换更慢的车道变换的第三驾驶模式。
16.一种车道变换方法，其包括：
通过控制器的处理器接收转向信号杆的旋转角速度、在操纵变速杆时生成的电场信号和全方位感测数据；
通过所述处理器使用所述旋转角速度、所述电场信号以及所述全方位感测数据设置驾驶模式；
通过所述处理器基于所述驾驶模式生成车道变换路径；以及
通过所述控制器基于所述车道变换路径执行车道变换。
17.根据权利要求16所述的车道变换方法，其中通过将所述驾驶模式分为执行快速车道变换的第一驾驶模式、执行比所述第一驾驶模式的车道变换更慢的车道变换的第二驾驶模式以及执行比所述第二驾驶模式的车道变换更慢的车道变换的第三驾驶模式，来设置所述驾驶模式。
18.根据权利要求17所述的车道变换方法，其中设置所述驾驶模式包括：
在所述旋转角速度大于或等于第一参考值时，通过所述处理器设置所述第一驾驶模式；以及
在所述旋转角速度大于或等于第二参考值且小于所述第一参考值时，通过所述处理器设置所述第二驾驶模式。
19.根据权利要求18所述的车道变换方法，其中设置所述驾驶模式包括：
在生成所述电场信号的时间小于第三参考值时，通过所述处理器设置所述第一驾驶模式；以及
在生成所述电场信号的时间大于或等于所述第三参考值且小于第四参考值时，通过所述处理器设置所述第二驾驶模式。
20.根据权利要求19所述的车道变换方法，其中设置所述驾驶模式包括：
基于所述全方位感测数据，通过所述处理器计算碰撞可能性和变换允许时间，所述全方位感测数据包括在目标车道上位于主体车辆的前方、后方和侧方的相邻车辆的速度，以及所述主体车辆与所述相邻车辆之间的距离，并且
在所述碰撞可能性高且所述变换允许时间短时，通过所述处理器设置所述第一驾驶模式。
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