CN108572643A - 在自动驾驶中使用的避障方法和避障系统、以及记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动驾驶的避障方法、自动驾驶的避障装置、以及记录介质。确定车辆在自动行驶过程中的状态，根据所确定的所述状态来计算车辆的最优避障距离以及避障所需时间。

Description

在自动驾驶中使用的避障方法和避障系统、以及记录介质
技术领域
本发明涉及车辆避障领域，更具体地涉及在自动驾驶中使用的避障方法和避障系统、以及记录介质。
背景技术
在车辆自动行驶过程中，一个典型的情景模式是遇到障碍物时，需要根据传感器识别的障碍物相对位置关系躲避障碍物，在完成避障后回到原有路径上来。距离障碍物太远就躲避的话会降低交通通行效率，太晚躲避障碍物的话，又会发生危险，或者舒适性受到影响。
发明内容
本发明是为了克服上述缺点或其它缺点而完成的，所采用的技术方案如下。
本发明的一个实施方式提供一种在自动驾驶中使用的避障方法，包括：状态确定步骤，用于确定车辆在自动行驶过程中的状态；以及计算步骤，用于根据所确定的所述状态来计算车辆的最优避障距离以及避障所需时间。
进一步地，在根据本发明的一个实施方式的避障方法中，所述状态包括车辆自动行驶的速度、车辆在躲避障碍物过程中的横向运动距离、以及车辆在躲避障碍物过程中的所允许的最大横向加速度。
进一步地，在根据本发明的一个实施方式的避障方法中，所述最优避障距离和所述避障所需时间分别通过下述公式来进行计算：
其中，d*为最优避障距离，T*为避障所需时间，v为车辆自动行驶的速度，w为车辆在躲避障碍物过程中的横向运动距离，Amax为车辆在躲避障碍物过程中所允许的最大横向加速度。
本发明的一个实施方式提供一种在自动驾驶中使用的避障系统，包括：状态确定装置，其用于确定车辆在自动行驶过程中的状态；以及计算装置，其用于根据所确定的所述状态来计算车辆的最优避障距离以及避障所需时间。
进一步地，在根据本发明的一个实施方式的避障系统中，所述状态包括车辆自动行驶的速度、车辆在躲避障碍物过程中的横向运动距离、以及车辆在躲避障碍物过程中的所允许的最大横向加速度。
进一步地，在根据本发明的一个实施方式的避障系统中，所述最优避障距离和所述避障所需时间分别通过下述公式来进行计算：
其中，d*为最优避障距离，T*为避障所需时间，v为车辆自动行驶的速度，w为车辆在躲避障碍物过程中的横向运动距离，Amax为车辆在躲避障碍物过程中所允许的最大横向加速度。
本发明的一个实施方式提供一种记录介质，在其中存储有用于使计算机执行根据权利要求1至3的任一项所述的避障方法的程序。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
根据本发明，能够计算使得自动行驶的车辆在不降低交通通行效率的情况下安全舒适地躲避障碍物。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的在自动驾驶中使用的避障方法的示意流程图；
图2是根据本发明的一个实施方式的避障路径示意图；
图3是根据本发明的一个实施方式的在自动驾驶中使用的避障系统的示意框图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明涉及的在自动驾驶中使用的避障方法和避障系统作进一步的详细描述。需要注意的是，以下的具体实施方式是示例性而非限制的，其旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
图1是根据本发明的一个实施方式的在自动驾驶中使用的避障方法的示意流程图。以图1所示的避障方法S100为例来进行说明。避障方法S100包括状态确定步骤(S01)和计算步骤(S02)。
在状态确定步骤(S01)中，确定车辆在自动行驶过程中的状态。所述状态包括但不限于车辆自动行驶的速度、车辆在躲避障碍物过程中的横向运动距离、以及车辆在躲避障碍物过程中的所允许的最大横向加速度等。
进而，在计算步骤(S02)中，根据在上述状态确定步骤(S01)中所确定的状态来计算车辆的最优避障距离以及避障所需时间。
需要说明的是，本文中所说的“最优避障距离”是指在车辆开始躲避障碍物(开始按照所规划的避障路径行驶)时车辆与障碍物相距的距离，本文中所说的“避障所需时间”是指车辆行驶上述最优避障距离所需要的时间。
下面，基于图2来说明用于计算车辆的最优避障距离以及避障所需时间的一种示例方法。
将车辆在自动行驶过程中躲避障碍物的过程简化为两个阶段，其中，第一阶段(Phase I)是，在车辆检测到障碍物后，车辆为了躲避障碍物而行驶到另侧道路；第二阶段(Phase II)是，在车辆超过障碍物后，车辆行驶回到原来一侧道路。由于第二阶段与第一阶段所规划的轨迹是对称的，因此，在图2中仅示出了根据本发明的一个实施方式的Phase I阶段的避障路径。
如图2所示，W1表示需要避障的车辆(以下，也称为本车)的宽度，W2表示本车内侧边缘与障碍物外侧边缘之间的距离，W3为换道时本车中线与障碍物外侧之间的距离。
车辆在躲避障碍物时的换道过程也相应地被分为两个阶段，在Phase I阶段中，本车沿着规划的轨迹躲避障碍物而行驶到外侧道路，在Phase II阶段中，本车沿着规划的轨迹返回之前的行驶道路。
在该示例中，假设在计算最优避障距离和避障所需时间时涉及的本车的状态为本车自动行驶的速度v、本车在躲避障碍物过程中的横向运动距离w、以及本车在躲避障碍物过程中的所允许的最大横向加速度Amax。其中，Amax通常取0.3g-0.4g，g为重力加速度，可取9.8m/s2。
此外，假设本车从躲避障碍物到行驶到外侧道路的过程中所行驶的距离(避障距离)为d并且假设本车从躲避障碍物到行驶到外侧道路的过程中行驶所花费的时间(避障时间)为T。
在Phase I阶段中，为了躲避障碍物来进行轨迹规划。假设在该阶段中本车的横向位移x和纵向位移y均为以下那样的关于时间t的五次多项式x(t)、y(t)：
x(t)＝a5t5+a4t4+a3t3+a2t2+a1t+a0
y(t)＝b5t5+b4t4+b3t3+b2t2+b1t+b0
其中：
本车在避障前的横向状态可以表示为
本车在避障后的横向状态可以表示为
本车在避障前的纵向状态可以表示为
本车在避障后的纵向状态可以表示为
则下述横向关系成立：
x(0)＝x0→a0＝x0＝0，
从而，
从而a0～a5为：
此外，下述纵向关系成立：
y(0)＝y0→b0＝y0＝0，
y(T)＝b5T5+b4T4+b3T3＝w，
从而，
最后将上述结果代入回原五次多项式x(t)、y(t)：
在上述五次多项式x(t)、y(t)中，避障距离d和避障时间T可以通过以下方式获得最优解：
成本函数为：
进而，
最小化成本函数为：
约束条件为：
则最优避障距离d*和相应的避障所需时间T*为：
接下来，基于图3来说明根据本发明的一个实施方式的在自动驾驶中使用的避障系统。以图3所示的避障系统100为例来进行说明。
需要注意的是，图3中所示的一些方框部分是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或者在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或者在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
如图3所示，避障系统100包括状态确定装置101和计算装置102。
状态确定装置101确定车辆在自动行驶过程中的状态，而且，将所确定的所述状态输出，其中，所述状态包括但不限于车辆自动行驶的速度、车辆在躲避障碍物过程中的横向运动距离、以及车辆在躲避障碍物过程中的所允许的最大横向加速度等。
计算装置102根据所确定的所述状态来计算车辆的最优避障距离以及避障所需时间。在计算装置102中所采用的计算方法也可以是以上基于图2来说明的示例计算方法。
虽然在此之前以在自动驾驶中使用的避障方法和避障系统的实施方式为中心进行了说明，但是本发明不限定于这些实施方式，也可以将本发明实施为以下方式：用于执行上述避障方法的计算机程序的方式或者用于实现上述避障系统的功能的计算机程序的方式或者记录有该计算机程序的计算机可读取的记录介质的方式。
在此，作为记录介质，能采用盘类(例如，磁盘、光盘等)、卡类(例如，存储卡、光卡等)、半导体存储器类(例如，ROM、非易失性存储器等)、带类(例如，磁带、盒式磁带等)等各种方式的记录介质。
通过在这些记录介质中记录使计算机执行上述实施方式中的避障方法的计算机程序或使计算机实现上述实施方式中的避障系统的功能的计算机程序并使其流通，从而能使成本的低廉化以及可携带性、通用性提高。
而且，在计算机上装载上述记录介质，由计算机读出在记录介质中记录的计算机程序并储存在存储器中，计算机所具备的处理器(CPU：Central Processing Unit(中央处理单元)、MPU：Micro Processing Unit(微处理单元))从存储器读出该计算机程序并执行，由此，能执行上述实施方式中的避障方法并能实现上述实施方式中的避障系统的功能。
本领域普通技术人员应当了解，本发明不限定于上述的实施方式，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其它的形式实施。因此，所展示的示例与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (7)

1.一种在自动驾驶中使用的避障方法，其特征在于，包括：
状态确定步骤，用于确定车辆在自动行驶过程中的状态；以及
计算步骤，用于根据所确定的所述状态来计算车辆的最优避障距离以及避障所需时间。
2.根据权利要求1所述的避障方法，其特征在于，所述状态包括车辆自动行驶的速度、车辆在躲避障碍物过程中的横向运动距离、以及车辆在躲避障碍物过程中的所允许的最大横向加速度。
3.根据权利要求2所述的避障方法，其特征在于，
所述最优避障距离和所述避障所需时间分别通过下述公式来进行计算：
其中，d*为最优避障距离，T*为避障所需时间，v为车辆自动行驶的速度，w为车辆在躲避障碍物过程中的横向运动距离，Amax为车辆在躲避障碍物过程中所允许的最大横向加速度。
4.一种在自动驾驶中使用的避障系统，其特征在于，包括：
状态确定装置，其用于确定车辆在自动行驶过程中的状态；以及
计算装置，其用于根据所确定的所述状态来计算车辆的最优避障距离以及避障所需时间。
5.根据权利要求4所述的避障系统，其特征在于，所述状态包括车辆自动行驶的速度、车辆在躲避障碍物过程中的横向运动距离、以及车辆在躲避障碍物过程中的所允许的最大横向加速度。
6.根据权利要求5所述的避障系统，其特征在于，
所述最优避障距离和所述避障所需时间分别通过下述公式来进行计算：
其中，d*为最优避障距离，T*为避障所需时间，v为车辆自动行驶的速度，w为车辆在躲避障碍物过程中的横向运动距离，Amax为车辆在躲避障碍物过程中所允许的最大横向加速度。
7.一种记录介质，其特征在于，在其中存储有用于使计算机执行根据权利要求1至3的任一项所述的避障方法的程序。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110605966A (zh) * 2019-09-18 2019-12-24 中车株洲电力机车有限公司 储能式有轨电车受电器自动升降的控制方法及系统
CN110703754A (zh) * 2019-10-17 2020-01-17 南京航空航天大学 一种自动驾驶车辆路径与速度高度耦合的轨迹规划方法
CN111526483A (zh) * 2020-04-29 2020-08-11 江铃汽车股份有限公司 一种避让控制方法、装置、存储介质、车辆及系统
CN113247017A (zh) * 2020-02-11 2021-08-13 百度（美国）有限责任公司 用于确保自动驾驶车辆的稳定绕行的双缓冲系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106950956A (zh) * 2017-03-22 2017-07-14 合肥工业大学 融合运动学模型和行为认知模型的行车轨迹预测系统
CN107316500A (zh) * 2017-06-06 2017-11-03 驭势（上海）汽车科技有限公司 自动驾驶中的威胁度计算方法、目标选择方法及应用
CN107339997A (zh) * 2016-05-03 2017-11-10 现代自动车株式会社 自主车辆的路径规划装置及方法
US9841286B1 (en) * 2015-01-20 2017-12-12 State Farm Mutual Automobile Insurance Company Using train telematics data to reduce accident risk
CN107479556A (zh) * 2017-09-15 2017-12-15 大连理工大学 两轮自平衡车主动避障轨迹规划与稳定跟踪控制方法
CN107544498A (zh) * 2017-09-08 2018-01-05 珠海格力电器股份有限公司 可移动终端的移动路径规划方法及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9841286B1 (en) * 2015-01-20 2017-12-12 State Farm Mutual Automobile Insurance Company Using train telematics data to reduce accident risk
CN107339997A (zh) * 2016-05-03 2017-11-10 现代自动车株式会社 自主车辆的路径规划装置及方法
CN106950956A (zh) * 2017-03-22 2017-07-14 合肥工业大学 融合运动学模型和行为认知模型的行车轨迹预测系统
CN107316500A (zh) * 2017-06-06 2017-11-03 驭势（上海）汽车科技有限公司 自动驾驶中的威胁度计算方法、目标选择方法及应用
CN107544498A (zh) * 2017-09-08 2018-01-05 珠海格力电器股份有限公司 可移动终端的移动路径规划方法及装置
CN107479556A (zh) * 2017-09-15 2017-12-15 大连理工大学 两轮自平衡车主动避障轨迹规划与稳定跟踪控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
崔佳超: "无人驾驶智能车在动态环境中的避障方法", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110605966A (zh) * 2019-09-18 2019-12-24 中车株洲电力机车有限公司 储能式有轨电车受电器自动升降的控制方法及系统
CN110703754A (zh) * 2019-10-17 2020-01-17 南京航空航天大学 一种自动驾驶车辆路径与速度高度耦合的轨迹规划方法
CN110703754B (zh) * 2019-10-17 2021-07-09 南京航空航天大学 一种自动驾驶车辆路径与速度高度耦合的轨迹规划方法
CN113247017A (zh) * 2020-02-11 2021-08-13 百度（美国）有限责任公司 用于确保自动驾驶车辆的稳定绕行的双缓冲系统
CN113247017B (zh) * 2020-02-11 2024-01-19 百度（美国）有限责任公司 用于确保自动驾驶车辆的稳定绕行的双缓冲系统
CN111526483A (zh) * 2020-04-29 2020-08-11 江铃汽车股份有限公司 一种避让控制方法、装置、存储介质、车辆及系统

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