CN109017785A - 车辆换道行驶方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆换道行驶方法，包括：车辆接收服务器发送的行驶路径和行驶速度，根据行驶路径和行驶速度行驶；获取行驶路径的路况信息；获取车辆的干扰目标信息和道路结构信息；判断行驶速度是否大于干扰目标的速度，并且相对距离是否小于第一距离阈值；如果是，则判断道路结构信息是否满足第一预设条件；如果是，则获取目标车道上的换道切入点位置、换道切入点的前方车辆的速度、换道切入点的后方车辆的速度以及换道切入点与前方车辆和后方车辆之间的距离；判断换道切入点与前方车辆、后方车辆之间的距离是否满足第二预设阈值；如果是，则生成横向换道路径和第一纵向速度控制指令；车辆根据横向换道路径和第一纵向速度控制指令进行换道行驶。

Description

车辆换道行驶方法

技术领域

本发明涉及汽车安全技术领域，尤其涉及一种车辆换道行驶方法。

背景技术

自动驾驶汽车又称无人驾驶汽车，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。

自动驾驶汽车行驶在道路中，如果道路前方出现干扰目标，影响车辆按照当前速度行驶，则需要进行换道行驶，车辆在换道行驶时，可能产生交通安全问题，为了避免事故的发生，提高车辆行驶的安全性和灵活性，需要一种有效的车辆换道行驶方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种车辆换道行驶方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种车辆换道行驶方法，包括：

车辆接收服务器发送的行驶路径和行驶速度，根据所述行驶路径和行驶速度行驶；

所述车辆在行驶过程中持续获取所述行驶路径的路况信息；

根据所述路况信息获取所述车辆在当前车道的干扰目标信息和道路结构信息，所述干扰目标信息包括所述干扰目标的速度、所述干扰目标与所述车辆的相对距离；

判断所述行驶速度是否大于所述干扰目标的速度，并且所述相对距离是否小于第一距离阈值；

如果所述行驶速度大于所述干扰目标的速度，并且所述相对距离小于第一距离阈值，则判断所述道路结构信息是否满足第一预设条件；

如果是，则根据所述路况信息获取目标车道上的换道切入点位置、换道切入点的前方车辆的速度、换道切入点的后方车辆的速度以及换道切入点与所述前方车辆和所述后方车辆之间的距离；

判断所述换道切入点与所述前方车辆、所述后方车辆之间的距离是否满足第二预设条件；

如果是，则根据所述车辆的位置和所述切入点位置生成横向换道路径；

根据所述换道切入点的前方车辆的速度、换道切入点的后方车辆的速度生成第一纵向速度控制指令；

所述车辆根据所述横向换道路径和所述第一纵向速度控制指令进行换道行驶。

进一步的，在车辆接收服务器发送的行驶路径和行驶速度之前，所述方法还包括：

所述服务器接收用户终端发送的车辆预约信息，所述车辆预约信息包括起点位置、终点位置和任务时间；

根据所述起点位置、所述终点位置和地图信息生成获取所述行驶路径；

根据所述行驶路径和所述任务时间计算所述行驶速度。

进一步的，当所述行驶速度不大于所述干扰目标的速度或者所述相对距离不小于第一距离阈值时，所述方法还包括：

所述车辆根据行驶速度和所述相对距离生成第二纵向速度控制指令，所述第二纵向速度控制指令包括加速控制指令、减速控制指令、启动控制指令、制动控制指令；

根据所述第二纵向速度控制指令和所述行驶路径行驶。

进一步的，所述第一纵向速度控制指令具体包括：

加速控制指令、减速控制指令、启动控制指令、制动控制指令。

进一步的，当所述换道切入点与所述前方车辆、所述后方车辆之间的距离不满足第二预设条件时，所述方法还包括：

所述车辆根据行驶速度和所述相对距离生成第二纵向速度控制指令，所述第二纵向速度控制指令包括加速控制指令、减速控制指令、启动控制指令、制动控制指令；

根据所述第二纵向速度控制指令和所述行驶路径行驶。

进一步的，所述车辆根据所述横向换道路径和所述第一纵向速度控制指令进行换道行驶具体包括：

根据所述横向换道路径确定第一横向速度控制指令；

根据所述第一横向速度控制指令和所述第一纵向速度控制指令按照所述横向换道路径进行换道行驶。

进一步的，所述第一横向速度控制指令控制所述车辆的横摆角速度不大于预设的第一阈值。

进一步的，所述第一纵向速度控制指令控制所述车辆的纵向加速度不超过预设的范围阈值；所述第一纵向速度控制指令控制所述车辆的加速度变化率不超过预设的第二阈值。

进一步的，在所述车辆根据所述横向换道路径和所述第一纵向速度控制指令进行换道行驶之前，所述方法还包括：

所述车辆根据目标车道位置生成相应的换道提示信息，并按照预设时间进行提示。

本发明提供的车辆换道行驶方法，车辆在行驶过程中持续获取路况信息；根据路况信息中的当前车道中的干扰目标信息、目标车道的车辆信息判断是否满足换道行驶条件，如果满足则规划横向换道路径和纵向速度控制指令，根据横向换道路径和纵向速度控制指令换道行驶。本发明提供的车辆换道行驶方法，根据路况信息进行精准判断，提高了车辆行驶的灵活性和安全性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的车辆系统架构的示意图；

图2为本发明实施例提供的车辆换道行驶方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明技术方案中的车辆为自动驾驶车辆，通过车载终端实现各个模块的控制以及和其他终端进行信息交互，能够感知周围环境并实现自动驾驶，按照预先设定的行驶地图行驶到指定地点。用户终端具体可以是具有处理能力的终端设备，例如，台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机等。

图1为本发明实施例提供的车辆系统架构的示意图。如图1所示，系统包括服务器、多个自动驾驶车辆(车辆1、车辆2…车辆n)、多个用户终端(用户终端1、用户终端2…用户终端n)。

其中，服务器为自动驾驶车辆管理服务器，可以是单个服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群，如果是单个服务器，则该单个服务器管理所有自动驾驶车辆，可以和所有车辆进行指令发送和数据交互；如果是多个服务器组成的服务器集群，则通过一个总服务器管理多个子服务器，总服务器为每个子服务器设定权限，每个子服务器根据总服务器设定的权限管理对应数量的车辆，和有管理权限的车辆进行指令和数据交互。服务器为每个用户终端设定管理权限，每个用户终端根据服务器设定的权限管理一个或多个车辆，用户终端通过服务器和所有车辆进行指令发送和数据交互。

图2为本发明实施例提供的车辆换道行驶方法的流程图。如图2所示，具体包括如下步骤：

步骤201，车辆接收服务器发送的行驶路径和行驶速度，根据行驶路径和行驶速度行驶；

服务器接收用户通过用户终端的应用程序发送的车辆预约信息,包括车辆行驶任务的起点位置、终点位置和任务时间；服务器根据起点位置、终点位置和地图信息规划行驶路径,其中，地图信息包括道路标识信息和限速信息等；行驶路径中包括车辆行驶任务经过的多条道路；根据行驶路径和任务时间计算车辆执行行驶任务时针对不同路段的行驶速度，服务器将行驶路径和行驶速度发送到车辆的车载终端，服务器通过与车辆的车载终端的通信来实现对车辆的控制，车辆根据服务器发送的行驶速度在行驶路径上行驶。

步骤202，车辆在行驶过程中持续获取行驶路径的路况信息；

车载终端通过控制模块控制车辆根据服务器规划的行驶路径和不同路段对应的行驶速度行驶，在行驶过程中，车辆终端通过激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达、图像采集模块获取行驶路径上的路况信息，包括当前道路行驶的其他车辆、行人、障碍物等道路信息，车辆通过这些数据感知周围环境。

图像采集模块具体可以是摄像头等图像采集设备，能够采集车辆周围360°的环境信息。激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达设置于车辆前后及四个角，用于获取车辆周围物体的距离信息。

步骤203，根据路况信息获取车辆在当前车道的干扰目标信息和道路结构信息；

干扰目标信息为车辆行驶的当前道路前方的运动物体，包括车辆、行人等；道路结构信息包括道路是正常行驶道路、十字路口、丁字路口、道路转弯处等结构信息；车辆通过对路况信息进行解析，确定车辆行驶的道路上前方的干扰目标的速度、干扰目标位置,车辆通过定位模块确定本车位置,根据本车位置、行驶速度、干扰目标位置、速度确定本车与干扰目标的相对距离。

步骤204，判断行驶速度是否大于干扰目标的速度，并且相对距离是否小于第一距离阈值；

本步骤的目的是判断车辆是否能够产生合理换道动机。车辆与前方干扰目标应保持一定的安全距离，避免发生碰撞。第一距离阈值根据安全距离进行设定。如果车辆的行驶速度大于干扰目标的行驶速度，并且车辆和干扰目标的相对速度小于预设的第一距离阈值，则执行步骤205。

步骤205，如果行驶速度大于干扰目标的速度，并且相对距离小于第一距离阈值，则判断道路结构信息是否满足第一预设条件；

当车辆的行驶速度大于干扰目标的行驶速度，并且车辆和干扰目标的相对速度小于预设的第一距离阈值，则车辆产生合理换道动机，则进一步判断道路结构信息是否满足第一预设条件，例如，是否处于道路的路口，或者即将行驶到道路的路口，如果在车道上正常行驶，不是处于道路的路口，也不是即将行驶到道路的路口，则准备进行换道。

当行驶速度不大于干扰目标的速度或者相对距离不小于第一距离阈值时，则车辆不会产生换道动机，按照之前的行驶路径和行驶速度行驶，并且根据当前道路干扰目标的行驶速度进行纵向速度控制。根据服务器发送的行驶速度和车辆与干扰目标的相对距离生成第二纵向速度控制指令，第二纵向速度控制指令包括加速控制指令、减速控制指令、启动控制指令、制动控制指令；根据第二纵向速度控制指令和行驶路径行驶。

步骤206，如果道路结构信息满足第一预设条件，则根据路况信息获取目标车道上的换道切入点位置、换道切入点的前方车辆的速度、换道切入点的后方车辆的速度以及换道切入点与前方车辆、换道切入点与后方车辆之间的距离；

如果当前车辆位置不是处于道路的路口，也不是即将行驶到道路的路口，则准备进行换道。进一步判断目标车道是否满足换道条件。目标车道为车辆从当前道路换道行驶之后的车道，对路况信息进行解析之后，能够确定目标车道上的换道切入点位置、换道切入点的前方车辆的速度、换道切入点的后方车辆的速度以及换道切入点与前方车辆、换道切入点与后方车辆之间的距离。

步骤207，判断所述换道切入点与所述前方车辆、所述后方车辆之间的距离是否满足第二预设条件；

本步骤的目的是判断车辆换道到目标车道行驶是否安全，能够发生碰撞事故。第二预设条件根据安全距离进行设定。安全距离为车辆换道之后，车辆分别与换道切入点前方车辆、换道切入点后方车辆之间不会发生碰撞保持的距离。当换道切入点与换道切入点前方车辆不小于安全距离，换道切入点与换道切入点后方车辆也不小于安全距离时，则认为满足第二预设条件，车辆可以安全进行换道行驶。

步骤208，当换道切入点与前方车辆、后方车辆之间的距离满足第二预设条件时，根据车辆的位置和切入点位置生成横向换道路径；

如果车辆换道之后与切入点前方车辆、后方车辆的距离不小于安全距离，能够保证换道之后安全行驶，则根据车辆当前位置和切入点位置确定横向换道路径，用于车辆根据横向换道路径横向行驶到目标车道。

当换道切入点与前方车辆、后方车辆之间的距离不满足第二预设条件时，车辆换道之后与切入点前方车辆和后方车辆的距离小于安全距离，则车辆换道之后会发生碰撞事故，不具备换道条件，车辆不进行换道，根据之前服务器发送的行驶速度和行驶路径行驶，并且根据当前道路干扰目标的行驶速度进行纵向速度控制。车辆根据行驶速度和相对距离生成第二纵向速度控制指令，第二纵向速度控制指令包括加速控制指令、减速控制指令、启动控制指令、制动控制指令；根据第二纵向速度控制指令和行驶路径行驶。

步骤209，根据换道切入点的前方车辆的速度、换道切入点的后方车辆的速度生成第一纵向速度控制指令；

为了保证换道之后车辆行驶安全，不与换道切入点前方车辆和后方车辆发生碰撞，则需要根据换道切入点前方车辆和后方车辆的速度进行本车的纵向速度控制，从而保证本车换道行驶之后，与换道切入点前方车辆和后方车辆保持安全距离。第一纵向速度控制指令具体包括：加速控制指令、减速控制指令、启动控制指令、制动控制指令。

步骤210，车辆根据横向换道路径和第一纵向速度控制指令进行换道行驶。

具体的，车辆根据横向换道路径确定第一横向速度控制指令；根据第一横向速度控制指令和第一纵向速度控制指令按照横向换道路径进行换道行驶。第一横向速度控制指令控制车辆的横摆角速度不大于预设的第一阈值。第一阈值根据车辆换道过程中平稳行驶的横摆角速度进行设定，在一个具体的实施例中，车辆在换道的过程中，横摆角速度不大于28°/秒。第一纵向速度控制指令控制车辆的纵向加速度不超过预设的范围阈值；第一纵向速度控制指令控制车辆的加速度变化率不超过预设的第二阈值。在一个具体的实施例中，车辆在换道的过程中，纵向加速度不超过±1m/s²；加速度变化率不超过1m/s³。

另外，车辆在换道之前，为了保证安全换道，需要对其他车辆进行提示，车辆根据目标车道位置生成相应的换道提示信息，并按照预设时间进行提示。例如，横向运动时，车辆相应侧转向灯提前1-2秒点亮。

本发明提供的车辆换道行驶方法，车辆在行驶过程中持续获取路况信息；根据路况信息中的当前车道中的干扰目标信息、目标车道的车辆信息判断是否满足换道行驶条件，如果满足则规划横向换道路径和纵向速度控制指令，根据横向换道路径和纵向速度控制指令换道行驶。本发明提供的车辆换道行驶方法，根据路况信息进行精准判断，提高了车辆行驶的灵活性和安全性。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车辆换道行驶方法，其特征在于，所述方法包括：

车辆接收服务器发送的行驶路径和行驶速度，根据所述行驶路径和行驶速度行驶；

所述车辆在行驶过程中持续获取所述行驶路径的路况信息；

根据所述路况信息获取所述车辆在当前车道的干扰目标信息和道路结构信息，所述干扰目标信息包括所述干扰目标的速度、所述干扰目标与所述车辆的相对距离；

判断所述行驶速度是否大于所述干扰目标的速度，并且所述相对距离是否小于第一距离阈值；

如果所述行驶速度大于所述干扰目标的速度，并且所述相对距离小于第一距离阈值，则判断所述道路结构信息是否满足第一预设条件；

如果是，则根据所述路况信息获取目标车道上的换道切入点位置、换道切入点的前方车辆的速度、换道切入点的后方车辆的速度以及换道切入点与所述前方车辆和所述后方车辆之间的距离；

判断所述换道切入点与所述前方车辆、所述后方车辆之间的距离是否满足第二预设条件；

如果是，则根据所述车辆的位置和所述切入点位置生成横向换道路径；

根据所述换道切入点的前方车辆的速度、换道切入点的后方车辆的速度生成第一纵向速度控制指令；

所述车辆根据所述横向换道路径和所述第一纵向速度控制指令进行换道行驶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在车辆接收服务器发送的行驶路径和行驶速度之前，所述方法还包括：

所述服务器接收用户终端发送的车辆预约信息，所述车辆预约信息包括起点位置、终点位置和任务时间；

根据所述起点位置、所述终点位置和地图信息生成获取所述行驶路径；

根据所述行驶路径和所述任务时间计算所述行驶速度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述行驶速度不大于所述干扰目标的速度或者所述相对距离不小于第一距离阈值时，所述方法还包括：

所述车辆根据行驶速度和所述相对距离生成第二纵向速度控制指令，所述第二纵向速度控制指令包括加速控制指令、减速控制指令、启动控制指令、制动控制指令；

根据所述第二纵向速度控制指令和所述行驶路径行驶。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一纵向速度控制指令具体包括：

加速控制指令、减速控制指令、启动控制指令、制动控制指令。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述换道切入点与所述前方车辆、所述后方车辆之间的距离不满足第二预设条件时，所述方法还包括：

所述车辆根据行驶速度和所述相对距离生成第二纵向速度控制指令，所述第二纵向速度控制指令包括加速控制指令、减速控制指令、启动控制指令、制动控制指令；

根据所述第二纵向速度控制指令和所述行驶路径行驶。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆根据所述横向换道路径和所述第一纵向速度控制指令进行换道行驶具体包括：

根据所述横向换道路径确定第一横向速度控制指令；

根据所述第一横向速度控制指令和所述第一纵向速度控制指令按照所述横向换道路径进行换道行驶。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一横向速度控制指令控制所述车辆的横摆角速度不大于预设的第一阈值。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一纵向速度控制指令控制所述车辆的纵向加速度不超过预设的范围阈值；所述第一纵向速度控制指令控制所述车辆的加速度变化率不超过预设的第二阈值。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述车辆根据所述横向换道路径和所述第一纵向速度控制指令进行换道行驶之前，所述方法还包括：

所述车辆根据目标车道位置生成相应的换道提示信息，并按照预设时间进行提示。