CN109035864A - 车辆曲线行驶控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆曲线行驶控制方法，包括：服务器接收用户终端发送的车辆任务信息和任务时间；生成车辆的行驶路径信息；确定行驶速度,并将行驶路径信息和行驶速度发送至车辆；获取车道线位置信息和道路标识信息；确定行驶道路中的行驶车道；获取行驶车道的路况信息，并对路况信息进行解析，得到车辆的前方车辆的位置和速度；当行驶车道为曲线车道时，确定曲线车道的曲率半径；根据车辆的位置、前方车辆的位置和曲率半径计算车辆和前方车辆的曲线距离；根据曲线距离和前方车辆的速度生成行驶速度的曲线行驶速度控制指令；根据曲率半径生成曲线行驶转弯角度控制指令；车辆根据曲线行驶速度控制指令和曲线行驶转弯角度控制指令按照曲线车道行驶。

Description

车辆曲线行驶控制方法

技术领域

本发明涉及汽车安全技术领域，尤其涉及一种车辆曲线行驶控制方法。

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。

自动驾驶汽车根据规划的行车轨迹从起始位置到达指定位置。在行驶过程中，需要根据道路中的标识信息、车道线等遵循交通规则行驶，否则，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，需要一种有效的车辆曲线行驶控制方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种车辆曲线行驶控制方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种车辆曲线行驶控制方法，包括：

服务器接收用户终端发送的车辆任务信息和任务时间；

获取所述车辆任务信息对应的地图信息，根据所述车辆任务信息和地图信息生成所述车辆的行驶路径信息；所述行驶路径信息包括多条行驶道路的行驶距离、道路限速；

根据所述行驶距离、所述任务时间和所述道路限速确定行驶速度,并将所述行驶路径信息和所述行驶速度发送至所述车辆，用以所述车辆根据所述行驶路径信息和所述行驶速度行驶；

所述车辆获取车道线位置信息和道路标识信息；

根据所述道路标识信息确定行驶道路中的行驶车道；

获取所述行驶车道的路况信息，对所述路况信息进行解析，得到所述车辆的前方车辆的位置和速度；

当所述行驶车道为曲线车道时，确定所述曲线车道的曲率半径；

根据所述车辆的位置、所述前方车辆的位置和所述曲率半径计算所述车辆和所述前方车辆的曲线距离；

根据所述曲线距离和所述前方车辆的速度生成所述行驶速度的曲线行驶速度控制指令；

根据所述曲率半径生成曲线行驶转弯角度控制指令；

所述车辆根据所述曲线行驶速度控制指令和所述曲线行驶转弯角度控制指令按照所述曲线车道行驶。

进一步的，所述方法还包括：

根据横向控制参数控制所述车辆与所述车道线的横向位置偏差小于预设的第一距离阈值。

进一步的，所述横向控制参数包括横向速度和横向加速度；所述横向速度不超过预设的第一阈值；所述横向加速度不超过预设的第二阈值。

进一步的，所述根据所述车辆任务信息和地图信息生成所述车辆的行驶路径信息具体包括：

对所述车辆任务信息进行解析，得到任务起点位置和任务终点位置；

在所述地图信息中查询所述任务起点位置和任务终点位置；

根据所述地图信息中的所述任务起点位置和所述任务终点位置生成所述行驶路径信息。

进一步的，根据所述道路标识信息确定行驶道路中的行驶车道具体包括：

所述车辆将车辆类型信息与所述道路标识信息进行比对，所述道路标识信息包括公交车道标识、机动车道标识、非机动车道标识、应急车道标识；

根据比对结果确定行驶道路中的行驶车道。

进一步的，所述根据所述曲线距离和所述前方车辆的速度生成所述行驶速度的曲线行驶速度控制指令具体包括：

当所述前方车辆的速度小于所述车辆的行驶速度时，生成减速指令；

所述车辆根据所述减速指令减速行驶；

当所述曲线距离小于预设的第二距离阈值时，生成制动指令；

所述车辆根据所述制动指令停车。

进一步的，所述行驶路径信息还包括车道线位置信息和道路标识信息；所述车辆获取车道线位置信息和道路标识信息具体包括：

所述车辆对所述行驶路径信息进行解析，得到车道线位置信息和道路标识信息。

进一步的，所述车辆获取车道线位置信息和道路标识信息具体包括：

所述车辆通过图像采集模块和传感器模块获取所述车道线位置信息和道路标识信息。

进一步的，所述曲线行驶速度控制指令具体包括：

加速指令、减速指令、启动指令、制动指令。

本发明提供的车辆曲线行驶控制方法，根据服务器发送的行驶路径和行驶速度行驶，并且获取车道线位置信息和道路标识信息，根据道路标识信息确定行驶车道，当行驶车道为曲线车道时，确定曲线车道的曲率半径，获取行驶车道的路况信息，根据路况信息确定车辆的前方车辆的位置和速度；根据车辆的位置、前方车辆的位置和曲率半径计算车辆和前方车辆的曲线距离；根据曲线距离和前方车辆的速度生成行驶速度的曲线行驶速度控制指令和曲线行驶转弯角度控制指令；根据曲线行驶速度控制指令和曲线行驶转弯角度控制指令按照曲线车道行驶。本发明提供的车辆曲线行驶控制方法，能够根据路况信息控制车辆沿曲线车道行驶，同时能够控制横向偏差，提高了车辆行驶的安全性。

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曲线行驶控制方法的流程图。

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。

车辆预先通过车载终端注册到服务器，并且随时将车辆剩余电量、车辆运行状态(正常运行、出现故障等)、车辆位置信息等车辆状态信息上报到服务器。车载终端具有4G、WIFI等无线通讯模块，接收服务器发送的指令和数据。

图2为本发明实施例提供的车辆曲线行驶控制方法的流程图。如图2所示，具体包括如下步骤：

步骤201，服务器接收用户终端发送的车辆任务信息和任务时间；

车辆任务信息包含用户终端ID、任务起点位置、任务终点位置、中途停车点等。用户终端ID为用户终端的唯一标识信息，例如用户终端的序列号、移动终端的电话号等。用户可以通过用户终端的应用程序APP向服务器发送车辆预约信息。

在服务器接收用户终端发送的任务信息和任务时间之前，用户终端和车辆对应的车载终端需要注册到服务器，和服务器建立连接关系。具体实现方式如下：

服务器接收用户终端发送的第一注册信息，第一注册信息包含用户终端ID；根据用户终端ID对用户终端进行注册。

服务器接收车载终端发送的第二注册信息，第二注册信息包含车载终端ID；根据车载终端ID对车载终端进行注册。

步骤202，获取车辆任务信息对应的地图信息，根据车辆任务信息和地图信息生成车辆的行驶路径信息；

可选地，服务器对接收到的用户终端发送的车辆任务信息和任务时间之后，进行安全验证，可以通过哈希码等进行验证，验证通过之后，才能确认用户终端发送的信息是安全的。如果服务器发现接收的用户终端发送的信息不安全，则服务器向用户终端发送拒绝接收信息，拒绝接收不安全信息，并生成警示信息发送到安全维护人员的终端设备进行提醒。

安全验证通过之后，服务器对接收到的车辆预约信息进行解析，得到任务起点位置、任务终点位置、任务时间等；在地图数据库中调用车辆任务信息对应的区域地图信息，在地图信息中查询任务起点位置和任务终点位置；根据地图信息中的任务起点位置和任务终点位置生成行驶路径信息。行驶路径信息包括多条行驶道路的行驶距离、道路限速等。

步骤203，根据行驶距离、任务时间和道路限速行确定行驶速度,并将行驶路径信息和行驶速度发送至车辆；

车辆根据行驶路径中车辆行驶任务经过的多条道路每条道路的行驶距离得到本次行车任务的总的行驶距离，根据总的行驶距离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，其中，还要满足道路的限速要求。服务器将行驶路径信息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204，车辆获取车道线位置信息和道路标识信息；

车辆获取车道线位置信息和道路标识信息可以通过以下两种方式，一种是通过服务器发送的行驶路径中的高清地图信息来确定车道线位置和道路标识，车辆对行驶路径信息进行解析，得到车道线位置信息和道路标识信息。

另一种方式是车辆通过车体上安装的图像采集模块，例如摄像头，以及传感器模块，例如，激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达等，检测行驶车道上的车道线位置、道路标识信息以及车辆周围环境信息。

步骤205，根据道路标识信息确定行驶道路中的行驶车道；

每条行驶道路中包括多条行驶车道，例如，公交车道、机动车道、非机动车道、应急车道等，不同类型的车辆对应不同的行驶车道。车辆将预设的车辆类型信息与步骤204中获取到的道路标识信息进行比对，道路标识信息包括公交车道标识、机动车道标识、非机动车道标识、应急车道标识等，根据比对结果确定行驶道路中的行驶车道。

例如，本车为自动驾驶的出租车，则预设的车辆类型信息为机动车，对多个道路标识的图像进行识别后，确定左数第二条车道为机动车道，则控制车辆在左数第二条车道行驶。

步骤206，获取行驶车道的路况信息，并对路况信息进行解析，得到车辆的前方车辆的位置和速度；

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、障碍物等的位置和速度以及相关的所有道路信息，通过对路况信息进行解析，得到周围环境信息，车辆通过这些数据感知周围环境。

其中，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207，当所述行驶车道为曲线车道时，确定曲线车道的曲率半径；根据车辆的位置、前方车辆的位置和曲率半径计算车辆和前方车辆的曲线距离；

当所述行驶车道为曲线车道时，可以通过两种方式确定曲线车道的曲率半径，一种是车辆根据路况信息中的道路信息的图像信息和雷达信息确定曲线车道的曲率半径；另一种方式是通过服务器发送的车辆的行驶路径信息来确定曲率半径。

车辆通过定位模块确定本车位置，根据本车位置、速度、前方车辆的位置、速度确定本车和前方车辆的曲线距离。确定曲线距离的目的是确保本车在行驶过程中，和前方车辆的相对距离不小于安全距离，避免与前方车辆发生碰撞。

步骤208，根据曲线距离和前方车辆的速度生成行驶速度的曲线行驶速度控制指令；根据曲率半径生成曲线行驶转弯角度控制指令；

车辆在沿曲线车道行驶时，需要考虑前方车辆的速度以及本车和前方车辆的距离，从而根据前方车辆的行驶状况来调整本车的曲线行驶速度。车辆根据前方车辆的速度以及本车与前方车辆的曲线距离来生成曲线行驶速度控制指令，车辆根据生成的曲线行驶速度控制指令调整本车速度，曲线行驶速度控制指令包括：加速指令、减速指令、启动指令、制动指令。

当前方车辆的速度小于车辆的行驶速度时，生成减速指令；车辆根据减速指令减速行驶；当曲线距离小于预设的第二距离阈值时，生成制动指令；车辆根据制动指令停车。其中，第二距离阈值根据车辆与前方车辆的安全距离进行设定。

根据曲线道路的曲率半径确定车辆曲线行驶时的转弯角度，生成转弯角度控制指令。

步骤209，车辆根据曲线行驶速度控制指令和曲线行驶转弯角度控制指令按照曲线车道行驶。

车辆根据曲线行驶速度控制指令控制曲线行驶时的速度，根据曲线行驶转弯角度控制指令控制转弯的角度。其中，曲线车道包括环形车道、U形车道、S形车道。

车辆在行驶过程中，曲线行驶控制的同时还需要进行横向控制。根据横向控制参数控制车辆与车道线的横向位置偏差小于预设的第一距离阈值。横向控制保证车辆沿行驶路径行驶的同时严格遵循车道线位置，横向偏差控制在一定范围内，避免车辆和其他车道上的车辆发生横向剐蹭。第一距离阈值根据允许的横向偏差范围进行设定。在一个具体的实施例中，车辆与车道线的横向位置偏差小于0.4米。

其中，横向控制参数包括横向速度和横向加速度；横向速度不超过预设的第一阈值；横向加速度不超过预设的第二阈值。横向速度和横向加速度的范围根据车辆行驶速度、行驶道路的宽度，以及当前行驶道路其他车道上的车辆的数量、速度等因素进行设定。

本发明提供的车辆曲线行驶控制方法，根据服务器发送的行驶路径和行驶速度行驶，并且获取车道线位置信息和道路标识信息，根据道路标识信息确定行驶车道，当行驶车道为曲线车道时，确定曲线车道的曲率半径，获取行驶车道的路况信息，根据路况信息确定车辆的前方车辆的位置和速度；根据车辆的位置、前方车辆的位置和曲率半径计算车辆和前方车辆的曲线距离；根据曲线距离和前方车辆的速度生成行驶速度的曲线行驶速度控制指令和曲线行驶转弯角度控制指令；根据曲线行驶速度控制指令和曲线行驶转弯角度控制指令按照曲线车道行驶。本发明提供的车辆曲线行驶控制方法，能够根据路况信息控制车辆沿曲线车道行驶，同时能够控制横向偏差，提高了车辆行驶的安全性。

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)

1.一种车辆曲线行驶控制方法，其特征在于，所述方法包括：

服务器接收用户终端发送的车辆任务信息和任务时间；

获取所述车辆任务信息对应的地图信息，根据所述车辆任务信息和地图信息生成所述车辆的行驶路径信息；所述行驶路径信息包括多条行驶道路的行驶距离、道路限速；

根据所述行驶距离、所述任务时间和所述道路限速确定行驶速度,并将所述行驶路径信息和所述行驶速度发送至所述车辆，用以所述车辆根据所述行驶路径信息和所述行驶速度行驶；

所述车辆获取车道线位置信息和道路标识信息；

根据所述道路标识信息确定行驶道路中的行驶车道；

获取所述行驶车道的路况信息，并对所述路况信息进行解析，得到所述车辆的前方车辆的位置和速度；

当所述行驶车道为曲线车道时，确定所述曲线车道的曲率半径；

根据所述车辆的位置、所述前方车辆的位置和所述曲率半径计算所述车辆和所述前方车辆的曲线距离；

根据所述曲线距离和所述前方车辆的速度生成所述行驶速度的曲线行驶速度控制指令；

根据所述曲率半径生成曲线行驶转弯角度控制指令；

所述车辆根据所述曲线行驶速度控制指令和所述曲线行驶转弯角度控制指令按照所述曲线车道行驶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据横向控制参数控制所述车辆与所述车道线的横向位置偏差小于预设的第一距离阈值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述横向控制参数包括横向速度和横向加速度；所述横向速度不超过预设的第一阈值；所述横向加速度不超过预设的第二阈值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆任务信息和地图信息生成所述车辆的行驶路径信息具体包括：

对所述车辆任务信息进行解析，得到任务起点位置和任务终点位置；

在所述地图信息中查询所述任务起点位置和任务终点位置；

根据所述地图信息中的所述任务起点位置和所述任务终点位置生成所述行驶路径信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述道路标识信息确定行驶道路中的行驶车道具体包括：

所述车辆将车辆类型信息与所述道路标识信息进行比对，所述道路标识信息包括公交车道标识、机动车道标识、非机动车道标识、应急车道标识；

根据比对结果确定行驶道路中的行驶车道。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述曲线距离和所述前方车辆的速度生成所述行驶速度的曲线行驶速度控制指令具体包括：

当所述前方车辆的速度小于所述车辆的行驶速度时，生成减速指令；

所述车辆根据所述减速指令减速行驶；

当所述曲线距离小于预设的第二距离阈值时，生成制动指令；

所述车辆根据所述制动指令停车。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述行驶路径信息还包括车道线位置信息和道路标识信息；所述车辆获取车道线位置信息和道路标识信息具体包括：

所述车辆对所述行驶路径信息进行解析，得到车道线位置信息和道路标识信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆获取车道线位置信息和道路标识信息具体包括：

所述车辆通过图像采集模块和传感器模块获取所述车道线位置信息和道路标识信息。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述曲线行驶速度控制指令具体包括：

加速指令、减速指令、启动指令、制动指令。