CN109421707B - 用于在行驶车道被改变时生成路径的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于在驾驶员的车辆的行进车道被改变时生成路径的系统，该系统可以包括：检测器，被配置成识别关于驾驶员的车辆的前侧的路线信息；输入装置，被配置成输入驾驶员的车辆的车道改变命令；以及控制器，被配置成使用基于车道改变命令和路线信息生成的车辆行为信息以及目标行为信息来生成车道改变路径，并且当驾驶员的车辆改变路线时，将到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段与被设置成保持当前行进车道的时间段进行比较，以控制车道改变路径。

Description

用于在行驶车道被改变时生成路径的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年8月24日提交的申请号为10-2017-0107399的韩国专利申请的优先权，其全部内容为所有目的通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于在行驶路径被改变时生成路径的系统和方法，并且更特别地，涉及一种满足自动命令转向功能(ACSF)规则的生成路径的技术。
背景技术
近年来，已经加快对自主车辆的研究，并且可以在高速公路上部分自主或完全自主驾驶的车辆预计将在2020年之前被批量生产。
为了自主地驾驶车辆，必须自动地改变行驶车道。改变车道的传统方法包括生成用于改变车道的路径并且跟随生成的路径的方法。
此外，用于接收驾驶员的输入并自动地改变车道的系统已经被批量生产以用于车辆的自主驾驶。
当车辆的车道被改变时，用于改变车道的系统可以向周围车辆告知改变车道，但是尚未知晓保持车辆当前行驶的车道以满足ACSF规则的技术。因此，存在对满足ACSF规则的路径生成技术的需求。
本发明的背景技术部分中公开的信息仅用于增强对本发明的总体背景技术的理解并且不应被视为该信息形成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的暗示。
发明内容
本发明被提供以解决现有技术的上述问题，并且本发明的各个方面旨在提供一种通过在车道被改变之前将当前行驶车道保持预定时间段来在行驶车道被改变时生成路径的系统和方法。
本发明的技术目的不限于上述技术目的，并且从以下描述中，其它未提及的技术目的对于本领域技术人员将变得显而易见。
根据本发明的一个方面，提供一种用于在驾驶员的车辆的行进车道被改变时生成路径的系统，系统包括：
检测器，被配置成识别关于驾驶员的车辆的前侧的路线信息；输入装置，被配置成输入驾驶员的车辆的车道改变命令；以及控制器，被配置成使用基于车道改变命令和路线信息生成的车辆行为信息以及目标行为信息来生成车道改变路径，并且当驾驶员的车辆改变路线时，将到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段与被确定成保持当前行进车道的时间段进行比较，以控制车道改变路径。
在本发明的示例性实施例中，检测器可以包括利用设置在驾驶员的车辆中的摄像机或雷达的车道信息识别装置。
在本发明的示例性实施例中，路线信息可以包括路线信息是否是有效值、道路线的类型、道路线的范围、道路线的方向或者道路线的颜色。
在本发明的示例性实施例中，输入装置可以通过设置在驾驶员的车辆中的自主驾驶系统或驾驶员来输入车道改变命令。
在本发明的示例性实施例中，输入装置可以是转弯信号开关。
在本发明的示例性实施例中，控制器可以包括：车辆行为生成装置，被配置成基于路线信息生成与驾驶员的车辆有关的包括驾驶员的车辆的行进方向和位置的当前行为信息；车道改变初始路径生成装置，被配置成基于与驾驶员的车辆有关的当前行为信息来确定是否生成车道改变初始路径，并且允许驾驶员的车辆平行于其中驾驶员的车辆正在行进的车道行进以生成车道改变初始路径；车道改变路径生成装置，被配置成使用与驾驶员的车辆有关的当前行为信息和与驾驶员的车辆有关的目标行为信息来生成驾驶员的车辆的车道改变路径；道路线相交确定装置，被配置成当驾驶员的车辆改变路线时，使用驾驶员的车辆的车道改变路径来估计到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段；以及车道改变路径重新生成装置，被配置成当驾驶员的车辆改变路线时，将到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段与被确定成保持当前行进车道的时间段进行比较，并且当确定的时间段比到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段长时，重新生成车道改变路径。
在本发明的示例性实施例中，车辆行为生成装置可以基于路线信息来确定驾驶员的车辆与道路线之间的角度以及驾驶员的车辆在道路线之间的位置。
在本发明的示例性实施例中，当驾驶员的车辆的行进方向和位置存在于预定范围内时，车道改变初始路径生成装置可以不生成车道改变初始路径或者利用车道中心路径作为车道改变初始路径。
在本发明的示例性实施例中，当驾驶员的车辆的行进方向和位置不存在于预定范围内时，车道改变初始路径生成装置可以生成车道改变初始路径。
在本发明的示例性实施例中，与驾驶员的车辆有关的目标行为信息可以包括路线的目标曲率、目标航向角(heading angle)和目标位置。
在本发明的示例性实施例中，车道改变路径生成装置可以确定参数，其中路线的目标曲率与当前位置处与驾驶员的车辆相邻的道路线的曲率相同，目标航向角为0，并且目标位置为目标车道的中心位置。
在本发明的示例性实施例中，当确定的时间段比到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段短时，车道改变路径重新生成装置可以输出生成的车道改变路径。
根据本发明的另一方面，提供一种用于在驾驶员的车辆的行进车道被改变时生成路径的方法，方法包括：识别关于驾驶员的车辆的前侧的路线信息；输入驾驶员的车辆的车道改变命令；以及使用基于车道改变命令和路线信息生成的车辆行为信息以及目标行为信息来生成车道改变路径，并且当驾驶员的车辆改变路线时，将到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段与被确定成保持当前行进车道的时间段进行比较，以控制车道改变路径。
在本发明的示例性实施例中，控制车道改变路径可以包括：基于路线信息生成与驾驶员的车辆有关的包括驾驶员的车辆的行进方向和位置的当前行为信息；基于与驾驶员的车辆有关的当前行为信息来确定是否生成车道改变初始路径；生成车道改变初始路径，驾驶员的车辆沿着该车道改变初始路径平行于驾驶员的车辆正在行进的车道行进；使用与驾驶员的车辆有关的当前行为信息和与驾驶员的车辆有关的目标行为信息来生成驾驶员的车辆的车道改变路径；当驾驶员的车辆改变路线时，使用驾驶员的车辆的车道改变路径来估计到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段；以及当驾驶员的车辆改变路线时，将到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段与被确定成保持当前行进车道的时间段进行比较。
在本发明的示例性实施例中，生成与驾驶员的车辆有关的当前行为信息可以包括基于路线信息来确定驾驶员的车辆与道路线之间的角度以及驾驶员的车辆在道路线之间的位置。
在本发明的示例性实施例中，生成车道改变初始路径可以包括：当驾驶员的车辆的行进方向和位置存在于预定范围内时，不生成车道改变初始路径或者利用车道中心路径作为车道改变初始路径；以及当驾驶员的车辆的行进方向和位置不存在于预定范围内时，生成车道改变初始路径。
在本发明的示例性实施例中，生成驾驶员的车辆的车道改变路径可以包括：配置参数，其中，在目标行为信息中，路线的目标曲率与当前位置处与驾驶员的车辆相邻的道路线的曲率相同；确定其中，在目标行为信息中，目标航向角为0；以及确定其中，在目标行为信息中，目标位置为目标车道的中心位置。
在本发明的示例性实施例中，当驾驶员的车辆改变路线时，估计到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段可以包括：生成通过将车辆的整个宽度的一半添加到车道改变路径而获得的车道改变路径；以及使用驾驶员的车辆在生成的车道改变路径中与道路线相交的位置和路线信息来估计到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段。
在本发明的示例性实施例中，当驾驶员的车辆改变路线时，将到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段与被确定成保持当前行进车道的时间段进行比较可以包括当确定的时间段比到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段长时，重新生成车道改变路径。
在本发明的示例性实施例中，当驾驶员的车辆改变路线时，将到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段与被确定成保持当前行进车道的时间段进行比较可以包括当确定的时间段比到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段短时，输出车道改变路径。
本发明的方法和设备具有其它特征和优点，该特征和优点将从一起用作解释本发明的某些原理的并入本文的附图和以下具体实施方式中显而易见或在其中更详细地阐述。
附图说明
图1是示出根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的简图；
图2是更具体地示出根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的控制器的简图；
图3是示出根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的方法的流程图；
图4是示出根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的车辆行为生成装置的简图；
图5A、图5B、图5C和图5D是用于说明根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的车道改变初始路径生成装置的简图；
图6是用于说明根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的车道改变路径生成装置的简图；
图7是用于说明根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的道路线相交确定装置的简图；
图8A和图8B是用于说明根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的车道改变路径重新生成装置的简图；
图9是用于说明根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的方法的简图；
图10是用于说明根据本发明的另一示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的方法的简图；
图11是用于说明根据本发明的另一示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的方法的简图；以及
图12是示出执行根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的方法的计算系统的简图。
应当理解的是，附图不一定按比例绘制，其呈现说明本发明的基本原理的各种特征的有所简化的表示。包括例如具体尺寸、方位、位置和形状的如本文公开的本发明的具体设计特征将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。
在附图中，附图标记在整个附图的若干附图中表示本发明的相同或等同部件。
附图标记：
100：检测器 200：输入装置
300：控制器 310：车辆行为生成装置
320：车道改变初始路径生成装置 330：车道改变路径生成装置
340：道路线相交确定装置 350：车道改变路径重新生成装置
1000：计算系统 1100：处理器
1200：总线 1300：存储器
1310：ROM 1320：RAM
1400：用户界面输入装置 1500：用户界面输出装置
1600：存储装置 1700：网络接口
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各个实施例，其示例在附图中示出并在下面描述。虽然将结合示例性实施例描述本发明，但是将理解的是，本说明书并不旨在将本发明限制于那些示例性实施例。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性实施例，而且涵盖可以包括在由权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种可选方案、变型、等同物和其它实施例。
此外，在描述本发明的部件时，可以在本文中使用包括第一、第二、A、B、(a)、(b)等的术语。提供术语以区分元件与其它元件，并且元件的本质、顺序、次序和数量不受术语的限制。此外，除非另有定义，否则本文使用的包括技术术语或科学术语的所有术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。除非在本发明的说明书中明确定义，否则在通用字典中限定义的术语应当被解释为具有与相关技术的背景的含义相一致的含义，并且不应当被理解为理想的或过于正式的含义。
图1是示出根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的简图。
参照图1，用于在行驶车道被改变时生成路径的系统10可以包括检测器100、输入装置200和控制器300。此处，控制器300可以包括车辆行为生成装置310、车道改变初始路径生成装置320、车道改变路径生成装置330、道路线相交确定装置340和车道改变路径重新生成装置350。
检测器100可以被配置成识别关于驾驶员的车辆前方的道路线的信息并且可以包括设置在驾驶员的车辆中的摄像机和雷达，这些仅是用于帮助理解本发明的示例性实施例，并且本发明不限于此。
例如，路线信息可以包括由设置在车辆中的摄像机获取的路线信息是否有效、道路线的类型、道路线的范围、道路线的方向或者道路线的颜色。
此处，路线信息可以如等式1中的三次方程表示出。
[等式1]
y＝ax3+bx2+cx+d
此处，a是路线的曲率的变化率，b是路线的曲率，c是驾驶员的车辆(驾驶员的车辆的中心方向)与道路线(与道路线平行的方向)之间的航向角(HA)，并且d是驾驶员的车辆在道路线之间的位置(从车道的中心分离的位置，POS)。
输入装置200接收驾驶员或自主驾驶系统的车道改变命令。例如，驾驶员或自主驾驶系统可以通过转弯信号开关(汽车用闪光灯或方向灯、开关)来输入车道改变命令。
控制器300可以被配置成基于由检测器100识别的关于驾驶员的车辆前方的道路线的信息和从输入装置200输入的车道改变命令来生成与车辆有关的当前行为信息，生成车道改变初始路径，生成车道改变路径，估计车辆与道路线相交时的时间段，并且最终重新生成车道改变路径。
控制器300可以被配置成基于由检测器100识别的关于驾驶员的车辆前方的道路线的信息和从输入装置200输入的车道改变命令来生成与驾驶员的车辆有关的当前行为信息，该当前行为信息包括驾驶员的车辆的行进方向(航向角)和位置。
控制器300可以被配置成基于与驾驶员的车辆有关的当前行为信息来确定是否生成车道改变初始路径，并且可以生成车道改变初始路径，其中驾驶员的车辆平行于驾驶员的车辆当前行进的车道行进。
控制器300可以被配置成使用与驾驶员的车辆有关的当前行为信息和与驾驶员的车辆有关的目标行为信息来生成驾驶员的车辆的车道改变路径，并且可以在路线改变时，使用驾驶员的车辆的车道改变路径来估计到驾驶员的车辆与道路线相交所花费的时间段。
控制器300可以被配置成当驾驶员的车辆改变路线时，将到驾驶员的车辆与道路线相交所花费的时间段与被确定成保持当前行驶车道的时间段进行比较，并且可以在确定的时间段比到驾驶员的车辆与道路线相交所花费的时间段长时，重新生成车道改变路径。
图2是更具体地示出根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的控制器的简图。
参照图2，根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的控制器300可以包括：车辆行为生成装置310、车道改变初始路径生成装置320、车道改变路径生成装置330、道路线相交确定装置340和车道改变路径重新生成装置350。
车辆行为生成装置310基于关于驾驶员的车辆前方的道路线的信息来生成驾驶员的车辆的行进方向和位置。例如，车辆行为生成装置310可以使用从检测器100接收的路线信息来生成驾驶员的车辆(驾驶员的车辆的中心方向)与道路线(与道路线平行的方向)之间的角度以及驾驶员的车辆在道路线之间的位置。此处，将参照图4更具体地描述通过车辆行为生成装置310生成驾驶员的车辆的行进方向和位置的方法。
车道改变初始路径生成装置320基于车辆行为生成装置310生成的驾驶员的车辆的行进方向和位置来确定是否生成车道改变初始路径，并且生成驾驶员的车辆可以沿着其平行于在驾驶员的车辆改变车道之前驾驶员的车辆正在行进的车道行进的路径。
例如，在当前驾驶员的车辆的行进方向和位置存在于预定范围内的驾驶员的车辆的行进方向和位置中(例如，驾驶员的车辆的行进方向和位置不偏离(distort))时，车道改变初始路径生成装置320不生成车道改变初始路径或利用车道中心路径作为车道改变初始路径，并且在当前驾驶员的车辆的行进方向和位置不存在于预定范围内的驾驶员的车辆的行进方向和位置中(例如，驾驶员的车辆的行进方向和位置偏离)时，车道改变初始路径生成装置320生成车道改变初始路径。
车道改变初始路径生成装置320可以在驾驶员的车辆沿着车道中心路径(车道保持路径)行进时使用车道中心路径作为车道改变初始路径，可以在驾驶员的车辆沿着距离d的路径行进时使用通过将从车道中心路径(车道保持路径)分离的距离d添加到车道中心路径而获得的路径，或者可以在驾驶员的车辆的行进方向和位置不同于预定范围内的行进方向和位置(例如，驾驶员的车辆的行进方向和位置偏离)时生成车道改变初始路径，驾驶员的车辆可以沿着该车道改变初始路径平行于车道行进。此处，将参照图5A、图5B、图5C和图5D更具体地描述用于确定车道改变初始路径生成装置320是否生成车道改变初始路径并且生成车道改变初始路径的详细方法。
车道改变路径生成装置330使用与驾驶员的车辆有关的当前行为信息和目标行为信息来生成驾驶员的车辆的车道改变路径。例如，与驾驶员的车辆有关的当前行为信息可以包括当前位置处与驾驶员的车辆相邻的车道的曲率以及驾驶员的车辆的航向角(行进方向)和位置，并且与驾驶员的车辆有关的目标行为信息可以包括在目标位置处与驾驶员的车辆相邻的车道的目标曲率以及驾驶员的车辆的目标航向角(目标行进方向)和目标位置。例如，在与驾驶员的车辆有关的目标行为信息中，车道的目标曲率可以与当前位置处与驾驶员的车辆相邻的车道的曲率相同，目标航向角可以是0，并且目标位置可以是目标车道的中心位置。此处，将参照图6更具体地描述用于通过车道改变路径生成装置330生成驾驶员的车辆的车道改变路径的详细方法。
当驾驶员的车辆改变路线时，道路线相交确定装置340使用由车道改变路径生成装置330生成的车道改变路径来估计到驾驶员的车辆与相应的道路线相交时的时间段。此处，将参照图7更具体地描述用于通过道路线相交确定装置340估计到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段的方法。
当驾驶员的车辆改变路线时，车道改变路径重新生成装置350将由道路线相交确定装置340估计的到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段与ACSF规则中设置成保持当前行进车道的时间段进行比较以重新生成车道改变路径。此处，将参照图7更具体地描述用于通过车道改变路径重新生成装置350重新生成驾驶员的车辆的车道改变路径的方法。
图3是示出根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的方法的流程图。
参照图3，将参照图1和图2更具体地描述根据本发明的示例性实施例的用于在行进车道被改变时生成路径的方法的操作S11至操作S26。
在操作S11和S12中，用于在行进车道被改变时生成路径的系统10的车辆行为生成装置310基于由检测器100识别的驾驶员的车辆的前侧的路线信息和从输入装置200输入的车道改变命令来生成与车辆有关的当前行为信息。
在操作S13中，车道改变初始路径生成装置320基于与车辆有关的包括驾驶员的车辆的行进方向和位置的当前行为信息来确定是否生成车道改变初始路径。例如，车道改变初始路径生成装置320可以将驾驶员的车辆的位置与预定位置进行比较以确定驾驶员的车辆是否处于不同的位置处(位置是否偏离)。
在操作S14中，当在比较中驾驶员的车辆的位置不同于预定位置时，车道改变初始路径生成装置320基于与车辆有关的当前行为信息来确定是否生成车道改变初始路径。例如，在将驾驶员的车辆的行进方向和位置与预定行进方向和预定位置进行比较之后，车道改变初始路径生成装置320可以确定驾驶员的车辆的行进方向和位置是否偏离。
在操作S15中，在驾驶员的车辆的行进方向和位置与预定行进方向和预定位置进行比较之后，当驾驶员的车辆的行进方向和位置均未偏离时，车道改变路径生成装置330生成驾驶员的车辆的车道改变路径，并且道路线相交确定装置340基于生成的车道改变路径来确定到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)。
在操作S16中，当驾驶员的车辆改变路线时，车道改变路径重新生成装置350将由道路线相交确定装置340估计的到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)与被设置成保持当前行进车道的时间段(Δt_ref)进行比较。
在操作S17中，当驾驶员的车辆改变路线时，当被设置成保持当前行进车道的时间段(Δt_ref)比到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)长时，车道改变路径重新生成装置350重新生成车道改变路径。
然而，当驾驶员的车辆改变路线时，当保持当前行进车道的时间段(Δt_ref)比到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)短时，车道改变路径重新生成装置350输出生成的车道改变路径，而不重新生成车道改变路径。
在操作S18中，当在操作S13的确定结果中驾驶员的车辆的位置不同于预定位置时，车道改变初始路径生成装置320生成车道改变初始路径。此处，将参照图5B、图5C、图5D、图6、图7、图8A、图8B、图9和图10更具体地描述用于通过车道改变初始路径生成装置320生成车道改变初始路径的详细方法。
在操作S19中，车道改变路径生成装置330生成驾驶员的车辆的车道改变路径，并且道路线相交确定装置340基于生成的车道改变路径来确定到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)。
在操作S20中，当驾驶员的车辆改变路线时，车道改变路径重新生成装置350将由道路线相交确定装置340估计的到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)与被设置成保持当前行进车道的时间段(Δt_ref)进行比较。
在操作S21中，当驾驶员的车辆改变路线时，当被设置成保持当前行进车道的时间段(Δt_ref)比到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)长时，车道改变路径重新生成装置350重新生成车道改变路径。
然而，当驾驶员的车辆改变路线时，当被确定为保持当前行进车道的时间段(Δt_ref)比到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)短时，车道改变路径重新生成装置350输出生成的车道改变路径，而不重新生成车道改变路径。
在操作S22中，当在操作S14的确定结果中驾驶员的车辆的行进方向和位置两者均从驾驶员的车辆的预定行进方向和预定位置偏离时，车道改变初始路径生成装置320生成车道改变初始路径。此处，将参照图5C、图5D和图11更具体地描述用于通过车道改变初始路径生成装置320生成车道改变初始路径的详细方法。
在操作S23中，车道改变路径生成装置330生成驾驶员的车辆的车道改变路径，并且道路线相交确定装置340基于生成的车道改变路径来确定到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)。
在操作S24中，当驾驶员的车辆改变路线时，车道改变路径重新生成装置350将由道路线相交确定装置340估计的到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)与被确定为保持当前行进车道的时间段(Δt_ref)进行比较。
在操作S25中，当驾驶员的车辆改变路线时，当被确定为保持当前行进车道的时间段(Δt_ref)比到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)长时，车道改变路径重新生成装置350重新生成车道改变路径。
在操作S26中，当驾驶员的车辆改变路线时，当被确定为保持当前行进车道的时间段(Δt_ref)比到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)短时，车道改变路径重新生成装置350输出生成的车道改变路径，而不重新生成车道改变路径。
图4是示出根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的车辆行为生成装置的简图。
参照图4，车辆行为生成装置310基于关于驾驶员的车辆前方的道路线的信息来生成驾驶员的车辆的行进方向和位置。
车辆行为生成装置310使用从检测器100接收的路线信息来确定驾驶员的车辆(驾驶员的车辆的中心方向)与道路线(与道路线平行的方向)之间的航向角(HA)以及驾驶员的车辆在道路线之间的位置(POS)。例如，驾驶员的车辆与道路线之间的航向角HA和驾驶员的车辆在道路线之间的位置(POS)可以如等式2和等式3确定，其中C1是第一道路线与驾驶员的车辆的中心方向之间的角度，Cr是第二道路线与驾驶员的车辆的中心方向之间的角度，dl是从第一道路线分离的驾驶员的车辆的位置，并且dr是从第二道路线分离的驾驶员的车辆的位置。
[等式2]
Figure BDA0001489585390000141
[等式3]
Figure BDA0001489585390000142
图5A、图5B、图5C和图5D是用于说明根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的车道改变初始路径生成装置的简图。
参照图5A，车道改变初始路径生成装置320基于驾驶员的车辆的行进方向和位置来确定是否生成车道改变初始路径，并且生成路径，在驾驶员的车辆改变车道之前，驾驶员的车辆可以沿着该路径平行于车道行进。例如，当驾驶员的车辆沿着车道中心路径(车道保持路径)行进时，车道改变初始路径生成装置320可以使用车道中心路径作为车道改变初始路径。
参照图5B，车道改变初始路径生成装置320基于驾驶员的车辆的行进方向和位置来确定是否生成车道改变初始路径，并且生成路径，在驾驶员的车辆改变车道之前，驾驶员的车辆可以沿着该路径平行于车道行进。例如，当驾驶员的车辆在距车道中心路径(车道保持路径)距离d的路径行进时，车道改变初始路径生成装置320可以添加与车道的中心路径分离距离d的路径以使用添加的路径作为车道改变初始路径。
参照图5C和图5D，车道改变初始路径生成装置320基于驾驶员的车辆的行进方向和位置来确定是否生成车道改变初始路径，并且生成路径，在驾驶员的车辆改变车道之前，驾驶员的车辆可以沿着该路径平行于车道行进。例如，当驾驶员的车辆的行进方向和位置与预定行进方向和预定位置进行比较并且确定驾驶员的车辆的行进方向和位置偏离时，车道改变初始路径生成装置320将驾驶员的车辆的行进方向和位置与预定行进方向和预定位置进行比较，以生成车道改变初始路径，驾驶员的车辆可以沿着该车道改变初始路径平行于车道行进。
图6是用于说明根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的车道改变路径生成装置的简图。
参照图6，车道改变路径生成装置330使用与驾驶员的车辆有关的当前行为信息和目标行为信息来生成驾驶员的车辆的车道改变路径C。
车道改变路径生成装置330可以通过将与驾驶员的车辆有关的当前行为信息中的驾驶员的车辆的当前位置A与目标行为信息中的驾驶员的车辆的目标位置B连接来生成车道改变路径C。
更具体地，与驾驶员的车辆有关的当前行为信息可以包括在当前位置处与驾驶员的车辆相邻的车道的曲率以及驾驶员的车辆的航向角和位置，与驾驶员的车辆有关的目标行为信息可以包括在目标位置处与驾驶员的车辆相邻的路线的目标曲率以及驾驶员的车辆的目标航向角和目标位置，并且与驾驶员的车辆有关的目标行为信息可以是预定值并且可以由驾驶员或自主驾驶系统来确定。
例如，在与驾驶员的车辆有关的目标行为信息中，路线的目标曲率可以与当前位置处与驾驶员的车辆相邻的车道的曲率相同，目标航向角可以是0，并且目标位置可以是目标车道的中心位置，这仅是用于帮助理解本发明的示例性实施例，并且本发明不限于此。
图7是用于说明根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的道路线相交确定装置的简图。
参照图7，当驾驶员的车辆改变路线时，道路线相交确定装置340使用由车道改变路径生成装置330生成的车道改变路径来估计到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)。
例如，在生成车道改变路径E之后，该车道改变路径E通过将车辆的整个宽度的一半F添加到由车道改变路径生成装置330生成的车道改变路径D而获得，道路线相交确定装置340可以使用驾驶员的车辆在生成的车道改变路径E中与道路线相交处的位置G以及路线信息(例如，第二道路线)来估计到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)。
图8A和图8B是用于说明根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的系统的车道改变路径重新生成装置的简图。
参照图8A和图8B，当驾驶员的车辆改变路线时，车道改变路径重新生成装置350将由道路线相交确定装置340估计的到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)与被设置成保持当前行进车道的时间段(Δt_ref)进行比较以重新生成车道改变路径。
例如，当驾驶员的车辆改变路线时，当被设置成保持当前行进车道的时间段(Δt_ref)比到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)长时，车道改变路径重新生成装置350可以通过将特定路径I添加到最初生成的车道改变路径H(即，将特定时间段(Δt_add)添加到到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0))来重新生成车道改变路径J。
图9是用于说明根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的方法的简图。
参照图9，当驾驶员的车辆沿着车道中心路径(车道保持路径)行进时，车道改变路径重新生成装置350可以将特定路径I添加到最初生成的车道改变路径H。此处，最初生成的车道改变路径H的对称道路线K可以位于与道路线(例如，第二道路线)相同的位置处。
例如，当驾驶员的车辆改变路线时，当被设置成保持当前行进车道的时间段(Δt_ref)比到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)长时，车道改变路径重新生成装置350可以通过将特定路径I添加到最初生成的车道改变路径H(即，将特定时间段(Δt_add)添加到到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0))来重新生成车道改变路径。
图10是用于说明根据本发明的另一示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的方法的简图。
参照图10，当驾驶员的车辆在距车道中心路径(车道保持路径)距离d的路径上行进时(即，驾驶员的车辆的位置与预定位置不同或从预定位置偏离)，车道改变路径重新生成装置350可以将通过添加距车道中心路径的具体距离d而获得的特定路径I添加到最初生成的车道改变路径H。此处，最初生成的车道改变路径H的对称道路线K可以位于与道路线(例如，第二道路线)不同的位置处。
例如，当驾驶员的车辆改变路线时，当被确定为保持当前行进车道的时间段(Δt_ref)比到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0)长时，车道改变路径重新生成装置350可以通过将特定路径I添加到最初生成的车道改变路径H(即，将特定时间段(Δt_add)添加到到驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段(Δt_0))来重新生成车道改变路径。
图11是用于说明根据本发明的另一示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的方法的简图。
参照图11，当驾驶员的车辆的行进方向和位置两者在与预定行进方向和预定位置比较之后均偏离时，车道改变初始路径生成装置320可以生成车道改变初始路径L(即，用于生成车道改变初始路径的时间(Δt_add1))，驾驶员的车辆可以沿着该车道改变初始路径L平行于车道行进，并且车道改变路径重新生成装置350可以通过将具体路径M(即，(Δt_add2))添加到车道改变路径N来重新生成车道改变路径。此处，车道改变路径N的对称道路线K可以位于与道路线(例如，第二道路线)不同的位置处。
图12是示出执行根据本发明的示例性实施例的用于在行驶车道被改变时生成路径的方法的计算系统的简图。
参照图12，计算系统1000可以包括通过总线1200连接的至少一个处理器1100、存储器1300、用户界面输入装置1400、用户界面输出装置1500、存储装置1600和网络接口1700。
处理器1100可以是处理存储在存储器1300和/或存储装置1600中的指令的中央处理单元(CPU)或半导体装置。存储器1300和存储装置1600可以包括各种易失性存储介质或非易失性存储介质。例如，存储器1300可以包括只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。
因此，关于本发明的示例性实施例描述的方法或算法的步骤可以直接由处理器1100执行的硬件、软件模块或其组合来实施。软件模块可以驻留在存储介质(即，存储器1300和/或存储装置1600)中，该存储介质包括RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可拆卸磁盘或CD-ROM。示例性存储介质联接到处理器1100，并且处理器1100可从存储介质读取信息且可以将信息写入存储介质中。在另一种方法中，存储介质可以与处理器1100集成。处理器和存储介质可以驻留在专用集成电路(ASIC)中。ASIC可以驻留在用户终端中。在另一种方法中，处理器和存储介质可以驻留在用户终端中作为单独的部件。
在行进车道被改变时，根据本发明的示例性实施例的用于在行进车道被改变时生成路径的系统和方法不仅可以满足ACSF规则而且可以生成稳定的行进车道改变路径。
为了便于解释和精确限定所附权利要求，术语“上部”、“下部”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内”、“外”、“前部”、“后部”、“背部”、“向前”和“向后”用于参照如附图中显示的这些特征的位置来描述示例性实施例的特征。
已经出于说明和描述的目的给出对本发明的具体示例性实施例的前述描述。它们不旨在是穷尽性的或将本发明限制到所公开的确切形式，并且显然许多变型和变化根据上述教导是可能的。选择和描述示例性实施例以说明本发明的某些原理及其实际应用，以使本领域技术人员能够制造和利用本发明的各种示例性实施例以及各种可选方案和其变型。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (20)

1.一种用于在驾驶员的车辆的行进车道被改变时生成路径的系统，所述系统包括：
检测器，被配置成识别关于所述驾驶员的车辆的前侧的路线信息；
输入装置，被配置成输入所述驾驶员的车辆的车道改变命令；以及
控制器，被配置成使用基于所述车道改变命令和所述路线信息生成的车辆行为信息以及目标行为信息来生成车道改变路径，并且当所述驾驶员的车辆改变路线时，将到所述驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段与被设置成保持当前行进车道的时间段进行比较，以控制所述车道改变路径。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述检测器包括：
利用设置在所述驾驶员的车辆中的摄像机或雷达的车道信息识别装置。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述路线信息包括：
所述路线信息是否是有效值、所述道路线的类型、所述道路线的范围、所述道路线的方向或者所述道路线的颜色。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述输入装置通过设置在所述驾驶员的车辆中的自主驾驶系统或驾驶员来输入所述车道改变命令。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述输入装置是转弯信号开关。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器包括：
车辆行为生成装置，被配置成基于所述路线信息生成与所述驾驶员的车辆有关的包括所述驾驶员的车辆的行进方向和位置的当前行为信息；
车道改变初始路径生成装置，被配置成基于与所述驾驶员的车辆有关的当前行为信息来确定是否生成车道改变初始路径，并且允许所述驾驶员的车辆平行于所述驾驶员的车辆正在行进的车道行进以生成所述车道改变初始路径；
车道改变路径生成装置，被配置成使用与所述驾驶员的车辆有关的当前行为信息和与所述驾驶员的车辆有关的目标行为信息来生成所述驾驶员的车辆的车道改变路径；
道路线相交确定装置，被配置成当所述驾驶员的车辆改变所述路线时，使用所述驾驶员的车辆的车道改变路径来估计到所述驾驶员的车辆与所述道路线相交时的时间段；以及
车道改变路径重新生成装置，被配置成当所述驾驶员的车辆改变所述路线时，将到所述驾驶员的车辆与所述道路线相交时的时间段与被设置成保持当前行进车道的时间段进行比较，并且当所设置的时间段比到所述驾驶员的车辆与所述道路线相交时的时间段长时，重新生成车道改变路径。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述车辆行为生成装置基于所述路线信息来确定所述驾驶员的车辆与所述道路线之间的角度以及所述驾驶员的车辆在道路线之间的位置。
8.根据权利要求6所述的系统，其中当所述驾驶员的车辆的行进方向和位置存在于预定范围内时，所述车道改变初始路径生成装置不生成所述车道改变初始路径或者利用车道中心路径作为所述车道改变初始路径。
9.根据权利要求6所述的系统，其中当所述驾驶员的车辆的行进方向和位置不存在于预定范围内时，所述车道改变初始路径生成装置生成所述车道改变初始路径。
10.根据权利要求6所述的系统，其中与所述驾驶员的车辆有关的目标行为信息包括所述路线的目标曲率、目标航向角和目标位置。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述车道改变路径生成装置确定参数，其中所述路线的目标曲率与当前位置处与所述驾驶员的车辆相邻的道路线的曲率相同，所述目标航向角为0，并且所述目标位置为目标车道的中心位置。
12.根据权利要求6所述的系统，其中当所设置的时间段比到所述驾驶员的车辆与所述道路线相交时的时间段短时，所述车道改变路径重新生成装置输出所生成的车道改变路径。
13.一种用于在驾驶员的车辆的行进车道被改变时生成路径的方法，所述方法包括：
识别关于所述驾驶员的车辆的前侧的路线信息；
输入所述驾驶员的车辆的车道改变命令；以及
使用基于所述车道改变命令和所述路线信息生成的车辆行为信息以及目标行为信息来生成车道改变路径，并且当所述驾驶员的车辆改变路线时，将到所述驾驶员的车辆与道路线相交时的时间段与被设置成保持当前行进车道的时间段进行比较，以控制所述车道改变路径。
14.根据权利要求13所述的方法，其中控制所述车道改变路径包括：
基于所述路线信息生成与所述驾驶员的车辆有关的包括所述驾驶员的车辆的行进方向和位置的当前行为信息；
基于与所述驾驶员的车辆有关的当前行为信息来确定是否生成车道改变初始路径；
生成车道改变初始路径，所述驾驶员的车辆沿着所述车道改变初始路径平行于所述驾驶员的车辆正在行进的车道行进；
使用与所述驾驶员的车辆有关的当前行为信息和与所述驾驶员的车辆有关的目标行为信息来生成所述驾驶员的车辆的车道改变路径；
当所述驾驶员的车辆改变所述路线时，使用所述驾驶员的车辆的车道改变路径来估计到所述驾驶员的车辆与所述道路线相交时的时间段；以及
当所述驾驶员的车辆改变所述路线时，将到所述驾驶员的车辆与所述道路线相交时的时间段与被设置成保持当前行进车道的时间段进行比较。
15.根据权利要求14所述的方法，其中生成与所述驾驶员的车辆有关的当前行为信息包括：
基于所述路线信息来确定所述驾驶员的车辆与所述道路线之间的角度以及所述驾驶员的车辆在道路线之间的位置。
16.根据权利要求14所述的方法，其中生成所述车道改变初始路径包括：
当所述驾驶员的车辆的行进方向和位置存在于预定范围内时，不生成所述车道改变初始路径或者使用车道中心路径作为所述车道改变初始路径；以及
当所述驾驶员的车辆的行进方向和位置不存在于所述预定范围内时，生成所述车道改变初始路径。
17.根据权利要求14所述的方法，其中生成所述驾驶员的车辆的车道改变路径包括：
设置使得在所述目标行为信息中所述路线的目标曲率与当前位置处与所述驾驶员的车辆相邻的道路线的曲率相同；
设置使得在所述目标行为信息中目标航向角为0；以及
设置使得在所述目标行为信息中目标位置为目标车道的中心位置。
18.根据权利要求14所述的方法，其中当所述驾驶员的车辆改变所述路线时，估计到所述驾驶员的车辆与所述道路线相交时的时间段包括：
生成通过将所述车辆的整个宽度的一半添加到所述车道改变路径而获得的车道改变路径；以及
使用所述驾驶员的车辆在所生成的车道改变路径中与所述道路线相交的位置和路线信息来估计到所述驾驶员的车辆与所述道路线相交时的时间段。
19.根据权利要求14所述的方法，当所述驾驶员的车辆改变所述路线时，将到所述驾驶员的车辆与所述道路线相交时的时间段与被设置成保持当前行进车道的时间段进行比较包括：
当所设置的时间段比到所述驾驶员的车辆与所述道路线相交时的时间段长时，重新生成车道改变路径。
20.根据权利要求14所述的方法，其中当所述驾驶员的车辆改变所述路线时，将到所述驾驶员的车辆与所述道路线相交时的时间段与被设置成保持当前行进车道的时间段进行比较包括：
当所设置的时间段比到所述驾驶员的车辆与所述道路线相交时的时间段短时，输出所述车道改变路径。
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