CN109835338B - 转弯控制方法、装置及自动驾驶车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种转弯控制方法、装置及自动驾驶车辆，其中，方法包括：获取至少三个参照物和自动驾驶车辆之间的当前距离信息；根据当前距离信息和至少三个参照物的位置信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向；根据车道线曲率与弯曲方向控制自动驾驶车辆的转弯执行机构的转弯动作。根据本发明实施例的控制方法，可以在接近弯道时，对车辆横向运动进行准确控制，有效保证乘车舒适度的同时，提高车辆的安全性。

Description

转弯控制方法、装置及自动驾驶车辆
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种转弯控制方法、装置及自动驾驶车辆。
背景技术
目前，许多车辆带有驾驶辅助功能，如自适应巡航、自动紧急制动等，因此这些车辆可以自动的感知车辆周围的环境，从而实时评估与前方车辆的相对距离和相对速度，实现驾驶辅助功能。
然而，自动驾驶车辆一旦没有配备自动驾驶所需的地图，那么不能实时的对前方道路是否有弯道进行准确判断，并且也不能判断弯道的方向信息，容易影响运动路径规划，一旦车辆在高速时接近弯道时对车辆横向运动的控制出现过晚的情况，不但大大降低乘车舒适度，而且存在一定安全风险。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种自动驾驶车辆的转弯控制方法，该控制方法可以有效保证乘车舒适度的同时，提高车辆的安全性。
本发明的第二个目的在于提出一种自动驾驶车辆的转弯控制装置。
本发明的第三个目的在于提出一种自动驾驶车辆。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种自动驾驶车辆的转弯控制方法，包括以下步骤：获取至少三个参照物和自动驾驶车辆之间的当前距离信息；根据所述当前距离信息和所述至少三个参照物的位置信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向；根据所述车道线曲率与所述弯曲方向控制所述自动驾驶车辆的转弯执行机构的转弯动作。
本发明实施例的自动驾驶车辆的转弯控制方法，可以根据参照物和车辆的当前距离信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向，从而在接近弯道时，对车辆横向运动进行准确控制，有效保证乘车舒适度的同时，提高车辆的安全性，有效避免在转弯时出现安全事故。
另外，根据本发明上述实施例的自动驾驶车辆的转弯控制方法还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，在获取所述当前距离信息之后，还包括：根据所述当前距离信息判断是否存在所述当前弯道；在存在所述当前弯道时，采集所述至少三个参照物的位置信息。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述采集所述至少三个参照物的位置信息，包括：建立距离传感器的测量平面；根据所述距离传感器的测量平面获取每个参照物的横坐标信息和纵坐标信息，以得到所述每个参照物的位置信息。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述当前距离信息和所述至少三个参照物的位置信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向，包括：根据所述至少三个参照物的位置信息获取当前圆心坐标，以得到当前半径和当前曲率；对所述当前半径和当前曲率进行加权平均，得到所述车道线曲率，并根据所述当前圆心坐标和所述至少三个参照物所在圆的圆心坐标得到所述弯曲方向。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在获取所述弯曲方向之后，还包括：判断所述弯曲方向是否有效；如果无效，则重新识别参照物。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种自动驾驶车辆的转弯控制装置，包括：获取模块，用于获取至少三个参照物和自动驾驶车辆之间的当前距离信息；识别模块，用于根据所述当前距离信息和所述至少三个参照物的位置信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向；控制模块，用于根据所述车道线曲率与所述弯曲方向控制所述自动驾驶车辆的转弯执行机构的转弯动作。
本发明实施例的自动驾驶车辆的转弯控制装置，可以根据参照物和车辆的当前距离信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向，从而在接近弯道时，对车辆横向运动进行准确控制，有效保证乘车舒适度的同时，提高车辆的安全性，有效避免在转弯时出现安全事故。
另外，根据本发明上述实施例的自动驾驶车辆的转弯控制装置还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：判断模块，在获取所述当前距离信息之后，用于根据所述当前距离信息判断是否存在所述当前弯道；采集模块，用于在存在所述当前弯道时，采集所述至少三个参照物的位置信息。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述采集模块包括：建立单元，用于建立距离传感器的测量平面；第一获取单元，用于根据所述距离传感器的测量平面获取每个参照物的横坐标信息和纵坐标信息，以得到所述每个参照物的位置信息。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述识别模块包括：第二获取单元，用于根据所述至少三个参照物的位置信息获取当前圆心坐标，以得到当前半径和当前曲率；第三获取单元，用于对所述当前半径和当前曲率进行加权平均，得到所述车道线曲率，并根据所述当前圆心坐标和所述至少三个参照物所在圆的圆心坐标得到所述弯曲方向。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种自动驾驶车辆，其包括上述的自动驾驶车辆的转弯控制装置。该自动驾驶车辆可以根据参照物和车辆的当前距离信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向，从而在接近弯道时，对车辆横向运动进行准确控制，有效保证乘车舒适度的同时，提高车辆的安全性，有效避免在转弯时出现安全事故。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的自动驾驶车辆的转弯控制方法的流程图；
图2为根据本发明一个实施例的自动驾驶车辆的转弯控制方法的原理示意图；
图3为根据本发明一个具体实施例的自动驾驶车辆的转弯控制方法的原理示意图；以及
图4为根据本发明实施例的自动驾驶车辆的转弯控制装置的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的转弯控制方法、装置及自动驾驶车辆，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的自动驾驶车辆的转弯控制方法。
图1是本发明实施例的自动驾驶车辆的转弯控制方法的流程图。
如图1所示，该自动驾驶车辆的转弯控制方法包括以下步骤：
在步骤S101中，获取至少三个参照物和自动驾驶车辆之间的当前距离信息。
在本发明的实施例中，以基于毫米波雷达为例，利用毫米波雷达预测前方道路曲率，并且参照物可以选择道路两侧的静止物体，其选择可以有很多种，如金属制的围栏或者路标等等，在此不做具体限制。
进一步地，在本发明的一个实施例中，采集至少三个参照物的位置信息，包括：建立距离传感器的测量平面；根据距离传感器的测量平面获取每个参照物的横坐标信息和纵坐标信息，以得到每个参照物的位置信息。
具体地，以交通设施举例，首先根据毫米波雷达的数据得到道路两边静止路边的交通设施例的相对于雷达的距离信息。本发明实施例可以对雷达获得的数据进行筛选，如图2所示，1表示毫米波雷达设置位置，2表示车身，其中，参照物与毫米波雷达的距离差应不大于3.5米，而大于此数值，可以不认为是有效数值，且有效的物体数量至少为三个，如定义物体与雷达间的距离用R表示，毫米波雷达在同一周期内检测出O1、O2和O3，其相对距离用R1、R2和R3表示。可以得到，|R1-R2|<3.5且|R3-R2|<3.5|，并且在雷达输出的五个周期内都存在有效的三个连续的点，可以进行下一步，即选取连续的三个静止物体后，基于雷达坐标系的坐标计算出道路两侧的静止的连续三个物体的二维坐标，即得到每个参照物的位置信息。
另外，在本发明的一个实施例中，在获取当前距离信息之后，还包括：根据当前距离信息判断是否存在当前弯道；在存在当前弯道时，采集至少三个参照物的位置信息。
也就是说，本发明实施例除了可以依据毫米波雷达传感器自动的感知车辆周围的环境，实时评估本车与前方车辆的相对距离和相对速度，而且在目前驾驶辅助车辆没有配备自动驾驶所需的地图的情况下，可以根据参照物的位置信息实时的对前方道路是否有弯道进行判断，对于如何判断下面会进行详细描述。
在步骤S102中，根据当前距离信息和至少三个参照物的位置信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向。
可以理解的是，通过毫米波雷达可以按照固有周期发出前方R((L1+R1)/2)处有一处弯道，并且弯道的曲率为F，弯道的方向为左或者右。
进一步地，在本发明的一个实施例中，根据当前距离信息和至少三个参照物的位置信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向，包括：根据至少三个参照物的位置信息获取当前圆心坐标，以得到当前半径和当前曲率；对当前半径和当前曲率进行加权平均，得到车道线曲率，并根据当前圆心坐标和至少三个参照物所在圆的圆心坐标得到弯曲方向。
具体地，通过建立雷达的平面来确定参照物的横纵坐标信息，参照物之间沿着道路间隔一定的距离且具有一定的高度差。结合几何计算，根据连续且数量大于3个的静止物体来得到三个点所在圆的圆心坐标，进而直到了该圆的半径和曲率，从而通过对车道两侧的数据的加权平均，得到理想的弯道处的曲率，以及通过圆心和三个点的位置关系判断弯道的方向。
举例而言，如图3所示，定义L1、L2、L3是雷达获得的道路左侧的三个连续的静止物体的点，并且R1、R2、R3是雷达获得的道路右侧的三个连续的静止物体的点。
具体地，L1点坐标(XL1，YL1)，L2点坐标(XL2，YL2)，L3点坐标(XL3，YL3)，R1点坐标(XR1，YR1)，R2点坐标(XR2，YR2)，R3点坐标(XR3，YR3)。
令a＝2*XL3-2*XL2；b＝2*YL3-2YL2；c＝XL3 2-XL2 2+YL3 2-YL2 2；e＝2*XL2-2*XL1；f＝2*YL2-2YL1；g＝XL2 2-XL1 2+YL2 2-YL1 2。
经过计算可得：
左侧车道圆心坐标XL＝(g*b-c*f)/(e*b-a*f)；
左侧圆心坐标YL＝(a*g-c*e)/(a*f-b*e)；
左侧圆半径RL＝sqrt((X-XL1)*(X-XL1)+(Y-YL1)*(Y-YL1))；
那么左侧车道曲率FL＝1/RL；
同理，对车道右侧的点，R1、R2、R3，采用同样的方法计算出来，可得到右侧曲率FR。
对左右两侧曲率进行加和平均，从而得此处车道线曲率F＝(FL+FR)。
对于弯道弯曲方向，以左侧为例：
左侧车道圆心坐标为XL，L1点横坐标为XL1，L3点横坐标为XL3。其中，如果XL<XL3<XL2<XL1，那么前方弯道向左侧弯曲；如果XL>XL3>XL2>XL1，那么前方弯道向右侧弯曲。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在获取弯曲方向之后，还包括：判断弯曲方向是否有效；如果无效，则重新识别参照物。
例如，作为检查，对右侧车道计算出来的圆心坐标和右侧第一个点和第三个点进行横坐标对比：
右侧车道圆心坐标为XR，R1点横坐标为XR1，L3点横坐标为XR3。其中，如果XR3<XR<XR1，那么前方弯道向左侧弯曲；如果XR1<XR<XR3，那么前方弯道向右侧弯曲。
最后，综合左右侧的判断结果，如果判断相同，则取其判断结果，如果判断不同，依据下一个周期雷达发出的连续的三个静止目标来进行判断。
另外，如果雷达输出的目标只有一侧有有效目标时，采取该侧的数据进行计算并信任此判断。
在步骤S103中，根据车道线曲率与弯曲方向控制自动驾驶车辆的转弯执行机构的转弯动作。
可以理解的是，在通过雷达的数据来判断前方是否有弯道以及弯道处的曲率和弯道方向之后，不但对车辆的动态路径规划提供实时依据，而且可以提前对车辆的转弯执行机构如方向盘和油门刹车进行控制，从而得到很好车辆过弯的稳定性和安全性。
根据本发明实施例的自动驾驶车辆的转弯控制方法，可以根据参照物和车辆的当前距离信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向，从而在接近弯道时，对车辆横向运动进行准确控制，有效保证乘车舒适度的同时，提高车辆的安全性，有效避免在转弯时出现安全事故。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的自动驾驶车辆的转弯控制装置。
图4是本发明实施例的自动驾驶车辆的转弯控制装置的方框示意图。
如图4所示，该自动驾驶车辆的转弯控制装置10包括：获取模块100、识别模块200和控制模块300。
其中，获取模块100用于获取至少三个参照物和自动驾驶车辆之间的当前距离信息。识别模块200用于根据当前距离信息和至少三个参照物的位置信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向。控制模块300用于根据车道线曲率与弯曲方向控制自动驾驶车辆的转弯执行机构的转弯动作。本发明实施例的控制装置10可以在接近弯道时，对车辆横向运动进行准确控制，有效保证乘车舒适度的同时，提高车辆的安全性。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的控制装置10还包括：判断模块和采集模块。
其中，在获取当前距离信息之后，判断模块用于根据当前距离信息判断是否存在当前弯道。采集模块用于在存在当前弯道时，采集至少三个参照物的位置信息。
进一步地，在本发明的一个实施例中，采集模块包括：建立单元和第一获取单元。
其中，建立单元用于建立距离传感器的测量平面。第一获取单元用于根据距离传感器的测量平面获取每个参照物的横坐标信息和纵坐标信息，以得到每个参照物的位置信息。
进一步地，在本发明的一个实施例中，识别模块包括：第二获取单元和第三获取单元。
其中，第二获取单元用于根据至少三个参照物的位置信息获取当前圆心坐标，以得到当前半径和当前曲率。第三获取单元，用于对当前半径和当前曲率进行加权平均，得到车道线曲率，并根据当前圆心坐标和至少三个参照物所在圆的圆心坐标得到弯曲方向。
需要说明的是，前述对自动驾驶车辆的转弯控制方法实施例的解释说明也适用于该实施例的自动驾驶车辆的转弯控制装置，此处不再赘述。
根据本发明实施例的自动驾驶车辆的转弯控制装置，可以根据参照物和车辆的当前距离信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向，从而在接近弯道时，对车辆横向运动进行准确控制，有效保证乘车舒适度的同时，提高车辆的安全性，有效避免在转弯时出现安全事故。
此外，本发明的实施例还提出一种自动驾驶车辆，该车辆包括上述的自动驾驶车辆的转弯控制装置。该车辆可以根据参照物和车辆的当前距离信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向，从而在接近弯道时，对车辆横向运动进行准确控制，有效保证乘车舒适度的同时，提高车辆的安全性，有效避免在转弯时出现安全事故。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种自动驾驶车辆的转弯控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取至少三个参照物和自动驾驶车辆之间的当前距离信息；
根据所述当前距离信息和所述至少三个参照物的位置信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向,所述根据所述当前距离信息和所述至少三个参照物的位置信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向，包括：根据所述至少三个参照物的位置信息获取当前圆心坐标，以得到当前半径和当前曲率；对所述当前半径和当前曲率进行加权平均，得到所述车道线曲率，并根据所述当前圆心坐标和所述至少三个参照物所在圆的圆心坐标得到所述弯曲方向；在获取所述弯曲方向之后，还包括：判断所述弯曲方向是否有效，如果无效，则重新识别参照物，具体地：判断右侧车道与左侧车道判断结果是否相同或，如果判断相同，则取其判断结果，如果判断不同，则依据下一个周期雷达发出的连续的三个静止目标来进行判断；如果雷达输出的目标只有一侧有有效目标时，采取该侧的数据进行计算并信任此判断；以及
根据所述车道线曲率与所述弯曲方向控制所述自动驾驶车辆的转弯执行机构的转弯动作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取所述当前距离信息之后，还包括：
根据所述当前距离信息判断是否存在所述当前弯道；
在存在所述当前弯道时，采集所述至少三个参照物的位置信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采集所述至少三个参照物的位置信息，包括：
建立距离传感器的测量平面；
根据所述距离传感器的测量平面获取每个参照物的横坐标信息和纵坐标信息，以得到所述每个参照物的位置信息。
4.一种自动驾驶车辆的转弯控制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取至少三个参照物和自动驾驶车辆之间的当前距离信息；
识别模块，用于根据所述当前距离信息和所述至少三个参照物的位置信息识别当前弯道的车道线曲率与弯曲方向，所述识别模块包括：第二获取单元，用于根据所述至少三个参照物的位置信息获取当前圆心坐标，以得到当前半径和当前曲率；第三获取单元，用于对所述当前半径和当前曲率进行加权平均，得到所述车道线曲率，并根据所述当前圆心坐标和所述至少三个参照物所在圆的圆心坐标得到所述弯曲方向；在获取所述弯曲方向之后，还包括：判断所述弯曲方向是否有效，如果无效，则重新识别参照物，具体地：判断右侧车道与左侧车道判断结果是否相同或，如果判断相同，则取其判断结果，如果判断不同，则依据下一个周期雷达发出的连续的三个静止目标来进行判断；如果雷达输出的目标只有一侧有有效目标时，采取该侧的数据进行计算并信任此判断；以及
控制模块，用于根据所述车道线曲率与所述弯曲方向控制所述自动驾驶车辆的转弯执行机构的转弯动作。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：
判断模块，在获取所述当前距离信息之后，用于根据所述当前距离信息判断是否存在所述当前弯道；
采集模块，用于在存在所述当前弯道时，采集所述至少三个参照物的位置信息。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述采集模块包括：
建立单元，用于建立距离传感器的测量平面；
第一获取单元，用于根据所述距离传感器的测量平面获取每个参照物的横坐标信息和纵坐标信息，以得到所述每个参照物的位置信息。
7.一种自动驾驶车辆，其特征在于，包括：如权利要求4-6任一项所述的自动驾驶车辆的转弯控制装置。
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