CN110723144B - 车道分配系统 - Google Patents

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Abstract

车道分配系统包括数字地图、测距传感器和一个或多个控制器电路。数字地图指示在道路上的行驶车道中行驶的主车辆的位置。测距传感器检测至在道路上靠近主车辆行驶的其他车辆的侧向距离。一个或多个控制器电路与数字地图和测距传感器通信。一个或多个控制器电路确定侧向距离的侧向变化，确定该侧向变化是否大于动态阈值，基于数字地图确定在第一车道之外是否存在第二车道，确定其他车辆正在第一车道中行驶，并且根据其他车辆正在第一车道中行驶来操作主车辆。

Description

车道分配系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年6月28日提交的申请号为62/691,323的美国临时专利申请的权益，该申请的全部公开藉此通过引用并入本申请中。本申请还要求于2018年7月2日提交的申请号为16/021,686的美国专利申请的权益，该申请的全部公开藉此通过引用并入本申请中。
技术领域
本公开大体上涉及车道分配系统，并且更具体地涉及确定另一车辆是否在相邻车道中的车道分配系统。
背景技术
当相邻车道没有其他车辆时，在多车道道路上行驶的车辆可以确定到相邻车道中的车道变换是可能的。车辆可以检测其他车辆没有呈现出将要在相邻车道中行驶。
附图说明
现在将参考各个附图并通过示例的方式描述本公开，其中：
图1是根据一个实施例的车道分配系统的图示；
图2是根据一个实施例的配备有图1的车道分配系统的主车辆的图示；
图3是根据另一实施例的配备有图1的车道分配系统的主车辆的图示；
图4是根据又一实施例的操作图1的车道分配系统的方法的图示。
具体实施方式
现在将详细参照实施例，在附图中示出这些实施例的示例。在以下详细描述中，阐述了众多具体详情以便提供对各个所描述的实施例的透彻理解。然而，对本领域的普通技术人员将显而易见的是，无需这些具体详情就可实践所描述的各种实施例。在其它实例中，并未对公知方法、程序、组件、电路以及网络进行详细描述以免不必要地模糊各实施例的各方面。
图1示出了用于在自动车辆12(以下称为主车辆12)上使用的车道分配系统10(以下称为系统10)。如下面将更详细描述的，系统10是对先前的车道分配系统的改进，因为系统10使用数字地图14来确定其他车辆16是否正在与主车辆12当前所行驶或所占用的行驶车道相邻或紧邻的相邻车道中行驶，这可以有益于可以安装在主车辆12上的自动车道变换特征。
系统10包括指示在道路22上的行驶车道20中行驶的主车辆12的位置18的数字地图14。如本文所使用的，位置18是主车辆12的全球定位系统(GPS)坐标。数字地图14可以以车载方式位于主车辆12上并且可以被集成到一个或多个控制器电路24中。数字地图14可以被存储在“云端中”并且经由收发器(例如，Wi-Fi、蜂窝、卫星-未图示-)访问。数字地图14和收发器也可以是定位设备(例如，GPS-未图示-)的一部分。
系统10还包括测距传感器26，该测距传感器26检测但不限于检测至在道路22上靠近主车辆12行驶的其他车辆16的侧向距离28。如本文所使用的，侧向距离28是垂直于主车辆纵轴29测量的主车辆纵轴29与其他车辆纵轴31之间的距离(见图2-3)。如本领域技术人员将理解的，测距传感器26可以是雷达传感器或激光雷达传感器。在图1中所示的示例中，测距传感器26是雷达传感器。雷达传感器可以被配置成输出连续或周期性数据流，该连续或周期性数据流包括与检测到的每个目标相关联的各种信号特性。该信号特性可以包括或者指示以下各项但不限于以下各项：从主车辆12到目标的距离(range)、相对于主车辆纵轴29到目标的方位角(azimuth-angle)(未具体图示)、雷达信号的幅度(未图示)、以及相对于目标靠近(closure)的相对速度(即，距离变化率(range-rate)(未图示))。
系统10还包括与数字地图14和测距传感器26通信的一个或多个控制器电路24。一个或多个控制器电路24可以包括处理器(未具体图示)，该处理器诸如为微处理器或者其他控制电路系统，该其他控制电路系统诸如包括对本领域的技术人员显而易见的用于处理数据的专用集成电路(ASIC)的模拟和/或数字控制电路系统。一个或多个控制器电路24可以包括存储器(未具体图示)，该存储器包括非易失性存储器，诸如用于存储一个或多个例程、阈值和捕获的数据的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。一个或多个例程可以由处理器执行，以执行用于如本文所述的基于由测距传感器26接收的信号确定侧向距离28的步骤。
一个或多个控制器电路24可以分析雷达信号，以关于具有已建立的跟踪(track)的先前检测到的目标的列表来对来自每个检测到的目标的数据进行分类。如本文中使用的，跟踪指的是已与检测到的目标的特定实例相关联的一个或多个数据集。通过示例而非限制的方式，如果雷达信号的幅度大于预定幅度阈值，则一个或多个控制器电路24确定数据是否与先前检测到的目标相对应或者是否已经检测到新目标。如果数据与先前检测到的目标相对应，则该数据被添加到现有数据或与之合并以更新先前检测到的目标的跟踪。如果该数据不与任何先前检测到的目标相对应，例如因为该数据过于远离任何先前检测到的目标，则该数据可以被表征为新目标并被分配唯一的跟踪标识号。可以根据针对新检测到的目标的数据被接收的顺序来分配标识号，或者也可以根据视场中的网格位置来分配标识号。
图2示出了交通场景，在该交通场景中主车辆12在道路22的行驶车道20中行驶并且其他车辆16在另一车道中行驶并且从主车辆12后方逼近。自动车道变换系统的重要特征是确定主车辆12是否可以安全地执行车道变换。有时，来自跟踪器的目标输出表现出大的侧向变化30。也就是说，最初被确定在相邻车道中的对象，可以呈现出从一个车道来回移动到另一车道。这种情况可能在做出何时进行自动车道变换是“安全”的决策时导致假阴性输入至威胁评估算法(存储在一个或多个控制器电路24中-未图示)。也就是说，主车辆12可能错误地察觉到执行车道变换操纵进入相邻车道是安全的，其中其他车辆16实际上在相邻车道中行驶，从而增加了碰撞的风险。
一个或多个控制器电路24基于从测距传感器26接收到的信号确定侧向距离28的侧向变化30，并且确定侧向变化30是否大于动态阈值32。动态阈值32的幅度可以取决于在主车辆12的位置18处的行驶车道20的车道宽度。车道宽度可以由安装在主车辆12上的传感器(诸如视觉传感器)测量，或者可以被包括在数字地图14中。发明人已经发现，对于具有3.5米的车道宽度的行驶车道20，大于4米的侧向变化30的动态阈值32在确定特定车道的分配时在信号噪声和准确度之间提供足够的平衡。
一个或多个控制器电路24基于数字地图14确定在第一车道36之外是否存在第二车道34，其中第一车道36被表征为与主车辆12所行驶的行驶车道20相邻(即相邻车道)。根据侧向变化30大于动态阈值32并且第二车道34不存在(如图2所示)的确定结果，一个或多个控制器电路24确定其他车辆16正在第一车道36中行驶并且根据其他车辆16正在第一车道36中行驶来操作主车辆12。例如，一个或多个控制器电路24可以基于在第一车道36中的其他车辆16的速度、加速度和距离而防止主车辆12做出车道变换操纵以避免碰撞。
在另一个实施例中，当确定其他车辆16将在第一车道36中行驶时，一个或多个控制器电路24将低通滤波器38应用于侧向变化30。这是有益的，因为它减少了由跟踪器检测到的可能错误地影响侧向变化30的平均值的大偏差。
图3是示出图1的系统10的另一实施例的另一交通场景。在该交通场景中，主车辆12在道路22的行驶车道20中行驶并且其他车辆16在另一车道中行驶并且从主车辆12的后方逼近。一个或多个控制器电路24确定侧向距离28的侧向变化30并确定侧向变化30是否大于动态阈值32。如上所述的，一个或多个控制器电路24还基于数字地图14确定在第一车道36之外是否存在第二车道34。根据侧向变化30大于动态阈值32并且第二车道34实际存在的确定结果，一个或多个控制器电路24确定其他车辆16正在第二车道34中行驶并且根据其他车辆16正在第二车道34中行驶来操作主车辆12。例如，一个或多个控制器电路24可以允许主车辆12做出车道变换操纵进入第一车道36。
在另一实施例中，当确定其他车辆16正在第二车道34中行驶时，一个或多个控制器电路24将第二车道34的车道边界宽度40增加预定值42(例如，0.5米)。在另一实施例中，当确定其他车辆16正在第二车道34中行驶时，一个或多个控制器电路24将第二车道34的车道边界宽度40增加动态值44。优选地，动态值44是在主车辆12的位置18处的行驶车道20的车道宽度的函数。增加第二车道34的车道边界宽度40是有益的，因为它减少了当其他车辆16被确定正在第二车道34中行驶时检测到其他车辆16在第一车道36中的可能的错误发生。
图4是操作车道分配系统10(以下称为系统10)的方法200的又一实施例的流程图。
步骤202，“指示位置”，其包括使用图1所示的系统，利用数字地图14指示在道路22上的行驶车道20中行驶的主车辆12的位置18。如本文所使用的，位置18是主车辆12的全球定位系统(GPS)坐标。
步骤204，“检测侧向距离”，其包括如上所述的利用测距传感器26检测至在道路22上靠近主车辆12行驶的其他车辆16的侧向距离28。在图1所示的示例中，测距传感器26是雷达传感器。
步骤206，“确定侧向变化”，其包括利用与数字地图14和测距传感器26通信的一个或多个控制器电路24确定侧向距离28的侧向变化30，如上所述的。有时，来自跟踪器的目标输出表现出大的侧向变化30，其中最初被确定在相邻车道中的对象可能呈现出从一个车道来回移动到另一车道。
步骤208，“侧向变化大于动态阈值吗？”，其包括确定侧向变化30是否大于动态阈值32。动态阈值32的幅度可以取决于在主车辆12的位置18处的行驶车道20的车道宽度。发明人已经发现，对于具有3.5米的车道宽度的典型的行驶车道20，大于4米的侧向变化30的动态阈值32在将其他车辆16分配给特定车道时在信号噪声和准确度之间提供足够的平衡。
步骤210，“第二车道存在吗？”，其包括基于数字地图14确定在第一车道36之外是否存在第二车道34，第一车道36被表征为与行驶车道20相邻。
步骤212，“确定其他车辆在第一车道中”，其包括根据侧向变化30大于动态阈值32并且基于数字地图14不存在第二车道34的确定结果，确定其他车辆16正在第一车道36中行驶，如上所述的。
步骤214，“应用滤波器”，其包括当确定其他车辆16在第一车道36中行驶时将低通滤波器38应用于侧向变化30，如上所述的。
步骤216，“操作主车辆”，其包括根据其他车辆16正在第一车道36中行驶来操作主车辆12，并且可以防止主车辆12做出进入第一车道36的车道变换操纵，如上所述的。
步骤218，“确定其他车辆在第二车道中”，其包括根据侧向变化30大于动态阈值32并且基于数字地图14实际存在第二车道34的确定结果，确定其他车辆16正在第二车道34中行驶，如上所述的。
步骤220，“增加车道边界宽度”，其包括当确定其他车辆16正行驶在第二车道34中时，将第二车道34的车道边界宽度40增加预定值42(例如，0.5米)。在另一实施例中，当确定其他车辆16正在第二车道34中行驶时，一个或多个控制器电路24将第二车道34的车道边界宽度40增加动态值44。优选地，动态值44是在主车辆12的位置18处的行驶车道20的车道宽度的函数。
步骤222，“操作主车辆”，其包括根据其他车辆16正在第二车道34中行驶来操作主车辆12，可以允许主车辆12做出进入第一车道36的车道变换操纵，如上所述的。
相应地，提供了车道分配系统10(系统10)和操作车道分配系统10的方法200。系统10是对其他车道分配系统的改进，因为系统10使用数字地图14来确定其他车辆16是否正在相邻车道中行驶，并且可以防止主车辆12做出进入相邻车道的车道变换操纵以避免碰撞。
尽管已经参照本公开的优选实施例描述了本公开，但是并不旨在受限于此，而是仅受所附权利要求书中所阐述的范围限制。“一个或多个(One or more)”包括由一个要素执行的功能、由多于一个要素例如以分布式方式执行的功能、由一个要素执行的若干功能、由若干要素执行的若干功能或上述的任何组合。还将理解的是，虽然在一些实例中，术语第一、第二等在本文中用于描述各种要素，但这些要素不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个要素与另一个区别开来。例如，第一接触件可被称为第二接触件，并且类似地，第二接触件可被称为第一接触件，而没有背离各个所描述的实施例的范围。第一接触件和第二接触件两者都是接触件，但它们并非相同的接触件。在对本文中各个所描述的实施例的描述中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在构成限定。如在对各个所描述的实施例和所附权利要求的描述中所使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。还将理解的是，本文所使用的术语“和/或”是指并且包含相关联的所列项目中的一个或更多个的任何和所有可能的组合。将进一步理解的是，术语“包含(includes)”、“包含有(including)”、“包括(comprises)”和/或“包括有(comprising)”当在本申请文件中使用时指明所陈述的特征、整数、步骤、操作、要素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、要素、组件和/或其群组的存在或添加。如本文中所使用的，取决于上下文，术语“如果(if)”可选地被解释为表示“当…时或”在…后”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，取决于上下文，短语“如果被确定”或“如果检测到[所陈述的状况或事件]”被可选地解释为表示“在确定…后”或“响应于确定”或“在检测到[所陈述的状况或事件]后”或“响应于检测到[所陈述的状况或事件]”。

Claims (18)

1.一种车道分配系统，所述系统包括：
数字地图，所述数字地图被配置成用于指示在道路上的行驶车道中行驶的主车辆的位置；
测距传感器，所述测距传感器被配置成用于检测从所述主车辆至在所述道路上靠近所述主车辆行驶的其他车辆的侧向距离；以及
一个或多个控制器电路，所述一个或多个控制器电路与所述数字地图和所述测距传感器通信，所述一个或多个控制器电路被配置成用于：
确定所述侧向距离的侧向变化；
确定所述侧向变化是否大于动态阈值；
基于所述数字地图确定在第一车道之外是否存在第二车道，其中所述第一车道被表征为与所述行驶车道相邻；
根据所述侧向变化大于所述动态阈值并且所述第二车道不存在的确定结果，确定所述其他车辆正在所述第一车道中行驶；以及
根据所述其他车辆正在所述第一车道中行驶来操作所述主车辆。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述动态阈值是基于在所述主车辆的所述位置处的所述行驶车道的车道宽度。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述动态阈值是大于4米的侧向变化。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，当确定所述其他车辆正在所述第一车道中行驶时，所述一个或多个控制器电路被进一步配置成用于将低通滤波器应用到所述侧向变化。
5.一种车道分配系统，所述系统包括：
数字地图，所述数字地图被配置成用于指示在道路上的行驶车道中行驶的主车辆的位置；
测距传感器，所述测距传感器被配置成用于检测从所述主车辆至在所述道路上靠近所述主车辆行驶的其他车辆的侧向距离；以及
一个或多个控制器电路，所述一个或多个控制器电路与所述数字地图和所述测距传感器通信，所述一个或多个控制器电路被配置成用于：
确定所述侧向距离的侧向变化；
确定所述侧向变化是否大于动态阈值；
基于所述数字地图确定在第一车道之外是否存在第二车道，其中所述第一车道被表征为与所述行驶车道相邻；
根据所述侧向变化大于所述动态阈值并且所述第二车道存在的确定结果，确定所述其他车辆正在所述第二车道中行驶；以及
根据所述其他车辆正在所述第二车道中行驶来操作所述主车辆。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述动态阈值是基于在所述主车辆的所述位置处的所述行驶车道的车道宽度。
7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述动态阈值是大于4米的侧向变化。
8.根据权利要求5所述的系统，其中，当确定所述其他车辆正在所述第二车道中行驶时，所述一个或多个控制器电路被进一步配置成用于将所述第二车道的车道边界宽度增加预定值。
9.根据权利要求5所述的系统，其中，当确定所述其他车辆正在所述第二车道中行驶时，所述一个或多个控制器电路被进一步配置成用于将所述第二车道的车道边界宽度增加动态值。
10.一种操作车道分配系统的方法，所述方法包括：
利用数字地图指示在道路上的行驶车道中行驶的主车辆的位置；
利用测距传感器检测从所述主车辆至在所述道路上靠近所述主车辆行驶的其他车辆的侧向距离；
利用与所述数字地图和所述测距传感器通信的一个或多个控制器电路确定所述侧向距离的侧向变化；
确定所述侧向变化是否大于动态阈值；
基于所述数字地图确定在第一车道之外是否存在第二车道，其中所述第一车道被表征为与所述行驶车道相邻；
根据所述侧向变化大于所述动态阈值并且所述第二车道不存在的确定结果；
确定所述其他车辆正在所述第一车道中行驶；以及
根据所述其他车辆正在所述第一车道中行驶来操作所述主车辆。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述动态阈值是基于在所述主车辆的所述位置处的所述行驶车道的车道宽度。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述动态阈值是大于4米的侧向变化。
13.根据权利要求10所述的方法，进一步包括以下步骤：当确定所述其他车辆正在所述第一车道中行驶时，利用所述一个或多个控制器电路，将低通滤波器应用到所述侧向变化。
14.一种操作车道分配系统的方法，所述方法包括：
利用数字地图指示在道路上的行驶车道中行驶的主车辆的位置；
利用测距传感器检测从所述主车辆至在所述道路上靠近所述主车辆行驶的其他车辆的侧向距离；
利用与所述数字地图和所述测距传感器通信的一个或多个控制器电路，确定基于所述测距传感器的所述其他车辆的侧向变化；
确定所述侧向变化是否大于动态阈值；
基于所述数字地图确定在第一车道之外是否存在第二车道，其中所述第一车道被表征为与所述行驶车道相邻；
根据所述侧向变化大于所述动态阈值并且所述第二车道存在的确定结果，确定所述其他车辆正在所述第二车道中行驶；以及
根据所述其他车辆正在所述第二车道中行驶来操作所述主车辆。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述动态阈值是基于在所述主车辆的所述位置处的所述行驶车道的车道宽度。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述动态阈值是大于4米的侧向变化。
17.根据权利要求14所述的方法，进一步包括以下步骤：利用所述一个或多个控制器电路将所述第二车道的车道边界宽度增加预定值。
18.根据权利要求14所述的方法，进一步包括以下步骤：利用所述一个或多个控制器电路将所述第二车道的车道边界宽度增加动态值。
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