CN110940349A - 用于规划车辆的轨迹的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于操作导航系统以沿着选定的路线路径将自主车辆的驾驶员引导到期望的目的地的方法，包括：获得关于在所述自主车辆周围的区域中的车辆的信息的步骤；基于所述获得的信息而确定所述车辆的轨迹的步骤；以及将所述车辆的所述轨迹与所述选定的路线路径进行比较的步骤。如果确定所述车辆中的一个车辆曾经沿着所述选定的路线路径行驶、目前正在沿着所述选定的路线路径行驶或将要沿着所述选定的路线路径行驶，则产生并且输出对所述自主车辆的所述驾驶员的跟随所述一个车辆的指令。

Description

用于规划车辆的轨迹的方法

技术领域

本文中所描述的一个或多个实施方案涉及一种用于操作导航系统以沿着选定的路线路径将自主车辆的驾驶员引导到期望的目的地的方法。特别地，所述方法可以在由计算机执行的程序中实现。此外，本文中所描述的一个或多个实施方案涉及用于沿着选定的路线路径将自主车辆的驾驶员引导到期望的目的地的导航系统。特别地，所述导航系统可以是高级驾驶员辅助系统(ADAS)的部分或与ADAS一起工作。

背景技术

为了沿着选定路线将车辆的驾驶员引导到规定目标，大部分导航系统使用逐向导航(turn-by-turn navigation)。跟随选定路线的指南将以听觉和/或图形指令的形式连续地提供给驾驶员。逐向导航系统通常使用电子语音通知用户是左转或右转、继续直行、街道名称以及到转向处的剩余距离。逐向导航系统的典型指令可以包括例如“三百米后右转进入埃尔姆街(Elm Street)”的命令。然而，对于某些驾驶员来说，可能难以遵循这种指令，这是因为正确地判断距离对于未受过训练的人来说不是容易的任务。此外，对于不熟悉区域的驾驶员来说，街道名称可能不是有用的信息。

为了提供驾驶员可以有更直接地反应的指令，已建议将沿着道路的视觉线索包括在指令中，所述视觉线索例如信号灯、兴趣点、杰出的建筑物、桥梁、隧道或其他地标。这种指令可以包括例如“在教堂之后左转”的命令。

然而，使用静止对象作为引导驾驶员的参照物需要这些对象始终可见并且容易识别。此外，在驾驶时，注意并且识别道路两侧的静态参考点的可用时间是有限的。在自主车辆周围的其他交通参与者必须被自主车辆的驾驶员看到，以便在交通中维持情景意识并且安全地导航。

发明内容

一个或多个实施方案描述一种用于操作导航系统以沿着选定的路线路径将自主车辆的驾驶员引导到期望的目的地的方法。举例来说，所述方法旨在通过提供跟随另一车辆的指令来引导自主车辆的驾驶员。在下文中，术语车辆应理解为指代任何种类的合适道路参与者，包括例如汽车、摩托车、卡车、公共汽车和自行车。举例来说，可以向自主车辆的驾驶员提供例如“请跟随您前方的左转车辆”的指令。因此，可以获得引导车辆的更自然并且更直觉的方式。

根据一方面，一种用于操作导航系统以沿着选定的路线路径将自主车辆的驾驶员引导到期望的目的地的方法包括获得关于在所述自主车辆周围的区域中的车辆的信息的步骤。举例来说，可以获取关于在所述自主车辆前方的车辆的信息。如此，可能有可能识别在所述自主车辆前方的车辆，可以跟随所述前方车辆以便跟随所述路线路径。

此外，根据另一方面，可以预测在所述自主车辆周围的车辆的行为。举例来说，在所述自主车辆前方的在前车辆可以将右转信号打开并且可以正在接近交汇点。作为操作导航系统的所述方法的部分，预测可以基于检测右转信号和即将来临的交汇点而出现，所述预测是在前车辆很可能在交汇点处右转。如果到期望的目的地的路线路径也需要在交汇点处右转，则导航系统可以指示“请跟随您前方的右转车辆”。如果所述路线路径不需要右转，则导航系统可以i)指示不跟随前方的车辆，ii)保持静音，除非导航系统检测到所述自主车辆错误地跟随前方的车辆进行右转，或iii)发出另一指令，如继续直行。作为另一实例，可以预测目前在所述自主车辆后面或紧跟所述自主车辆的车辆的行为。依据所述预测，导航系统可以指示允许尾随车辆通过和/或落后于尾随车辆。在尾随车辆已经超过所述自主车辆之后，导航系统可以指示跟随现在在所述自主车辆前方的车辆。

根据一方面，所述方法可以包括基于所述获得的信息而确定在所述自主车辆周围的所述车辆的轨迹的步骤。为了识别可以跟随的车辆，可能有必要确定所述车辆的轨迹。这可以用多个不同方式进行。出于产生跟随另一车辆的指令的目的，仅确定所述车辆的相对短的轨迹即可足够。举例来说，确定另一车辆在例如交汇点、交叉口、转弯、环岛、互通式立交、高速路的入口或出口以及类似位置的区域内的轨迹即可足够。

根据又一方面，所述方法可以包括将在所述自主车辆周围的所述车辆的所述轨迹与所述选定的路线路径进行比较的步骤。换句话说，依据所述自主车辆的规划轨迹对周围车辆(即，在所述自主车辆周围的车辆)的确定的轨迹进行分析。如果周围车辆的确定轨迹与所述自主车辆的规划轨迹之间存在匹配，并且所述自主车辆在所述周围车辆后面，则所述自主车辆可以跟随所述周围车辆。

确定沿着所述路线路径的相对短的区段的轨迹之间的匹配即可足够，所述匹配允许所述自主车辆跟随周围车辆，以便继续沿着所述选定的路线路径。举例来说，为了识别要跟随的合适周围车辆，确定在例如交汇点、交叉口、转弯、环岛、互通式立交、高速路的入口或出口以及类似位置的区域内的轨迹之间的匹配即可足够。在一些情况下，识别仅几十米的匹配即可足够。对周围车辆的轨迹进行分析的速率可以取决于例如所述自主车辆的速度或所述路线路径中的交点的密度。出于这个目的，可以对所述选定的路线路径进行分析，以便检测所述路线路径中的交点，在所述交点处，将需要例如转向的方向改变。因此，可以定义前面的阈值距离或在检测到的交点周围的阈值半径。一旦所述自主车辆越过此阈值(或进入半径)，即必须通过对周围车辆的轨迹进行分析来识别要跟随的合适车辆。一旦已识别出要跟随的合适车辆，即可以产生跟随所述车辆的指令。

根据一方面，可以基于环境模型来预测其他道路参与者的行为。所述环境模型可以包括与道路车道的中心线和/或边界线相关的数据和与使用传感器检测到的周围车辆相关的数据。

根据一方面，周围车辆和所述自主车辆的轨迹之间的匹配能够仅基于几何信息。举例来说，在所述自主车辆周围的所有(或至少一些)周围车辆的所有(或至少一些)先前轨迹以及车辆的当前位置和航向可以是已知的。对于所述自主车辆，规划的路线路径也是已知的。接着可以计算样本点，以用于所述周围车辆和所述自主车辆的路线。接着可以通过找出所述规划的路线路径上的到周围车辆的轨迹上的每个样本点的最接近样本点来计算这些样本点之间的平均距离。所述距离可以计算为这些样本点之间的欧氏距离。可以使用平均欧氏距离作为表示规划的路线与周围车辆的轨迹之间的匹配的质量的基本量度。一旦识别出具有足够匹配的周围车辆的轨迹，即可将匹配的周围车辆用于产生指令以引导所述自主车辆的所述驾驶员。

根据一方面，如果确定所述周围车辆中的一个车辆曾经沿着所述选定的路线路径行驶、目前正在沿着所述选定的路线路径行驶或将要沿着所述选定的路线路径行驶，则可以实行产生并且输出对所述自主车辆的所述驾驶员的跟随所述一个其他车辆的指令的步骤。如此，可以向所述驾驶员提供对应于自然并且直觉方式的指令，人类乘客可以向所述驾驶员提供指令以便跟随所述路线路径。举例来说，所述指令可以产生为“请跟随您前面的汽车左转”或“请跟随选择右边出口的汽车”。

根据一方面，获得关于在所述自主车辆周围的车辆的信息的所述步骤可以包括检测所述周围车辆中的至少一者的位置、速度、航向,转向信号和/或车道分配中的至少一者。这可以是通过使用由至少一个传感器产生的传感器数据。所述至少一个传感器可以位于所述自主车辆上。所述至少一个传感器可以与所述导航系统通信。可以基于至少一个周围车辆的所述位置、所述速度、所述航向、所述转向信号和/或所述车道分配中的至少一者而确定所述周围车辆的轨迹。作为用于产生所述传感器数据的传感器，可以使用雷达传感器、红外线传感器、摄影机、立体摄影机、激光雷达以及激光传感器中的至少一者。在特定实施方案中，可以使用传感器的组合。

根据一方面，获得关于周围车辆的信息的所述步骤可以包括检测所述周围车辆的颜色和/或品牌和/或厂商(即模型)和/或转向信号和/或类型(例如，汽车、卡车、摩托车等)中的至少一者。特别地，一个或多个传感器可以用于获得关于周围车辆的信息。输出到驾驶员的所述产生的指令可以包括将要跟随的其他车辆的所述检测到的颜色、品牌、厂商、转向信号和类型中的至少一者。举例来说，可以产生例如“请跟随蓝色梅赛德斯轿车左转”或“请右转，跟随指示右转的红色法拉利”或“请跟随直行通过交汇点的摩托车”的指令。在所述指令是以视觉方式向驾驶员呈现的情况下，可以显现要跟随的车辆的现实模型。出于这个目的，可以访问例如车辆的三维图形表示的显现的模型的数据库。当向驾驶员呈现要跟随的车辆的现实图形表示而不是其他车辆的通用图像时，驾驶员可以用更少的努力来识别要跟随的车辆。

检测在所述自主车辆附近的车辆的颜色和/或品牌和/或厂商(即模型)和/或类型中的至少一者的过程可以包括获取所述周围车辆的图形和/或激光雷达点云，以及处理图像数据或点云数据。可以例如由受过训练以检测存在什么类型的道路参与者的神经网络来执行图像处理，所述检测例如所述道路参与者是否是汽车、自行车、货车、行人或摩托车。此外，能够训练所述神经网络以检测品牌、模型、颜色和/或类型。

根据一方面，获得关于周围车辆的信息的所述步骤可以包括使用车辆到车辆(V2V)接口从所述周围车辆接收数据的步骤。V2V允许汽车彼此交换数据。车辆之间的通信可以使用无线连接实现。在车辆之间共享的信息可以与例如位置信息和规划路线信息相关，使得能够检测到车辆之间的路线之间的匹配。当所述自主车辆经由V2V接收到在所述自主车辆附近的车辆的路线信息和位置信息时，可以无需借助于传感器另外检测车辆而产生跟随所述车辆的指令。

根据一方面，可以使用听觉信号和/或光学信号向所述驾驶员输出指令。特别地，可以向所述驾驶员输出语音指令。另外或替代地，可以输出视觉指令。所述视觉指令还可以并有所获得的关于要跟随的车辆的信息。举例来说，看起来像要跟随的车辆的车辆的动画或静止图像可以显示在显示器上，所述显示器包括在仪表板中或平视显示器中。

根据一方面，所述方法还可以包括将关于周围车辆的所述获得的信息传输到服务器的步骤。这样可以允许所述服务器确定所述周围车辆的轨迹。确定周围车辆的轨迹的过程可以涉及大计算量。通过将包括关于周围车辆的所述信息的数据传输到服务器，可以由所述服务器实行这个高计算成本的过程，所述过程可以具有比所述自主车辆的本地处理器大得多的处理能力。需要交换的数据的量可以相对较小，使得与数据传送相关联的时间延迟可以较小，特别是与通过使用较高处理能力的服务器来处理所述轨迹可能节约的时间相比。

根据一方面，所述方法还可以包括将所述选定的路线路径传输到所述服务器的步骤。所述服务器可以将所述周围车辆的轨迹与所述选定的路线路径进行比较。将所述自主车辆的所述轨迹与周围车辆的所述轨迹进行比较的过程可能需要大计算量。通过将包括关于周围车辆和关于所述自主车辆的位置和选定的路线路径的信息的数据传输到服务器，可以由所述服务器实行这个高计算成本的处理，所述处理可以具有比车辆的本地处理器大得多的处理能力。需要交换的数据的量可以相对较小，使得与数据传送相关联的时间延迟可以较小，特别是与通过使用较高处理能力的服务器进行处理可能节约的时间相比。

根据一方面，提供一种程序，所述程序实现根据本文中所描述的至少一个方面的用于操作导航系统以沿着选定的路线路径将自主车辆的驾驶员引导到期望的目的地的方法。特别地，所述程序由计算机执行。实现所述方法的所述程序可以包括可以由多个处理器实行的多个任务。所述处理器的全部或一些可以局部地设置在所述自主车辆处，和/或所述处理器的全部或一些可以在中心设置在服务器处或处于云网络内，所述自主车辆可以与所述云网络通信。所述程序可以存储在可由所述服务器和/或位于所述自主车辆中的处理器访问的非暂时性计算机可读介质上。

根据一方面，提供一种用于自主车辆的导航系统，其中所述系统包括选路单元，所述选路单元用于选择所述自主车辆到达期望的目的地的路线路径。举例来说，所述路线路径可以由驾驶员根据可以由驾驶员预设的一个或多个要求或偏好从到所述期望的目的地的一个或多个可能路线中选择。所述期望的目的地可以由驾驶员使用输入单元输入。特别地，所述导航系统可以实现为高级驾驶员辅助系统(ADAS)的部分。

根据一方面，所述系统可以包括传感器单元，所述传感器单元用于从多个传感器获得关于在所述自主车辆周围的区域中的车辆的传感器数据。特别地，所述多个传感器可以包括摄影机、立体摄影机、雷达、激光雷达、惯性测量单元(IMU)和用于从全球导航卫星系统(GNSS)接收坐标的接收器中的至少一者。

根据一方面，所述系统可以包括处理单元，所述处理单元用于确定在所述自主车辆周围的所述车辆的轨迹以及用于将所述确定的轨迹与所述自主车辆的所述选定的路线路径进行比较。特别地，所述处理单元被配置用于基于从接收单元接收到的所述信息而确定所述周围车辆的所述轨迹。所述轨迹可以例如通过分析所述接收到的信息来确定。出于这个目的，所述处理单元可以执行用于检测周围车辆的轨迹的一个或多个算法。举例来说，可以随着时间跟踪随时时间检测到的周围车辆的位置，并且将所述位置与包括在高清晰度(HD)地图中的例如车道标记和车辆之间的交点的信息进行比较。可以仅针对路线路径的预定区段执行将所述检测到的轨迹与所述选定的路线路径进行比较的功能。举例来说，所述预定区段可以包括约十米到一百米的所述路线路径，所述预定区段是所述自主车辆随后将要行进的。在第一处理步骤中，所述处理单元可以分析所述选定的路线路径并且检测所述路线路径中的交点，在所述交点处，将需要例如转向的方向变化。接着，所述处理单元可以定义前面的阈值距离或检测到的交点周围的阈值半径。一旦越过阈值(或进入半径)，即必须识别要跟随的合适车辆以用于产生指令。

根据一方面，所述系统可以包括指令单元，所述指令单元用于产生跟随所述路线路径的指令，其中如果一个周围车辆的轨迹与所述选定的路线路径匹配，则所述指令单元可以被配置成产生指令以跟随所述一个周围车辆。所述指令单元可以包括存储视觉和/或音频指令模板的数据库。通过选择合适的模板以及添加相关信息，指令能够非常高效地产生。

根据一方面，所述指令单元被配置用于基于从所述接收单元接收到的所述信息产生所述指令。所述指令单元可以实现为单独的硬件块，或借助于由一个或多个处理器执行的软件模块实现。在功能上，所述指令单元从所述处理单元接收与轨迹之间的比较过程的结果相关的信息，并且产生指令，所述指令能够由输出单元输出到所述自主车辆的所述驾驶员。因此，所述指令单元被配置用于将从所述处理单元接收到的所述信息转换成以适合所述输出单元的数据格式提供的指令。

根据一方面，所述系统可以包括输出单元，所述输出单元用于将指令输出到所述自主车辆的驾驶员。所述输出单元可以被配置成用视觉和/或听觉方式向所述驾驶员输出所述指令。出于这个目的，所述输出单元可以包括用于显示图形指令的显示器、用于输出声音的扬声器和/或平视显示器(HUD)中的至少一者。特别地，所述输出单元可以是ADAS或组合仪表的部分。

根据一方面，所述系统还可以包括接收单元，所述接收单元用于从在所述自主车辆周围的区域中的其他车辆接收关于所述其他车辆的信息。特别地，所述接收单元可以使用车辆到车辆(V2V)接口从所述其他车辆接收数据。举例来说，当直接从周围车辆接收轨迹信息时，可以省略计算所述周围车辆的轨迹的步骤，所述步骤可能计算繁琐。另外或替代地，与周围车辆的品牌、颜色、类型和/或模型相关的信息可以经由V2V接口来接收。

根据一方面，所述系统还可以包括服务器，所述服务器被配置成与所述选路单元、所述传感器单元、所述处理单元、所述指令单元和所述输出单元中的至少一者通信以及交换数据。数据通信可以例如藉由例如移动数据网络的无线网络来实现。所述服务器不必是单一的集中管理的硬件块，而是可以实现为云计算网络，所述云计算网络具有冗余部件和简化的维护的优点。

根据一方面，所述处理单元可以位于所述服务器处。使用所述服务器处的处理单元可以达成更容易提供比在所述自主车辆处本地提供的处理能力强的处理能力的优点。另一方面，任务也可以分割在所述服务器处的处理器与所述自主车辆处的处理器之间，以便减少数据处理需要的时间以及更高效地使用可用的处理能力。

附图说明

图1示意性地图示根据一实施方案的导航系统。

图2示出示意性地图示根据一实施方案的方法的过程流程。

图3示出示意性地图示根据一实施方案的方法的过程流程。

图4图示使用对环境模型的预测的路线匹配的实例。

图5图示使用V2V的路线匹配的实例。

图6图示基于轨迹之间的几何关系的路线匹配的实例。

具体实施方式

图1示出根据一实施方案的用于自主车辆的导航系统1的示意性图解。导航系统1可以包括选路单元11、传感器单元12、处理单元13、指令单元14、输出单元15和接收单元16。导航系统1可以实现为包括组合仪表的高级驾驶员辅助系统(ADAS)的部分。特别地，导航系统1可以用于例如汽车、摩托车或卡车的机动车辆中。在一些实施方案中，导航系统1的不同单元可以实现为在一个或多个电子控制单元(ECU)上运行的软件模块。特别地，传感器单元12和选路单元11可以在不同的ECU上运行。

选路单元11可以使自主车辆的驾驶员能够选择供自主车辆到达期望的目的地的路线路径。出于这个目的，选路单元11可以包括输入单元，所述输入单元用于接收驾驶员作出的输入操作。借助于输入单元，驾驶员可以输入期望的目的地。选路单元11接着可以提供到达所述目的地的一个或多个可能的路线路径，驾驶员可以使用所述输入单元从所述一个或多个可能的路线路径中选择要跟随的一个路线路径。

传感器单元12可以包括多个传感器，所述多个传感器用于获得关于在自主车辆周围的区域中的车辆的传感器数据。传感器单元12通常至少包括摄影机和雷达。此外，传感器单元12还可以包括激光雷达。特别地，传感器单元12的摄影机、雷达和激光雷达可以被配置成检测在自主车辆前方的区域中的车辆。举例来说，雷达可以用于检测在自主车辆前方的车辆的距离。此外，传感器单元12可以包括接收器，所述接收器用于从全球导航卫星系统(GNSS)接收自主车辆的位置坐标。此外，传感器单元12还可以包括惯性测量单元(IMU)，所述惯性测量单元用于在不可获得来自GNSS的信号(例如，在隧道中)时检测自主车辆的位置。

处理单元13可以基于接收到的信息而确定在自主车辆周围的车辆的轨迹。此外，处理单元13可以将确定的轨迹与选定的路线路径进行比较。

指令单元14可以被配置成产生用于跟随路线的指令。如果一个周围车辆的轨迹与自主车辆的选定的路线路径匹配，则指令单元14可以被配置成产生跟随所述一个周围车辆的指令。此外，指令单元14可以基于与将要跟随的车辆的品牌、厂商、类型或颜色相关的信息来产生指令。

输出单元15可以包括用于在自主车辆的挡风玻璃上显示视觉信息的平视显示器，和具有用于向驾驶员提供其他视觉信息的一个或多个薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的组合仪表。输出单元15可以包括音频系统，所述音频系统具有用于向驾驶员输出音频的至少一个扬声器。输出单元15可以用于向自主车辆的驾驶员输出视觉和声学指令。

接收单元16可以被配置用于从其他车辆接收关于在自主车辆周围的区域中的其他车辆的信息。特别地，接收单元16可以使用车辆到车辆(V2V)接口从周围车辆接收数据。这个信息可以用于确定周围车辆的轨迹和/或用于产生指令。

系统1的实施方案还可以包括服务器，所述服务器被配置成与选路单元11、传感器单元12、处理单元13、指令单元14和输出单元15中的至少一者通信并且交换数据。特别地，处理单元13可以在服务器处实现。为了在自主车辆与服务器之间传送数据，系统1可以被配置成经由移动数据网络通信。

图2根据一个或多个实施方案示出示意性地图示用于操作导航系统1以沿着选定的路线路径将自主车辆的驾驶员引导到期望的目的地的方法的过程流程。所述方法可以由如上文关于图1所描述的导航系统1实行。

在第一过程步骤S101中，自主车辆的驾驶员可以输入期望的目的地。这个步骤可以例如通过使用输入装置键入目的地或通过语音输入进行。导航系统1可以在数据库中或在地图上搜索输入的目的地，所述地图可以存储在本地或可以经由数据通信连接从服务器获得。

在接下来的步骤S102中，可以选择路线路径。举例来说，可以为驾驶员呈现从当前位置到期望的目的地的一个或多个可能的路线路径，并且可以选择路线路径。举例来说，驾驶员可以选择跟随需要最少量的时间的最短距离或最快线路径。可以根据用户定义要求来选择其他可能的路线路径，所述用户定义要求例如避开收费道路或避开边境关口。

在已在步骤S102中选择路线路径之后，驾驶员可以遵照由导航系统1输出的指令开始他或她的旅程。举例来说，指令可以基于每次转向而输出，告诉驾驶员在交叉口向左或向右转或继续直行。图形指示和/或语音命令可以由导航系统输出，以便引导驾驶员。输出指令的时机可以通过将自主车辆的当前位置与路线路径进行比较来触发。举例来说，在选择路线路径之后，可以根据区段之间的必要操纵而将所述路线路径划分成多个区段，以便跟随所述路线路径。每个操纵可以对应于转向或沿着规定车道行驶。可以定义在所述操纵之前的合适距离、阈值，或可以定义在需要执行操纵的位置周围的阈值半径。所述阈值可以作为用于开始产生指令的过程的诱因。

在下文中，所述方法可以包括用于沿着所述路线路径跟随另一车辆的命令。每当所述自主车辆接近需要向驾驶员提供指令的交点时，可以执行这些步骤以便跟随所述路线路径。

在步骤S103中，可以处理由导航系统1的传感器单元12产生的传感器数据，以便获得关于在所述自主车辆周围的区域中的车辆的信息。举例来说，可以检测在所述自主车辆周围的至少一个车辆的位置、速度、航向、转向信号和/或车道分配中的至少一者。另外，可以获得所述周围车辆的颜色和/或品牌和/或厂商和/或转向信号和/或类型中的至少一者。特别地，可以通过处理从至少一个传感器接收到的传感器数据来获得关于周围车辆的信息。另外或替代地，可以通过使用车辆到车辆(V2V)接口直接从其他车辆接收数据来获得关于周围车辆的信息。经由V2V接收到的信息可以包括与周围车辆的轨迹、周围车辆的品牌、厂商、颜色和类型相关的信息。

在步骤S104中，可以使用所述获得的信息确定所述周围车辆的轨迹。可以例如基于所述周围车辆中的至少一者的位置、速度、航向、转向信号和/或车道分配中的至少一者来确定所述周围车辆的轨迹。

接下来，在步骤S105中，可以将其他车辆的轨迹与所述选定的路线路径进行比较。将轨迹与路线路径进行比较的步骤可以包括计算确定的轨迹与地图上的自主车辆的路线路径的匹配。

接下来，在步骤S106中，可以确定至少一个周围车辆的轨迹与所述自主车辆的选定的路线路径的至少一部分之间是否存在匹配。换句话说，可以确定其他车辆中的一者是否曾经沿着所述选定的路线路径行驶、目前正在沿着所述选定的路线路径行驶或将要沿着所述选定的路线路径行驶。所述匹配只需要在所述自主车辆的当前位置的预定半径内，例如离开所述自主车辆在预定义距离内或在路线路径中的例如交叉口的交点的预定义半径内。此外，所述匹配未必必需准确。举例来说，如果将要跟随的车辆正在沿着与所述自主车辆平行的车道行驶，则通过留在当前车道即可足以跟随所述车辆。因此，可以基于功能来评估匹配轨迹的准则，所述准则产生沿着选定的路线路径行驶的期望的结果，而不是准确地跟随周围车辆的移动。

如果匹配过程的结果是否定的，则过程返回步骤S103。在这里，否定结果意味着跟随周围车辆不会沿着选定的路线路径引导自主车辆。

如果步骤S106中的匹配过程的结果是肯定的，则在步骤S107中产生跟随轨迹匹配选定的路线匹配的其他车辆的指令。举例来说，可以产生包含以下至少一者的指令：将要跟随的另一车辆的检测到的颜色、品牌、厂商、类型和转向信号。最后，在步骤S108中，向驾驶员输出所述产生的指令。举例来说，视觉指令可以和听觉指令一起提供给驾驶员以跟随车辆。

图3图示根据一个或多个实施方案的用于操作导航系统以沿着选定的路线路径将自主车辆的驾驶员引导到期望的目的地的方法。所述方法可以由如上文关于图1所描述的导航系统1实行。

所述方法可以包括在步骤S101中输入期望的目的地、在步骤S102中选择路线路径以及在步骤S103中经由一个或多个传感器获得关于在自主车辆周围的区域中的车辆的信息。可以在步骤S111中将关于周围车辆的所述获得信息传输到服务器。另外，可以将所述自主车辆的选定的路线路径传输到所述服务器。所述服务器可以远离所述自主车辆定位。所述自主车辆可以与所述服务器无线通信。

所述方法可以包括在步骤S104中确定周围车辆的轨迹。确定步骤S104可以由所述服务器执行。另外，所述方法可以包括在步骤S105中将周围车辆的确定的轨迹与所述自主车辆的选定的路径进行比较。步骤S105也可以由所述服务器执行。基于所述比较，所述方法可以包括在步骤S106中确定在周围车辆的轨迹与所述自主车辆的选定的路线路径之间是否存在匹配。步骤S106也可以由所述服务器执行。在指示匹配的肯定确定的情况下，所述方法可以包括步骤S112。在步骤S112中，所述服务器可以将存在匹配传输到所述自主车辆。基于肯定确定到所述自主车辆的传输，所述方法可以包括在步骤S107中产生指令和在步骤S108中向所述自主车辆的驾驶员输出所述指令。

图4至图6图示路线匹配方法的实例，所述路线匹配方法可以在如上文参考图2和图3所描述的过程的步骤S104到S106中实现。

图4图示使用对环境模型的预测的路线匹配的实例。所述环境模型可以提供数据，例如道路车道和交叉口的中心和使用自主车辆的传感器检测到的周围车辆。在图4中，车道中心线由虚箭头指示。在示例性四向交叉口处，对于接近所述交叉口的车辆，例如自主车辆(黑色矩形)或前方的车辆(具有条纹的矩形)来说，三个方向是可能的：左转、右转或继续直行。这三种可能性由标记所述中心线的虚箭头指示。自主车辆的规划路线由实箭头指示并且包括在交叉口处左转。对环境模型的预测给出由白色矩形图示的车辆也会左转并且因此和自主车辆一样沿着在交叉口的边界内的轨迹行进的高概率。此外，传感器可以提供数据，所述数据指示正在转向的车辆是红色的。作为肯定的轨迹匹配的结果，可以产生例如“在下一个交叉口请跟随左转的红色车辆！”的语音命令。

图5图示使用V2V的路线匹配的实例。类似于图4中所描绘的情形，自主车辆接近为了跟随规划路线(实箭头)而必需左转的交叉口。在自主车辆前方存在两个周围车辆。直接在自主车辆前方的车辆(虚线矩形)可以向前直行通过交叉口(点划线箭头)。另一车辆(白色矩形)可以左转(虚箭头)。自主车辆可以借助于V2V通信来接收周围车辆的路线。此外，通过V2V传输的数据还可以包括关于周围车辆的数据，例如周围车辆的颜色。轨迹匹配过程检测由左转车辆发送的路线与自主车辆之间的重叠。作为肯定的轨迹匹配的结果，可以产生例如“在下一个交叉口请跟随左转的红色车辆！”的语音命令。此外，V2V通信的工业标准可以帮助对周围车辆的轨迹与规划路线的匹配。举例来说，不同车辆所使用的地图数据库可以不同，以使得轨迹的直接匹配可能是不可能的。因此，匹配过程可能需要从道路几何、道路的功能道路分类、方向信息和速度信息方面对经由V2V接收到的数据进行分析。

图6图示基于轨迹之间的几何关系的路线匹配的实例。简单但有效的匹配过程可以仅基于几何信息。举例来说，在自主车辆(黑色矩形)周围的周围车辆(点矩形和虚线矩形)的先前轨迹以及当前位置和航向可以例如从传感器数据得知。在图6中所描绘的交叉口处，自主车辆的规划的路线路径向左转。对于周围车辆和自主车辆两者的轨迹，可以计算样本点(小圆圈)。接着，可以通过寻找规划的路线路径上的最接近周围车辆的轨迹上的每个样本点的样本点来计算由相应样本点之间的实线和点线指示的平均距离。所述距离可以计算为这些样本点之间的欧氏距离。平均欧氏距离可以用作为表示周围车辆的规划路线与轨迹之间的匹配的质量的基本度量。较小距离可以指示更好的匹配。一旦识别出具有足够匹配的周围车辆的轨迹，即可将匹配的周围车辆用于产生用于引导自主车辆的驾驶员的指令。在图6中，周围车辆的两个轨迹的第一样本点到自主车辆的路线路径的对应样本点的距离相同。然而，在左转的转向点之后，到虚线轨迹的样本点的距离比到点轨迹的样本点的距离大得多。因此，过程可以传回点轨迹比虚线轨迹更好地匹配规划的路线路径的结果。出于产生指令的目的，可以只选择具有到自主车辆的规划的路线路径的平均距离较小的轨迹的车辆。在图6的实例中，可以选择跟随点轨迹的车辆的指令。

本文中所描述的特征能够以任何组合与一个或多个实施方案相关。已经仅引用权利要求中的参考数字以利于阅读权利要求。所述参考数字绝不意味是限制性的。

贯穿本说明书，已经讨论各种实施方案。然而，应当理解，本发明不限于这些实施方案中的任何一个。因此意图认为先前详细描述是说明性的，而不是限制性的。

元件符号

1 导航系统

11 选路单元

12 传感器单元

13 处理单元

14 指令单元

15 输出单元

16 接收单元

Claims (15)

1.一种用于操作导航系统以沿着选定的路线路径将自主车辆的驾驶员引导到期望的目的地的方法，所述方法包括：

获得关于在所述自主车辆周围的区域中的车辆的信息；

基于所述获得的信息而确定在所述自主车辆周围的所述车辆的轨迹；

将在所述自主车辆周围的所述车辆的所述轨迹与所述选定的路线路径进行比较；以及

如果确定在所述自主车辆周围的所述车辆中的一个车辆：

-曾经沿着所述选定的路线路径行驶，

-目前正在沿着所述选定的路线路径行驶，或者

-将要沿着所述选定的路线路径行驶，

则：

产生并且输出对所述自主车辆的所述驾驶员的跟随所述一个车辆的指令。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：

获得关于其他车辆的信息的所述步骤包括：使用由至少一个传感器产生的传感器数据检测在所述自主车辆周围的所述车辆中的至少一者的位置、速度、航向、转向信号和/或车道分配中的至少一者；并且

基于在所述自主车辆周围的所述车辆中的至少一者的所述位置、所述速度、所述航向、所述转向信号和/或所述车道分配中的至少一者而确定在所述自主车辆周围的所述车辆的所述轨迹。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中：

获得关于在所述自主车辆周围的车辆的信息的所述步骤包括检测在所述自主车辆周围的所述车辆中的至少一者的颜色和/或品牌和/或厂商和/或转向信号和/或类型中的至少一者；并且

产生所述指令，所述指令包括所述自主车辆将要跟随的所述车辆的所述检测到的颜色、所述品牌、所述厂商、所述转向信号和所述类型中的至少一者。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中获得关于在所述自主车辆周围的车辆的信息的所述步骤包括使用车辆到车辆(V2V)接口将数据从所述车辆接收到所述自主车辆的步骤。

5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其中使用听觉信号和/或光学信号向所述驾驶员输出所述指令。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，还包括将关于在所述自主车辆周围的车辆的所述获得的信息传输到服务器的步骤，其中

由所述服务器实行确定在所述自主车辆周围的所述车辆的轨迹的所述步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括将所述选定的路线路径传输到所述服务器的步骤，其中

由所述服务器实行将在所述自主车辆周围的所述车辆的所述轨迹与所述选定的路线路径进行比较的所述步骤。

8.一种程序，所述程序实现根据权利要求1至7中至少一项所述的方法，所述程序在计算机上执行。

9.根据权利要求8所述的程序，其中所述程序存储在可由所述服务器访问的非暂时性计算机可读介质上。

10.一种用于自主车辆的导航系统(1)，所述系统包括：

选路单元(11)，所述选路单元用于选择所述自主车辆到达目的地的路线路径；

传感器单元(12)，所述传感器单元用于从多个传感器获得关于在所述自主车辆周围的区域中的车辆的传感器数据；

处理单元(13)，所述处理单元用于确定在所述自主车辆周围的所述车辆的轨迹和用于将所述确定的轨迹与所述选定的路线路径进行比较；

指令单元(14)，所述指令单元用于产生用于跟随所述路线路径的指令，其中如果在所述自主车辆周围的一个车辆的所述轨迹匹配所述选定的路线路径，则所述指令单元被配置成产生跟随所述一个车辆的指令；以及

输出单元(15)，所述输出单元用于向所述自主车辆的驾驶员输出所述指令以跟随所述一个车辆。

11.根据权利要求10所述的系统(1)，其中所述多个传感器包括以下至少一者：摄影机、雷达、激光雷达、惯性测量单元(IMU)和GNSS接收器，所述GNSS接收器用于从全球导航卫星系统(GNSS)接收所述自主车辆的位置坐标。

12.根据权利要求10或11所述的系统(1)，其中所述输出单元(15)包括平视显示器。

13.根据权利要求10至12中至少一项所述的系统(1)，还包括接收单元(16)，所述接收单元用于从所述其他车辆接收关于在所述自主车辆周围的区域中的车辆的信息，其中

所述处理单元被配置用于基于所述接收到的信息而确定所述轨迹和/或所述指令单元被配置用于基于所述接收到的信息而产生所述指令。

14.根据权利要求10至13中至少一项所述的系统(1)，还包括服务器，所述服务器被配置成与所述选路单元(11)、所述传感器单元(12)、所述处理单元(13)、所述指令单元(14)和所述输出单元(15)中的至少一者通信和交换数据。

15.根据权利要求10至14中至少一项所述的系统(1)，其中所述处理单元(13)位于所述服务器处。

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