CN111086513A - 自动驾驶的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自动驾驶的控制方法，包括：步骤S1，获取自车当前速度和最小跟车时间距离，获取前车加速度、前车相对自车的相对速度、前车相对自车的距离和前车状态，所述最小跟车时间距离为预设参数；步骤S2，判断前车状态是否处于停止状态，如果是，则设定预期前车行驶到停的距离为0；步骤S3，判断前车状态是否处于行驶状态，如果是，则进一步判断前车状态是否处于减速状态，如果是，则计算预期前车行驶到停的距离；步骤S4，计算自车的减速度，所述自车的减速度=自车当前速度的平方/2*（前车相对自车的距离+预期前车行驶到停的距离‑期望跟车距离），所述期望跟车距离=所述自车当前速度*最小跟车时间距离。
Description
技术领域
本发明涉及自动驾驶领域，尤其涉及跟车到停的纵向控制方法。
背景技术
自动驾驶方面纵向车速控制是基本的技术要求，目前已经有自适应跟车和紧急制动等驾驶辅助功能的产品应用。纵向控制的基本原理都是依靠车辆前部安装可以感知到前方车辆存在性、车辆运动情况的器件获取相关信息，通过通信网络传递给车辆自动驾驶控制器进行决策，然后将计算得到的纵向加、减速度发送到执行器进行速度调节。
但是这些自适应跟车只能在高速上使用，不支持城市拥堵路况下低速运行，所以也不能支持跟车到停的功能；紧急制动功能旨在防止追尾前车，为了安全抛弃了舒适性，刹车比较猛烈，虽然在低速情况下激活可以刹停，但是不是舒适性功能。所以这些功能在驾乘人员舒适性体验上存在可以改善的空间。
发明内容
鉴于目前现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种舒适性较好的自动驾驶的控制方法。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种自动驾驶的控制方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，获取自车当前速度和最小跟车时间距离，获取前车加速度、前车相对自车的相对速度、前车相对自车的距离和前车状态，所述最小跟车时间距离为预设参数；
步骤S2，判断前车状态是否处于停止状态，如果是，则设定预期前车行驶到停的距离为0；
步骤S3，判断前车状态是否处于行驶状态，如果是，则进一步判断前车状态是否处于减速状态，如果是，则计算预期前车行驶到停的距离；
步骤S4，计算自车的减速度，所述自车的减速度=自车当前速度的平方/2*（前车相对自车的距离+预期前车行驶到停的距离-期望跟车距离），所述期望跟车距离=所述自车当前速度*最小跟车时间距离。
进一步，所述前车加速度、前车相对自车的相对速度、前车相对自车的距离和前车状态通过设置于自车前部的感测器测量获得。
进一步，所述步骤S3,计算预期前车行驶到停的距离，根据常加速度模型进行计算。
进一步，所述预期前车行驶到停的距离=前车车速的平方/（2*所述前车加速度），所述前车车速=所述自车当前速度+前车相对自车的相对速度。
进一步，所述自动驾驶的控制方法还具有自车的减速度的最大阀值，当计算出自车的减速度大于所述自车的减速度的最大阀值，则以所述自车的减速度的最大阀值进行控制。
进一步，所述自动驾驶的控制方法具有计算所述自车的减速度的时间周期,所述自动驾驶的控制方法还具有自车的减速度的变化率的最大阀值，当计算出周期后自车的减速度相对于周期前自车的减速度的变化率大于所述自车的减速度的变化率的最大阀值，则以所述周期前自车的减速度-所述自车的减速度的变化率的最大阀值*所述计算所述自车的减速度的时间周期进行控制。
进一步，所述自动驾驶的控制方法还具有期望跟车距离的最小阀值，当计算出期望跟车距离小于所述期望跟车距离的最小阀值，则以所述期望跟车距离的最小阀值进行控制。
进一步，所述自车的减速度的最大阀值为-5米/平方秒，所述自车的减速度的变化率的最大阀值为2米/立方秒，所述期望跟车距离的最小阀值为3米。
进一步，当预期碰撞时间小于碰撞阀值，则按紧急制动进行控制，所述预期碰撞时间=所述前车相对自车的距离/所述前车相对自车的相对速度，所述碰撞阀值也为预设参数。
进一步，所述自动驾驶的控制方法还包括步骤5，如果前车状态处于加速状态，则按加速策略控制。
本发明上述控制方法采用了缓慢减速的策略，让自车在缓慢接近前车的同时缓慢减速，直至速度为零，而不是快速的刹车，所以舒适性较好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施方式一种自动驾驶的控制方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例所针对的自车和前车的运动效果示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1所示，本发明一实施方式一种自动驾驶的控制方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，获取自车当前速度和最小跟车时间距离，获取前车加速度、前车相对自车的相对速度、前车相对自车的距离和前车状态，所述最小跟车时间距离为预设参数；
步骤S2，判断前车状态是否处于停止状态，如果是，则设定预期前车行驶到停的距离为0；
步骤S3，判断前车状态是否处于行驶状态，如果是，则进一步判断前车状态是否处于减速状态，如果是，则计算预期前车行驶到停的距离；
步骤S4，计算自车的减速度，所述自车的减速度=自车当前速度的平方/2*（前车相对自车的距离+预期前车行驶到停的距离-期望跟车距离），所述期望跟车距离=所述自车当前速度*最小跟车时间距离。
其中，所述前车加速度、前车相对自车的相对速度、前车相对自车的距离和前车状态通过设置于自车前部的感测器测量获得，无需增加额外的感知器和控制器、执行器。其中，前车状态是根据所述前车加速度、前车车速等信息综合判断所得，包括停止状态、行驶状态等情况。
当前车状态处于停止状态，很显示，其不可能再往前行驶，所以所述预期前车行驶到停的距离只能为0。而当前车状态处于行驶状态，则需要进一步判断前车是处于减速状态还是加速状态。通过所述前车加速度是否持续一段时间为负或持续一段时间为正，则可判断前车是处于减速状态还是加速状态。当前车处于减速状态，则需要预期前车最终会停下来，以此作为最极端情况来进行自车的减速控制要求。
所述步骤S3,计算预期前车行驶到停的距离，根据常加速度模型进行计算。即假想前车保持当前加速度值不变进行匀速减速，此处加速度值为负值。所以，可以计算出所述预期前车行驶到停的距离=前车车速的平方/（2*所述前车加速度），所述前车车速=所述自车当前速度+前车相对自车的相对速度。
计算出预期前车行驶到停的距离后，即可按照上述步骤S4中的公式计算自车的减速度。所述自车的减速度的计算也是根据常加速度模型进行计算，即假想自车以当前速度为初始值，进行匀速减速，直到停下来。请参见图2所示，本发明一实施例所针对的自车和前车CIPV的运动效果示意图。前车CIPV处于减速状态，前车CIPV相对自车的距离DisBetween，预期前车CIPV行驶到停的距离DisPred，期望跟车距离DisStandstill，即前车CIPV和自车均停止时两车相距的最小距离，根据前车CIPV车速*最小跟车时间距离进行计算。如此计算出自车从当前状态到停止时的行驶距离DisToMove=前车CIPV相对自车的距离+预期前车CIPV行驶到停的距离-期望跟车距离。根据常加速度模型，即自车从当前速度匀速减速到零，自车的减速度则等于自车当前速度的平方/2*（前车相对自车的距离+预期前车行驶到停的距离-期望跟车距离）。
本发明上述控制方法采用了缓慢减速的策略，让自车在缓慢接近前车的同时缓慢减速，直至速度为零，而不是快速的刹车，所以舒适性较好。
而当前车状态为停止状态时，也依然使用此公式进行计算，此时预期前车行驶到停的距离为0。
进一步，所述自动驾驶的控制方法还具有自车的减速度的最大阀值，当计算出自车的减速度大于所述自车的减速度的最大阀值，则以所述自车的减速度的最大阀值进行控制。如此，可进一步提高舒适性。因为减速太快，对人体也不舒适。所以，当计算出的减速度太大时，则不使用计算出减速度进行控制，而是用最大阀值进行控制。在一具体实施例中，所述自车的减速度的最大阀值为-5米/平方秒。
进一步，所述自动驾驶的控制方法具有计算所述自车的减速度的时间周期,所述自动驾驶的控制方法还具有自车的减速度的变化率的最大阀值，当计算出周期后自车的减速度相对于周期前自车的减速度的变化率大于所述自车的减速度的变化率的最大阀值，则以所述周期前自车的减速度-所述自车的减速度的变化率的最大阀值*所述计算所述自车的减速度的时间周期进行控制。减速度的变化也不能太大，太大了对人体也不舒服。在一具体实施例中，所述自车的减速度的变化率的最大阀值为2米/立方秒。计算自车的减速度的时间周期为10毫秒。假定当前减速度值为0米/平方秒，下一周期计算出的减速度为-1米/平方秒，两者的变化率超过了2米/立方秒。则下一周期实际上以0米/平方秒-2米/立方秒*10毫秒=-0.02米/平方秒作为减速度进行控制，下一周期也以此类推。
进一步，所述自动驾驶的控制方法还具有期望跟车距离的最小阀值，因为当自车经过减速而使得自车当前速度逐渐减小甚至趋于零时，上述期望跟车距离的计算已没有意义。所以，当计算出期望跟车距离小于所述期望跟车距离的最小阀值，则以所述期望跟车距离的最小阀值进行控制。在一具体实施例中，所述期望跟车距离的最小阀值为3米。
但按照上述方式进行减速，则可能出现自车不能在前车停止位置前停下来。为了避免撞车，则需要进一步，当预期碰撞时间小于碰撞阀值，则按紧急制动进行控制，所述预期碰撞时间=所述前车相对自车的距离/所述前车相对自车的相对速度，所述碰撞阀值也为预设参数。所以紧急制动即为传统的紧急制动方案，即快速刹车。
而从整个方案的完整性来说，所述自动驾驶的控制方法还包括步骤5，如果前车状态处于加速状态，则按加速策略控制。所以加速策略即为传统的自适应跟车方案中的加速策略。本发明重点在于对减速进行控制，以提升驾乘的舒适性。甚至在城市拥堵情况下也能解放驾驶员的右脚。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，获取自车当前速度和最小跟车时间距离，获取前车加速度、前车相对自车的相对速度、前车相对自车的距离和前车状态，所述最小跟车时间距离为预设参数；
步骤S2，判断前车状态是否处于停止状态，如果是，则设定预期前车行驶到停的距离为0；
步骤S3，判断前车状态是否处于行驶状态，如果是，则进一步判断前车状态是否处于减速状态，如果是，则计算预期前车行驶到停的距离；
步骤S4，计算自车的减速度，所述自车的减速度=自车当前速度的平方/2*（前车相对自车的距离+预期前车行驶到停的距离-期望跟车距离），所述期望跟车距离=所述自车当前速度*最小跟车时间距离。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述前车加速度、前车相对自车的相对速度、前车相对自车的距离和前车状态通过设置于自车前部的感测器测量获得。
3.根据权利要求1所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述步骤S3,计算预期前车行驶到停的距离，根据常加速度模型进行计算。
4.根据权利要求3所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述预期前车行驶到停的距离=前车车速的平方/（2*所述前车加速度），所述前车车速=所述自车当前速度+前车相对自车的相对速度。
5.根据权利要求1所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述自动驾驶的控制方法还具有自车的减速度的最大阀值，当计算出自车的减速度大于所述自车的减速度的最大阀值，则以所述自车的减速度的最大阀值进行控制。
6.根据权利要求5所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述自动驾驶的控制方法具有计算所述自车的减速度的时间周期,所述自动驾驶的控制方法还具有自车的减速度的变化率的最大阀值，当计算出周期后自车的减速度相对于周期前自车的减速度的变化率大于所述自车的减速度的变化率的最大阀值，则以所述周期前自车的减速度-所述自车的减速度的变化率的最大阀值*所述计算所述自车的减速度的时间周期进行控制。
7.根据权利要求6所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述自动驾驶的控制方法还具有期望跟车距离的最小阀值，当计算出期望跟车距离小于所述期望跟车距离的最小阀值，则以所述期望跟车距离的最小阀值进行控制。
8.根据权利要求7所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述自车的减速度的最大阀值为-5米/平方秒，所述自车的减速度的变化率的最大阀值为2米/立方秒，所述期望跟车距离的最小阀值为3米。
9.根据权利要求7所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，当预期碰撞时间小于碰撞阀值，则按紧急制动进行控制，所述预期碰撞时间=所述前车相对自车的距离/所述前车相对自车的相对速度，所述碰撞阀值也为预设参数。
10.根据权利要求1所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述自动驾驶的控制方法还包括步骤5，如果前车状态处于加速状态，则按加速策略控制。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200617 Address after: No. 368, Longjin Road, Changzhou City, Jiangsu Province Applicant after: KUNTYE VEHICLE SYSTEM (CHANGZHOU) Co.,Ltd. Applicant after: TAI NIU AUTOMOTIVE TECHNOLOGY (SUZHOU) Co.,Ltd. Address before: 215123 No. 88 Dongchang Road, Suzhou Industrial Park, Jiangsu Province Applicant before: TAI NIU AUTOMOTIVE TECHNOLOGY (SUZHOU) Co.,Ltd. |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20210611 Address after: No.368 Longjin Road, Changzhou City, Jiangsu Province 213000 Applicant after: KUNTYE VEHICLE SYSTEM (CHANGZHOU) Co.,Ltd. Address before: No.368 Longjin Road, Changzhou City, Jiangsu Province 213000 Applicant before: KUNTYE VEHICLE SYSTEM (CHANGZHOU) Co.,Ltd. Applicant before: TAI NIU AUTOMOTIVE TECHNOLOGY (SUZHOU) Co.,Ltd. |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200501 |