CN111216724B - 用于控制自动驾驶车辆的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种自动车辆，其包括至少一个致动器、至少一个传感器以及与传感器和致动器通信的控制器，该致动器配置成控制车辆转向、换档、加速或制动，该传感器配置成提供指示车辆附近的道路形状的信号。控制器被配置成在自主驾驶模式下基于来自传感器的信号选择性地控制致动器。控制器被配置成响应于来自传感器的信号，基于到车辆的当前行驶车道与邻近当前行驶车道的目标车道之间的并道位置的距离来自动确定第一时间参数，基于计算的并道完成时间自动确定第二时间参数，以及基于第一时间参数和第二时间参数之差自动中断对致动器的自主控制。

Description

用于控制自动驾驶车辆的系统及方法
技术领域
本公开涉及通过自动驾驶系统控制的车辆，尤其是配置成在驾驶循环期间自动控制车辆转向、加速和制动而无需人为干预的车辆。
背景技术
现代车辆的操作变得更加自动化，即能够以越来越少的驾驶员干预来提供驾驶控制。车辆自动化被分类为从零到五的数值等级，零对应于完全人为控制而没有自动化，五则对应于完全自动化而没有人为控制。各种自动驾驶辅助系统如巡航控制、自适应巡航控制和停车辅助系统对应于较低的自动化水平，而真正的“无人驾驶”车辆对应于较高的自动化水平。
发明内容
根据本公开的自动车辆包括被配置成控制车辆转向、换挡、加速或制动的至少一个致动器。该车辆也包括配置成提供指示车辆附近的道路形状的信号的至少一个传感器。该车辆还包括与所述至少一个传感器和所述至少一个致动器通信的控制器。该控制器被配置成在自主驾驶模式下基于来自所述至少一个传感器的信号选择性地控制所述至少一个致动器。控制器被配置成响应于来自所述至少一个传感器的信号，基于到车辆的当前行驶车道与邻近当前行驶车道的目标车道之间的并道位置的距离来自动确定第一时间参数，基于计算的并道完成时间自动确定第二时间参数，以及基于第一时间参数和第二时间参数之差自动中断至少一个致动器的自主控制。
在示例性实施方案中，第二时间参数基于目标车道的速度限制、当前车道的第一道路形状参数、目标车道的第二道路形状参数、车辆的当前速度、或目标车道的交通密度参数。
在示例性实施方案中，控制器还被配置成基于来自至少一个传感器的信号计算调节参数以及响应于第一时间参数与第二时间参数之差小于该调节参数而自动中断至少一个致动器的自主控制。在该实施方案中，控制器还可以被配置成基于来自至少一个传感器的信号计算第二调节参数，响应于下述情况自动中断所述至少一个致动器的自主控制：在未开始并道操作时第一时间参数与第二时间参数之差小于调节参数；以及在并道动作仍未完成时第一时间参数与第二时间参数之差小于第二调节参数。
根据本公开的控制车辆的方法包括为所述车辆提供致动器、传感器和控制器，该致动器被配置成控制车辆转向系统，该传感器被配置成提供指示车辆附近的道路形状的信号，控制器与致动器和所述传感器通信。该方法附加地包括在自主驾驶模式下经由控制器控制致动器。该方法还包括经由控制器基于来自传感器的信号确定到车辆的当前行驶车道和邻近当前行驶车道的目标车道之间的并道位置的距离。该方法还包括经由控制器基于到并道位置的距离计算第一时间参数。该方法附加地包括经由控制器计算完成当前行驶车道与目标车道之间的并道的并道完成时间。该方法还包括经由控制器基于第一时间参数与第二时间参数之差判定是否满足并道标准。该方法还包括响应于并道标准的满足，中断致动器的自主控制。
在示例性实施方案中，第二时间参数基于目标车道的速度限制、当前车道的第一道路形状参数、目标车道的第二道路形状参数、车辆的当前速度、或目标车道的交通密度参数。
在示例性实施方案中，该方法附加地包括基于来自传感器的信号计算调节参数。在该实施方案中，并道标准响应于第一时间参数与第二时间参数之差小于调节参数而被满足。该实施方案还可以包括基于来自传感器的信号计算第二调节参数。在该实施方案中，并道标准响应于下述情况而被满足：在未开始并道动作时第一时间参数与第二时间参数之差小于调节参数，或者在并道操作仍未完成时第一时间参数与第二时间参数之差小于第二调节参数。
在示例性实施方案中，该方法还包括响应于并道标准的不满足，经由控制器自动控制致动器以与目标车道并道。
根据本公开的实施方案提供了许多优点。例如，本公开提供了用于控制机动车辆自主尝试从一个车道并道至另一个车道以及在需要人为控制时将控制返还给驾驶员的系统及方法。
通过下面结合附图对优选实施方案的详细描述，本公开的上述和其他优点和特征将变得显而易见。
附图说明
图1是包括根据本公开的实施方案的自主控制车辆的通信系统的示意图；
图2是用于根据本公开的实施方案的自主控制车辆的自动驾驶系统(ADS)的示意性框图；
图3是根据本公开的实施方案的车辆的示意性图示；以及
图4是根据本公开的实施方案的控制车辆的方法的流程图。
具体实施方式
在这里描述了本公开的实施方案。然而，应该理解的是所公开的实施方案仅仅是示例，并且其他实施方案可以采用各种和替代形式。附图不一定按比例，一些特征可能会被放大或最小化以显示特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是示例性的。参照任何一个附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征结合以产生未明确示出或描述的实施方案。所示特征的结合提供了典型应用的代表性实施方案。然而，对于特定应用或实施方式，可能需要与本公开的教示一致的特征的各种结合和修改。
图1示意性地示出了包括用于机动车辆12的移动车辆通信和控制系统10的操作环境。机动车辆12可以被称为宿主车辆。用于宿主车辆12的通信和控制系统10通常包括一个或多个无线载波系统60、陆地通信网络62、计算机64、诸如智能电话的移动设备57、以及远程访问中心78。
在图1中示意性地示出的宿主车辆12在所说明的实施方案中被描绘为客车，但是应当理解的是，也可以使用包括摩托车、卡车、运动型多用途车(SUV)、休闲车(RV)、船舶、飞机等在内的任何其他交通工具。宿主车辆12包括推进系统13，推进系统13在各实施方案中可包括内燃机、诸如牵引电动机的电机，以及/或者燃料电池推进系统。
宿主车辆12还包括变速器14，变速器14构造成根据可选择的速度比将来自推进系统13的动力传递到多个车轮15。根据各实施方案，变速器14可包括有级自动变速器、无级变速器或其他适合的变速器。宿主车辆12还包括车轮制动器17，车轮制动器17构造成对车轮15提供制动扭矩。在各实施方案中，车轮制动器17可包括摩擦制动器、诸如电机的再生制动系统，以及/或者其他适合的制动系统。
宿主车辆12还包括转向系统16。尽管出于说明目的，宿主车辆12被描绘为包括方向盘，但是在本公开的范围内设想的一些实施方案中，转向系统16可以不包括方向盘。
宿主车辆12包括无线通信系统28，其配置成与其他车辆(“V2V”)和/或基础设施(“V2I”)无线通信。在示例性实施方案中，无线通信系统28被配置成经由专用短程通信(DSRC)信道进行通信。DSRC信道是指专为汽车应用而设计的单向或双向短距离到中距离无线通信信道以及相应的协议和标准集。然而，被配置成经由诸如IEEE 802.11和蜂窝数据通信的附加或替代无线通信标准进行通信的无线通信系统也被认为在本公开的范围内。
推进系统13、变速器14、转向系统16和车轮制动器17与至少一个控制器22通信或在其控制下。尽管出于说明目的而被描绘为单个单元，但是控制器22可以附加地包括一个或多个其他控制器，统称为“控制器”。控制器22可以包括与各种类型的计算机可读存储设备或介质通信的微处理器或中央处理单元(CPU)。计算机可读存储设备或介质可以包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和不失效存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储器。KAM是永久性或非易失性存储器，可用于在CPU断电时存储各种操作变量。计算机可读存储设备或介质可以使用许多已知存储器设备中的任何一种来实施，例如PROM(可编程只读存储器)、EPROM(电子PROM)、EEPROM(电可擦除PROM)、闪存，或者能够存储数据的任何其他电学、电磁、光学或组合存储器装置，存储的一些数据表示控制器22控制车辆时使用的可执行指令。
控制器22包括用于自动控制车辆中的各种致动器的自动驾驶系统(ADS)24。在示例性实施方案中，ADS 24是所谓的三级自动系统。三级系统指示“条件自动化”，指的是自动驾驶系统在特定驾驶模式下执行各方面的动态驾驶任务并且期望驾驶员将适当地响应请求进行干预。
根据本公开的其他实施方案可以结合所谓的一级或二级自动化系统来实施。一级系统指示“驾驶员辅助”，指的是驾驶员辅助系统在特定驾驶模式下使用关于驾驶环境的信息执行转向或加速并且期望驾驶员执行动态驾驶任务的所有其余方面。二级系统指示“部分自动化”，指的是一个或更多个驾驶员辅助系统在特定驾驶模式下使用关于驾驶环境的信息执行转向或加速并且期望驾驶员执行动态驾驶任务的所有其余方面。
根据本公开的其他实施方案还可以结合所谓的四级或五级自动化系统来实施。四级系统指示“高度自动化”，指的是自动驾驶系统在特定驾驶模式下执行动态驾驶任务的所有方面，即使驾驶员没有适当响应请求进行干预也是如此。五级系统表示“完全自动化”，指的是自动驾驶系统在可由驾驶员管控的所有道路和环境条件下全时执行动态驾驶任务的所有方面。
在示例性实施方案中，ADS 24被配置成通过多个致动器30响应于来自多个传感器26的输入来控制推进系统13、变速器14、转向系统16和车轮制动器17以分别控制车辆加速、转向和制动，而无需进行人为干预，其中，所述多个传感器26可以包括GPS、雷达、激光雷达、光学相机、热像仪、超声波传感器和/或适当的附加传感器。
图1示出了一些可以与宿主车辆12的无线通信系统28通信的联网设备。可以经由无线通信系统28与宿主车辆12通信的联网设备之一是移动设备57。移动设备57可以包括计算机处理能力、能够使用短程无线协议传送信号58的收发器，以及可视智能电话显示器59。计算机处理能力包括可编程设备形式的微处理器，该微处理器包括存储在内部存储器结构中的一个或多个指令并应用于接收二进制输入以创建二进制输出。在一些实施方案中，移动设备57包括GPS模块，该GPS模块能够从GPS卫星68接收信号并基于那些信号生成GPS坐标。在其他实施方案中，移动设备57包括蜂窝通信功能，使得移动设备57如这里讨论的那样使用一个或多个蜂窝通信协议在无线载波系统60上执行语音和/或数据通信。可视智能电话显示器59也可以包括触摸屏图形用户界面。
无线载波系统60优选地是蜂窝电话系统，该蜂窝电话系统包括多个蜂窝塔70(仅示出一个)、一个或多个移动交换中心(MSC)72以及需要将无线载波系统与陆地通信网络62连接的任何其他网络组件。每个蜂窝塔70包括发送和接收天线以及基站，其中来自不同蜂窝塔的基站直接或经由诸如基站控制器的中间设备连接到MSC 72。无线载波系统60可以实施任何适合的通信技术，包括例如，诸如AMPS的模拟技术，或诸如CDMA(例如，CDMA2000)或GSM/GPRS的数字技术。其他蜂窝塔/基站/MSC布置是可以的并且可以与无线载波系统60一起使用。例如，基站和蜂窝塔可以共同位于同一地点，或者它们可以彼此远程定位，每个基站可以负责单个蜂窝塔，或者单个基站可以服务于各个蜂窝塔，或者各种基站可以耦合至单个MSC，仅举几种可能的布置。
除了使用无线载波系统60之外，可以使用卫星通信形式的第二无线载波系统来提供与宿主车辆12的单向或双向通信。这可以通过使用一个或多个通信卫星66和上行链路发送站67来完成。单向通信可以包括例如卫星无线电服务，其中节目内容(新闻、音乐等)由发送站67接收，打包以便上传，然后发送到卫星66，卫星66向订阅者广播节目。双向通信可以包括例如使用卫星66中继宿主车辆12与发送站67之间的电话通信的卫星电话服务。除了无线载波系统60之外或代替无线载波系统60，可以使用卫星电话。
陆地网络62可以是连接到一个或多个陆线电话的传统陆基电信网络，并且将无线载波系统60连接到远程访问中心78。例如，陆地网络62可以包括公共交换电话网(PSTN)，使得能够用于提供硬接线电话、分组交换数据通信以及因特网基础设施。陆地网络62的一个或多个段可以通过使用下述网络来实施：标准有线网络、光纤或其他光网络、有线网络、电力线、诸如无线局域网(WLAN)的其他无线网络、或者提供宽带无线接入(BWA)的网络、或者其任意组合。此外，远程访问中心78不需要经由陆地网络62连接，而是可以包括无线电话设备，使得它可以直接与诸如无线载波系统60的无线网络通信。
尽管在图1中示出为单个设备，但是计算机64可以包括经由诸如因特网的私有或公共网络访问的多个计算机。每个计算机64可以用于一个或多个目的。在示例性实施方案中，计算机64可以被配置为宿主车辆12经由无线通信系统28和无线载波60可访问的web服务器。其他计算机64可以包括例如：服务中心计算机，其中无论是否通过与宿主车辆12、远程访问中心78、移动设备57或者某些组合通信，诊断信息和其他车辆数据可以经由无线通信系统28或第三方存储库从车辆上传到服务中心计算机，或者车辆数据或其他信息从服务中心计算机提供。计算机64可以维护可搜索的数据库和数据库管理系统，该数据库管理系统允许输入、清除和修改数据以及接收在数据库内定位数据的请求。计算机64还可以用于提供诸如DNS服务之类的因特网连接，或者用作使用DHCP或其他合适协议将IP地址分配给宿主车辆12的网络地址服务器。除了宿主车辆12之外，计算机64还可以与至少一个附加车辆通信。宿主车辆12和任何附加车辆可以统称为车队。
如图2所示，ADS 24包括多个不同的系统，至少包括感知系统32，用于确定车辆附近检测到的特征或对象的存在、位置、类别和路径。感知系统32被配置成从各种传感器(例如图1中所示的传感器26)接收输入，并合成和处理传感器输入以生成用作ADS 24的其他控制算法的输入的参数。
感知系统32包括传感器融合和预处理模块34，该模块34处理和合成来自各传感器26的传感器数据27。传感器融合和预处理模块34执行传感器数据27的校准，包括但不限于LIDAR到LIDAR校准、相机到LIDAR校准、LIDAR到底盘校准、以及LIDAR光束强度校准。传感器融合和预处理模块34输出预处理的传感器输出35。
分类和分段模块36接收预处理的传感器输出35并执行对象分类、图像分类、交通灯分类、对象分段、地面分段以及对象跟踪过程。对象分类包括但不限于识别和分类周围环境中的对象，包括：交通信号和标志的识别和分类、RADAR融合和跟踪以考虑传感器的放置和视场(FOV)、以及通过LIDAR融合拒绝误报(false positive)以消除城市环境中存在的许多误报(例如井盖、桥梁、架空树木或灯杆，以及具有高雷达横截面但不影响沿着其路径行驶的障碍物)。由分类和分段模块36执行的附加对象分类和跟踪过程包括但不限于自由空间检测和高级跟踪，所述高级跟踪融合来自RADAR航迹、LIDAR分段、LIDAR分类、图像分类、对象形状拟合模型、语义信息、运动预测、栅格地图、静态障碍物地图和其他来源的数据以产生高质量的对象轨迹。分类和分段模块36另外执行交通控制设备分类和交通控制设备与车道关联和交通控制设备行为模型的融合。分类和分段模块36生成包括对象标识信息的对象分类和分段输出37。
定位和映射模块40使用对象分类和分段输出37来计算参数，所计算的参数包括但不限于在典型和具有挑战性的驾驶场景中对宿主车辆12的位置和取向的估计。这些具有挑战性的驾驶场景包括但不限于具有许多汽车的动态环境(例如，密集交通)、具有大型障碍物的环境(例如，道路施工或建筑工地)、丘陵、多车道道路、单车道道路、多种道路标记和建筑物或不足的道路标记和建筑物(例如，住宅区与商业区)、桥梁和立交桥(车辆当前路段的上方和下方)。
定位和映射模块40还将经由在操作期间宿主车辆12执行的车载映射功能获得的扩展地图区域的新数据并入并且将映射数据经由无线通信系统28推送至宿主车辆12。定位和映射模块40用新信息(例如，新的车道标记、新的建筑结构、建筑区域的添加或移除等)更新先前的地图数据，同时保持未受影响的地图区域不被修改。可以生成或更新的地图数据的示例包括但不限于屈服线分类、车道边界生成、车道连接、次要和主要道路的分类、左转弯和右转弯的分类以及交叉车道创建。定位和映射模块40生成定位和映射输出41，其包括宿主车辆12相对于检测到的障碍物和道路特征的位置和取向。
车辆测距模块46从车载传感器26接收数据27并产生车辆测距输出47，车辆测距输出47包括例如车辆驶向和速度信息。绝对定位模块42接收定位和映射输出41和车辆测距信息47，并产生用于如下所述的单独计算的车辆位置输出43。
对象预测模块38使用对象分类和分段输出37来生成参数，所生成的参数包括但不限于检测到的障碍物相对于车辆的位置、检测到的障碍物相对于车辆的预测路径、以及交通车道相对于车辆的位置和方向。关于对象(包括行人、周围车辆和其他运动对象)的预测路径的数据被输出作为对象预测输出39并且在如下所述的单独计算中使用。
ADS 24还包括观察模块44和解释模块48。观察模块44生成由解释模块48接收的观察输出45。观察模块44和解释模块48允许远程访问中心78访问。解释模块48生成解释输出49，解释输出49包括由远程访问中心78提供的附加输入(如果有的话)。
路径规划模块50处理和合成从在线数据库或远程访问中心78接收的对象预测输出39、解释输出49和附加路线信息79，以确定在遵守交通规则并避免任何检测到的障碍物的同时将车辆保持在期望路线上所遵循的车辆路径。路径规划模块50采用下述算法，该算法被配置为避开车辆附近的任何检测到的障碍物，将车辆保持在当前行车道中并且将车辆保持在期望路线上。路径规划模块50输出车辆路径信息作为路径规划输出51。路径规划输出51包括基于车辆路线的命令车辆路径、相对于路线的车辆位置、交通车道的位置和方向、以及任何检测到的障碍物的存在和路径。
第一控制模块52处理并合成路径规划输出51和车辆位置输出43以产生第一控制输出53。在远程接管车辆操作模式的情况下，第一控制模块52还并入由远程访问中心78提供的路线信息79。
车辆控制模块54接收第一控制输出53以及从车辆测距模块46接收的速度和驶向信息47，并产生车辆控制输出55。车辆控制输出55包括一组致动器命令以实现来自车辆控制模块54的命令路径，这些命令路径包括但不限于转向命令、换档命令、油门命令和制动命令。
车辆控制输出55被传递到致动器30。在示例性实施方案中，致动器30包括转向控制、换档器控制、油门控制和制动控制。转向控制可以例如控制如图1所示的转向系统16。换挡器控制可以例如控制如图1所示的变速器14。油门控制可以例如控制如图1所示的推进系统13。制动控制可以例如控制如图1所示的车轮制动器17。
如上所述，在ADS 24是一级到三级ADS的实施方案中，期望驾驶员将在一些操作条件下恢复对车辆12的控制。因此，期望定义下述方法，ADS 24可以通过该方法确定是否以及何时将车辆12的控制转移到驾驶员。
现在参照图3，以流程图的形式示出了根据本公开的控制车辆的方法。尽管出于示例性目的将结合图1和图2中示出的车辆12描述该方法，但是在其他实施方案中，该方法可以在具有其他配置的车辆中实施。该方法开始于框100，其中在开始并道操纵时ADS 24在自主驾驶模式下控制车辆12(随后可被称为宿主车辆)。如本文所使用的，并道操纵是指当宿主车辆12的当前行驶车道与相邻行驶车道(可以被称为目标车道)并道时执行的车辆操纵。当宿主车辆12在与高速公路并道的入口匝道上时，当道路变窄时或在任何其他并道情况下时，可能需要这种操纵。
计算可用并道时间参数Tend，如框102所示。可用并道时间是指宿主车辆12在遵守交通规则和规范的同时完成并道操纵的最大可用时间。在示例性实施方案中，基于到并道位置Dend的距离和当前车辆速度Vc(例如，当前车辆速度Vc)来计算可用并道时间参数Tend，例如
Figure GDA0003907905530000081
到并道位置的距离是指沿着宿主车辆12的当前位置和宿主车辆12的当前行驶车道与目标车道并道处的位置之间的距离，如沿着当前行驶车道测量。到并道位置的距离可以基于下述数据来确定：实时传感器数据，例如来自一个或多个传感器26的信号、存储在非暂时性计算机可读存储器中的映射数据、其他数据或其任意合适的组合。可以基于来自一个或多个传感器26或任何其他适合来源的信号确定当前车辆速度。
如框104所示，计算保留的交还(handback)时间参数Thb。保留的交还时间参数指的是保留用于将宿主车辆12的控制归还给驾驶员并且使驾驶员执行并道操作的时间量。在示例性实施方案中，保留的交还时间参数Thb可以从查找表获得或者基于速度限制、道路形状、当前速度和交通密度来计算。在其他实施方案中，保留的交还时间参数Thb可以基于附加或其他参数，包括但不限于驾驶员的驾驶体验、宿主车辆12的尺寸或可操作性、当前可见性或天气状况、或其他合适的参数。
如框106所示，计算可允许的自主车道变换时间参数Tlc。可允许的自主车道变换时间参数Tlc指的是ADS 24可以尝试完成车道变换的时间。在示例性实施方案中，可允许的自主车道变换时间参数Tlc被计算为Tlc＝Tend-Thb。
如操作108所示，判定ADS是否有足够的时间来尝试并道操作。在示例性实施方案中，当尚未开始车道变换操作时响应于Tlc＜k1和/或当车道变换操作尚未完成时响应于Tlc＜k2而判定是满足的。在这样的实施方案中，k1和k2是调节参数，其可以从查找表获得或者基于道路形状和/或其他因素来确定。在这样的实施方案中，可以基于车辆12和ADS 24的性能测试来选择k1和k2。
响应于操作108的判定为否定的，即，ADS 24有可允许时间继续尝试并道操作，则做出并道操作是否已经完成的判定，如操作110所示。该判定可以响应于车辆12完全操作到目标车道而满足。
响应于操作110的判定为否定的，即并道操作尚未完成，控制返回到框102。因此，ADS 24继续尝试执行并道操作，只要在保留交还时间参数Thb的同时ADS 24有可允许时间执行并道操作。
响应于操作110的判定是肯定的，即并道操作已经完成，算法在框112处终止。
返回操作108，响应于判定为肯定的，即，ADS 24不再有可允许的时间来继续尝试并道操作，则ADS尝试将控制归还驾驶员，如框114所示。这可以包括向驾驶员发出警报，例如，音频、视觉或触觉警报，提示驾驶员应该采取控制。
如框116所示，做出驾驶员是否在控制车辆的判定。该判定可以基于例如，确定驾驶员已经致动一个或多个控制接口如方向盘、制动踏板或加速器。
响应于操作116的判定为否定的，控制返回到框114。该算法因而试图将控制归还给驾驶员。
响应于操作116的判定为肯定的，算法在框112处结束。
现在参考图4，示出了根据本公开的宿主车辆12的控制。在所示的构型中，宿主车辆12在当前车道80中行驶。ADS 24例如基于来自一个或多个传感器26的信号、存储在非暂时性计算机可读存储器中的映射数据、其他数据或其任何适合的组合，确定当前车道80将在并道位置84处与目标车道82并道。并道位置84指的是当前车道80与目标车道82连接的位置，使得一次只有一个车辆可以越过并道位置84穿过并道车道。
如上面针对图3所讨论的，计算到并道位置84的距离Dend，并且基于Dend计算对应的并道时间参数Tend。
此后，计算保留的交还时间参数Thb。如上所述，可以基于下述各种参数来确定Thb的值：如目标车道82的速度限制、当前车道80和目标车道82的道路形状、宿主车辆12的当前速度以及目标车辆86在目标车道82和相邻车道上的交通密度。对应于交还时间参数Thb的距离参数Dhb在图4中示出，但不需要明确地计算。
如上所述，基于Tend和Thb计算可允许的自主车道变换时间参数Tlc。相应的距离参数Dlc在图4中示出，但不需要明确地计算。
然后，基于Tlc与调节参数k1和k2的比较，判定ADS是否有足够的时间来尝试并道操作，如上面参考图3所讨论的。基于该比较，ADS 24可以判定是否继续尝试并道操作或将控制归还给驾驶员。
可以看出，本公开提供了一种用于控制机动车辆自主地尝试从一个车道并道到另一个车道并且当需要人为控制时将控制归还给驾驶员的系统和方法。
尽管以上描述了示例性实施方案，但并不意味着这些实施方案描述了权利要求所包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性词语而不是限制性词语，并且应当理解的是在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变。如前所述，各种实施方案的特征可以组合以形成可能未明确描述或说明的本公开的其他示例性方面。尽管各种实施方案可以被描述为相对于一个或多个期望特性提供优点或优选于其他实施方案或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员认识到一个或多个特征或特性可以被折衷以实现期望的整体系统属性，这取决于具体的应用和实施方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易于组装等。因此，关于一个或多个特性描述为不如其他实施例或现有技术实施方式合意的实施方案不在本公开的范围之外，并且对于特定应用可能是合意的。

Claims (3)

1.一种控制车辆的方法，所述方法包括：
为所述车辆提供致动器、传感器和控制器，所述致动器配置成控制车辆转向系统，所述传感器配置成提供指示车辆附近的道路形状的信号，所述控制器与所述致动器和所述传感器通信；
在自主驾驶模式下经由所述控制器控制所述致动器；
经由所述控制器基于来自所述传感器的信号确定到并道位置的距离，所述并道位置处于车辆的当前行驶车道和邻近当前行驶车道的目标车道之间；
经由所述控制器基于到所述并道位置的距离计算可用并道时间参数；
经由所述控制器基于来自所述传感器的信号计算完成当前行驶车道与目标车道并道的调节参数；
经由所述控制器基于所述可用并道时间参数与保留的交还时间参数之差判定是否满足并道放弃标准，其中，响应于所述可用并道时间参数与所述保留的交还时间参数之差小于所述调节参数而满足所述并道放弃标准；
经由所述控制器基于来自所述传感器的信号计算第二调节参数，其中，响应于下述情况而满足所述并道放弃标准：在未开始并道操作时所述可用并道时间参数与所述保留的交还时间参数之差小于所述调节参数；或者在并道操作仍未完成时所述可用并道时间参数与所述保留的交还时间参数之差小于所述第二调节参数；以及
响应于所述并道放弃标准的满足，中断所述致动器的自主控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述保留的交还时间参数基于目标车道的速度限制、当前车道的第一道路形状参数、目标车道的第二道路形状参数、车辆的当前速度、或者目标车道的交通密度参数。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括响应于不满足所述并道放弃标准，经由所述控制器自动控制所述致动器以与目标车道并道。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112639904B (zh) * 2018-09-06 2022-10-11 本田技研工业株式会社 路线细分装置
US11608079B2 (en) * 2020-06-09 2023-03-21 GM Global Technology Operations LLC System and method to adjust overtake trigger to prevent boxed-in driving situations
US11492006B2 (en) * 2020-07-31 2022-11-08 GM Global Technology Operations LLC Apparatus and methodology of road condition classification using sensor data
JP7494663B2 (ja) * 2020-08-31 2024-06-04 トヨタ自動車株式会社 車載表示制御装置、車載表示装置、表示制御方法及び表示制御プログラム
US11820426B2 (en) * 2020-10-29 2023-11-21 GM Global Technology Operations LLC Methods and systems to control vehicle steering

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103204163A (zh) * 2012-01-17 2013-07-17 福特全球技术公司 自主式车道控制系统
JP2017133893A (ja) * 2016-01-26 2017-08-03 株式会社デンソー 報知制御装置及び報知制御方法
WO2018105037A1 (ja) * 2016-12-06 2018-06-14 本田技研工業株式会社 車両用制御装置
CN108177653A (zh) * 2016-12-08 2018-06-19 本田技研工业株式会社 车辆控制装置

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030210806A1 (en) * 2002-05-07 2003-11-13 Hitachi, Ltd. Navigational information service with image capturing and sharing
US20030212567A1 (en) * 2002-05-07 2003-11-13 Hitachi Ltd. Witness information service with image capturing and sharing
JP3925474B2 (ja) * 2003-07-18 2007-06-06 日産自動車株式会社 車線変更支援装置
JP4933962B2 (ja) * 2007-06-22 2012-05-16 富士重工業株式会社 分岐路進入判定装置
WO2012089357A2 (fr) * 2010-12-29 2012-07-05 Siemens S.A.S. Système et méthode d'aide active au changement de voie pour un véhicule automobile
US8718858B2 (en) * 2011-03-28 2014-05-06 Khaled Abdullah M. Al-Mahnna GPS navigation system
CN105636849B (zh) * 2013-10-11 2018-05-18 日产自动车株式会社 行驶控制装置以及行驶控制方法
JP6075329B2 (ja) * 2014-06-06 2017-02-08 株式会社デンソー 車両制御装置および車両制御プログラム
WO2016027270A1 (en) * 2014-08-18 2016-02-25 Mobileye Vision Technologies Ltd. Recognition and prediction of lane constraints and construction areas in navigation
JP2016132421A (ja) * 2015-01-22 2016-07-25 トヨタ自動車株式会社 自動運転装置
JP6375237B2 (ja) * 2015-01-28 2018-08-15 日立オートモティブシステムズ株式会社 自動運転制御装置
JP2016168985A (ja) * 2015-03-16 2016-09-23 トヨタ自動車株式会社 走行制御装置
JP6791616B2 (ja) * 2015-04-27 2020-11-25 トヨタ自動車株式会社 自動運転車両システム
KR101946220B1 (ko) * 2015-07-28 2019-02-08 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 주행 제어 방법 및 주행 제어 장치
BR112018001589A2 (pt) * 2015-07-28 2018-09-18 Nissan Motor Co., Ltd. método de controle de viagem e aparelho de controle de viagem
JP6567376B2 (ja) * 2015-09-25 2019-08-28 パナソニック株式会社 装置
US10308246B1 (en) * 2016-01-22 2019-06-04 State Farm Mutual Automobile Insurance Company Autonomous vehicle signal control
JP6327423B2 (ja) * 2016-02-15 2018-05-23 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム
JP6369488B2 (ja) * 2016-02-24 2018-08-08 トヨタ自動車株式会社 車両制御装置
WO2018087801A1 (ja) * 2016-11-08 2018-05-17 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、および車両制御プログラム
US10229600B2 (en) * 2017-02-22 2019-03-12 Telenav, Inc. Navigation system with traffic flow mechanism and method of operation thereof
JP6638178B2 (ja) * 2017-08-29 2020-01-29 本田技研工業株式会社 車両制御システム、車両制御方法、およびプログラム
JP6596772B2 (ja) * 2017-09-01 2019-10-30 本田技研工業株式会社 車両制御装置、車両制御方法、およびプログラム
US20200307589A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-01 Chongqing Jinkang New Energy Vehicle, Ltd. Automatic lane merge with tunable merge behaviors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103204163A (zh) * 2012-01-17 2013-07-17 福特全球技术公司 自主式车道控制系统
JP2017133893A (ja) * 2016-01-26 2017-08-03 株式会社デンソー 報知制御装置及び報知制御方法
WO2018105037A1 (ja) * 2016-12-06 2018-06-14 本田技研工業株式会社 車両用制御装置
CN108177653A (zh) * 2016-12-08 2018-06-19 本田技研工业株式会社 车辆控制装置

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