CN111231954A - 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，包括如下步骤：步骤S1，获取自车的行驶数据和侧前方车辆的行驶数据，所述自车的行驶数据包括自车宽度，所述侧前方车辆的行驶数据包括侧前车尾部与自车的横向距离、侧前车长度、侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度；步骤S2，根据以下3个条件判断是否将侧前车作为自车的跟驰目标：条件1.侧前车尾部是否处于自车行驶路径上；条件2.侧前车前端是否处于自车行驶路径上；条件3.侧前车是否在向自车行驶方向靠近，当条件1和2同时满足，或条件2和3同时满足，则将侧前车作为自车的跟驰目标，否则，不将侧前车作为自车的跟驰目标。本发明控制方法能够及时地判断侧前方车辆切入、并且及时切换跟驰。
Description
技术领域
本发明涉及自动驾驶领域，尤其涉及实时检测相邻车道的车辆切入时及时切换跟驰目标车辆的控制方法。
背景技术
自动驾驶技术应用在有交通流的道路上，自动驾驶车辆巡航过程中总是以所在车道前方的车辆作为跟驰目标，前车始终保持跟自车同一车道行驶技术上已经比较成熟。而当相邻车道的车辆变换车道切入到自车及自车原来的跟驰目标过程中，由于切入车的切入角度、速度、跟自车的距离各不相同，切入时间也不同，目前市面上还没有做到非常准确地判断前车是否正在切入。
目前市面上普遍做到的技术水平是当切入车辆的整个尾部全部进入自车所在车道后，才能判断切入车的存在，并将目标车切换过去。在实际路况中，此种技术水平不足以应对非常近距离的车辆切入，在切入车的整个尾部全部进入主车道之前，自车仍然把更前方的车辆作为自车的跟随目标，容易引起与切入车的碰擦事故。
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可以及时判断侧前方车辆切入并及时切换跟驰目标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，所述控制方法包括如下步骤：
步骤S1，获取自车的行驶数据和侧前方车辆的行驶数据，所述自车的行驶数据包括自车宽度，所述侧前方车辆的行驶数据包括侧前车尾部与自车的横向距离、侧前车长度、侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度；
步骤S2，根据以下3个条件判断是否将侧前车作为自车的跟驰目标：
条件1.侧前车尾部是否处于自车行驶路径上；
条件2.侧前车前端是否处于自车行驶路径上；
条件3.侧前车是否在向自车行驶方向靠近，
当条件1和2同时满足，或条件2和3同时满足，则将侧前车作为自车的跟驰目标，否则，不将侧前车作为自车的跟驰目标。
进一步，所述条件1的判断根据以下公式一进行：
公式一，所述侧前车尾部与自车的横向距离-所述自车宽度/2，是否小于第一阀值；
所述条件2的判断根据以下公式二进行：
公式二，所述侧前车尾部与自车的横向距离-所述侧前车长度*SIN（所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度的绝对值）-所述自车宽度/2，是否小于第二阀值；
所述条件3的判断根据以下公式三和公式四同时进行：
公式三，连续多个周期所述侧前车尾部与自车的横向距离是否持续缩小；
公式四，连续多个周期所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度是否持续为正或持续为负，其中若侧前车行驶方向是从自车右侧向自车左侧，则所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度为正，若侧前车行驶方向是从自车左侧向自车右侧，则所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度为负。
进一步，所述第一阀值和所述第二阀值相等，为0.5米。
进一步，所述控制方法还包括：
步骤S0，获取自车的正前方车辆的行驶数据，所述正前方车辆的行驶数包括正前车尾部与自车的纵向距离，获取侧前车尾部与自车的纵向距离；若自车的正前方没有车辆，则设定所述正前车尾部与自车的纵向距离为无限大；若自车的侧前方没有车辆，则设定所述侧前车尾部与自车的纵向距离为无限大；当所述侧前车尾部与自车的纵向距离小于所述正前车尾部与自车的纵向距离，则执行步骤S1。
进一步，若有多个侧前方车辆同时满足条件1和2，或条件2和3，则比较所述多个侧前方车辆的侧前车尾部与自车的纵向距离，将侧前车尾部与自车的纵向距离最短的侧前方车辆作为自车的跟驰目标。
进一步，当所述侧前车尾部与自车的纵向距离小于最小阀值或为无效值，则所述步骤S2仅根据条件2和条件3进行判断。
进一步，所述侧前车尾部与自车的横向距离是指侧前车尾部靠近自车的角落到自车纵轴线的垂直距离，所述侧前车尾部与自车的纵向距离是指侧前车尾部靠近自车的角落在自车纵轴线上的投影点到自车前端中点的垂直距离，所述正前车尾部与自车的纵向距离是指正前车尾部最靠近自车的点在自车纵轴线上的投影点到自车前端中点的垂直距离，所述侧前车长度是指侧前车尾部到侧前车前端在侧前车纵轴线上的最短距离。
进一步，所述侧前车尾部与自车的横向距离是指侧前车侧部靠近自车的角落到自车纵轴线的垂直距离，所述侧前车尾部与自车的纵向距离是指侧前车侧部靠近自车的角落在自车纵轴线上的投影点到自车前端中点的垂直距离，所述正前车尾部与自车的纵向距离是指正前车尾部最靠近自车的点在自车纵轴线上的投影点到自车前端中点的垂直距离，所述侧前车长度是指侧前车侧部靠近自车的角落到侧前车前端在侧前车纵轴线上的最短距离。
进一步，所述侧前方车辆的行驶数据和所述正前方车辆的行驶数据通过设置于自车前部的感测器实时测量更新，所述感测器包括摄像头和/或激光雷达和/或毫米波雷达和信息处理单元，所述摄像头拍摄侧前方车辆的图像和正前方车辆的图像，所述激光雷达或毫米波雷达获取侧前方车辆的点云数据和正前方车辆的点云数据，所述图像和/或点云数据发送到所述信息处理单元计算出所述侧前方车辆的行驶数据和所述正前方车辆的行驶数据，执行所述控制方法的主控制器按周期从所述信息处理单元获取并缓存所述侧前方车辆的行驶数据和所述正前方车辆的行驶数据。
进一步，所述最小阀值为0.4米。
本发明上述控制方法能够及时地判断侧前方车辆切入、并且及时切换跟驰，使得自适应跟车适用工况更加广阔；能够使自动驾驶车辆适应更多的场景，让驾乘人员更安心地使用自适应巡航；而且相对目前常见的技术方案无需增加额外的感知器和控制器、执行器。
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示的侧前车切入的示意图。
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，所述控制方法包括如下步骤：
步骤S1，获取自车的行驶数据和侧前方车辆的行驶数据，所述自车的行驶数据包括自车宽度，所述侧前方车辆的行驶数据包括侧前车尾部与自车的横向距离、侧前车长度、侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度；
步骤S2，根据以下3个条件判断是否将侧前车作为自车的跟驰目标：
条件1.侧前车尾部是否处于自车行驶路径上；
条件2.侧前车前端是否处于自车行驶路径上；
条件3.侧前车是否在向自车行驶方向靠近，
当条件1和2同时满足，或条件2和3同时满足，则将侧前车作为自车的跟驰目标，否则，不将侧前车作为自车的跟驰目标。
其中，所述侧前方车辆的行驶数据是通过设置于自车前部的感测器实时测量更新，所述感测器包括摄像头和/或激光雷达和/或毫米波雷达和信息处理单元，所述摄像头拍摄侧前方车辆的图像，所述激光雷达或毫米波雷达获取侧前方车辆的点云数据，所述图像和/或点云数据发送到所述信息处理单元计算出所述侧前方车辆的行驶数据，执行所述控制方法的主控制器按周期从所述信息处理单元获取并缓存所述侧前方车辆的行驶数据。在本发明中，获取的侧前方车辆的行驶数据主要包括侧前车尾部与自车的横向距离、侧前车长度、侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度等，实际上，根据各种实际需要，还可以获取侧前车宽度，侧前车相对自车的车速，侧前车加速度，侧前车尾部与自车的纵向距离等。所述自车宽度通过自车配置信息获取。实际上，根据各种实际需要，还可以通过自车通信网络获取自车车速，自车加速度，自车设定的跟车时间距离等。
进一步，所述条件1的判断根据以下公式一进行：
公式一，所述侧前车尾部与自车的横向距离-所述自车宽度/2，是否小于第一阀值。
其中，所述侧前车尾部与自车的横向距离是指侧前车尾部靠近自车的角落到自车纵轴线的垂直距离（如图2中所示RangeY）。公式一，意味着判断侧前车尾部与自车之间的最小距离是否小于第一阀值。若小于，则说明侧前车尾部与自车已靠得比较近，侧前车尾部已处于自车行驶路径上。
所述条件2的判断根据以下公式二进行：
公式二，所述侧前车尾部与自车的横向距离-所述侧前车长度*SIN（所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度的绝对值）-所述自车宽度/2，是否小于第二阀值。公式二，意味着判断侧前车前端与自车之间的最小距离是否小于第一阀值。若小于，则说明侧前车前端与自车已靠得比较近，侧前车前端已处于自车行驶路径上。其中，所述侧前车前端与自车之间的最小距离，比所述侧前车属部与自车之间的最小距离，少了侧前车车身长度在自车横向轴线上的投影的长度，所以公式二比公式一，多减了所述侧前车长度*SIN（所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度的绝对值）。其中，所述侧前车长度是指侧前车尾部到侧前车前端在侧前车纵轴线上的最短距离。
所述条件3的判断根据以下公式三和公式四同时进行：
公式三，连续多个周期所述侧前车尾部与自车的横向距离是否持续缩小；
公式四，连续多个周期所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度是否持续为正或持续为负，其中若侧前车行驶方向是从自车右侧向自车左侧，则所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度为正，若侧前车行驶方向是从自车左侧向自车右侧，则所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度为负。
公式三和公式四同时满足，条件3才是满足。
如前所述，所述侧前方车辆的行驶数据是通过设置于自车前部的感测器实时测量更新，主控制器按周期从所述信息处理单元获取并缓存。所以，在一具体实施例中，可以缓存当前周期以及前面三个周期的侧前车尾部与自车的横向距离的数值，然后判断当前周期侧前车尾部与自车的横向距离是否小于前一周期侧前车尾部与自车的横向距离，以及前一周期侧前车尾部与自车的横向距离是否小于前二周期侧前车尾部与自车的横向距离，以及前二周期侧前车尾部与自车的横向距离是否小于前三周期侧前车尾部与自车的横向距离，如果均是，公式三为满足。相应的，可以缓存当前周期以及前面二个周期的侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度，然后判断这三个周期的侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度的数值是否均为正值或均为负值。因为已设定，让感测器在测量侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度（如图2中所示Angle）时，若侧前车行驶方向是从自车右侧向自车左侧，则所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度为正；若侧前车行驶方向是从自车左侧向自车右侧，则所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度为负。那么，如果连续多个周期所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度是否持续为正或持续为负，则说明侧前车在持续在同一方向行驶，再结合公式三，就可以判断出侧前车是否在向自车行驶方向靠近；否则，则说明侧前车有靠近但又折返回去了。
在一具体实施例中，所述第一阀值和所述第二阀值相等，为0.5米。当然，在其他实施例中，所述第一阀值和所述第二阀值也可以不相等，而是根据实际需要进行调整。
进一步，所述控制方法还包括：
步骤S0，获取自车的正前方车辆的行驶数据，所述正前方车辆的行驶数包括正前车尾部与自车的纵向距离，获取侧前车尾部与自车的纵向距离；若自车的正前方没有车辆，则设定所述正前车尾部与自车的纵向距离为无限大；若自车的侧前方没有车辆，则设定所述侧前车尾部与自车的纵向距离为无限大；当所述侧前车尾部与自车的纵向距离小于所述正前车尾部与自车的纵向距离，则执行步骤S1。
因为在实际应用中，当侧前方没有车辆或者侧前方的车辆比自车正前方的车辆相距自车的距离更远，那显然不用考虑侧前车切入的问题。而只有当侧前方有车辆，且自车正前方没有车辆或者有车辆但比侧前方的车辆相距自车的距离更远，则要考虑侧前车切入的问题。其中，所述正前车尾部与自车的纵向距离是指正前车尾部最靠近自车的点在自车纵轴线上的投影点到自车前端中点的垂直距离，所述侧前车尾部与自车的纵向距离是指侧前车尾部靠近自车的角落在自车纵轴线上的投影点到自车前端中点的垂直距离（如图2中所示RangeX），也均是由感知器测量获得。
上述控制方法可以任意适用于有左侧车道车辆切入或有右侧车道车辆切入的情况，甚至适用于左侧车道和右侧车道均有车辆切入的情况，只要不是同一时间切入，均可根据上述控制方法实时更新跟驰最后切入的车辆。但当有多个侧前方车辆同时满足条件1和2，或条件2和3，即同时有多个车辆切入，此时则需要比较所述多个侧前方车辆的侧前车尾部与自车的纵向距离，将侧前车尾部与自车的纵向距离最短的侧前方车辆作为自车的跟驰目标。
另外，有种特殊情况，当侧前车切入时，距离自车已经很近，感测器无法检测到侧前车全貌，即检测不到侧前车实际的尾部，此时的侧前车尾部与自车的纵向距离只能检测到侧前车侧部靠近自车的角落在自车纵轴线上的投影点到自车前端中点的垂直距离，往往很小，或者感测器无法给出有效值；而此时，所述侧前车尾部与自车的横向距离也只能检测到侧前车侧部靠近自车的角落到自车纵轴线的垂直距离，所述侧前车长度也只能检测到侧前车侧部靠近自车的角落到侧前车前端在侧前车纵轴线上的最短距离。此时，条件1则不再适用。所以，当所述侧前车尾部与自车的纵向距离小于最小阀值或为无效值，则所述步骤S2仅根据条件2和条件3进行判断。
在一具体实施例中，所述最小阀值为0.4米。
本发明上述控制方法能够及时地判断侧前方车辆切入、并且及时切换跟驰，使得自适应跟车适用工况更加广阔；能够使自动驾驶车辆适应更多的场景，让驾乘人员更安心地使用自适应巡航；而且相对目前常见的技术方案无需增加额外的感知器和控制器、执行器。
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，所述控制方法包括如下步骤：
步骤S1，获取自车的行驶数据和侧前方车辆的行驶数据，所述自车的行驶数据包括自车宽度，所述侧前方车辆的行驶数据包括侧前车尾部与自车的横向距离、侧前车长度、侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度；
步骤S2，根据以下3个条件判断是否将侧前车作为自车的跟驰目标：
条件1.侧前车尾部是否处于自车行驶路径上；
条件2.侧前车前端是否处于自车行驶路径上；
条件3.侧前车是否在向自车行驶方向靠近，
当条件1和2同时满足，或条件2和3同时满足，则将侧前车作为自车的跟驰目标，否则，不将侧前车作为自车的跟驰目标。
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，所述条件1的判断根据以下公式一进行：
公式一，所述侧前车尾部与自车的横向距离-所述自车宽度/2，是否小于第一阀值；
所述条件2的判断根据以下公式二进行：
公式二，所述侧前车尾部与自车的横向距离-所述侧前车长度*SIN（所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度的绝对值）-所述自车宽度/2，是否小于第二阀值；
所述条件3的判断根据以下公式三和公式四同时进行：
公式三，连续多个周期所述侧前车尾部与自车的横向距离是否持续缩小；
公式四，连续多个周期所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度是否持续为正或持续为负，其中若侧前车行驶方向是从自车右侧向自车左侧，则所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度为正，若侧前车行驶方向是从自车左侧向自车右侧，则所述侧前车行驶方向与自车行驶方向的角度为负。
3.根据权利要求2所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述第一阀值和所述第二阀值相等，为0.5米。
4.根据权利要求1所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
步骤S0，获取自车的正前方车辆的行驶数据，所述正前方车辆的行驶数包括正前车尾部与自车的纵向距离，获取侧前车尾部与自车的纵向距离；若自车的正前方没有车辆，则设定所述正前车尾部与自车的纵向距离为无限大；若自车的侧前方没有车辆，则设定所述侧前车尾部与自车的纵向距离为无限大；当所述侧前车尾部与自车的纵向距离小于所述正前车尾部与自车的纵向距离，则执行步骤S1。
5.根据权利要求4所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，若有多个侧前方车辆同时满足条件1和2，或条件2和3，则比较所述多个侧前方车辆的侧前车尾部与自车的纵向距离，将侧前车尾部与自车的纵向距离最短的侧前方车辆作为自车的跟驰目标。
6.根据权利要求4所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，当所述侧前车尾部与自车的纵向距离小于最小阀值或为无效值，则所述步骤S2仅根据条件2和条件3进行判断。
7.根据权利要求4所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述侧前车尾部与自车的横向距离是指侧前车尾部靠近自车的角落到自车纵轴线的垂直距离，所述侧前车尾部与自车的纵向距离是指侧前车尾部靠近自车的角落在自车纵轴线上的投影点到自车前端中点的垂直距离，所述正前车尾部与自车的纵向距离是指正前车尾部最靠近自车的点在自车纵轴线上的投影点到自车前端中点的垂直距离，所述侧前车长度是指侧前车尾部到侧前车前端在侧前车纵轴线上的最短距离。
8.根据权利要求6所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述侧前车尾部与自车的横向距离是指侧前车侧部靠近自车的角落到自车纵轴线的垂直距离，所述侧前车尾部与自车的纵向距离是指侧前车侧部靠近自车的角落在自车纵轴线上的投影点到自车前端中点的垂直距离，所述正前车尾部与自车的纵向距离是指正前车尾部最靠近自车的点在自车纵轴线上的投影点到自车前端中点的垂直距离，所述侧前车长度是指侧前车侧部靠近自车的角落到侧前车前端在侧前车纵轴线上的最短距离。
9.根据权利要求4所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述侧前方车辆的行驶数据和所述正前方车辆的行驶数据通过设置于自车前部的感测器实时测量更新，所述感测器包括摄像头和/或激光雷达和/或毫米波雷达和信息处理单元，所述摄像头拍摄侧前方车辆的图像和正前方车辆的图像，所述激光雷达或毫米波雷达获取侧前方车辆的点云数据和正前方车辆的点云数据，所述图像和/或点云数据发送到所述信息处理单元计算出所述侧前方车辆的行驶数据和所述正前方车辆的行驶数据，执行所述控制方法的主控制器按周期从所述信息处理单元获取并缓存所述侧前方车辆的行驶数据和所述正前方车辆的行驶数据。
10.根据权利要求6所述的自动驾驶的控制方法，其特征在于，所述最小阀值为0.4米。
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