CN111231957A - 车辆控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种车辆控制方法、装置、设备及存储介质，属于自动驾驶技术领域。所述方法包括：获取自动驾驶车辆与前方的相邻车辆之间的实时距离；当实时距离大于自由驾驶距离时，确定行驶模式为巡航模式；当实时距离大于安全跟车距离且小于自由驾驶距离时，根据相邻车辆的速度、设定速度和实际速度，确定行驶模式；当实时距离大于避撞距离且小于安全跟车距离时，根据相邻车辆的加速度确定自动驾驶车辆的行驶模式；当实时距离小于避撞距离时，根据实际速度、相邻车辆的速度和相邻车辆的加速度，确定行驶模式；根据确定的行驶模式，控制自动驾驶车辆进行行驶。本申请实施例能够根据行驶过程中所遇到的工况，自主的实现多模式切换。
Description
技术领域
本申请实施例涉及自动驾驶技术领域，特别涉及一种车辆控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
自动驾驶车辆是一种通过计算机系统实现无人驾驶的智能车辆。
在相关技术中，在自动驾驶车辆上设置有ACC(Adaptive Cruise Control，自适应巡航控制)系统，ACC系统是定速巡航控制系统的延伸。自动驾驶车辆在行驶过程中，安装在自动驾驶车辆前部的车距传感器(雷达)持续扫描自动驾驶车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。当自动驾驶车辆与相邻车辆之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过制动防抱死系统和发动机控制箱协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使得自动驾驶车辆与相邻车辆始终保持安全距离。
然而，上述相关技术中的ACC系统针对的工况较为单一。
发明内容
本申请实施例提供了一种车辆控制方法、装置、设备及存储介质。技术方案如下：
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种车辆控制方法，所述方法包括：
获取自动驾驶车辆与前方的相邻车辆之间的实时距离；
当所述实时距离大于自由驾驶距离时，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式为巡航模式；
当所述实时距离大于安全跟车距离且小于所述自由驾驶距离时，根据所述相邻车辆的速度、所述自动驾驶车辆的设定速度和所述自动驾驶车辆的实际速度，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式；
当所述实时距离大于避撞距离且小于所述安全跟车距离时，根据所述相邻车辆的加速度确定所述自动驾驶车辆的行驶模式；
当所述实时距离小于所述避撞距离时，根据所述自动驾驶车辆的实际速度、所述相邻车辆的速度和所述相邻车辆的加速度，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式；
根据确定的所述行驶模式，控制所述自动驾驶车辆进行行驶；
其中，所述行驶模式包括所述巡航模式、跟车模式、接近模式和避撞模式，所述巡航模式是指按照所述自动驾驶车辆的设定速度行驶的模式，所述跟车模式是指控制所述实时距离保持在所述安全跟车距离下行驶的模式，所述接近模式是指接近所述相邻车辆的行驶模式，所述避撞模式是指避免所述自动驾驶车辆与所述相邻车辆碰撞的行驶模式。
可选地，所述根据所述相邻车辆的速度、所述自动驾驶车辆的设定速度和所述自动驾驶车辆的实际速度，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式，包括：
当所述相邻车辆的速度不小于所述自动驾驶车辆的设定速度时，确定所述行驶模式为所述巡航模式；
当所述相邻车辆的速度不小于所述自动驾驶车辆的实际速度且小于所述自动驾驶车辆的设定速度时，确定所述行驶模式为所述跟车模式；
当所述相邻车辆的速度小于所述自动驾驶车辆的设定速度且所述自动驾驶车辆当前处于所述巡航模式时，确定所述行驶模式为所述接近模式。
可选地，所述根据所述相邻车辆的加速度确定所述自动驾驶车辆的行驶模式，包括：
当所述相邻车辆的加速度不小于第一阈值时，确定所述行驶模式为所述跟车模式；
当所述相邻车辆的加速度小于所述第一阈值时，确定所述行驶模式为所述避撞模式。
可选地，所述根据所述自动驾驶车辆的实际速度、所述相邻车辆的速度和所述相邻车辆的加速度，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式，包括：
当所述相邻车辆的加速度不小于第二阈值，且所述自动驾驶车辆的实际速度不大于所述相邻车辆的速度时，确定所述行驶模式为所述跟车模式；
当所述相邻车辆的加速度小于所述第二阈值，且所述自动驾驶车辆的实际速度大于所述相邻车辆的速度时，确定所述行驶模式为所述避撞模式。
可选地，当确定的所述行驶模式为所述巡航模式时，所述根据确定的所述行驶模式，控制所述自动驾驶车辆进行行驶，包括：
获取速度差值，所述速度差值是指所述自动驾驶车辆的实际速度与所述自动驾驶车辆的设定速度的差值；
根据模糊化后的所述速度差值和第一模糊控制规则，得到模糊化后的所述自动驾驶车辆的第一加速度；
将模糊化后的所述第一加速度反模糊化，得到所述第一加速度；
控制所述自动驾驶车辆在所述第一加速度下行驶。
可选地，当确定的所述行驶模式为所述接近模式时，所述根据确定的所述行驶模式，控制所述自动驾驶车辆进行行驶，包括：
根据所述相邻车辆的速度、所述自动驾驶车辆的实际速度和距离差值，确定所述接近模式下的第二加速度，所述距离差值是指所述自动驾驶车辆和所述相邻车辆的设定距离，与所述自动驾驶车辆和所述相邻车辆的实际距离的差值；
控制所述自动驾驶车辆在所述第二加速度下行驶。
可选地，，当确定的所述行驶模式为所述跟车模式时，所述根据确定的所述行驶模式，控制所述自动驾驶车辆进行行驶，包括：
获取速度差值和距离差值，所述速度差值是指所述自动驾驶车辆的实际速度与所述自动驾驶车辆的设定速度的差值，所述距离差值是指所述自动驾驶车辆和所述相邻车辆的设定距离，与所述自动驾驶车辆和所述相邻车辆的实际距离的差值；
根据模糊化后的所述速度差值、模糊化后的所述距离差值和第二模糊控制规则，确定模糊化后的所述自动驾驶车辆的第三加速度；
将模糊化后的所述第三加速度反模糊化，得到所述第三加速度；
控制所述自动驾驶车辆在所述第三加速度下行驶。
根据本申请实施例的第二方面，提供了一种车辆控制装置，所述装置包括：
距离获取模块，用于获取自动驾驶车辆与前方的相邻车辆之间的实时距离；
模式确定模块，用于当所述实时距离大于自由驾驶距离时，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式为巡航模式；
所述模块确定模块，还用于当所述实时距离大于安全跟车距离且小于所述自由驾驶距离时，根据所述相邻车辆的速度、所述自动驾驶车辆的设定速度和所述自动驾驶车辆的实际速度，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式；
所述模式确定模块，还用于当所述实时距离大于避撞距离且小于所述安全跟车距离时，根据所述相邻车辆的加速度确定所述自动驾驶车辆的行驶模式；
所述模式确定模块，还用于当所述实时距离小于所述避撞距离时，根据所述自动驾驶车辆的实际速度、所述相邻车辆的速度和所述相邻车辆的加速度，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式；
车辆控制模块，用于根据确定的所述行驶模式，控制所述自动驾驶车辆进行行驶；
其中，所述行驶模式包括所述巡航模式、跟车模式、接近模式和避撞模式，所述巡航模式是指按照所述自动驾驶车辆的设定速度行驶的模式，所述跟车模式是指控制所述实时距离保持在所述安全跟车距离下行驶的模式，所述接近模式是指接近所述相邻车辆的行驶模式，所述避撞模式是指避免所述自动驾驶车辆与所述相邻车辆碰撞的行驶模式。
根据本申请实施例的第三方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如第一方面所述的车辆控制方法。
根据本申请实施例的第四方面，提供了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的车辆控制方法的步骤。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果可以包括：
通过获取自动驾驶车辆与前方的相邻车辆之间的实时距离，并根据实时距离与自由驾驶距离、安全跟车距离、避撞距离之间的关系，确定自动驾驶车辆的行驶模式，能够根据行驶过程中所遇到的工况，自主的实现多模式切换，实现自动驾驶车辆的自动控制。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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申请的一些实施例，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是本申请一个实施例提供的车辆控制方法的流程图；
图2是相关技术中的行驶工况的示意图；
图3是本申请一个实施例提供的车辆间距的区域划分的示意图；
图4是本申请另一个实施例提供的车辆控制方法的流程图；
图5是本申请一个实施例提供的巡航模式的控制框图的示意图；
图6是本申请一个实施例提供的三角隶属度函数的示意图；
图7是本申请一个实施例提供的接近模式的示意图；
图8是本申请一个实施例提供的跟车模式的控制框图的示意图；
图9是本申请一个实施例提供的车辆控制装置的结构框图；
图10是本申请一个实施例提供的计算机设备的结构框图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
请参考图1，其示出了本申请一个实施例提供的车辆控制方法的流程图。该方法可以包括如下几个步骤。
步骤101，获取自动驾驶车辆与前方的相邻车辆之间的实时距离。
自动驾驶车辆是一种具备自动驾驶功能的智能车辆。当自动驾驶车辆处于自动驾驶模式时，驾驶者可以从事其它活动，例如，工作、休息、睡眠及其它娱乐活动等。可选地，自动驾驶车辆上设置有车载终端，车载终端是车辆监控管理系统的前端设备，本申请实施例提供的车辆控制方法的执行主体可以是车载终端；在其它可能的实现方式中，本申请实施例提供的车辆控制方法的执行主体还可以是服务器，为了便于描述，接下来都以本申请实施例的执行主体为计算机设备进行说明，计算机设备是指具备计算和处理能力的电子设备，计算机设备可以是车载终端，也可以是服务器。本申请实施例中的计算机设备具有多模式切换控制器的作用。当计算机设备是服务器时，自动驾驶车辆将自动驾驶车辆的状态信息(例如，自动驾驶车辆的设定速度、自动驾驶车辆的实际速度等)和相邻车辆的状态信息(相邻车辆的速度、相邻车辆和自动驾驶车辆之间的实时距离、相邻车辆的加速度等)发送给服务器，以使得服务器根据上述状态信息确定自动驾驶车辆的行驶模式。
步骤102，当实时距离大于自由驾驶距离时，确定自动驾驶车辆的行驶模式为巡航模式。
自由驾驶距离是指自动驾驶车辆能够自由驾驶的距离。可选地，自由驾驶距离是150m(米)。当自动驾驶车辆中的雷达探测范围内没有车辆时，说明自动驾驶车辆和相邻车辆之间的距离大于自由驾驶距离，计算机设备确定自动驾驶车辆的行驶模式为巡航模式。
步骤103，当实时距离大于安全跟车距离且小于自由驾驶距离时，根据相邻车辆的速度、自动驾驶车辆的设定速度和自动驾驶车辆的实际速度，确定自动驾驶车辆的行驶模式。
安全跟车距离是指自由驾驶车辆与相邻车辆之间能够各自安全行驶的距离。当实时距离小于自由驾驶距离时，自动驾驶车辆不能再按照巡航模式进行行驶，需要重新确定行驶模式，计算机设备可以根据相邻车辆的速度、自动驾驶车辆的设定速度和自动驾驶车辆的实际速度，确定当前自动驾驶车辆的行驶模式。
步骤104，当实时距离大于避撞距离且小于安全跟车距离时，根据相邻车辆的加速度确定自动驾驶车辆的行驶模式。
避撞距离是指自动驾驶车辆与前方的相邻车辆需要避免发生碰撞时的距离。当实时距离小于安全跟车距离且大于避撞距离时，计算机设备根据相邻车辆的加速度确定自动驾驶车辆的行驶模式。
步骤105，当实时距离小于避撞距离时，根据自动驾驶车辆的实际速度、相邻车辆的速度和相邻车辆的加速度，确定自动驾驶车辆的行驶模式。
当实时距离小于避撞距离时，说明自动驾驶车辆处于危险状态，计算机设备根据自动驾驶车辆的实际速度、相邻车辆的速度和相邻车辆的加速度，确定当前自动驾驶车辆的行驶模式。
步骤106，根据确定的行驶模式，控制自动驾驶车辆进行行驶。
当计算机设备确定好行驶模式后，控制自动驾驶车辆按照确定的行驶模式进行行驶。
交通环境复杂，驾驶员驾车随机性大，因此，自动驾驶车辆在道路上行驶可能会遇到各样的行驶工况，如图2所示，总结起来可以分为6种工况：巡航行驶工况、接近前车工况、跟车行驶工况、目标车切入工况、目标车切出工况、避撞工况。通过对实际行驶工况进行分析，目标车切入工况可按照两车速度、实时距离和加速度的不同情况分别纳入接近前车工况、跟车行驶工况或避撞工况。而目标车切出后，自动驾驶车辆可以过渡到巡航行驶工况、接近前车工况、跟车行驶工况或避撞工况。因此，本申请实施例中的行驶模式包括巡航模式、跟车模式、接近模式和避撞模式。巡航模式是指按照自动驾驶车辆的设定速度行驶的模式，跟车模式是指控制实时距离保持在安全跟车距离下行驶的模式，接近模式是指接近相邻车辆的行驶模式，避撞模式是指避免自动驾驶车辆与相邻车辆碰撞的行驶模式。
可选地，图3示出了本申请一个实施例提供的车辆间距的区域划分的示意图。当实时距离大于自由驾驶距离时，自动驾驶车辆位于自由区域；当实时距离大于安全跟车距离且小于自由驾驶距离时，自动驾驶车辆位于安全区域；当实时距离大于避撞距离且小于安全跟车距离时，自动驾驶车辆位于邻界区域；当实时距离小于避撞距离时，自动驾驶车辆位于危险区域。
综上所述，本申请实施例提供的技术方案中，通过获取自动驾驶车辆与前方的相邻车辆之间的实时距离，并根据实时距离与自由驾驶距离、安全跟车距离、避撞距离之间的关系，确定自动驾驶车辆的行驶模式，能够根据行驶过程中所遇到的工况，自主的实现多模式切换，实现自动驾驶车辆的自动控制。
另外，自动驾驶代替驾驶员操控车辆，可缓解驾驶疲劳，有助于减少因疲劳驾驶而引发的交通事故。
示例性地，当实时距离大于安全跟车距离且小于自由驾驶距离时，相邻车位于雷达探测范围内，并且实时距离大于安全跟车距离，自动驾驶车辆处于安全区域。计算机设备根据自动驾驶车辆的实际速度、相邻车辆的速度和自动驾驶车辆的设定速度可确定为以下三种自动驾驶车辆的行驶模式：
当相邻车辆的速度不小于自动驾驶车辆的设定速度时，确定行驶模式为巡航模式。
自动驾驶车辆的设定速度是指人为设定的或设备设定的自动驾驶车辆的行驶速度。当相邻车辆的速度不小于自动驾驶车辆的设定速度时，计算机设备确定行驶模式为巡航模式。有关巡航模式的具体介绍说明可参加下文实施例。
当相邻车辆的速度不小于自动驾驶车辆的实际速度且小于自动驾驶车辆的设定速度时，确定行驶模式为跟车模式。
当相邻车辆的速度不小于自动驾驶车辆的实际速度且小于自动驾驶车辆的设定速度时，计算机设备确定行驶模式为跟车模式。有关跟车模式的具体介绍说明可参见下文实施例。
当相邻车辆的速度小于自动驾驶车辆的设定速度且自动驾驶车辆当前处于巡航模式时，确定行驶模式为接近模式。
当相邻车辆的速度小于自动驾驶车辆的设定速度且自动驾驶车辆当前处于巡航模式时，计算机设备确定行驶模式为接近模式。有关接近模式的具体介绍说明可参见下文实施例。
示例性地，当实时距离大于避撞距离且小于安全跟车距离时，自动驾驶车辆处于安全跟车距离边界和避撞距离边界之间，自动驾驶车辆处于安全区域，计算机设备根据相邻车辆的加速度的变化情况可确定以下两种自动驾驶车辆的行驶模式：
当相邻车辆的加速度不小于第一阈值时，确定行驶模式为跟车模式。
可选地，第一阈值为-2，当相邻车辆的加速度不小于-2时，计算机设备确定行驶模式为跟车模式。
当相邻车辆的加速度小于第一阈值时，确定行驶模式为避撞模式。
当相邻车辆的加速度小于-2时，计算机设备确定行驶模式为避撞模式。有关避撞模式的具体介绍说明可参见下文实施例。
示例性地，当实时距离小于避撞距离时，自动驾驶车辆处于危险区域，自动驾驶车辆很可能与相邻车辆发生追尾，计算机设备可以根据自动驾驶车辆的实际速度、相邻车辆的速度和相邻车辆的加速度的变化情况确定以下两种自动行驶车辆的行驶模式：
当相邻车辆的加速度不小于第二阈值，且自动驾驶车辆的实际速度不大于相邻车辆的速度时，确定行驶模式为跟车模式。
可选地，第二阈值为0，当相邻车辆的加速度不小于0时，说明相邻车辆在做加速运动或匀速运动，且自动驾驶车辆的实际速度不大于相邻车辆的速度时，说明自动驾驶车辆和相邻车辆之间的实时距离较为安全，大概率不会发生碰撞危险，因此计算机设备确定自动驾驶车辆的行驶模式为跟车模式。
当相邻车辆的加速度小于第二阈值，且自动驾驶车辆的实际速度大于相邻车辆的速度时，确定行驶模式为避撞模式。
当相邻车辆的加速度小于0时，说明相邻车辆在做减速运行，且当自动驾驶车辆的实际速度大于相邻车辆的速度时，说明自动驾驶车辆和相邻车辆之间的实施距离较不安全，大概率会发生碰撞危险，因此计算机设备确定自动驾驶车辆的行驶模式为避撞模式。
如图4所示，其示出了本申请另一个实施例提供的车辆控制方法的流程图。
步骤401，判断自动驾驶车辆150m范围内是否有相邻车辆；若否，则执行步骤402；若是，则从步骤403开始执行。
步骤402，确定行驶模式为巡航模式。
步骤403，判断实时距离是否大于安全跟车距离；若是，则执行步骤404；若否，则执行步骤408。
步骤404，判断相邻车辆的速度是否不小于自动驾驶车辆的设定速度；若是，则执行步骤402；若否，则执行步骤405。
步骤405，判断相邻车辆的速度是否不小于自动驾驶车辆的实际速度；若是，则执行步骤406；若否，则执行步骤407。
步骤406，确定行驶模式为跟车模式。
步骤407，确定行驶模式为接近模式。
步骤408，判断实时距离是否大于避撞距离；若是，则执行步骤409；若否，则执行步骤411。
步骤409，判断相邻车辆的加速度是否不小于-2；若是，则执行步骤406；若否，则执行步骤410。
步骤410，确定行驶模式为避撞模式。
步骤411，判断相邻车辆的加速度是否不小于0；若否，则执行步骤410；若是，则执行步骤412。
步骤412，判断相邻车辆的速度是否大于自动驾驶车辆的实际速度；若是，则执行步骤406；若否，则执行步骤410。
在示意性实施例中，当确定的行驶模式为巡航模式时，通过如下方式控制自动驾驶车辆进行行驶：
1、获取速度差值；
在本申请实施例中，速度差值是指自动驾驶车辆的实际速度与自动驾驶车辆的设定速度的差值。自动驾驶车辆的设定速度可以是驾驶员预先设定的巡航车速。
以自动驾驶车辆在高速公路上行驶为例，高速公路的最高限定车速为120km/h，速度差值的论域为[-120,120]km/h。巡航模式以自动驾驶车辆的设定速度为控制目标，以速度差值为控制变量，最终实现自动驾驶车辆以设定速度稳定行驶，巡航模式的控制框图如图5所示。根据自动驾驶车辆的设定速度和自动驾驶车辆的实际速度，确定速度差值。将速度差值输入多模式切换控制器和巡航模糊控制器中，得到第一加速度。车辆逆模型将第一加速度发送给执行机构(例如，执行机构可以是油门)，以使得执行机构按照第一加速度控制自动驾驶车辆行驶，传感器采集自动驾驶车辆的状态信息(例如，实际距离)。
2、根据模糊化后的速度差值和第一模糊控制规则，得到模糊化后的自动驾驶车辆的第一加速度；
充分考虑驾乘人员对舒适性的制求，以驾驶员模型为基础，本申请采用模糊理论进行控制策略设计。假设比例因子为0.1，可得模糊化后的速度差值的模糊论域为[-12,12]。
模糊控制规则的输出变量是第一加速度a1，为了避免因第一加速度过大影响舒适性，根据国标的要求，限制第一加速度的最大距为|a1|max＝2,则得到第一加速度的论域为[-2,2]m/s2，取比例因子为1，则可得到第一加速度的模糊论域为[-2,2]。
根据巡航模式的特点，首要保证舒适性，适当削弱响应速度，总结如下两点控制原则：1、当速度差值较小时，以较小的加速度进行加速或者减速；2、当速度差值较大时，以较大的加速度进行加速或者减速。
将输入输出变量(输入变量为速度差值、输出变量为第一加速度)的模糊论域分别划分为7部分，分别用模糊语言变量表示：NB(Negative Big，负大)、NM(Negative Middle，负中)、NS(Negative Small，负小)、ZO(Zero，零)、PS(Positive Small，正小)、PM(PositiveMiddle，正中)、PB(Positive Big，正大)。遵循以上控制原则，建立了第一模糊控制规则，如下所示：
规则1：如果速度差值为NB，则第一加速度为NB；
规则2：如果速度差值为NM，则第一加速度为NM；
规则3：如果速度差值为NS，则第一加速度为NS；
规则4：如果速度差值为ZO，则第一加速度为ZO；
规则5：如果速度差值为PS，则第一加速度为PS；
规则6：如果速度差值为PM，则第一加速度为PM；
规则7：如果速度差值为PB，则第一加速度为PB。
模糊控制规则不能给出绝对的真与不真，只能给出真的程度，真的程度由隶属度函数曲线表示。在应用模糊集合论对模糊命题进行模糊推理时，应用模糊关系表示模糊条件句，将推理的判断过程转化为对隶属度的合成与演算。在模糊推理过程中，一旦确定了模糊条件句决定的模糊关系，在已知输入模糊集合的情况下，根据推理合成规则，求取输出模糊集合。模糊控制规则表现为一组模糊条件语句，在条件语句中描述输入输出变量状态的一些词汇的集合，称为词集。隶属度函数是对模糊集合的定量描述，即某元素属于某模糊集合的程度。速度差值和第一加速度的隶属度函数可以选用三角隶属度函数，三角隶属度函数的示意图如图6所示。
3、将模糊化后的第一加速度反模糊化，得到第一加速度；
反模糊化是指将模糊量转化为精确量的过程，反模糊化又可称之为去模糊化。可选地，反模糊化有以下几种方式：最大隶属度法、重心法、加权平均法等方法。
4、控制自动驾驶车辆在第一加速度下行驶。
当自动驾驶车辆的设定速度与自动驾驶车辆的实际速度相差很大时，自动驾驶车辆的响应速度会稍微慢一下，但加速和减速过程会比较平稳，具有优良的舒适性。
当自动驾驶车辆处于巡航模式时，车载雷达有效探测距离内发现低速的目标车，为了符合驾驶员操纵习惯，实现平稳的接近前方的相邻车辆，并过渡到跟车模式，自动驾驶车辆将自动进入接近模式。在此工况下，自动驾驶车辆的实际速度大于相邻车辆的速度，实时距离大于安全跟车距离，从驾驶员模型考虑，接近模式的控制策略就是利用速度差值平衡距离差值，最终使得速度差值和距离差值都趋近于零，其示意图可以如图7所示。在示意性实施例中，当确定的行驶模式为接近模式时，通过如下方式控制自动驾驶车辆进行行驶：
1、根据相邻车辆的速度、自动驾驶车辆的实际速度和距离差值，确定接近模式下的第二加速度；
在本申请实施例中，距离差值是指自动驾驶车辆和相邻车辆的设定距离，与自动驾驶车辆和相邻车辆的实际距离的差值。
假设相邻车辆以速度Vt匀速行驶，自动驾驶车辆初始速度为Vs，实时距离为距离差值与安全跟车距离之和，即Derror(距离差值)+Dsafe(安全跟车距离)表示实时距离。考虑驾驶员应对此工况的匀减速驾驶特性，假设自动驾驶车辆以第二加速度做匀减速运动，并经过时间t消除距离差值，自动驾驶车辆的实际速度也降至Vt。
t时间后相邻车辆通过的位移S1为：
S1＝Vt*t；(1)
其中，Vt表示相邻车辆的速度，t表示行驶时间。
自动驾驶车辆做匀减速运动，满足如下运动关系：
S2＝Vs*t-(a2*t2)；(2)
Vt＝Vs-a2*t；(3)
其中，Vs表示自动驾驶车辆的初始速度，t表示行驶时间，a2表示第二加速度，Vt表示相邻车辆的速度。
并且，t时间后自动驾驶车辆和相连车辆之间满足如下公式：
S2-S1-Derror＝0；(4)
根据上式(1)至式(4)可得到第二加速度的计算公式：
a2＝Vr/(2Derror)
其中，Vr表示自动驾驶车辆的初始速度和前车车辆的速度之间的差值，即Vr＝Vs-Vt。
2、控制自动驾驶车辆在第二加速度下行驶。
当计算机设备确定出第二加速度后，即可控制自动驾驶车辆按照第二加速度进行接近模式的行驶。
在示意性实施例中，当确定的行驶模式为跟车模式时，通过如下方式控制自动驾驶车辆进行行驶：
1、获取速度差值和距离差值；
在本申请实施例中，速度差值是指自动驾驶车辆的实际速度与自动驾驶车辆的设定速度的差值，距离差值是指自动驾驶车辆和相邻车辆的设定距离，与自动驾驶车辆和相邻车辆的实际距离的差值。
跟车模式以安全跟车距离为控制目标，以速度差值和距离差值为控制变量，最终保持安全跟车距离稳定跟随相邻车辆行驶。稳定跟随行驶过程，突遇危险情况，驾驶员可转向避撞；如果驾驶员没有采取任何操作，计算机设备控制自动驾驶车辆进入避撞模式进行车辆控制，而在一般行驶情况下，自动驾驶车辆处于安全行驶环境，在设计控制策略自可兼顾驾乘舒适性。本申请实施例采用模糊理论进行控制策略设计，跟车模式控制框图如图8所示。传感器采集相邻车辆的状态信息(例如，自动驾驶车辆与相邻车辆之间的实时距离、相邻车辆的速度)和自动驾驶车辆的状态信息(例如，自动驾驶车辆的实际速度)，将上述采集的状态信息输入参数计算器，得到距离差值和速度差值，并将其输入多模式切换控制器和跟车模式控制器，从而得到第三加速度，车辆逆模型将第三加速度发送给执行机构，以使得执行机构控制自动驾驶车辆按照第三加速度进行行驶。
2、根据模糊化后的速度差值、模糊化后的距离差值和第二模糊控制规则，确定模糊化后的自动驾驶车辆的第三加速度；
根据跟车行驶工况的特点，兼顾安全性和舒适性，总结了如下几点控制原则：
1、速度差值较小，距离差值较大时，此时自动驾驶车辆应该输出较大的第三加速度，迅速拉开实时距离或者拉近实时距离；
2、速度差值较大、距离差值较小时，此时自动驾驶车辆应该输出较大的第三加速度，防止较大的速度差引起实时距离的大幅变化；
3、速度差值较小、距离差值较小时，自动驾驶车辆可以匀速行驶，或者输出较小的第三加速度，保持跟车距离稳定，同时，小强度加减速不会给驾乘人员带来不适的感觉；
4、速度差值较大、距离差值较大时，速度差值可能扩大距离差值，此时应该输出较大加速度，迅速拉开或者拉近实时距离；速度差值也可能缩小距离差值，自动驾驶车辆可匀速行驶或者适当输出较小加速度。
将输入输出变量(输入变量为速度差值和距离差值，输出变量为第三加速度)的模糊论域都分成7部分，遵循以上控制原则，建立了第二模糊控制规则，如表1所示。
表1
理想情况下，自动驾驶车辆跟随相邻车辆稳定行驶，速度差值趋近于零，距离差值趋近于零，而实际行驶过程中，相邻车辆具有驾驶随机性，自动驾驶车辆也受到路况、风阻等因素的影响，实时距离和安全跟车距离之间会存在较小偏差，兼顾安全性和舒适性的考虑，本申请实施例设计输入量速度差值的论域为[-10,10]km/h，输入量距离差值的论域为[-3,3]m；输出量第三加速度的论域为[-2,2]m/s2，以使得第三加速度取值满足国标要求。各变量的比例因子都取1，则模糊化后的速度差值的模糊论域为[-10,10]，模糊化后的距离差值的模糊论域为[-3,3]，模糊化后的第三加速度的模糊论域为[-2,2]。
3、将模糊化后的第三加速度反模糊化，得到第三加速度；
4、控制自动驾驶车辆在第三加速度下行驶。
假设自动驾驶车辆在行驶过程中突遇危险情况(比如跟车行驶过程中相邻车辆紧急刹停，或者两相邻车道低速车辆切入同一车道，此时两车速度差极大，实时距离非常小)。这种危险行驶工况下，驾驶员可以采取转向避撞或自行实施强力制动避撞。但是，如果驾驶员反应慢或者根本没有采取避撞措施，势必会发生追尾，而本申请实施例提供的技术方案，以驾驶员模型为基础，进入避撞模式，根据实时距离实施制动控制，最大限度降低事故发生率和人员伤害。
在示意性实施例中，当确定的行驶模式为避撞模式时，通过如下方式控制自动驾驶车辆进行行驶：
当实时距离小于避撞距离时，控制自动驾驶车辆按照最大制动减速度行驶。
当实施距离小于避撞距离时，自动驾驶车辆处于最危险的行驶工况，控制器直接输出最大制动减速度，以最大制动强度刹停。
当实时距离大于避撞距离且小于安全跟车距离时，控制自动驾驶车辆按照相邻车辆的加速度行驶。
相邻车辆的加速度大于自动驾驶车辆跟车模式所能提供的最大制动减速度，此时计算机设备将输出与相邻车辆相等的减速度，以避免自动驾驶车辆进入危险工况。
本申请实施例提供的技术方案中，对危险工况的响应速度快，避撞控制精确、有效，可最大限度避免事故发生，减轻人员伤亡，保证行驶安全的前提下缩短车间距离，可有效提高道路通行率。
下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。
请参考图9，其示出了本申请一个实施例提供的车辆控制装置的框图。该装置具有实现上述方法示例的功能，所述功能可以由硬件实现，也可以由硬件执行相应的软件实现。该装置可以是计算机设备，也可以设置在计算机设备上。该装置900可以包括：距离获取模块910、模式确定模块920和车辆控制模块930。
距离获取模块910，用于获取自动驾驶车辆与前方的相邻车辆之间的实时距离。
模式确定模块920，用于当所述实时距离大于自由驾驶距离时，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式为巡航模式。
所述模块确定模块920，还用于当所述实时距离大于安全跟车距离且小于所述自由驾驶距离时，根据所述相邻车辆的速度、所述自动驾驶车辆的设定速度和所述自动驾驶车辆的实际速度，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式。
所述模式确定模块920，还用于当所述实时距离大于避撞距离且小于所述安全跟车距离时，根据所述相邻车辆的加速度确定所述自动驾驶车辆的行驶模式。
所述模式确定模块920，还用于当所述实时距离小于所述避撞距离时，根据所述自动驾驶车辆的实际速度、所述相邻车辆的速度和所述相邻车辆的加速度，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式。
车辆控制模块930，用于根据确定的所述行驶模式，控制所述自动驾驶车辆进行行驶。
其中，所述行驶模式包括所述巡航模式、跟车模式、接近模式和避撞模式，所述巡航模式是指按照所述自动驾驶车辆的设定速度行驶的模式，所述跟车模式是指控制所述实时距离保持在所述安全跟车距离下行驶的模式，所述接近模式是指接近所述相邻车辆的行驶模式，所述避撞模式是指避免所述自动驾驶车辆与所述相邻车辆碰撞的行驶模式。
综上所述，本申请实施例提供的技术方案中，通过获取自动驾驶车辆与前方的相邻车辆之间的实时距离，并根据实时距离与自由驾驶距离、安全跟车距离、避撞距离之间的关系，确定自动驾驶车辆的行驶模式，能够根据行驶过程中所遇到的工况，自主的实现多模式切换，实现自动驾驶车辆的自动控制。
可选地，所述模式确定模块920，用于：
当所述相邻车辆的速度不小于所述自动驾驶车辆的设定速度时，确定所述行驶模式为所述巡航模式；
当所述相邻车辆的速度不小于所述自动驾驶车辆的实际速度且小于所述自动驾驶车辆的设定速度时，确定所述行驶模式为所述跟车模式；
当所述相邻车辆的速度小于所述自动驾驶车辆的设定速度且所述自动驾驶车辆当前处于所述巡航模式时，确定所述行驶模式为所述接近模式。
可选地，所述模式确定模块920，用于：
当所述相邻车辆的加速度不小于第一阈值时，确定所述行驶模式为所述跟车模式；
当所述相邻车辆的加速度小于所述第一阈值时，确定所述行驶模式为所述避撞模式。
可选地，所述模式确定模块920，用于：
当所述相邻车辆的加速度不小于第二阈值，且所述自动驾驶车辆的实际速度不大于所述相邻车辆的速度时，确定所述行驶模式为所述跟车模式；
当所述相邻车辆的加速度小于所述第二阈值，且所述自动驾驶车辆的实际速度大于所述相邻车辆的速度时，确定所述行驶模式为所述避撞模式。
可选地，所述车辆控制模块930，用于：
获取速度差值，所述速度差值是指所述自动驾驶车辆的实际速度与所述自动驾驶车辆的设定速度的差值；
根据模糊化后的所述速度差值和第一模糊控制规则，得到模糊化后的所述自动驾驶车辆的第一加速度；
将模糊化后的所述第一加速度反模糊化，得到所述第一加速度；
控制所述自动驾驶车辆在所述第一加速度下行驶。
可选地，所述车辆控制模块930，用于：
根据所述相邻车辆的速度、所述自动驾驶车辆的实际速度和距离差值，确定所述接近模式下的第二加速度，所述距离差值是指所述自动驾驶车辆和所述相邻车辆的设定距离，与所述自动驾驶车辆和所述相邻车辆的实际距离的差值；
控制所述自动驾驶车辆在所述第二加速度下行驶。
可选地，所述车辆控制模块930，用于：
获取速度差值和距离差值，所述速度差值是指所述自动驾驶车辆的实际速度与所述自动驾驶车辆的设定速度的差值，所述距离差值是指所述自动驾驶车辆和所述相邻车辆的设定距离，与所述自动驾驶车辆和所述相邻车辆的实际距离的差值；
根据模糊化后的所述速度差值、模糊化后的所述距离差值和第二模糊控制规则，确定模糊化后的所述自动驾驶车辆的第三加速度；
将模糊化后的所述第三加速度反模糊化，得到所述第三加速度；
控制所述自动驾驶车辆在所述第三加速度下行驶。
需要说明的一点是，上述实施例提供的装置在实现其功能时，仅以上述各个功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据实际需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内容结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
请参考图10，其示出了本申请一个实施例提供的计算机设备1000的结构框图。计算机设备1000是指具备计算和处理能力的电子设备，可选地，计算机设备是车载终端或服务器。
通常，计算机设备1000包括有：处理器1001和存储器1002。
处理器1001可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器1001可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器1001也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器1001可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器1001还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器1002可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器1002还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器1002中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器1001加载并执行以实现本申请方法实施例所提供的方法。
在一些实施例中，计算机设备1000还可选包括有：外围设备接口1003和至少一个外围设备。处理器1001、存储器1002和外围设备接口1003之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口1003相连。具体地，外围设备可以包括：通信单元1004、显示屏1005、音频电路1006、定位组件1007和电源1008中的至少一种。
本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构并不构成对计算机设备1000的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。
可选地，还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述车辆控制方法的步骤。
可选地，上述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory，只读光盘)、磁带、软盘和光数据存储设备等。
以上所述仅为本申请的示例性实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种车辆控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取自动驾驶车辆与前方的相邻车辆之间的实时距离；
当所述实时距离大于自由驾驶距离时，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式为巡航模式；
当所述实时距离大于安全跟车距离且小于所述自由驾驶距离时，根据所述相邻车辆的速度、所述自动驾驶车辆的设定速度和所述自动驾驶车辆的实际速度，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式；
当所述实时距离大于避撞距离且小于所述安全跟车距离时，根据所述相邻车辆的加速度确定所述自动驾驶车辆的行驶模式；
当所述实时距离小于所述避撞距离时，根据所述自动驾驶车辆的实际速度、所述相邻车辆的速度和所述相邻车辆的加速度，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式；
根据确定的所述行驶模式，控制所述自动驾驶车辆进行行驶；
其中，所述行驶模式包括所述巡航模式、跟车模式、接近模式和避撞模式，所述巡航模式是指按照所述自动驾驶车辆的设定速度行驶的模式，所述跟车模式是指控制所述实时距离保持在所述安全跟车距离下行驶的模式，所述接近模式是指接近所述相邻车辆的行驶模式，所述避撞模式是指避免所述自动驾驶车辆与所述相邻车辆碰撞的行驶模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述相邻车辆的速度、所述自动驾驶车辆的设定速度和所述自动驾驶车辆的实际速度，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式，包括：
当所述相邻车辆的速度不小于所述自动驾驶车辆的设定速度时，确定所述行驶模式为所述巡航模式；
当所述相邻车辆的速度不小于所述自动驾驶车辆的实际速度且小于所述自动驾驶车辆的设定速度时，确定所述行驶模式为所述跟车模式；
当所述相邻车辆的速度小于所述自动驾驶车辆的设定速度且所述自动驾驶车辆当前处于所述巡航模式时，确定所述行驶模式为所述接近模式。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述相邻车辆的加速度确定所述自动驾驶车辆的行驶模式，包括：
当所述相邻车辆的加速度不小于第一阈值时，确定所述行驶模式为所述跟车模式；
当所述相邻车辆的加速度小于所述第一阈值时，确定所述行驶模式为所述避撞模式。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述自动驾驶车辆的实际速度、所述相邻车辆的速度和所述相邻车辆的加速度，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式，包括：
当所述相邻车辆的加速度不小于第二阈值，且所述自动驾驶车辆的实际速度不大于所述相邻车辆的速度时，确定所述行驶模式为所述跟车模式；
当所述相邻车辆的加速度小于所述第二阈值，且所述自动驾驶车辆的实际速度大于所述相邻车辆的速度时，确定所述行驶模式为所述避撞模式。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当确定的所述行驶模式为所述巡航模式时，所述根据确定的所述行驶模式，控制所述自动驾驶车辆进行行驶，包括：
获取速度差值，所述速度差值是指所述自动驾驶车辆的实际速度与所述自动驾驶车辆的设定速度的差值；
根据模糊化后的所述速度差值和第一模糊控制规则，得到模糊化后的所述自动驾驶车辆的第一加速度；
将模糊化后的所述第一加速度反模糊化，得到所述第一加速度；
控制所述自动驾驶车辆在所述第一加速度下行驶。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当确定的所述行驶模式为所述接近模式时，所述根据确定的所述行驶模式，控制所述自动驾驶车辆进行行驶，包括：
根据所述相邻车辆的速度、所述自动驾驶车辆的实际速度和距离差值，确定所述接近模式下的第二加速度，所述距离差值是指所述自动驾驶车辆和所述相邻车辆的设定距离，与所述自动驾驶车辆和所述相邻车辆的实际距离的差值；
控制所述自动驾驶车辆在所述第二加速度下行驶。
7.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其特征在于，当确定的所述行驶模式为所述跟车模式时，所述根据确定的所述行驶模式，控制所述自动驾驶车辆进行行驶，包括：
获取速度差值和距离差值，所述速度差值是指所述自动驾驶车辆的实际速度与所述自动驾驶车辆的设定速度的差值，所述距离差值是指所述自动驾驶车辆和所述相邻车辆的设定距离，与所述自动驾驶车辆和所述相邻车辆的实际距离的差值；
根据模糊化后的所述速度差值、模糊化后的所述距离差值和第二模糊控制规则，确定模糊化后的所述自动驾驶车辆的第三加速度；
将模糊化后的所述第三加速度反模糊化，得到所述第三加速度；
控制所述自动驾驶车辆在所述第三加速度下行驶。
8.一种车辆控制装置，其特征在于，所述装置包括：
距离获取模块，用于获取自动驾驶车辆与前方的相邻车辆之间的实时距离；
模式确定模块，用于当所述实时距离大于自由驾驶距离时，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式为巡航模式；
所述模块确定模块，还用于当所述实时距离大于安全跟车距离且小于所述自由驾驶距离时，根据所述相邻车辆的速度、所述自动驾驶车辆的设定速度和所述自动驾驶车辆的实际速度，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式；
所述模式确定模块，还用于当所述实时距离大于避撞距离且小于所述安全跟车距离时，根据所述相邻车辆的加速度确定所述自动驾驶车辆的行驶模式；
所述模式确定模块，还用于当所述实时距离小于所述避撞距离时，根据所述自动驾驶车辆的实际速度、所述相邻车辆的速度和所述相邻车辆的加速度，确定所述自动驾驶车辆的行驶模式；
车辆控制模块，用于根据确定的所述行驶模式，控制所述自动驾驶车辆进行行驶；
其中，所述行驶模式包括所述巡航模式、跟车模式、接近模式和避撞模式，所述巡航模式是指按照所述自动驾驶车辆的设定速度行驶的模式，所述跟车模式是指控制所述实时距离保持在所述安全跟车距离下行驶的模式，所述接近模式是指接近所述相邻车辆的行驶模式，所述避撞模式是指避免所述自动驾驶车辆与所述相邻车辆碰撞的行驶模式。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至7任一项所述的车辆控制方法。
10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的车辆控制方法的步骤。
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