CN111572541A - 车辆避障方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆避障方法及系统，通过获取车辆当前车道以及相邻车道的交通数据，根据当前车道的交通数据确定出第一障碍物，并获取第一障碍物的矢量速度以及车辆的预控制信息，进而根据第一障碍物的矢量速度、车辆的车速和相邻车道的交通数据获得碰撞信息，进而基于预控制信息和碰撞信息得到所述车辆的避障策略。本方案对车辆在当前车道以及相邻车道上可能发生的碰撞事故进行预判，基于时间对所有可能发生碰撞的情况和车辆允许的安全阈值进行对比分析，以此来判断车辆应该采取何种避障方式，提高了车辆的避障效率，且使得车辆的避障功能更加智能化和人性化。

Description

车辆避障方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆控制领域，尤其涉及一种车辆避障方法及系统。

背景技术

智能驾驶汽车由于其自主智能、安全高效的特点，越来越受到人们的青睐，智能驾驶逐渐发展成为一种新的技术领域。无论何时何地，安全永远是汽车最重要的一项因素，安全避障也已成为智能驾驶汽车上一项必不可少的功能系统。安全避障功能是在车辆在当前车道上行驶时，车辆利用自身的感知设备(摄像头、雷达、超声波传感器等)获取行驶环境的实时信息并反馈给系统，系统根据综合信息分析判断障碍物的信息，通过算法计算得到车辆可以合理地避开这些安全隐患应采取的策略，包括制动、转向等措施，从而保证车辆安全、高效和稳定地行驶。在实际情况中，道路交通状况比较复杂，车辆所遇到的障碍物既有动态的也有静态的，而且有时候动态障碍物的运动都是随机变化的，这也是避障问题复杂多样的原因之一。现有的专利中，针对多个移动障碍物的避障方法比较少，尤其是在综合考虑到多个障碍物的运动情况以及车道交通状况随着时间不断发生变化的情况下进行避障的方法更是少之又少。

实际交通情况比较复杂，道路上既存在移动障碍物，又有静止障碍物，而且会有多个障碍物，尤其对于移动障碍物，因其运动轨迹存在极大的不确定性，使得车辆自主避障问题变得复杂。在现有的车辆避障技术方案中，没有考虑到多个移动障碍物和多个静止障碍物的交通状况问题，尤其是没有考虑到相邻车道存在车辆下，同时主车道障碍车辆具有横向移动速度的情况，进而没有对此情况提出实时监测车道交通状况，选取较合理的避障方式，以提高避障效率和避障能力的方法。

发明内容

本发明提供了一种车辆避障方法及系统，能够根据复杂的车道状况，基于时间判断以选取较合理的避障方式，并进行避障策略的实时调整，确保车辆行驶安全。

一方面，本发明提供一种车辆避障方法，包括：

确定车辆所在的当前车道和所述车辆的车速；

获取所述当前车道以及相邻车道的交通数据，所述交通数据包括车道信息、车道上存在的物体以及各物体与所述车辆之间的相对速度；

将所述当前车道的交通数据中位于所述车辆前方的物体确定为第一障碍物，根据所述当前车道的交通数据和所述车辆的车速确定所述第一障碍物的矢量速度；

根据所述车辆的车速确定所述车辆的预控制信息；

根据所述第一障碍物的矢量速度、所述车辆的车速和所述相邻车道的交通数据确定碰撞信息；

基于所述预控制信息和所述碰撞信息确定所述车辆的避障策略。

另一方面，本发明还提供了一种车辆避障系统，所述系统包括：

第一确定模块，用于确定车辆所在的当前车道和所述车辆的车速；

交通数据获取模块，用于获取所述当前车道以及相邻车道的交通数据，所述交通数据包括车道信息、车道上存在的物体以及各物体与所述车辆之间的相对速度；

第二确定模块，用于将所述当前车道的交通数据中位于所述车辆前方的物体确定为第一障碍物，根据所述当前车道的交通数据和所述车辆的车速确定所述第一障碍物的矢量速度；

预控制信息确定模块，用于根据所述车辆的车速确定所述车辆的预控制信息；

碰撞信息确定模块，用于根据所述第一障碍物的矢量速度、所述车辆的车速和所述相邻车道的交通数据确定碰撞信息；

避障策略确定模块，用于基于所述预控制信息和所述碰撞信息确定所述车辆的避障策略。

本发明提供的一种车辆避障方法及系统，具有如下有益效果：

本发明获取车辆当前车道以及相邻车道的交通数据，根据当前车道的交通数据确定出第一障碍物，并获取第一障碍物的矢量速度以及车辆的预控制信息，进而根据第一障碍物的矢量速度、车辆的车速和相邻车道的交通数据获得碰撞信息，进而基于预控制信息和碰撞信息得到所述车辆的避障策略。本发明综合考虑了相邻车道上存在第二障碍物以及当前车道上第一障碍物具有横向移动速度的情况，预控制信息和碰撞信息均采用时间表示，实现通过时间比对方式确定车辆应该采取的避障策略，在相邻车道存在第二障碍物以及第一障碍物横向移动等复杂情况下也能快速确定出较合理的避障方式，提高了车辆的避障效率，且使得车辆的避障功能更加智能化和人性化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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它附图。

图1是本发明实施例提供的车辆避障方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的当第一障碍物为静止障碍物时车辆的避障方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的当第一障碍物为静止障碍物时车辆的避障方法的实施场景示意图；

图4是本发明实施例提供的当第一障碍物为移动障碍物时车辆的避障方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的当第一障碍物为移动障碍物时车辆的避障方法的实施场景示意图；

图6是本发明实施例提供的车辆避障系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以使这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1是本发明实施例提供的车辆避障方法的流程示意图。请参见图1，本发明实施例提供的车辆避障方法包括：

S101：确定车辆所在的当前车道和所述车辆的车速。

S103：获取所述当前车道以及相邻车道的交通数据，所述交通数据包括车道信息、车道上存在的物体以及各物体与所述车辆之间的相对速度。

其中，车道上存在的物体包括车辆、行人、动物及其他类别的物件，根据物体的运动状态可以将物体分为静止物体和活动物体。各车道的交通数据可以包括车道的边界尺寸、车道上存在的物体以及各物体与所述车辆之间的相对速度。实际情况中，可以以车辆为基准预设监测范围，在获取各车道的交通数据时，优先考虑监测范围内的物体，具体的，以车辆为基准预设的监测范围中车辆前方的范围较之于车辆后方的范围大，从而重点监测车辆前方的道路状况，适当缩小车辆后方道路的监测范围，以快速获取有用的监测信息并减少监测的器件和时间消耗。

S105：将所述当前车道的交通数据中位于所述车辆前方的物体确定为第一障碍物，根据所述当前车道的交通数据和所述车辆的车速确定所述第一障碍物的矢量速度。

判断当前车道的交通数据中是否包含位于车辆前方的物体，如果有，则将该物体确定为第一障碍物，如果没有，则控制车辆保持当前状态继续行驶即可。

确定出第一障碍物之后，从当前车道的交通数据中提取第一障碍物的运动信息，该运动信息包括第一障碍物与车辆之间的相对速度和相对方向，然后根据第一障碍物的运动信息和车辆的车速计算第一障碍物的矢量速度，该矢量速度包括第一障碍物的移动速度和移动方向。

S107：根据所述车辆的车速确定所述车辆的预控制信息。

在一个可行的实施例中，预控制信息包括制动信息和换道信息，本发明实施例中制动信息具体表现为制动时间，换道信息具体表现为换道时间。确定预控制信息包括：计算将车辆的车速由当前值降至0所需的最短时间，记为制动时间ts；计算将车辆由当前车道换道至相邻车道所需的最短时间，记为换道时间tc；根据制动时间ts和换道时间tc得到车辆的预控制信息。制动时间ts的计算应保证车辆以最大制动力刹车停止后，车辆与第一障碍物之间的距离不小于车辆以最大转向角、最低极限速度进行换道而不发生碰撞的距离，否者ts无解(取无限大)。换道时间tc应保证是在以车辆当前纵向速度不变，同时以合理的横向速度进行耗时最少的换道情况下计算得到的。

S109：根据所述第一障碍物的矢量速度、所述车辆的车速和所述相邻车道的交通数据确定碰撞信息。

具体包括：将所述相邻车道的交通数据中处于所述车辆前方或后方的物体确定为第二障碍物，根据所述第二障碍物与所述车辆之间的相对速度结合所述车辆的车速确定所述第二障碍物的移动速度；当所述第一障碍物的矢量速度为零时，根据所述车辆的车速和所述第二障碍物的移动速度确定碰撞信息；当所述第一障碍物的矢量速度为非零时，根据所述第一障碍物的矢量速度、所述车辆的车速和所述第二障碍物的移动速度确定碰撞信息。

其中，当第一障碍物的矢量速度为零时，第一障碍物为静止障碍物，当第一障碍物的矢量速度为非零时，第一障碍物为移动障碍物，由于静止障碍物和移动障碍物具有不同的速度特征，对车辆避障影响各不相同，本发明实施例对静止障碍物和移动障碍物采取不同的运算逻辑进行避障。

第一方面，对于第一障碍物为静止障碍物的情况，根据车辆的车速，计算车辆在当前行驶状态下与第一障碍物发生碰撞所需的第一碰撞时间tb；根据车辆的车速和第二障碍物的移动速度，计算车辆由当前车道换道至相邻车道后与该相邻车道上的第二障碍物发生碰撞所需的第二碰撞时间ta，其中，当相邻车道上不存在第二障碍物或者车辆不与第二障碍物发生碰撞，第二碰撞时间ta无解；将第一碰撞时间tb和第二碰撞时间ta确定为碰撞信息。

第二方面，对于第一障碍物为移动障碍物的情况，根据车辆的车速和第一障碍物的矢量速度，计算车辆在当前行驶状态下与第一障碍物发生碰撞所需的第一碰撞时间tb；根据车辆的车速和第二障碍物的移动速度，计算车辆由当前车道换道至相邻车道后与该相邻车道上的第二障碍物发生碰撞所需的第二碰撞时间ta，其中，如果相邻车道上不存在第二障碍物或者车辆不与第二障碍物发生碰撞，第二碰撞时间ta无解；根据第一障碍物的矢量速度计算第一障碍物的横向移动速度，并基于第一障碍物的横向移动速度计算第一障碍物移出当前车道所需的移动时间tm，其中，如果第一障碍物的横向移动速度为零，移动时间tm无解(取无限大)；将第一碰撞时间tb、所述第二碰撞时间ta和移动时间tm确定为所述碰撞信息。

S111：基于所述预控制信息和所述碰撞信息确定所述车辆的避障策略。

本发明实施例对静止障碍物和移动障碍物采取不同的运算逻辑进行避障，下面结合图2和3对具体的避障策略进行说明。

图2是本发明实施例提供的当第一障碍物为静止障碍物时车辆的避障方法的流程示意图。请参见图2，对于第一障碍物为静止障碍物的情况，在确定出车辆与第一障碍物碰撞的第一碰撞时间tb后，将所述第一碰撞时间tb与所述制动时间ts进行比较；如果所述第一碰撞时间tb不大于所述制动时间ts，确定所述避障策略为紧急制动；如果所述第一碰撞时间tb大于所述制动时间ts，将所述第一碰撞时间tb与所述换道时间tc进行比较；如果所述第一碰撞时间tb不大于所述换道时间tc，确定所述避障策略为常规制动；如果所述第一碰撞时间tb大于所述换道时间tc，判断所述第二碰撞时间ta是否有解；如果所述第二碰撞时间ta无解，确定所述避障策略为换道；如果所述第二碰撞时间ta有解，计算所述制动时间ts与所述换道时间tc的差值，将所述第二碰撞时间ta与所述差值进行比较；如果所述第二碰撞时间ta大于所述差值，确定所述避障策略为换道；如果所述第二碰撞时间ta不大于所述差值，确定所述避障策略为常规制动，之后按图2的避障策略重新开始进行避障，并根据当前状况实时调整避障策略。

其中，紧急制动即紧急刹车，是指汽车在行驶过程中遇到紧急情况时，驾驶者迅速、正确的使用制动器，在最短距离内将车停住，本发明实施例中采用紧急制动将车辆由当前车速降至0的花费时间不大于制动时间ts。常规制动是指在在控制车辆由当前车速降至0的过程中通过缓慢控制制动器，在预设的时间范围内或者预设距离内使车辆停住，常规制动的时间开销大于制动时间ts。

图4是本发明实施例提供的当第一障碍物为移动障碍物时车辆的避障方法的流程示意图。请参见图4，确定使车辆与第一障碍物发生碰撞的行驶速度范围Pc，如果车辆在该行驶速度范围Pc内行驶则总有一刻该车辆会碰撞上第一障碍物，具体的，可以根据第一障碍物的矢量速度，计算使车辆与第一障碍物发生碰撞的车辆的行驶速度，根据车辆的行驶速度确定速度范围Pc。在确定出速度范围Pc之后，将第一碰撞时间tb与制动时间ts进行比较；如果第一碰撞时间tb不大于制动时间ts，确定避障策略为紧急制动；如果第一碰撞时间tb大于制动时间ts，将第一碰撞时间tb与移动时间tm进行比较；如果第一碰撞时间tb大于移动时间tm，确定避障策略为正常行驶；如果第一碰撞时间tb不大于移动时间tm，将第一碰撞时间与换道时间tc进行比较；如果第一碰撞时间不大于换道时间tc，确定避障策略为常规制动；如果第一碰撞时间大于换道时间tc，判断第二碰撞时间ta是否有解；如果第二碰撞时间ta无解，确定避障策略为换道；如果第二碰撞时间ta有解，计算制动时间ts与换道时间tc的第一差值，将第二碰撞时间ta与第一差值进行比较；如果第二碰撞时间ta不大于第一差值，确定避障策略为将车辆的车速逐步降低至速度范围Pc中的最小值；如果第二碰撞时间ta大于差值，判断移动时间tm是否有解；如果移动时间tm无解，确定避障策略为换道；如果移动时间tm有解，计算移动时间tm与换道时间tc之间的第二差值，将第二碰撞时间ta与第二差值进行比较；如果第二碰撞时间ta不大于第二差值，确定避障策略为换道；如果第二碰撞时间ta大于第二差值，确定避障策略为将车辆的车速逐步降低至速度范围Pc中的最小值，并实时监测道路信息，之后按照图4中的避障策略重新开始进行避障。

本发明实施例获取车辆当前车道以及相邻车道的交通数据，根据当前车道的交通数据确定出第一障碍物，并获取第一障碍物的矢量速度以及车辆的预控制信息，进而根据第一障碍物的矢量速度、车辆的车速和相邻车道的交通数据获得碰撞信息，进而基于预控制信息和碰撞信息得到所述车辆的避障策略。本发明实施例综合考虑了相邻车道上存在第二障碍物以及当前车道上第一障碍物具有横向移动速度的情况，预控制信息和碰撞信息均采用时间表示，实现通过时间比对方式确定车辆应该采取的避障策略，在相邻车道存在第二障碍物以及第一障碍物横向移动等复杂情况下也能快速确定出安全合适的避障方式，提高了车辆的避障效率，且使得车辆的避障功能更加智能化和人性化。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合图3和图5的场景示意图对本发明方案进行清楚、完整地描述。

当车辆在道路上行驶时，感知设备实时监测当前车道以及两侧相邻车道上的交通状况，记录当前车道和相邻车道的交通数据，包括道路边界尺寸、车道上的物体以及各物体相对移动速度等信息。当检测到当前车道前方具有物体时，将其视作第一障碍物，车辆系统计算该第一障碍物的相对速度、第一障碍物的空间尺寸、当前车速下车辆紧急刹车的安全制动时间ts以及当前车速下车辆换道所需时间tc。以车辆前进方向为正方向，根据车辆与第一障碍物之间的相对速度，再结合车辆自身的速度，计算得到第一障碍物的矢量速度。当第一障碍物矢量速度为零时，视为静止障碍物；否则视为移动障碍物。

图3是本发明实施例提供的当第一障碍物为静止障碍物时车辆的避障方法的实施场景示意图。请参见图3，当行驶车辆P行驶在车道2上，同时检测到静止障碍物S时，感知设备检测相邻车道的交通状况，如果相邻车道后方或前方有行驶车辆，如图3所示，图中表示为车道1上的障碍车辆C和障碍车辆B，车道3上的障碍车辆A和障碍车辆D；因换道车道3情况与换道车道1比较类似，故在此只分析换道车道1的情况。假定经过时间tc秒后，行驶车辆P成功变道到车道1上，并记为行驶车辆P’，障碍车辆B和障碍车辆C分别行驶到障碍车辆B’和障碍车辆C’位置，分别计算行驶车辆P’与障碍车辆B’和障碍车辆C’发生碰撞时间，取其中的最小值记为ta；如果车辆不变道，tc秒后行驶车辆P行驶至行驶车辆P”的位置；如果相邻车道后方或前方无行驶车辆，或者不发生碰撞，则记为ta无解。接下来进行判断，当tb≤ts时，即在当前车速下行驶车辆P紧急刹车所需时间的安全阈值ts内，行驶车辆P首先或刚好与静止障碍物S发生碰撞，此时应采取紧急刹车的避障方式；否则进行下一步判断。当tb≤tc时，即在当前车速下行驶车辆P换道所需时间tc内，行驶车辆P首先或刚好与静止障碍物S发生碰撞，此时应采取常规制动的避障方式；否则进行下一步判断。当ta无解时，即相邻车道上不存在障碍车辆，此刻车辆就可以采取换道避障的方式；如果ta有解，再进行下一步判断。当ta≤ts-tc时，即如果行驶车辆P换道，则其行驶至行驶车辆P’的位置，并在ta秒后与障碍车辆B’或障碍车辆C’发生碰撞；而如果行驶车辆P不换道，则其行驶至行驶车辆P”的位置，并且ta秒后不会与静止障碍物S发生碰撞；此时这种情况下应采取常规制动的避障方式，不断地降低车速，并在此期间实时监测道路信息，重新开始判断当前时刻下的避障方案；这样做的原因在于相邻车辆可能会出现无障碍车辆的情况，同时也考虑到车速降低，车辆与相邻车道上的障碍车辆碰撞时间也会发生变化，这两种情况都有可能满足换道条件，一旦满足就可以换道避障，从而提升避障效率。如果ta>ts-tc，则可以考虑采取换道避障的方式；另外，需要说明的是ta>ts-tc包括ts-tc＜0的情况，因为有前提条件tb＞tc，并且换道时和碰撞时车辆纵向速度相等，也就是说车辆发生碰撞前完全可以实现换道，因此此时采取换道避障完全可行。车辆一旦换道成功，就必须在当前时刻所在车道重新开始进行避障。

图5是本发明实施例提供的当第一障碍物为移动障碍物时车辆的避障方法的实施场景示意图。请参见图5，当行驶车辆P行驶在车道2上，同时检测到移动障碍物S时，首先根据障碍物的速度信息，计算出行驶车辆P与移动障碍物S发生碰撞的所有可能的速度范围Pc，即假定移动障碍物S保持当前时刻速度行驶，只要行驶车辆的速度在Pc范围内，那么总有一刻车辆会与障碍物发生碰撞。另外，感知设备检测相邻车道的交通状况，如果相邻车道后方或前方有行驶车辆，可部分参考图4。接下来进行避障条件的判断，当tb≤ts时，此时应采取紧急刹车的避障方式；否则进行下一步判断。判断移动障碍物当前时刻是否具有横向移动速度，此时分两种情况。

如果移动障碍物在当前时刻具有横向移动速度，则参考图5，此时ta的计算方法是指经过时间tc秒后，行驶车辆P’与障碍车辆B’或移动障碍物M’发生碰撞的时间中的最小值。接下来假定移动障碍物M保持当前的横向移动速度，并且经过tm秒后，移动障碍物M驶出车道2范围，并处于移动障碍物M”或者移动障碍物M”’的位置处。判断当tb>tm时，即在行驶车辆P与移动障碍物M发生碰撞之前，移动障碍物M已经驶出车道2的范围，而行驶至移动障碍物M”或移动障碍物M”’位置处，此时不采取避障策略，当前车辆保持正常行驶，之后重新开始进行避障判断；否则进行下一步的判断。如果移动障碍物在当前时刻没有横向移动速度，可参考图3。

接下来判断当tb≤tc时，此时应采取常规制动的避障方式；否则进行下一步判断。当ta无解时，此刻车辆就可以采取换道避障的方式；如果ta有解，再进行下一步判断。当ta≤ts-tc时，应采取常规制动的避障方式，逐步降低车速至速度范围Pc最小值，并在此期间实时监测道路信息，重新开始判断当前时刻下的避障方案；否则进行下一步判断。如果tm无解，也即是移动障碍物在当前时刻没有横向移动速度的情况，此时情况类似于静止障碍物的避障，应采取换道的避障方式。如果tm有解，判断当ta≤tm-tc时，即在移动障碍物M行驶到移动障碍物M”或者移动障碍物M”’的位置之前，行驶车辆P已经完成了换道并已经或恰好发生碰撞，这种情况下车辆应采取常规制动的方式，逐步降低车速至速度范围Pc最小值，并在此期间实时监测道路信息，重新开始判断当前时刻下的避障方案；否则采取换道的避障方式。车辆一旦换道成功，就必须在当前时刻所在车道重新开始进行避障。

本发明实施例对车辆在当前车道以及相邻车道上可能发生的碰撞事故进行预判，基于时间对所有可能发生碰撞的情况和车辆允许的安全阈值进行对比分析，以此来判断车辆应该采取何种避障方式，提出了在相邻车道存在障碍物以及当前车道上的障碍物横向移动等复杂情况下避障策略。通过实时监测当前道路以及相邻车道的交通状况，通过循环判断避障条件，能够确定出更加高效、安全的避障方式，提升了车辆避障功能的智能化和人性化。

需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和服务器实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆避障方法，其特征在于，包括：

确定车辆所在的当前车道和所述车辆的车速；

获取所述当前车道以及相邻车道的交通数据，所述交通数据包括车道信息、车道上存在的物体以及各物体与所述车辆之间的相对速度；

将所述当前车道的交通数据中位于所述车辆前方的物体确定为第一障碍物，根据所述当前车道的交通数据和所述车辆的车速确定所述第一障碍物的矢量速度；

根据所述车辆的车速确定所述车辆的预控制信息；

根据所述第一障碍物的矢量速度、所述车辆的车速和所述相邻车道的交通数据确定碰撞信息；

基于所述预控制信息和所述碰撞信息确定所述车辆的避障策略。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前车道的交通数据和所述车辆的车速确定所述第一障碍物的矢量速度包括：

从所述当前车道的交通数据中提取所述第一障碍物的运动信息，所述运动信息包括所述第一障碍物与所述车辆之间的相对速度和相对方向；

根据所述第一障碍物的运动信息和所述车辆的车速确定所述第一障碍物的矢量速度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆的车速确定所述车辆的预控制信息包括：

计算将所述车辆的车速由当前值降至0所需的最短时间，记为制动时间ts；

计算将所述车辆由当前车道换道至相邻车道所需的最短时间，记为换道时间tc；

根据所述制动时间ts和所述换道时间tc得到所述车辆的预控制信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一障碍物的矢量速度、所述车辆的车速和所述相邻车道的交通数据确定碰撞信息，包括：

将所述相邻车道的交通数据中处于所述车辆前方或后方的物体确定为第二障碍物，根据所述第二障碍物与所述车辆之间的相对速度结合所述车辆的车速确定所述第二障碍物的移动速度；

当所述第一障碍物的矢量速度为零时，根据所述车辆的车速和所述第二障碍物的移动速度确定碰撞信息；

当所述第一障碍物的矢量速度为非零时，根据所述第一障碍物的矢量速度、所述车辆的车速和所述第二障碍物的移动速度确定碰撞信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述当所述第一障碍物的矢量速度为零时，根据所述车辆的车速和所述第二障碍物的移动速度确定碰撞信息，包括：

根据所述车辆的车速，计算所述车辆在当前行驶状态下与所述第一障碍物发生碰撞所需的第一碰撞时间tb；

根据所述车辆的车速和所述第二障碍物的移动速度，计算所述车辆由当前车道换道至相邻车道后与该相邻车道上的第二障碍物发生碰撞所需的第二碰撞时间ta，其中，当相邻车道上部存在第二障碍物或者所述车辆不与所述第二障碍物发生碰撞，所述第二碰撞时间ta无解；

将所述第一碰撞时间tb和所述第二碰撞时间ta确定为所述碰撞信息。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当所述第一障碍物的矢量速度为零时，所述基于所述预控制信息和所述碰撞信息确定所述车辆的避障策略，包括：

将所述第一碰撞时间tb与所述制动时间ts进行比较；

如果所述第一碰撞时间tb不大于所述制动时间ts，确定所述避障策略为紧急制动；

如果所述第一碰撞时间tb大于所述制动时间ts，将所述第一碰撞时间tb与所述换道时间tc进行比较；

如果所述第一碰撞时间tb不大于所述换道时间tc，确定所述避障策略为常规制动；

如果所述第一碰撞时间tb大于所述换道时间tc，判断所述第二碰撞时间ta是否有解；

如果所述第二碰撞时间ta无解，确定所述避障策略为换道；

如果所述第二碰撞时间ta有解，计算所述制动时间ts与所述换道时间tc的差值，将所述第二碰撞时间ta与所述差值进行比较；

如果所述第二碰撞时间ta不大于所述差值，确定所述避障策略为常规制动；

如果所述第二碰撞时间ta大于所述差值，确定所述避障策略为换道。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述第一障碍物的矢量速度为非零时，根据所述第一障碍物的矢量速度、所述车辆的车速和所述第二障碍物的移动速度确定碰撞信息，包括：

根据所述车辆的车速和所述第一障碍物的矢量速度，计算所述车辆在当前行驶状态下与所述第一障碍物发生碰撞所需的第一碰撞时间tb；

根据所述车辆的车速和所述第二障碍物的移动速度，计算所述车辆由当前车道换道至相邻车道后与该相邻车道上的第二障碍物发生碰撞所需的第二碰撞时间ta，其中，如果相邻车道上部存在第二障碍物或者所述车辆不与所述第二障碍物发生碰撞，所述第二碰撞时间ta无解；

根据所述第一障碍物的矢量速度计算所述第一障碍物的横向移动速度，并基于所述第一障碍物的横向移动速度计算所述第一障碍物移出当前车道所需的移动时间tm，其中，如果所述第一障碍物的横向移动速度为零，所述移动时间tm无解，当所述tm无解时tm的值取无限大；

根据所述第一碰撞时间tb、所述第二碰撞时间ta和移动时间tm确定所述碰撞信息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述预控制信息和所述碰撞信息确定所述车辆的避障策略之前，还包括：

根据所述第一障碍物的矢量速度，计算使所述车辆与所述第一障碍物发生碰撞的所述车辆的行驶速度，根据所述行驶速度确定速度范围Pc。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述当所述第一障碍物的矢量速度为非零时，所述基于所述预控制信息和所述碰撞信息确定所述车辆的避障策略，包括：

将所述第一碰撞时间tb与所述制动时间ts进行比较；

如果所述第一碰撞时间tb不大于所述制动时间ts，确定所述避障策略为紧急制动；

如果所述第一碰撞时间tb大于所述制动时间ts，将所述第一碰撞时间tb与所述移动时间tm进行比较；

如果所述第一碰撞时间tb大于所述移动时间tm，确定所述避障策略为正常行驶；

如果所述第一碰撞时间tb不大于所述移动时间tm，将所述第一碰撞时间与所述换道时间tc进行比较；

如果所述第一碰撞时间不大于所述换道时间tc，确定所述避障策略为常规制动；

如果所述第一碰撞时间大于所述换道时间tc，判断所述第二碰撞时间ta是否有解；

如果所述第二碰撞时间ta无解，确定所述避障策略为换道；

如果所述第二碰撞时间ta有解，计算所述制动时间ts与所述换道时间tc的第一差值，将所述第二碰撞时间ta与所述第一差值进行比较；

如果所述第二碰撞时间ta不大于所述第一差值，确定所述避障策略为将所述车辆的车速逐步降低至所述速度范围Pc中的最小值；

如果所述第二碰撞时间ta大于所述差值，判断所述移动时间tm是否有解；

如果所述移动时间tm无解，确定所述避障策略为换道；

如果所述移动时间tm有解，计算所述移动时间tm与所述换道时间tc之间的第二差值，将所述第二碰撞时间ta与所述第二差值进行比较；

如果所述第二碰撞时间ta不大于所述第二差值，确定所述避障策略为换道；

如果所述第二碰撞时间ta大于所述第二差值，确定所述避障策略为将所述车辆的车速逐步降低至所述速度范围Pc中的最小值。

10.一种车辆避障系统，其特征在于，所述系统包括：

第一确定模块，用于确定车辆所在的当前车道和所述车辆的车速；

交通数据获取模块，用于获取所述当前车道以及相邻车道的交通数据，所述交通数据包括车道信息、车道上存在的物体以及各物体与所述车辆之间的相对速度；

第二确定模块，用于将所述当前车道的交通数据中位于所述车辆前方的物体确定为第一障碍物，根据所述当前车道的交通数据和所述车辆的车速确定所述第一障碍物的矢量速度；

预控制信息确定模块，用于根据所述车辆的车速确定所述车辆的预控制信息；

碰撞信息确定模块，用于根据所述第一障碍物的矢量速度、所述车辆的车速和所述相邻车道的交通数据确定碰撞信息；

避障策略确定模块，用于基于所述预控制信息和所述碰撞信息确定所述车辆的避障策略。

Images