CN111739342A - 用于避让侧前方车辆的方法、装置、介质以及车辆 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于避让侧前方车辆的方法、装置、设备、介质以及车辆，包括：基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定所述当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数；基于所述当前车辆的横向位置以及所确定的避让参数，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置；针对所述多步阶目标横向位置中的每个阶段的目标横向位置，确定对应的目标纵向位置；基于所述多步阶目标横向位置和所述目标纵向位置，确定所述当前车辆的目标避让轨迹。
Description
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，更具体地涉及一种用于避让侧前方车辆的方法、装置、设备、介质以及车辆。
背景技术
在车辆行驶过程中可以利用优化算法控制车辆远离障碍物以保证车辆的行驶安全。在优化算法中可以通过优化等间距的控制点的坐标来保证远离障碍物。在这种情况下，优化轨迹对车辆自身的行驶状态的变化以及障碍物的动态变化是敏感的。车辆的行驶状态和周围环境的变化可能导致优化轨迹出现晃动变形。
发明内容
根据本申请的一方面，提出了一种用于避让侧前方车辆的方法，包括：基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定所述当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数；基于所述当前车辆的横向位置以及所确定的避让参数，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置；针对所述多步阶目标横向位置中的每个阶段的目标横向位置，确定对应的目标纵向位置；基于所述多步阶目标横向位置和所述目标纵向位置，确定所述当前车辆的目标避让轨迹。
在一些实施例中，基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定所述当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数包括：基于所述当前车辆的横向位置和所述障碍车辆的横向位置确定所述当前车辆和所述障碍车辆之间的横向避让方向；确定所述当前车辆和所述障碍车辆之间的当前横向距离；基于预定的安全横向距离和所述当前横向距离确定所述当前车辆和所述障碍车辆之间的横向避让距离。
在一些实施例中，基于所述当前车辆的横向位置以及所确定的避让参数，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置包括：对所述横向避让距离进行调整，以得到调整后的横向避让距离，其中所述调整后的横向避让距离是所述避让步长的整数倍；基于所述调整后的横向避让距离、所述横向避让方向和所述当前车辆的当前横向位置确定此次避让是否安全；在确定此次避让是安全的情况下，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置。
在一些实施例中，基于所述调整后的横向避让距离、所述横向避让方向和所述当前车辆的当前横向位置确定此次避让是否安全包括：基于所述调整后的横向避让距离确定所述当前车辆是否朝着所述横向避让方向进行移动；在确定所述当前车辆是否朝着所述横向避让方向进行移动的情况下，假定所述当前车辆的横向位置朝着所述横向避让方向移动所述避让步长；确定在所述横向避让方向同侧的障碍车辆和假设移动后的当前车辆之间的假定纵向距离和假定横向距离；在所述假定纵向距离大于安全纵向距离，并且所述假定横向距离大于安全横向距离的情况下，确定此次避让是安全的。
在一些实施例中，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置包括：针对所述多步阶目标横向位置中下一步阶所对应的目标横向位置，将该下一步阶所对应的目标横向位置确定为在所述当前横向位置的基础上朝着所述横向避让方向移动所述避让步长。
在一些实施例中，基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定所述当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数之前，所述方法还包括判断当前时刻是否符合避让时机，其中，当所述当前车辆与所述障碍车辆的纵向距离小于预定的纵向距离阈值或所述当前车辆与所述障碍车辆之间追赶时间小于预定的时间阈值时，确定当前时刻符合避让时机，并确定所述当前车辆和所述障碍车辆之间的避让参数，其中所述追赶时间是基于所述当前车辆和所述障碍车辆之间的纵向距离以及所述当前车辆的当前速度和所述障碍车辆的当前速度确定的。
在一些实施例中，基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定所述当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数之前，所述方法还包括判断当前时刻是否符合避让时机，其中，判断当前时刻是否符合避让时机包括：当满足以下各项条件时，确定当前时刻符合避让时机：(1)障碍车辆的中心点的纵向坐标>当前车辆中心点的纵向坐标；(2)当前车辆与障碍车辆之间的横向距离大于预定义的第一横向距离；(3)当前车辆与障碍车辆之间的横向距离小于安全横向距离；(4)当前车辆与障碍车辆之间的纵向距离小于预设的第一纵向距离；(5)障碍车辆的行驶方向沿着车道向前，没有横向运动；(6)当前车辆的速度与障碍车辆的速度大于预设的相对速度，并且当前车辆与障碍车辆的纵向距离小于预定的第二纵向距离或当前车辆与障碍车辆之间追赶时间小于预定的时间阈值。
在一些实施例中，所述方法还包括：基于所述当前车辆和所述障碍车辆之间的纵向距离和相对速度调整所述当前车辆的当前速度，使得所述当前车辆与所述障碍车辆之间存在预定的跟车距离。
在一些实施例中，当行驶在其他车道的候选车辆满足以下条件的情况时，将该车辆确定为所述障碍车辆：(1)候选车辆的中心点的纵向坐标>当前车辆中心点的纵向坐标；(2)当前车辆与候选车辆之间的横向距离大于预定义的第一横向距离；(3)当前车辆与候选车辆之间的横向距离小于预定义的安全横向距离；(4)候选车辆的行驶速度小于当前车辆的行驶速度。
在一些实施例中，针对所述多步阶目标横向位置中的每个阶段的目标横向位置，确定对应的目标纵向位置包括：基于所述当前速度和预定义的避让时间确定所述目标纵向位置。
在一些实施例中，所述目标避让轨迹是多项式，基于所述目标横向位置和所述目标纵向位置确定所述当前车辆的目标避让轨迹包括：基于所述当前车辆的当前位置、所述目标横向位置和所述目标纵向位置确定所述多项式中的至少一个系数，确定所述目标避让轨迹。
在一些实施例中，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置包括：以第一频率确定所述多步阶目标横向位置中每个阶段的目标横向位置；以及确定所述当前车辆的目标避让轨迹包括：基于该阶段的目标横向位置和所述目标纵向位置，以第二频率确定所述当前车辆的目标避让轨迹；其中所述第一频率低于所述第二频率。
根据本申请的另一方面，还提供了一种用于避让侧前方车辆的装置，包括：避让参数确定单元，配置成基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定所述当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数；横向位置确定单元，配置成基于所述当前车辆的横向位置以及所确定的避让参数，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置；纵向位置确定单元，配置成针对所述多步阶目标横向位置中的每个阶段的目标横向位置，确定对应的目标纵向位置；避让轨迹确定单元，配置成基于所述多步阶目标横向位置和所述目标纵向位置，确定所述当前车辆的目标避让轨迹。
在一些实施例中，所述避让参数确定单元配置成：基于所述当前车辆的横向位置和所述障碍车辆的横向位置确定所述当前车辆和所述障碍车辆之间的横向避让方向；确定所述当前车辆和所述障碍车辆之间的当前横向距离；基于预定的安全横向距离和所述当前横向距离确定所述当前车辆和所述障碍车辆之间的横向避让距离。
在一些实施例中，所述横向位置确定单元配置成：对所述横向避让距离进行调整，以得到调整后的横向避让距离，其中所述调整后的横向避让距离是所述避让步长的整数倍；基于所述调整后的横向避让距离、所述横向避让方向和所述当前车辆的当前横向位置确定此次避让是否安全；在确定此次避让是安全的情况下，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置。
在一些实施例中，基于所述调整后的横向避让距离、所述横向避让方向和所述当前车辆的当前横向位置确定此次避让是否安全包括：基于所述调整后的横向避让距离确定所述当前车辆是否朝着所述横向避让方向进行移动；在确定所述当前车辆是否朝着所述横向避让方向进行移动的情况下，假定所述当前车辆的横向位置朝着所述横向避让方向移动所述避让步长；确定在所述横向避让方向同侧的障碍车辆和假设移动后的当前车辆之间的假定纵向距离和假定横向距离；在所述假定纵向距离大于安全纵向距离，并且所述假定横向距离大于安全横向距离的情况下，确定此次避让是安全的。
在一些实施例中，所述横向位置确定单元配置成：针对所述多步阶目标横向位置中下一步阶所对应的目标横向位置，将该下一步阶所对应的目标横向位置确定为在所述当前横向位置的基础上朝着所述横向避让方向移动所述避让步长。
在一些实施例中，所述避让参数确定单元配置成：判断当前时刻是否符合避让时机，其中，当所述当前车辆与所述障碍车辆的纵向距离小于预定的纵向距离阈值或所述当前车辆与所述障碍车辆之间追赶时间小于预定的时间阈值时，确定当前时刻符合避让时机，并确定所述当前车辆和所述障碍车辆之间的避让参数，其中所述追赶时间是基于所述当前车辆和所述障碍车辆之间的纵向距离以及所述当前车辆的当前速度和所述障碍车辆的当前速度确定的。
在一些实施例中，所述避让参数确定单元配置成：判断当前时刻是否符合避让时机，其中，判断当前时刻是否符合避让时机包括：当满足以下各项条件时，确定当前时刻符合避让时机：(1)障碍车辆的中心点的纵向坐标>当前车辆中心点的纵向坐标；(2)当前车辆与障碍车辆之间的横向距离大于预定义的第一横向距离；(3)当前车辆与障碍车辆之间的横向距离小于安全横向距离；(4)当前车辆与障碍车辆之间的纵向距离小于预设的第一纵向距离；(5)障碍车辆的行驶方向沿着车道向前，没有横向运动；(6)当前车辆的速度与障碍车辆的速度大于预设的相对速度，并且当前车辆与障碍车辆的纵向距离小于预定的第二纵向距离或当前车辆与障碍车辆之间追赶时间小于预定的时间阈值。
在一些实施例中，所述装置还包括跟车调整单元，配置成：基于所述当前车辆和所述障碍车辆之间的纵向距离和相对速度调整所述当前车辆的当前速度，使得所述当前车辆与所述障碍车辆之间存在预定的跟车距离。
在一些实施例中，当行驶在其他车道的候选车辆满足以下条件的情况时，将该车辆确定为所述障碍车辆：(1)候选车辆的中心点的纵向坐标>当前车辆中心点的纵向坐标；(2)当前车辆与候选车辆之间的横向距离大于预定义的第一横向距离；(3)当前车辆与候选车辆之间的横向距离小于预定义的安全横向距离；(4)候选车辆的行驶速度小于当前车辆的行驶速度。
在一些实施例中，所述纵向位置确定单元配置成基于所述当前速度和预定义的避让时间确定所述目标纵向位置。
在一些实施例中，所述目标避让轨迹是多项式，所述避让轨迹确定单元配置成：基于所述当前车辆的当前位置、所述目标横向位置和所述目标纵向位置确定所述多项式中的至少一个系数，确定所述目标避让轨迹。
在一些实施例中，所述横向位置确定单元以第一频率确定所述多步阶目标横向位置中每个阶段的目标横向位置；以及所述纵向位置确定单元以第二频率确定所述当前车辆的目标避让轨迹；其中所述第一频率低于所述第二频率。
根据本申请的又一些方面，还提供了一种车辆，包括：传感单元，配置成确定当前车辆的横向位置和行驶速度；以及处理单元，配置成：基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定所述当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数；基于所述当前车辆的横向位置以及所确定的避让参数，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置；针对所述多步阶目标横向位置中的每个阶段的目标横向位置，确定对应的目标纵向位置；基于所述多步阶目标横向位置和所述目标纵向位置，确定所述当前车辆的目标避让轨迹；以及控制单元，配置成根据所述目标避让轨迹控制当前车辆的速度和方向。
根据本申请的又一些方面，还提供了一种用于避让侧前方车辆的设备，包括：处理器；以及存储器，其中存储计算机可读程序指令，其中，在所述计算机可读程序指令被所述处理器运行时执行如前所述的方法。
根据本申请的又一些方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储计算机可读指令，当所述计算机可读指令由计算机执行时，所述计算机执行如前所述的方法。
利用本申请提供的用于避让侧前方车辆的方法、装置、设备、介质，在控制车辆进行横向移动以避让侧方的车辆时，可以基于预设的避让步长，在一个阶段的避让过程中仅移动一个步长的距离，使得能够避免车辆行驶轨迹由于行驶环境的突变产生抖动，使得车辆控制具有更好的稳定性。此外，可以在开始避让之前根据当前车辆的位置和速度以及侧方前后车辆的位置和速度选择合适的避让时机，从而能够提高避让过程的安全性和舒适性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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而言，在没有做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。以下附图并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制，重点在于示出本申请的主旨。
图1示出了根据本申请的车辆控制系统的示例性的场景图；
图2A示出了根据本申请的实施例的用于避让侧前方车辆的一种示意性的流程图；
图2B示出了根据本申请的实施例的用于避让侧前方车辆的另一种示意性的流程图；
图3A和图3B示出了标识车道上车辆行驶状况的示意图；
图4示出了根据本申请的实施例的用于避让侧前方车辆的方法的另一种示意性的流程图；
图5公开了根据本申请的实施例的用于避让侧前方车辆的装置的示意性的框图；
图6示出了根据本申请的实施例的用于避让侧前方车辆的装置的另一种示意性的框图；
图7示出了根据本申请的实施例的一种车辆的示意性的框图；以及
图8示出了根据本申请的实施例的计算设备的架构。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显而易见地，所描述的实施例仅仅是本申请的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例，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，也属于本申请保护的范围。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
虽然本申请对根据本申请的实施例的系统中的某些模块做出了各种引用，然而，任何数量的不同模块可以被使用并运行在用户终端和/或服务器上。所述模块仅是说明性的，并且所述系统和方法的不同方面可以使用不同模块。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，根据需要，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
人工智能(Artificial Intelligence,AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。换句话说，人工智能是计算机科学的一个综合技术，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。人工智能也就是研究各种智能机器的设计原理与实现方法，使机器具有感知、推理与决策的功能。
本申请提供的技术方案具体涉及自动驾驶技术。自动驾驶技术通常包括高精地图、环境感知、行为决策、路径规划、运动控制等技术，自动驾驶技术有着广泛的应用前景。
例如，利用自适应巡航控制系统，车辆可以利用安装在车辆前方的雷达等感应技术识别车辆前进道路上的车辆的行驶情况。如果在当前车辆的正前方存在速度更慢的车辆，自适应巡航控制系统可以降低当前车辆的车速并控制当前车辆和前方车辆之间的距离。如果前方不存在妨碍当前车辆行驶的车辆，那么自适应巡航控制系统可以将当前车辆加速到更快的速度，例如用户在开始主动巡航时设定的期望的速度。
上述自适应巡航系统能够代替司机控制车速，避免了频繁的巡航设定。
然而，目前没有用于侧前方车辆的绕行策略。如果在旁边车道存在速度较慢并且横向距离较近的车辆，在超车时可能存在安全隐患。
为此，本申请提供了一种用于避让侧前方车辆的方法。下文中将结合附图描述本申请提供的方法的原理。
图1示出了根据本申请的车辆控制系统的示例性的场景图。如图1所示，该车辆控制系统100可以包括车辆110、网络120、服务器130以及数据库140。
车辆110可以包括各种车载的电子设备。例如，车辆110可以包括用于感知周围环境的任何传感器，如红外传感器、图像传感器、速度计、加速度计等等。此外，车辆110还可以包括具有处理器的车载电子设备。上述车载电子设备能够根据传感器接收的数据，基于预设的算法对数据进行处理，以得到用于期望的车辆控制的结果。
在一些实施例中，可以利用车载电子设备执行本申请提供的方法。
在另一些实施例中，车载电子设备还包括通信单元，并可以将接收的传感器数据经由网络120发送至服务器130，并由服务器130执行本申请提供的方法。在一些实现方式中，服务器130可以利用服务器内置的应用程序执行本申请提供的方法。在另一些实现方式中，服务器130可以通过调用服务器外部存储的应用程序执行本申请提供的方法。
网络120可以是单个网络，或至少两个不同网络的组合。例如，网络120可以包括但不限于局域网、广域网、公用网络、专用网络等中的一种或几种的组合。
服务器130可以是一个单独的服务器，或一个服务器群组，群组内的各个服务器通过有线的或无线的网络进行连接。一个服务器群组可以是集中式的，例如数据中心，也可以是分布式的。服务器130可以是本地的或远程的。
数据库140可以泛指具有存储功能的设备。数据库130主要用于存储从车辆110和服务器130工作中所利用、产生和输出的各种数据。数据库140可以是本地的，或远程的。数据库140可以包括各种存储器、例如随机存取存储器(Random Access Memory(RAM))、只读存储器(Read Only Memory(ROM))等。以上提及的存储设备只是列举了一些例子，该系统可以使用的存储设备并不局限于此。
数据库140可以经由网络120与服务器130或其一部分相互连接或通信，或直接与服务器130相互连接或通信，或是上述两种方式的结合。
在一些实施例中，数据库150可以是独立的设备。在另一些实施例中，数据库150也可以集成在用户终端110和服务器140中的至少一个中。例如，数据库150可以设置在用户终端110上，也可以设置在服务器140上。又例如，数据库150也可以是分布式的，其一部分设置在用户终端110上，另一部分设置在服务器140上。
图2A示出了根据本申请的实施例的用于避让侧前方车辆的示意性的流程图。
在步骤S202中，可以基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数。
图3A和图3B示出了标识车道上车辆行驶状况的示意图。如图3A所示，当前车辆A行驶在车道2，车道1上行驶有车辆B，车道3上行驶有车辆C。车辆C由于行驶轨迹偏离车道3的中心线，导致车辆C和当前车辆A之间的横向距离较近。这将导致如果车辆C的速度小于车辆A的速度，行驶在车道2上的车辆A可能需要超越车辆C。在超车过程中可能出现车辆A和车辆C之间的横向距离小于安全横向距离的情况。
类似的，在图3B示出的场景下，车辆B的行驶轨迹偏离车道1的中心线。如果车辆B此时的行驶速度小于车辆A的速度，那么在车辆A超越车辆B的过程中也可能出现车辆A和车辆B之间的横向距离小于安全横向距离的情况。
以图3A中示出的场景为例，可以基于当前车辆所在的车道(即图3A中示出的车道2)建立笛卡尔坐标系作为道路坐标系(图3A中示出的x-y坐标系)，其中车道2的中心线(图中示出的虚线)的横向坐标为y＝0。当前车辆的行驶方向为纵向坐标x的正方向，当前车辆的行驶方向的左侧为横向坐标y的正方向。下文中将结合图3A中示出的坐标系描述本申请的原理。可以理解的是，在不脱离本申请原理的情况下，本领域技术人员可以基于其他方式设置的坐标系实现本申请提供的方法。
返回参考图2A，为了合理地对当前车辆的行驶方向的侧前方的障碍车辆进行避让，避让参数可以包括用于避让侧前方车辆的横向避让方向。在一些实施例中，避让参数还可以包括横向避让距离。
例如，可以在图3A示出的坐标系中确定当前车辆的横向位置y1和障碍车辆的横向位置y2，并可以基于y1和y2确定当前车辆和障碍车辆之间的当前横向距离。在当前车辆沿车道2的中心线行驶的情况下，y1＝0。在上述坐标系中，在计算当前车辆和障碍车辆之间的当前横向距离时，可以根据将y1和y2之间的差的绝对值确定为当前车辆和障碍车辆之间的当前横向距离。
基于预定的安全横向距离和上述当前横向距离可以确定当前车辆和障碍车辆之间的横向避让距离。在当前横向距离小于预设的安全横向距离的情况下，可以基于预设的安全横向距离和当前横向距离之间的差确定上述横向避让距离。在一些实施例中，安全横向距离可以是1.5m。在另一些实施例中，可以根据当前车辆的和/或障碍车辆的尺寸确定上述安全横向距离。例如，在当前车辆和/或障碍车辆的尺寸大于预定的尺寸阈值的情况下，安全横向距离可以是1.5米。在当前车辆和/或障碍车辆的尺寸小于预定的尺寸阈值的情况下，安全横向距离可以是1米。可以理解的是，在不脱离本申请原理的情况下，本领域技术人员可以根据实际情况任意设置安全横向距离的值。
此外，基于当前车辆的横向位置和障碍车辆的横向位置可以确定当前车辆和障碍车辆之间的横向避让方向。根据y1-y2的结果的符号可以判断障碍车辆在当前车辆的左前方或右前方，从而可以得到当前车辆的横向避让方向。例如，当y1-y2为的结果为正时，可以确定障碍车辆在当前车辆的右前方。当y1-y2为的结果为负时，可以确定障碍车辆在当前车辆的左前方。在确定障碍车辆在当前车辆的右前方的情况下，当前车辆的横向避让方向向左。在确定障碍车辆在当前车辆的左前方的情况下，当前车辆的横向避让方向向右。
在步骤S204中，可以基于当前车辆的横向位置以及步骤S202中确定的避让参数，根据预定义的避让步长，确定用于当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置。在一些实施例中，预定义的避让步长可以是0.3m。可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况将预定义的避让步长设置成任何值。
为了避免由于当前车辆周围的环境变化(例如障碍车辆的速度或位置的变化)导致当前车辆进行避让的横向避让距离发生突变，从而导致当前车辆的行驶轨迹产生抖动，可以采用单步移动的模式实现多步阶的避让过程。在多步阶的避让过程中可以确定用于当前车辆的多步阶的目标横向位置，从而实现在避让过程的每个阶段，当前车辆最多偏移一个步长。在避让需要的距离超过一个步长的情况下，通过多个阶段的偏移能够使得当前车辆完成对于侧前方的障碍车辆的避让。
在一些实施例中，基于步骤S202中确定的横向避让方向，可以基于当前车辆的当前横向位置y1和避让步长offset_step确定当前阶段的目标横向位置。
在一些实现方式中，可以将每个阶段的目标横向位置确定为在当前横向位置的基础上朝着横向避让方向移动一个避让步长。如果当前车辆的横向位置y1＝0，避让步长offset_step＝0.3，在步骤S202中判断当前车辆的横向避让方向为右，那么可以将当前车辆的目标横向位置确定为y1-offset_step＝-0.3。类似的，如果步骤S202中判断当前车辆的横向避让方向为左，那么可以将当前车辆的目标横向位置确定为y1+offset_step＝0.3。
在另一些实现方式中，可以进一步结合步骤S202中确定的当前车辆的横向避让距离确定当前阶段的目标横向位置。
例如，可以将横向避让距离修正为避让步长的整数倍。在一些示例中，可以利用下面的公式(1)将横向避让距离修正为避让步长的整数倍，以得到调整后的横向避让距离：
target_offset_a＝int((target_offset+offset_step*0.99)/offset_step)*offset_step (1)
其中target_offset_a是调整后的横向避让距离，target_offset是横向避让距离，offset_step是避让步长，int指的是取整操作。
以target_offset＝0.5，offset_step＝0.3为例，可以计算出int((target_offset+offset_step*0.99)/offset_step)的结果是2，因此，调整后的横向避让距离target_offset_a＝2*offset_step，即2倍的避让步长。
如前所述，为了保持当前车辆行车轨迹的稳定性，在每个阶段的当前车辆最多只偏移一个步长，因此，为了实现两倍避让步长的横向避让，需要进行两个阶段(即两个步阶)的避让过程。在这种情况下，以横向避让方向向左为例，在第一阶段当前车辆的目标横向位置是y1+offset_step，可以基于第一阶段的目标横向位置对当前车辆进行轨迹规划。在第二阶段，可以将当前车辆的目标横向位置确定为y1+2*offset_step，并基于第二阶段的目标横向位置对当前车辆进行轨迹规划。由此，通过确定用于当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置，通过多阶段操作，实现了车辆的横向位置调整。
在步骤S206中，可以针对上述多步阶目标横向位置中下一步阶所对应的目标横向位置，确定对应的目标纵向位置。
在一些实施例中，可以基于当前车辆的当前速度和预定义的避让时间确定上述目标纵向位置。
在一些实现方式中，可以将目标纵向位置确定为上述当前速度和上述避让时间的乘积。在一些示例中，可以将避让时间设置为2s。
在另一些实现方式中，还可以预先设置最小目标纵向位置。在这种情况下，可以将目标纵向位置确定为上述乘积和最小目标纵向位置中的较大值。例如，如果当前车辆的当前速度和上述避让时间的乘积大于最小目标纵向位置，那么可以将目标纵向位置确定为上述当前速度和上述避让时间的乘积。如果当前车辆的当前速度和上述避让时间的乘积小于最小目标纵向位置，那么可以将目标纵向位置确定为上述最小目标纵向位置。在一些示例中，最小目标纵向位置可以设置为20m。
可以理解的是，本领域技术人员可以在不脱离本申请原理的情况下任意设置上述避让时间和最小目标纵向距离的具体数值。
在步骤S208中，可以基于所述当前车辆的当前位置、上述多步阶目标横向位置和步骤S206中确定的目标纵向位置确定当前车辆的目标避让轨迹。
在每阶段的避让过程中，可以利用点到点的轨迹规划确定当前车辆的目标避让轨迹。在点到点的轨迹规划中，可以以当前车辆在该阶段的起始位置(即，当前车辆在该阶段开始时的实际位置)作为起点，基于步骤S204中确定的目标横向位置和步骤S206中确定的目标纵向位置确定轨迹规划的终点(预瞄点)。也就是说，轨迹规划的起点是当前车辆该阶段的起始位置，终点由目标横向位置和目标纵向位置确定，即所述轨迹规划给出了从起始位置在x方向上移动至目标纵向位置、在y方向上移动至目标横向位置的运动轨迹。
在一些实施例中，可以利用多项式实现轨迹规划，例如，可以三次曲线、五次曲线、梯形曲线、S曲线等曲线进行轨迹规划。在下文中将以五次曲线为例描述本申请的原理。
五次曲线的公式可以表示为公式(2)，其中，基于Frenet坐标系s-l描述当前车辆的轨迹：
l(s)＝a0+a1s+a2s2+a3s3+a4s4+a5s5 (2)
其中s指的是车辆的纵向方向，l指的是车辆的横向方向。a0、a1、a2、a3、a4、a5是五次曲线的系数。可以基于起点和终点的约束条件确定五次曲线的公式中的系数a0、a1、a2、a3、a4、a5。
在一些示例中，可以基于以下六个约束条件求解a0、a1、a2、a3、a4、a5。
l(0)＝L1
l(S)＝L4
其中0指示当前车辆的起点位置，S指示基于目标横向位置和目标纵向位置确定的终点位置，L1、L2、L3是基于当前车辆行驶状态确定(即当前车辆在起点位置)的系数，L4、L5、L6预定义的在曲线的终点处车辆的行驶状态对应的系数。
可以理解的是，当利用其他形式的多项式以及其他非多项式形式的曲线进行轨迹规划时，也可以给予类似的方法确定用于描述曲线的至少一个系数。
在一些实施例中，可以先以第一频率确定用于当前车辆的目标横向位置。然后，对于每个目标横向位置，可以以第二频率确定用于该目标横向位置的目标避让轨迹。
图2B示出了根据本申请的实施例的用于避让侧前方车辆的另一种示意性的流程图。如图2B所示，可以利用步骤S202’～S208’实现当前阶段的避让过程。然后，可以通过重复执行步骤S202’的方式开始下一阶段的避让过程。在一些实施例中，可以以第一频率重复图2B中示出的过程。例如，第一频率可以是1Hz。在这种情况下，每个阶段的避让过程将持续1s。
如图2B所示，在步骤S202’中，可以基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数，上述避让参数可以包括当前车辆的横向避让方向和横向避让距离。上述避让参数可以是用于当前阶段的避让过程的避让参数。
在步骤S204’中，可以基于当前车辆的横向位置以及避让参数，根据预定义的避让步长，确定用于当前阶段的当前车辆进行避让的目标横向位置。
在步骤S206’中，可以为步骤S204’中确定的目标横向位置确定对应的目标纵向位置。
在步骤S208’中，可以基于步骤S204’中确定的目标横向位置和目标纵向位置确定当前车辆的目标避让轨迹。
在一些实施例中，在每个阶段的避让过程中，可以以第二频率重复步骤S206’～S208’。也就是说，基于为每个阶段的避让过程确定的目标横向位置，可以以第二频率的频率确定当前车辆的目标避让轨迹。在一些实现方式中，第二频率可以是高于第一频率。例如，第二频率可以是10Hz。在这种情况下，在每个持续1s的避让过程中，可以实现每个0.1s就重新为当前车辆规划避让过程需要的行驶轨迹。这样，可以实现对当前车辆实现实时地路径规划。
利用本申请提供的用于避让侧前方车辆的方法，在控制车辆进行横向移动以避让侧方的车辆时，可以基于预设的避让步长，在一个阶段的避让过程中仅移动一个步长的距离，使得能够避免车辆行驶轨迹由于行驶环境的突变产生抖动，使得车辆控制具有更好的稳定性。
图4示出了根据本申请的实施例的用于避让侧前方车辆的方法的另一种示意性的流程图。在图4提供的方法中，通过在确定用于使当前车辆避让侧前方车辆的目标横向距离之前对当前车辆针对侧前方车辆的跟车速度进行调整，可以优化当前车辆的避让时机。
如图4所示，在步骤S402中，可以基于当前车辆和当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆之间的纵向距离和相对速度调整当前车辆的当前速度，使得当前车辆和障碍车辆之间存在预定的跟车距离。
在一些实施例中，在满足以下条件的情况下，可以确定行驶在其他车道的候选车辆是当前车辆的障碍车辆：
(1)候选车辆的中心点的x坐标>当前车辆中心点的x坐标；
(2)当前车辆与候选车辆之间的横向距离大于预定义的第一横向距离，在一些示例中，第一横向距离可以设置为0.5m；
(3)当前车辆与候选车辆之间的横向距离小于预定义的安全横向距离；
(4)候选车辆的行驶速度小于当前车辆的行驶速度。
上述条件(1)表示候选车辆位于当前车辆的行驶方向的前方，条件(2)表示候选车辆与当前车辆并非行驶在同一车道上，条件(3)表示当前车辆与候选车辆的横向距离较近，条件(4)表示候选车辆慢于当前车辆，因此当前车辆可能需要对候选车辆进行超车。在上述条件(1)～(4)被同时满足的情况下，可以将候选车辆确定为当前车辆的障碍车辆。可以理解的是，与当前车辆横向位置重叠的最近车辆不会被确定为障碍车辆。
上述判断条件(1)～(4)仅是一种示例，在不脱离本申请原理的情况下，本领域技术人员可以根据实际情况调整增加、减少或调整判断条件，在此不再加以赘述。
可以基于跟车模型调整当前车辆的速度，使得当前车辆相对于障碍车辆的跟车速度和跟车距离在预设的范围内。这样，当前车辆在避让并超过找爱车辆时，绕行的时机不会过早，相对速度不会过大，使得避让侧前方车辆的过程更加安全。
可以利用例如自适应巡航控制的跟车模型调整当前车辆的策略。例如，可以利用以下公式(3)对当前车辆的行驶速度进行调整：
a＝k1*(d-target_d)+k2*(vq-vs) (3)
其中a表示当前车辆的加速度，k1、k2是预定义的参数，d为当前车辆和障碍车辆之间的纵向距离，target_d是预定义的跟车距离，vq是障碍车辆的速度，vs是当前车辆的速度。
在一些实现方式中，如果当前车辆的前方存在至少两辆符合条件(1)～(4)的障碍车辆，那么以及基于与当前车辆纵向距离最近的障碍车辆调整当前车辆的速度。也就是说，在存在至少两辆符合条件(1)～(4)的障碍车辆的情况下，上式(3)中的d表示当前车辆与纵向距离最近的障碍车辆之间的纵向距离，vq是纵向距离最近的障碍车辆的速度。
在一些实施例中，可以以一定的频率重复执行步骤S402，以在行驶过程中调整当前车辆与侧前方车辆的跟车距离以及跟车速度。例如，可以以10Hz的频率重复执行步骤S402。
在步骤S404中，可以确定当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数。例如，可以利用步骤S202中描述的方法实现步骤S404，在此不再加以赘述。
在一些实施例中，在确定避让参数之前，方法还可以包括确定当前时刻是否符合避让时机。其中，当当前车辆与障碍车辆的纵向距离小于预定的纵向距离阈值或当前车辆与障碍车辆之间追赶时间小于预定的时间阈值时，确定当前时刻符合避让时机，并确定当前车辆和障碍车辆之间的避让参数，其中追赶时间是基于当前车辆和障碍车辆之间的纵向距离以及当前车辆的当前速度和障碍车辆的当前速度确定的。在确定当前时刻不符合避让时机的情况下，当前车辆的横向避让距离将被设置为0，即不进行横向避让。
在避让时机合适的情况下，可以利用步骤S202中描述的过程得到的结果确定当前车辆的横向避让方向和横向避让距离。
在一些实现方式中，当满足以下条件时，可以确定当前时刻符合避让时机：
(1)障碍车辆的中心点的x坐标>当前车辆中心点的x坐标；
(2)当前车辆与障碍车辆之间的横向距离大于预定义的第一横向距离，在一些示例中，第一横向距离可以设置为0.5m；
(3)当前车辆与障碍车辆之间的横向距离小于预定义的安全横向距离；
(4)当前车辆与障碍车辆之间的纵向距离小于预设的第一纵向距离，在一些示例中，预设的第一纵向距离可以是30m；
(5)障碍车辆的行驶方向沿着车道向前，没有横向运动；
(6)当前车辆的速度与障碍车辆的速度大于预设的相对速度，并且当前车辆与障碍车辆的纵向距离小于预定的第二纵向距离或当前车辆与障碍车辆之间追赶时间小于预定的时间阈值，其中追赶时间是基于当前车辆和障碍车辆之间的纵向距离以及当前车辆的当前速度和障碍车辆的当前速度确定的，在一些示例中，预设的相对速度可以是0.5m/s，第二纵向距离可以是10m，追赶时间可以表示为当前车辆和障碍车辆之间的纵向距离除以相对速度得到的结果，并且追赶时间可以被设置为5s。
可以理解的是，上述用于确定避让时机是否合适的条件(1)～(6)仅是一种示意性的示例。在实际应用过程中，本领域技术人员可以根据实际情况增加、减少或调整上述用于确定避让时机是否合适的条件。
在一些实施例中，在当前车辆的前方存在至少两个障碍车辆的情况下，可以利用结合步骤S202描述的过程分别确定当前车辆用于避让上述至少两个障碍车辆中每个障碍车辆的横向避让方向和横向避让距离。
以图3A中示出的场景为例，可以确定当前车辆A的横向位置l1，车辆B的横向位置l2以及车辆C的横向位置l3。类似地，可以根据l1-l2的结果和l1-l3的结果确定车辆A相对于车辆B的横向避让距离和横向避让方向，以及车辆A相对于车辆C的横向避让距离和横向避让方向。
在存在至少两个障碍车辆的情况下，在得到了当前车辆对于所有障碍车辆的避让参数后，如果基于所确定的至少两个避让参数确定当前车辆需要同时避让左侧障碍车辆和右侧障碍车辆，则确定当前车辆无需执行避让，即，可以将横向避让距离确定为0。如果确定当前车辆仅需要向一侧进行避让(左侧或右侧)，则将针对该侧障碍车辆确定的绝对值最大的横向避让距离确定为用于当前车辆的横向避让距离。
在步骤S406中，可以对步骤S404中得到的横向避让距离进行调整，以得到调整后的横向避让距离，其中调整后的横向避让距离是避让步长的整数倍。
例如，可以利用公式(1)得到调整后的横向避让距离target_offset_a。
在步骤S407中，可以基于调整后的横向避让距离target_offset_a、步骤S404中得到的横向避让方向以及当前车辆的当前横向位置确定此次避让是否安全。
在调整后的横向避让距离不为0的情况下，可以基于所确定的横向避让方向以及当前车辆的当前横向位置确定此次避让是否安全。
在一些实施例中，基于所述调整后的横向避让距离、所述横向避让方向和所述当前车辆的当前横向位置确定此次避让是否安全可以包括：基于所述调整后的横向避让距离确定所述当前车辆是否朝着所述横向避让方向进行移动。在确定所述当前车辆是否朝着所述横向避让方向进行移动的情况下，假定所述当前车辆的横向位置朝着所述横向避让方向移动所述避让步长。可以确定在所述横向避让方向同侧的障碍车辆和假设移动后的当前车辆之间的假定纵向距离和假定横向距离。在所述假定纵向距离大于安全纵向距离，并且所述假定横向距离大于安全横向距离的情况下，确定此次避让是安全的。
在一些实现方式中，当横向避让方向向左时，可以假设当前车辆向左横向移动一个避让步长的距离，并基于安全车距模型确定移动后当前车辆左侧的前后车辆是否安全。当横向避让方向向右时，可以假设当前车辆向右横向移动一个避让步长的距离，可以基于安全车距模型确定移动后当前车辆右侧的前后车辆是否安全。
判断侧方车辆是否安全的标准可以是侧方车辆与假设移动后的当前车辆的纵向距离大于安全车距并且横向距离大于安全横向距离。
在一些示例中，可以基于下式(4)确定前后两辆车之间的安全车距：
其中Ls是安全车距，vs是后方车辆的速度，vq是前方车辆的速度，ab和aq表示当前车辆的最大刹车减速度，可以预先在系统中设置ab和aq的值(例如4m/s2或其他任何合适的值)，L0是最小跟车距离，可以预先将L0设置为3m或其它任何合适的值，ta是预设的反应时间，可以设置为0.5s或其他任何合适的值。
在另一些示例中，还可以基于下式确定前后两辆车之间的安全车距：
Ls＝vs*ta+Vrel*Vrel/(2*a_brake)+L0 (5)
其中当vs>vq时，Vrel＝vs-vq，否则Vrel＝0。
Ls是安全车距，vs是后方车辆的速度，vq是前方车辆的速度，a_brake是后方车辆轻微刹车的刹车减速度，可以预先将a_brake设置为1m/s2或其他任何合适的值，L0是最小跟车距离。
在步骤S408中，如果基于步骤S407得到的结果表示此次避让是安全的，那么可以确定基于当前车辆的横向位置和避让步长确定当前车辆的目标横向位置。
在步骤S409中，如果基于步骤S407得到的结果表示此次避让是不安全的，那么可以将当前车辆的目标横向位置确定为0，即回到车道中心线。
在一些实施例中，可以以一定的频率重复执行步骤S404，以得到具有预定的时间长度的多个阶段的避让过程。例如，可以以1Hz的频率重复执行步骤S404，并相应的执行接下来的步骤S406～S409。执行步骤S404的频率可以低于执行步骤S402的频率。在以1Hz的频率重复执行步骤S404以及步骤S406～S409的情况下，每个阶段的避让过程的时间期间是1s。
在步骤S410中，基于多步阶目标横向位置中的每个目标横向位置，确定对应的目标纵向位置。例如，可以针对每个阶段的目标横向位置确定对应的目标纵向位置，可以利用结合步骤S206描述的过程确定上述目标纵向位置，在此不再加以赘述。
在步骤S412中，可以基于上述多步阶目标横向位置和目标纵向位置确定当前车辆的目标避让轨迹。例如，基于每个阶段的目标横向位置和目标纵向位置确定当前车辆的目标避让轨迹，可以利用结合步骤S208描述的过程确定上述目标避让轨迹，在此不再加以赘述。
利用本申请提供的上述用于避让侧前方车辆的方法，可以在开始避让之前根据当前车辆的位置和速度以及侧方前后车辆的位置和速度选择合适的避让时机，从而能够提高避让过程的安全性和舒适性。
图5公开了根据本申请的实施例的用于避让侧前方车辆的装置的示意性的框图。如图5所示，装置500可以包括避让参数确定单元510、横向位置确定单元520、纵向位置确定单元530以及避让轨迹确定单元540。
避让参数确定单元510可以配置成基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数。
避让参数可以包括用于避让侧前方车辆的横向避让方向。在一些实施例中，避让参数还可以包括横向避让距离。
例如，可以在图3A示出的坐标系中确定当前车辆的横向位置y1和障碍车辆的横向位置y2，并可以基于y1和y2确定当前车辆和障碍车辆之间的当前横向距离。在当前车辆沿车道2的中心线行驶的情况下，y1＝0。在上述坐标系中，在计算当前车辆和障碍车辆之间的当前横向距离时，可以根据将y1和l2之间的差的绝对值确定为当前车辆和障碍车辆之间的当前横向距离。
基于预定的安全横向距离和上述当前横向距离可以确定当前车辆和障碍车辆之间的横向避让距离。当当前横向距离小于预设的安全横向距离时，可以基于预设的安全横向距离和当前横向距离之间的差确定上述横向避让距离。在一些实施例中，安全横向距离可以是1.5m。在另一些实施例中，可以根据当前车辆的和/或障碍车辆的尺寸确定上述安全横向距离。例如，当当前车辆和/或障碍车辆的尺寸大于预定的尺寸阈值时，安全横向距离可以是1.5米。当当前车辆和/或障碍车辆的尺寸小于预定的尺寸阈值时，安全横向距离可以是1米。可以理解的是，在不脱离本申请原理的情况下，本领域技术人员可以根据实际情况任意设置安全横向距离的值。
此外，基于当前车辆的横向位置和障碍车辆的横向位置可以确定当前车辆和障碍车辆之间的横向避让方向。根据y1-y2的结果的符号可以判断障碍车辆在当前车辆的左前方或右前方，从而可以得到当前车辆的横向避让方向。例如，当y1-y2为的结果为正时，可以确定障碍车辆在当前车辆的右前方。当y1-y2为的结果为负时，可以确定障碍车辆在当前车辆的左前方。在确定障碍车辆在当前车辆的右前方的情况下，当前车辆的横向避让方向向左。在确定障碍车辆在当前车辆的左前方的情况下，当前车辆的横向避让方向向右。
横向位置确定单元520可以配置成基于当前车辆的横向位置以及避让参数确定单元510确定的避让参数，根据预定义的避让步长，确定用于当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置。在一些实施例中，预定义的避让步长可以是0.3m。可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况将预定义的避让步长设置成任何值。
为了避免由于当前车辆周围的环境变化(例如障碍车辆的速度或位置的变化)导致当前车辆进行避让的横向避让距离发生突变，从而导致当前车辆的行驶轨迹产生抖动，可以采用单步移动的模式实现多步阶的避让过程。在多步阶的避让过程中可以确定用于当前车辆的多步阶的目标横向位置，从而实现在避让过程的每个阶段，当前车辆最多偏移一个步长。在避让需要的距离超过一个步长的情况下，通过多个阶段的偏移能够使得当前车辆完成对于侧前方的障碍车辆的避让。
在一些实施例中，基于避让参数确定单元510确定的横向避让方向，可以基于当前车辆的当前横向位置y1和避让步长offset_step确定当前阶段的目标横向位置。
在一些实现方式中，可以将每个阶段的目标横向位置确定为在当前横向位置的基础上朝着横向避让方向移动一个避让步长。如果当前车辆的横向位置y1＝0，避让步长offset_step＝0.3，在步骤S202中判断当前车辆的横向避让方向为右，那么可以将当前车辆的目标横向位置确定为y1-offset_step＝-0.3。类似的，如果步骤S202中判断当前车辆的横向避让方向为左，那么可以将当前车辆的目标横向位置确定为y1+offset_step＝0.3。
在另一些实现方式中，可以进一步结合避让参数确定单元510确定的当前车辆的横向避让距离确定当前阶段的目标横向位置。
例如，可以将横向避让距离修正为避让步长的整数倍。在一些示例中，可以利用公式(1)将横向避让距离修正为避让步长的整数倍，以得到调整后的横向避让距离target_offset_a。
如前所述，为了保持当前车辆行车轨迹的稳定性，在每个阶段的当前车辆最多只偏移一个步长，因此，为了实现两倍避让步长的横向避让，需要进行两个阶段的避让过程。在这种情况下，以横向避让方向向左为例，在第一阶段当前车辆的目标横向位置是y1+offset_step，可以基于第一阶段的目标横向位置对当前车辆进行轨迹规划。在第二阶段，可以将当前车辆的目标横向位置确定为y1+2*offset_step，并基于第二阶段的目标横向位置对当前车辆进行轨迹规划。由此，通过确定用于当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置，通过多阶段操作，实现了车辆的横向位置调整。
纵向位置确定单元530可以配置成可以针对上述多步阶目标横向位置中下一步阶所对应的目标横向位置，确定对应的目标纵向位置。
在一些实施例中，可以基于当前车辆的当前速度和预定义的避让时间确定上述目标纵向位置。
在一些实现方式中，可以将目标纵向位置确定为上述当前速度和上述避让时间的乘积。在一些示例中，可以将避让时间设置为2s。
在另一些实现方式中，还可以预先设置最小目标纵向位置。在这种情况下，可以将目标纵向位置确定为上述乘积和最小目标纵向位置中的较大值。例如，如果当前车辆的当前速度和上述避让时间的乘积大于最小目标纵向位置，那么可以将目标纵向位置确定为上述当前速度和上述避让时间的乘积。如果当前车辆的当前速度和上述避让时间的乘积小于最小目标纵向位置，那么可以将目标纵向位置确定为上述最小目标纵向位置。在一些示例中，最小目标纵向位置可以设置为20m。
可以理解的是，本领域技术人员可以在不脱离本申请原理的情况下任意设置上述避让时间和最小目标纵向距离的具体数值。
避让轨迹确定单元540可以配置成基于横向位置确定单元520确定的目标横向位置和纵向位置确定单元530确定的目标纵向位置确定当前车辆的目标避让轨迹。
在每阶段的避让过程中，可以利用点到点的轨迹规划确定当前车辆的目标避让轨迹。在点到点的轨迹规划中，可以以当前车辆在该阶段的起始位置作为起点，基于横向位置确定单元520确定的目标横向位置和纵向位置确定单元530确定的目标纵向位置确定轨迹规划的终点(预瞄点)。也就是说，轨迹规划的起点是当前车辆该阶段的起始位置，终点由目标横向位置和目标纵向位置确定，即所述轨迹规划给出了从起始位置在x方向上移动至目标纵向位置、在y方向上移动至目标横向位置的运动轨迹。
在一些实施例中，可以利用多项式实现轨迹规划，例如，可以三次曲线、五次曲线、梯形曲线、S曲线等曲线进行轨迹规划。
可以理解的是，当利用其他形式的多项式以及其他非多项式形式的曲线进行轨迹规划时，也可以给予类似的方法确定用于描述曲线的至少一个系数。
在一些实施例中，可以先以第一频率确定用于当前车辆的目标横向位置。然后，对于每个目标横向位置，可以以第二频率确定用于该目标横向位置的目标避让轨迹。
也就是说，在以第一频率进行更新的每个阶段的避让过程中，避让轨迹确定单元540可以以第二频率执行操作。即在每个阶段的避让过程中，可以以第二频率确定当前车辆的目标避让轨迹，从而能够根据车辆的行驶路线与上一时刻确定的目标避让轨迹的误差以及当前时刻确定的目标避让轨迹控制当前车辆的行驶路线。在一些实现方式中，第二频率可以高于第一频率。例如，第一频率可以是1Hz，第二频率可以是10Hz。
利用本申请提供的用于避让侧前方车辆的装置，在控制车辆进行横向移动以避让侧方的车辆时，可以基于预设的避让步长，在一个阶段的避让过程中仅移动一个步长的距离，使得能够避免车辆行驶轨迹由于行驶环境的突变产生抖动，使得车辆控制具有更好的稳定性。
图6示出了根据本申请的实施例的用于避让侧前方车辆的装置的另一种示意性的框图。如图6所示，装置600可以包括跟车调整单元610、避让参数确定单元620、横向距离确定单元630、纵向位置确定单元640、避让轨迹确定单元650。
跟车调整单元610可以配置成基于当前车辆和当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆之间的纵向距离和相对速度调整当前车辆的当前速度，使得当前车辆和障碍车辆之间存在预定的跟车距离。
在一些实施例中，在满足以下条件的情况下，可以确定行驶在其他车道的候选车辆是当前车辆的障碍车辆：
(1)候选车辆的中心点的x坐标>当前车辆中心点的x坐标；
(2)当前车辆与候选车辆之间的横向距离大于预定义的第一横向距离，在一些示例中，第一横向距离可以设置为0.5m；
(3)当前车辆与候选车辆之间的横向距离小于预定义的安全横向距离；
(4)候选车辆的行驶速度小于当前车辆的行驶速度。
可以基于跟车模型调整当前车辆的速度，使得当前车辆相对于障碍车辆的跟车速度和跟车距离在预设的范围内。这样，当前车辆在避让并超过找爱车辆时，绕行的时机不会过早，相对速度不会过大，使得避让侧前方车辆的过程更加安全。
可以利用例如自适应巡航控制的跟车模型调整当前车辆的策略。
在一些实现方式中，如果当前车辆的前方存在至少两辆符合条件(1)～(4)的障碍车辆，那么以及基于与当前车辆纵向距离最近的障碍车辆调整当前车辆的速度。也就是说，在存在至少两辆符合条件(1)～(4)的障碍车辆的情况下，上式(3)中的d表示当前车辆与纵向距离最近的障碍车辆之间的纵向距离，vq是纵向距离最近的障碍车辆的速度。
在一些实施例中，跟车调整单元610可以以第二频率执行操作，以在行驶过程中调整当前车辆与侧前方车辆的跟车距离以及跟车速度。例如，第二频率可以使10Hz。
避让参数确定单元620可以配置成确定当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数。例如，可以利用图5中示出的避让参数确定单元510实现避让参数确定单元620。
在一些实施例中，在确定避让参数之前，方法还可以包括确定当前时刻是否符合避让时机。在确定当前时刻不符合避让时机的情况下，当前车辆的横向避让距离将被设置为0，即不进行横向避让。在确定当前时刻符合避让时机的情况下，可以利用步骤S202中描述的过程得到的结果确定当前车辆的横向避让方向和横向避让距离。
在一些实现方式中，当满足以下条件时，可以确定当前时刻符合避让时机：
(1)障碍车辆的中心点的x坐标>当前车辆中心点的x坐标；
(2)当前车辆与障碍车辆之间的横向距离大于预定义的第一横向距离，在一些示例中，第一横向距离可以设置为0.5m；
(3)当前车辆与障碍车辆之间的横向距离小于预定义的安全横向距离；
(4)当前车辆与障碍车辆之间的纵向距离小于预设的第一纵向距离，在一些示例中，预设的第一纵向距离可以是30m；
(5)障碍车辆的行驶方向沿着车道向前，没有横向运动；
(6)当前车辆的速度与障碍车辆的速度大于预设的相对速度，并且当前车辆与障碍车辆的纵向距离小于预定的第二纵向距离或当前车辆与障碍车辆之间追赶时间小于预定的时间阈值，其中追赶时间是基于当前车辆和障碍车辆之间的纵向距离以及当前车辆的当前速度和障碍车辆的当前速度确定的，在一些示例中，预设的相对速度可以是0.5m/s，第二纵向距离可以是10m，追赶时间可以表示为当前车辆和障碍车辆之间的纵向距离除以相对速度得到的结果，并且追赶时间可以被设置为5s。
在一些实施例中，在当前车辆的前方存在至少两个障碍车辆的情况下，可以利用结合步骤S202描述的过程分别确定当前车辆用于避让上述至少两个障碍车辆中每个障碍车辆的横向避让方向和横向避让距离。
在存在至少两个障碍车辆的情况下，在得到了当前车辆对于所有障碍车辆的避让参数后，如果基于所确定的至少两个避让参数确定当前车辆需要同时避让左侧障碍车辆和右侧障碍车辆，则确定当前车辆无需执行避让，即，可以将横向避让距离确定为0。如果确定当前车辆仅需要向一侧进行避让(左侧或右侧)，则将针对该侧障碍车辆确定的绝对值最大的横向避让距离确定为用于当前车辆的横向避让距离。
横向距离确定单元630可以配置成基于所述当前车辆的横向位置以及所确定的避让参数，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置。如图6所示，横向距离确定单元630可以包括避让距离调整子单元631、避让安全确定子单元632以及位置确定子单元633。
避让距离调整子单元631可以配置成对避让参数确定单元620确定的横向避让距离进行调整，以得到调整后的横向避让距离，其中调整后的横向避让距离是避让步长的整数倍。
例如，可以利用公式(1)得到调整后的横向避让距离target_offset_a。
避让安全确定子单元632可以基于调整后的横向避让距离target_offset_a以及避让参数确定单元620确定的横向避让方向以及当前车辆的当前横向位置确定此次避让是否安全。
在调整后的横向避让距离不为0的情况下，可以基于所确定的横向避让方向以及当前车辆的当前横向位置确定此次避让是否安全。
在一些实现方式中，当横向避让方向向左时，可以假设当前车辆向左横向移动一个避让步长的距离，并基于安全车距模型确定移动后当前车辆左侧的前后车辆是否安全。当横向避让方向向右时，可以假设当前车辆向右横向移动一个避让步长的距离，可以基于安全车距模型确定移动后当前车辆右侧的前后车辆是否安全。
判断侧方车辆是否安全的标准可以是侧方车辆与当前车辆的纵向距离大于安全车距并且横向距离大于安全横向距离。
在一些示例中，可以基于公式(4)确定前后两辆车之间的安全车距。在另一些示例中，还可以基于公式(5)确定前后两辆车之间的安全车距。
如果避让安全确定子单元632得到的结果表示此次避让是安全的，那么可以利用位置确定子单元633确定基于当前车辆的横向位置和避让步长确定当前车辆的目标横向位置。
如果基于避让安全确定子单元632得到的结果表示此次避让是不安全的，那么可以利用位置确定子单元633将当前车辆的目标横向位置确定为0，即回到车道中心线。
在一些实施例中，避让参数确定单元620可以以第一频率执行操作，以得到具有预定的时间长度的多个阶段的避让过程。例如，避让参数确定单元620可以以1Hz的频率进行操作，并且横向位置确定单元630可以基于避让参数确定单元得到的结果执行相应的操作。在一些实现方式中，第一频率可以低于第二频率。
纵向位置确定单元640可以配置成基于多步阶目标横向位置中的每个目标横向位置，确定对应的目标纵向位置。例如，可以针对每个阶段的目标横向位置确定对应的目标纵向位置，可以利用结合步骤S206描述的过程确定上述目标纵向位置，在此不再加以赘述。
避让轨迹确定单元650可以基于上述多步阶目标横向位置和目标纵向位置确定当前车辆的目标避让轨迹。例如，基于每个阶段的目标横向位置和目标纵向位置确定当前车辆的目标避让轨迹，可以利用结合步骤S208描述的过程确定上述目标避让轨迹，在此不再加以赘述。
利用本申请提供的上述用于避让侧前方车辆的装置，可以在开始避让之前根据当前车辆的位置和速度以及侧方前后车辆的位置和速度选择合适的避让时机，从而能够提高避让过程的安全性和舒适性。
图7示出了根据本申请的实施例的一种车辆的示意性的框图。如图7所示，车辆700可以包括传感单元710、处理单元720以及控制单元730。
传感单元710可以配置成确定当前车辆的横向位置和行驶速度。在一些实施例中，传感单元710还可以配置成确定当前车辆周围行驶的其他车辆的横向位置以及行驶速度。可以利用红外传感器、图像传感器、速度计、加速度计等实现传感单元710。
处理单元720可以配置成执行结合图2A-图4描述的用于避让侧前方车辆的方法，以确定用于当前车辆的目标避让轨迹。
控制单元730可以配置成根据处理单元720确定的目标避让轨迹控制车辆的行驶方向和行驶速度，从而实现基于目标避让轨迹完成针对侧前方车辆的超车过程。
此外，根据本申请实施例的方法或装置也可以借助于图8所示的计算设备的架构来实现。图8示出了该计算设备的架构。如图8所示，计算设备800可以包括总线810、一个或至少两个CPU 820、只读存储器(ROM)830、随机存取存储器(RAM)840、连接到网络的通信端口850、输入/输出组件860、硬盘870等。计算设备800中的存储设备，例如ROM 830或硬盘870可以存储本申请提供的目标检测方法的处理和/或通信使用的各种数据或文件以及CPU所执行的程序指令。计算设备800还可以包括用户界面80。当然，图8所示的架构只是示例性的，在实现不同的设备时，根据实际需要，可以省略图8示出的计算设备中的一个或至少两个组件。
根据本申请的另一方面，还提供了一种非易失性的计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读的指令，当利用计算机执行所述指令时可以执行如前所述的方法。
技术中的程序部分可以被认为是以可执行的代码和/或相关数据的形式而存在的“产品”或“制品”，通过计算机可读的介质所参与或实现的。有形的、永久的储存介质可以包括任何计算机、处理器、或类似设备或相关的模块所用到的内存或存储器。例如，各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器或者类似任何能够为软件提供存储功能的设备。
所有软件或其中的一部分有时可能会通过网络进行通信，如互联网或其他通信网络。此类通信可以将软件从一个计算机设备或处理器加载到另一个。例如：从视频目标检测设备的一个服务器或主机计算机加载至一个计算机环境的硬件平台，或其他实现系统的计算机环境，或与提供目标检测所需要的信息相关的类似功能的系统。因此，另一种能够传递软件元素的介质也可以被用作局部设备之间的物理连接，例如光波、电波、电磁波等，通过电缆、光缆或者空气等实现传播。用来载波的物理介质如电缆、无线连接或光缆等类似设备，也可以被认为是承载软件的介质。在这里的用法除非限制了有形的“储存”介质，其他表示计算机或机器“可读介质”的术语都表示在处理器执行任何指令的过程中参与的介质。
本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“第一/第二实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
除非另有定义，这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员共同理解的相同含义。还应当理解，诸如在通常字典里定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
上面是对本发明的说明，而不应被认为是对其的限制。尽管描述了本发明的若干示例性实施例，但本领域技术人员将容易地理解，在不背离本发明的新颖教学和优点的前提下可以对示例性实施例进行许多修改。因此，所有这些修改都意图包含在权利要求书所限定的本发明范围内。应当理解，上面是对本发明的说明，而不应被认为是限于所公开的特定实施例，并且对所公开的实施例以及其他实施例的修改意图包含在所附权利要求书的范围内。本发明由权利要求书及其等效物限定。
Claims (15)
1.一种用于避让侧前方车辆的方法，包括：
基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定所述当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数；
基于所述当前车辆的横向位置以及所确定的避让参数，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置；
针对所述多步阶目标横向位置中的每个阶段的目标横向位置，确定对应的目标纵向位置；
基于所述多步阶目标横向位置和所述目标纵向位置，确定所述当前车辆的目标避让轨迹。
2.如权利要求1所述的方法，其中，基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定所述当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数包括：
基于所述当前车辆的横向位置和所述障碍车辆的横向位置确定所述当前车辆和所述障碍车辆之间的横向避让方向；
确定所述当前车辆和所述障碍车辆之间的当前横向距离；
基于预定的安全横向距离和所述当前横向距离确定所述当前车辆和所述障碍车辆之间的横向避让距离。
3.如权利要求2所述的方法，其中，基于所述当前车辆的横向位置以及所确定的避让参数，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置包括：
对所述横向避让距离进行调整，以得到调整后的横向避让距离，其中所述调整后的横向避让距离是所述避让步长的整数倍；
基于所述调整后的横向避让距离、所述横向避让方向和所述当前车辆的当前横向位置确定此次避让是否安全；
在确定此次避让是安全的情况下，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置。
4.如权利要求3所述的方法，其中，基于所述调整后的横向避让距离、所述横向避让方向和所述当前车辆的当前横向位置确定此次避让是否安全包括：
基于所述调整后的横向避让距离确定所述当前车辆是否朝着所述横向避让方向进行移动；
在确定所述当前车辆是否朝着所述横向避让方向进行移动的情况下，假定所述当前车辆的横向位置朝着所述横向避让方向移动所述避让步长；
确定在所述横向避让方向同侧的障碍车辆和假设移动后的当前车辆之间的假定纵向距离和假定横向距离；
在所述假定纵向距离大于安全纵向距离，并且所述假定横向距离大于安全横向距离的情况下，确定此次避让是安全的。
5.如权利要求3所述的方法，其中，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置包括：
针对所述多步阶目标横向位置中下一步阶所对应的目标横向位置，将该下一步阶所对应的目标横向位置确定为在所述当前横向位置的基础上朝着所述横向避让方向移动所述避让步长。
6.如权利要求1所述的方法，其中，基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定所述当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数之前，所述方法还包括确定当前时刻是否符合避让时机，其中，
当所述当前车辆与所述障碍车辆的纵向距离小于预定的纵向距离阈值或所述当前车辆与所述障碍车辆之间追赶时间小于预定的时间阈值时，确定当前时刻符合避让时机，并确定所述当前车辆和所述障碍车辆之间的避让参数，
其中所述追赶时间是基于所述当前车辆和所述障碍车辆之间的纵向距离以及所述当前车辆的当前速度和所述障碍车辆的当前速度确定的。
7.如权利要求1所述的方法，，基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定所述当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数之前，所述方法还包括判断当前时刻是否符合避让时机，其中，判断当前时刻是否符合避让时机包括：当满足以下各项条件时，确定当前时刻符合避让时机：
(1)障碍车辆的中心点的纵向坐标>当前车辆中心点的纵向坐标；
(2)当前车辆与障碍车辆之间的横向距离大于预定义的第一横向距离；
(3)当前车辆与障碍车辆之间的横向距离小于安全横向距离；
(4)当前车辆与障碍车辆之间的纵向距离小于预设的第一纵向距离；
(5)障碍车辆的行驶方向沿着车道向前，没有横向运动；
(6)当前车辆的速度与障碍车辆的速度大于预设的相对速度，并且当前车辆与障碍车辆的纵向距离小于预定的第二纵向距离或当前车辆与障碍车辆之间追赶时间小于预定的时间阈值。
8.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述当前车辆和所述障碍车辆之间的纵向距离和相对速度调整所述当前车辆的当前速度，使得所述当前车辆与所述障碍车辆之间存在预定的跟车距离。
9.如权利要求8所述的方法，其中，当行驶在其他车道的候选车辆满足以下条件的情况时，将该车辆确定为所述障碍车辆：
(1)候选车辆的中心点的纵向坐标>当前车辆中心点的纵向坐标；
(2)当前车辆与候选车辆之间的横向距离大于预定义的第一横向距离；
(3)当前车辆与候选车辆之间的横向距离小于预定义的安全横向距离；
(4)候选车辆的行驶速度小于当前车辆的行驶速度。
10.如权利要求1所述的方法，其中，针对所述多步阶目标横向位置中的每个阶段的目标横向位置，确定对应的目标纵向位置包括：
基于所述当前速度和预定义的避让时间确定所述目标纵向位置。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述目标避让轨迹是多项式，基于所述目标横向位置和所述目标纵向位置确定所述当前车辆的目标避让轨迹包括：
基于所述当前车辆的当前位置、所述目标横向位置和所述目标纵向位置确定所述多式中的至少一个系数，确定所述目标避让轨迹。
12.如权利要求1所述的方法，其中，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置包括：
以第一频率确定所述多步阶目标横向位置中每个阶段的目标横向位置；以及
确定所述当前车辆的目标避让轨迹包括：基于该阶段的目标横向位置和所述目标纵向位置，以第二频率确定所述当前车辆的目标避让轨迹；
其中所述第一频率低于所述第二频率。
13.一种用于避让侧前方车辆的装置，包括：
避让参数确定单元，配置成基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定所述当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数；
横向位置确定单元，配置成基于所述当前车辆的横向位置以及所确定的避让参数，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置；
纵向位置确定单元，配置成针对所述多步阶目标横向位置中的每个阶段的目标横向位置，确定对应的目标纵向位置；
避让轨迹确定单元，配置成基于所述多步阶目标横向位置和所述目标纵向位置，确定所述当前车辆的目标避让轨迹。
14.一种车辆，包括：
传感单元，配置成确定当前车辆的横向位置和行驶速度；以及
处理单元，配置成：
基于当前车辆的横向位置和行驶速度，确定所述当前车辆相对于当前车辆的行驶方向的侧前方存在的障碍车辆的避让参数；
基于所述当前车辆的横向位置以及所确定的避让参数，根据预定义的避让步长，确定用于所述当前车辆进行避让的多步阶目标横向位置；
针对所述多步阶目标横向位置中的每个阶段的目标横向位置，确定对应的目标纵向位置；
基于所述多步阶目标横向位置和所述目标纵向位置，确定所述当前车辆的目标避让轨迹；以及
控制单元，配置成根据所述目标避让轨迹控制当前车辆的速度和方向。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储计算机可读指令，当所述计算机可读指令由计算机执行时，所述计算机执行如权利要求1-9任一项所述的方法。
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