CN112005183A

CN112005183A - 用于控制车队的方法

Info

Publication number: CN112005183A
Application number: CN201980025853.1A
Authority: CN
Inventors: 威廉·维贝里; 斯特凡·贝里奎斯特; 安东尼奥·阿玛拉尔克拉维罗; 埃德温·瓦特森
Original assignee: Volvo Truck Corp
Current assignee: Volvo Truck Corp
Priority date: 2018-04-16
Filing date: 2019-04-12
Publication date: 2020-11-27
Also published as: WO2019201801A1; WO2019201412A1; EP3782000A1; EP3782000B1; EP3782000C0; US20210294351A1

Abstract

本发明涉及一种用于包括多台车辆的车队的方法，该车队包括引导车辆(1)和至少一台跟随车辆(2)，该方法包括：所述跟随车辆(2)借助于车辆到车辆(V2V)通信沿着跟随轨迹跟随所述引导车辆(1)。该方法包括：‑生成关于该车队的至少一部分的周边环境的周边环境数据，‑使用所述周边环境数据生成与所述跟随轨迹不同的备用轨迹(BT1)，‑其中，所生成的备用轨迹(BT1)或所述周边环境数据由所述至少一台跟随车辆中的至少一个接收，‑其中，在确定用于跟随所生成的备用轨迹(BT1)的预定条件之后，接收信息的所述跟随车辆(2)跟随所生成的备用轨迹(BT1)。

Description

用于控制车队的方法

技术领域

本发明涉及一种用于控制车队(string)的方法，该车队包括引导车辆和至少一台跟随车辆，该方法包括：跟随车辆借助于车辆到车辆(V2V)通信沿着跟随轨迹跟随引导车辆。本发明还涉及计算机程序、计算机可读介质、控制单元或一组控制单元、以及车辆。

本发明可以应用于诸如卡车和公共汽车的重型车辆。尽管将针对卡车来描述本发明，但本发明不限于这种特定车辆，而是也可用在诸如轿车的其它车辆中。

背景技术

V2V通信涉及通过无线通信信道在车辆与一个或多个周围车辆之间发送的信息。在其中跟随车辆借助于V2V通信沿着跟随轨迹跟随引导车辆的车队中，可以控制该跟随车辆的纵向移动、以及该跟随车辆的横向移动。

在某些情况下，跟随车辆借助于V2V通信跟随车队中的引导车辆可以被称为自主车辆跟随、自动跟随或无人驾驶编队。自主车辆跟随允许驾驶员离开跟随车辆，并且使车辆完全自动地跟随引导车辆。因此，除了对跟随车辆的纵向控制之外，还使用对跟随车辆的自动横向控制。

除了V2V通信之外，跟随车辆可以借助于跟随车辆中包括的传感器来跟随引导车辆。

可以借助于从引导车辆接收的位置坐标来提供对跟随车辆的横向控制。所述位置坐标可以通过V2V通信发送。也可以借助于全球导航卫星系统(GNSS)(例如使用全球定位系统(GPS))来提供对跟随车辆的横向控制。在某些情况下，可以借助于跟随车辆中包括的传感器来提供横向控制，例如，通过找到前方车辆的最后部分并跟踪它。

可以借助于协作自适应巡航控制(CACC)来提供对跟随车辆的纵向控制。替代地，可以借助于自适应巡航控制(ACC)来提供对跟随车辆的纵向控制。更一般地，车队不一定必须涉及CACC，而是可以涉及用于对跟随车辆的纵向控制的某些其它技术。

在例如借助于CACC的编队中，车辆队列在车辆之间有短距离的情况下行驶。由此，这些车辆形成本文所称的“车队”。车队可以由一个接一个的一排车辆形成。为了以高安全性实现这一点，每台车辆的控制单元可以经由V2V通信从周围车辆接收信息。例如，如WO2013006826中所建议的，这样的共享信息可以包括制动压力、发动机扭矩、发动机RPM、加速器踏板位置、发动机歧管压力、车辆速度以及雷达/激光雷达数据。因此，应当理解，V2V通信可以允许根据从车队中的另一车辆接收的信号来控制车队中的车辆的速度和/或加速度。

通过V2V通信传送的信息可以用在该控制中，以保持每台车辆与紧前车辆(immediately preceding vehicle)之间的期望距离并处理诸如硬制动之类的事件。对于纵向控制，V2V通信能够确保安全地保持短距离，因为V2V信息比来自跟随车辆中包括的车载传感器(例如，雷达传感器、激光传感器或摄像机)的数据传送得快得多且更准确。

进行编队的益处包括提高的燃油效率，这种提高的燃油效率是由于车辆之间的距离短而减小的空气阻力来提供的，并且是由于关于在前车辆的更准确信息而改善的车辆控制来提供的。另一个益处是由于V2V数据的延迟小(通常几乎是瞬时传输)而改善了交通流量。

US2017329348公开了：如果车辆处于正常状态，则为车辆队列中的跟随车辆选择第一控制模式。在第一控制模式中，跟随车辆使用从该队列中的在前车辆接收的通信数据。如果跟随车辆处于异常状态，则选择第二控制模式。该跟随车辆包括传感器，并且在第二控制模式下，跟随车辆使用由这些传感器中的一个或多个传感器获得的数据来控制其移动。因此，该文献建议：在异常状态下，让跟随车辆自身的传感器确定去向。但是，由于车辆之间的间隙在基于V2V通信的编队中相对较短，因此可能导致危险情形。如果没有这种通信，就可能难以应付这么短的距离。

因此，已知的编队策略仍有改进空间。特别地，希望提高与车辆编队相关的安全性。而且，在提高与车辆编队相关的安全性的同时减少车辆在编队中的复杂性将是有益的。

发明内容

本发明的一个目的是减少车辆在编队中的复杂性。本发明的另一个目的是提高与车辆编队相关的安全性。

这些目的通过根据权利要求1的方法来实现。因此，本发明提供了一种用于控制车队的方法，该车队包括引导车辆和至少一台跟随车辆，该方法包括：跟随车辆借助于车辆到车辆(V2V)通信沿着跟随轨迹跟随引导车辆，该方法进一步包括：

-生成关于该车队的至少一部分的周边环境的周边环境数据，和

-使用该周边环境数据生成与所述跟随轨迹不同的备用轨迹，

-其中，所生成的备用轨迹或周边环境数据被所述至少一台跟随车辆中的至少一个接收，

-其中，在确定用于跟随所生成的备用轨迹的预定条件之后，接收信息的所述跟随车辆(receiving follower vehicle)跟随所生成的备用轨迹。

因此，本发明提供了一种用于包括多台车辆的车队的方法，该车队包括引导车辆和至少一台跟随车辆。本发明的实施例涉及控制跟随车辆以便沿着跟随轨迹跟随引导车辆。在本发明的实施例中，引导车辆是该车队中的最前面的车辆。在本发明的实施例中，所述至少一台跟随车辆在该车队中位于引导车辆之后。如果有多台跟随车辆，则一台跟随车辆可以紧紧跟随一排中的另一台跟随车辆。这些车辆可以借助于车辆到车辆(V2V)通信进行编队。V2V通信可以是无线的。可以通过车辆编队来形成车队。一台或多台跟随车辆可以各自经由V2V通信连接到引导车辆。跟随车辆可以借助于自主车辆跟随来跟随引导车辆。

除了V2V通信之外，所述跟随车辆还可以在其它手段的协助下沿着跟随轨迹跟随引导车辆。例如，除了V2V通信之外，跟随车辆还可以借助于该跟随车辆中所包括的至少一个或多个传感器而沿着跟随轨迹跟随引导车辆。例如，V2V数据可用于速度控制，而传感器可用于横向控制，例如通过找到前方车辆的最后部分并跟踪它。在一些示例中，跟随轨迹可以在被跟随时生成。在一些实施例中，可以通过从引导车辆接收的位置坐标来提供跟随轨迹。可以通过V2V通信来发送位置坐标。因此，通过V2V通信发送的数据可以用于对跟随车辆的横向控制。可以通过基于从引导车辆接收的位置坐标而计算出的算法来生成或确定跟随轨迹。

在本文中，“纵向控制”应理解为对车辆的纵向移动的控制，而横向控制应理解为对车辆的横向移动的控制。“车辆的纵向移动”在本文中应理解为车辆沿预期的笔直行驶方向的移动。“车辆的横向移动”在本文中应理解为水平的且垂直于纵向移动的移动。“车辆的横向移动”在本文中应理解为侧向移动。

可以在跟随轨迹被跟随的同时和/或之前生成备用轨迹。因此，可以在控制跟随车辆以便沿着跟随轨迹跟随引导车辆的同时和/或之前生成备用轨迹。在一些实施例中，在跟随轨迹被跟随之前例如基于地图数据来部分地生成备用轨迹，并且部分地在跟随轨迹被跟随的同时生成备用轨迹。可以想到的是，在一些实施例中，在跟随轨迹被跟随之前、例如纯粹基于地图数据来生成备用轨迹。

所生成的备用轨迹可以称为计划轨迹。生成备用轨迹可以称为生成计划轨迹。生成备用轨迹可能意味着计划所述备用轨迹。可以在控制跟随车辆以便沿着跟随轨迹跟随引导车辆的同时计划该备用轨迹。生成备用轨迹可能意味着确定或计算所述备用轨迹。如下面所例示的，可以以多个坐标和/或一个多项式的形式生成备用轨迹。可以通过控制单元来生成备用轨迹。如下面所例示的，这种控制单元可以是引导车辆的控制单元、跟随车辆的控制单元或相对于车辆位于远方的控制单元。

可以存储所生成的备用轨迹。所生成的备用轨迹可以存储在控制单元中，或者存储在可被控制单元访问的数据存储装置中。这种控制单元可以是所述跟随车辆的控制单元。所生成的备用轨迹优选在跟随车辆受到控制以沿着跟随轨迹跟随引导车辆的同时被存储。因此，优选地，在控制跟随车辆以沿着跟随轨迹跟随引导车辆的同时，将所生成的备用轨迹存储在跟随车辆的控制单元中，或者存储在跟随车辆的、可被跟随车辆的控制单元访问的数据存储装置中。因此，接收信息的跟随车辆可以包括控制单元，并且可选地包括可被该控制单元访问的数据存储装置。该控制单元或数据存储装置可以包括存储器。该方法可以包括将所生成的备用轨迹存储在存储器中。

可以理解，如果跟随该备用轨迹，则总是在该备用轨迹被跟随之前生成它。如果跟随备用轨迹，则优选在该备用轨迹被跟随之前存储它。如下面所例示的，备用轨迹可能不会被跟随；而是，它可能会被另一个备用轨迹取代，而所述另一个备用轨迹又可能不会被跟随。对用于跟随所生成的备用轨迹的预定条件的确定可以是跟随该备用轨迹的必要条件。

本发明涉及由所述至少一台跟随车辆中的至少一个接收所生成的备用轨迹或周边环境数据。本发明的实施例包括通过所述至少一台跟随车辆中的至少一个来接收所生成的备用轨迹或周边环境数据。优选地，借助于V2V通信来接收所生成的备用轨迹或周边环境数据。可以借助于接收信息车辆(receiving vehicle)的无线电接收机和该接收信息车辆的数据通信处理装置来接收所生成的备用轨迹或周边环境数据。数据通信处理装置可以与该接收信息车辆的控制单元通信。应当注意，所生成的备用轨迹或周边环境数据优选由跟随车辆从与该接收信息跟随车辆分离的源接收。优选地，该周边环境数据由与接收信息的跟随车辆的任何传感器不同的源生成。该周边环境数据可以由控制单元生成。该周边环境数据(以及在一些实施例中，所生成的备用轨迹)优选地在接收信息的跟随车辆的外部并且远离该接收信息的跟随车辆生成。例如，在跟随车辆接收周边环境数据的情况下，并且在接收信息的跟随车辆包括用于控制该接收信息的跟随车辆的移动的一个或多个传感器的情况下，优选不从该接收信息的跟随车辆的传感器接收周边环境数据。

在本发明的实施例中，该周边环境数据由未包括在跟随车辆中的某些装置创建。即，该周边环境数据可以在跟随车辆的外部创建。在本发明的实施例中，备用轨迹由未包括在跟随车辆中的某些装置创建。这种装置可以包括控制单元。即，可以在所述跟随车辆之外创建备用轨迹。

在本发明的实施例中，一旦确定了所述预定条件，就控制跟随车辆以跟随所生成的备用轨迹。可以理解，执行备用轨迹涉及跟随所生成的备用轨迹。跟随备用轨迹在本文中也被称为执行备用轨迹。对所述预定条件的确定可以是确定存在预定条件。在本发明的实施例中，除非确定了所述预定条件(即，除非确定存在预定条件，即，确定了所述预定条件的存在)，否则将不对跟随车辆进行控制以使其跟随所生成的备用轨迹。可以理解，生成备用轨迹的步骤不同于跟踪备用轨迹的步骤。即使没有确定预定条件的存在，也优选生成备用轨迹。而且，如下文所例示的，在存在多个或一系列备用轨迹的情况下，即使未确定预定条件的存在，也优选生成备用轨迹。

优选地，接收信息的跟随车辆在跟随备用轨迹的同时进行制动，以使该接收信息的跟随车辆停车。优选地，这种制动使得它将所述跟随车辆在最短的时间量内停车。

如下面进一步讨论的，所述周边环境数据可以基于例如传感器数据和/或地图数据。

通过使用备用轨迹，即，通过跟随所生成的备用轨迹，可以执行对跟随车辆的安全停车。备用轨迹为跟随车辆提供了在异常情况下随时可用的计划。这是对所述已知的现有技术方案的改进，在现有技术方案中，在异常情况下，避免碰撞的责任移交给了跟随车辆，该跟随车辆没有用于处理这种情况的任何预先计划的策略。因此，本发明提高了编队的安全性。与传统的自动驾驶所需的传感器相比，本发明还允许跟随车辆不包括(即，不配备有)传感器，或者包括(配备有)更少的传感器或不那么复杂的传感器。这简化了编队所需的硬件。本发明允许降低参与编队的车辆的复杂性。本发明节省了编队所需的设备和成本。

所述预定条件例如可以是安全隐患。本发明规定：在确定了所述预定条件时，接收信息的跟随车辆跟随备用轨迹，这允许提高安全性。因此，本发明可以提高与车辆编队相关的安全性。

在一些实施例中，所述预定条件是操作参数低于预定的安全阈值水平。因此，如果该操作参数低于安全阈值水平，则所述跟随车辆可以跟随备用轨迹至安全状态。

所述预定条件可以是至少部分丢失与引导车辆的通信。可能由于各种原因而丢失与引导车辆的通信，例如与交通有关的原因或与传感器有关的原因等。因此，在丢失与引导车辆的通信的情况下，可以执行备用轨迹，例如，以使跟随车辆安全停车。可能会影响V2V通信的情形可能包括以下中的一种或多种：车辆中提供的用于V2V通信的硬件，例如V2V单元(ECU)、天线、电缆等：V2V天线在车辆上相对于彼此如何安装，这可能会由于车辆相对于彼此移动而动态地变化；以及外部干扰，例如隧道、其它交通、建筑物、交通标志或天气。此外，在车辆包括挂车的情况下，挂车可能对V2V通信有影响，例如在车辆转弯期间挂车阻挡了直接信号路径的情况。

所述预定条件可以是接收信息的跟随车辆所接收到的信号表示“应该放弃所述跟随轨迹”的消息。这可能涉及终止对跟随轨迹的跟随。该信号可以借助于该接收信息的跟随车辆的无线电接收机和该接收信息的跟随车辆的数据通信处理装置来接收。该消息可能是“应该执行(即，跟随)备用轨迹”。可以从引导车辆接收该信号。该信号可以借助于引导车辆的数据通信处理装置和引导车辆的无线电发射机来发送。该消息的原因可能是例如引导车辆进入了如下紧急情况：与执行备用轨迹相比，跟随引导车辆实际上更危险。例如，在引导车辆即将发生碰撞的情况下，可以发送该消息。该消息的另一个原因可能是在引导车辆中发现了故障，从而以某种方式危害了V2V通信。

所述预定条件可以是车辆间距离在与之比较的区间之外。所述预定条件可以是车辆间距离大于与之比较的阈值。如果该方法用于所述跟随车辆的自主驾驶，并且跟随车辆不具有完全的非跟随自主驾驶所需的传感器，且车辆间距离变得过长，则在跟随车辆的紧前方不再有引导车辆时，可能会发生危险。原因是，增加的距离可能会在引导车辆在一道路位置处经过与跟随车辆在相同位置处经过之间发生环境改变。如果跟随车辆未配备一个或多个适当的传感器，则这种环境改变(例如出现障碍物)可能无法被跟随车辆检测到。

所述预定条件可以是表明跟随车辆的健康状态有问题。

应当注意，该方法可以包括用于执行备用轨迹的多个预定条件，其中在确定了预定条件之一之后，跟随车辆就执行备用轨迹。

优选地，该方法包括按时间顺序生成多个备用轨迹。因此，这些备用轨迹可以有利地表示更新的备用轨迹。当可能编队的车队向前移动时，可以考虑周边环境的变化来确定更新的备用轨迹。可以在相应的先前备用轨迹生成之后的预定时间段内生成备用轨迹。跟随车辆可以在该跟随车辆接收到相应的先前备用轨迹生成之后的预定时间段内接收备用轨迹。

优选地，被跟随的备用轨迹是最新接收的备用轨迹。因此，可以确保所执行的备用轨迹是基于准确且更新的周边环境数据。因此，确保了沿着跟随轨迹跟随期间始终存在该跟随车辆可用的安全停车。

在一些实施例中，可以将所生成的备用轨迹与相应的执行窗口相关联，每个执行窗口提供一个时间限制，在该时间限制之后可以不跟随(即，不应跟随)相应的备用轨迹。因此，该方法还适于确保所跟随的(即，所执行的)备用轨迹是基于准确且更新的周边环境数据。在这种实施例中，在被跟随的备用轨迹是最新接收的备用轨迹的情况下，所述预定条件可以是已经达到了最新接收的备用轨迹的时间限制。如果达到了最新接收的备用轨迹的时间限制，则所述跟随车辆可以执行最新接收的备用轨迹。因此，可以避免如下情形：最新的备用轨迹处于因周边环境变化而导致其不被更新的风险的时态(age)。例如，如果跟随车辆在先前备用轨迹变得过时之前没有接收到更新的备用轨迹，则跟随车辆可以执行最新的备用轨迹，从而转变到安全状态。

在车队包括多台跟随车辆的情况下，在接收信息的跟随车辆后方的跟随车辆可以在跟随备用轨迹期间沿着另一跟随轨迹跟随该接收信息的跟随车辆。因此，控制该另一跟随车辆，以使得该另一跟随车辆沿着另一跟随轨迹跟随接收信息的跟随车辆。该另一跟随轨迹可以在被跟随之前生成。该另一跟随轨迹可以是由接收信息的跟随车辆接收的或由接收信息的跟随车辆生成的备用轨迹，在后一种情况下，接收信息的跟随车辆接收周边环境数据。例如，在接收信息的跟随车辆后方的、执行备用轨迹的任何跟随车辆也可以沿着所述备用轨迹行驶。在一些实施例中，接收信息的跟随车辆可以布置为其余跟随者的领导者。在这种实施例中，“正常”编队功能可以使所有其它跟随车辆安全停车。

优选地，该备用轨迹由引导车辆生成。该备用轨迹可以由引导车辆的控制单元生成。例如，如上文所例示的，在生成多个备用轨迹的情况下，这些生成可以由引导车辆完成，随后，这些备用轨迹被传送到跟随车辆。在一些示例中，随着车辆开始行驶，引导车辆可以反复地生成新的备用轨迹，并将所述新的备用轨迹发送给跟随车辆。

在一些实施例中，所述周边环境数据至少部分地由引导车辆生成。由引导车辆生成的周边环境数据可以表示来自引导车辆的至少一个传感器的信号。因此，引导车辆可以配备有一个或多个传感器以用于生成周边环境数据，而跟随车辆可以不配备传感器，或配备有比引导车辆更少的传感器，或者配备有与引导车辆的传感器相比不那么复杂的传感器。通过使用备用轨迹，即使跟随车辆不配备传感器，或配备有与引导车辆相比更少的传感器或不那么复杂的传感器，也可以执行对跟随车辆的安全停车。因此，即使在有若干台跟随车辆的情况下，也仅需在引导车辆上提供用于生成备用轨迹所需的任何额外传感器。因此，减少或消除了在跟随车辆中包括传感器的需求。这样可以节省编队所需的设备和成本。另外，当紧密地跟随车辆时，跟随车辆的任何传感器将被前方的车辆部分地阻挡，特别是在向前方向上。向前方向上的视野通常是很关键的。如果像上述现有技术中那样在异常情形下将车辆控制的责任移交给跟随车辆，则跟随车辆可能没有足够的前方视野来进行安全操作。然而，与跟随车辆相比，引导车辆将被更好地定位以收集周边环境数据。在许多操作情况下，引导车辆在其紧前方将不会再有另一车辆。因此，与跟随车辆相比，对于引导车辆而言，用于收集关于周边环境的数据的传感器的障碍物将更少。可以说，引导车辆在生成备用轨迹方面具有较轻松的任务，因为它具有更好的周边环境视野。

在引导车辆中提供的传感器可以取决于引导车辆将驶入的周边环境的类型，例如由条件和环境所决定。在一些实施例中，可能需要多个不同的传感器。例如，可以在引导车辆中设置激光雷达传感器、摄像机、或雷达、或其任何组合。在提供多种传感器类型的情况下，它们可以根据变化的条件(例如雨、雪、强烈的阳光等)而相互补充。另外或替代地，可以提供多种类型的传感器，以在它们对周边环境(例如，物体及其自由空间)的评估中实现冗余。

该周边环境数据可以至少部分是地图数据。因此，该周边环境数据可以包括地图数据。在一些实施例中，该周边环境数据可以部分地是地图数据，并且部分地基于或表示来自引导车辆的至少一个传感器的信号。例如，除了引导车辆的车载传感器之外，例如具有高清晰度地图的数据库可以用于获得关于在执行备用轨迹时可用于安全停车的选项的改进信息。例如，在高速公路出口匝道上退出并停在那儿可能比停在高速公路本身上更好。在有利的实施例中，可以将地图数据提供给引导车辆，由此，传感器可以用来识别物体，而不是用来创建可以定位备用轨迹的整个可行驶区域。该数据库可以设置在引导车辆中，或者它可以位于远程位置，由此将地图数据从该数据库传送至引导车辆。然而，在其它实施例中，仅使用引导车辆的一个或多个传感器来生成备用轨迹。

在一些实施例中，接收信息的跟随车辆通过使用周边环境数据来生成备用轨迹。因此，可以由接收信息车辆的控制单元生成备用轨迹。因此，该周边环境数据可以表示来自引导车辆的至少一个传感器的信号。另外或替代地，该周边环境数据可以是来自引导车辆或来自远离这些车辆的数据库的地图数据。跟随车辆可以基于所接收到的周边环境数据生成备用轨迹。

在一些实施例中，备用轨迹可以由未包括在车队中的任何车辆中的装置生成。因此，该方法可以包括借助于未包括在车队中的任何车辆中的装置来生成备用轨迹。该装置可以包括控制单元。例如，可以为特定道路生成备用轨迹。这种生成可以通过相对于车辆位于远处的装置来完成。在这种实施例中，可以将备用轨迹从远程装置直接发送到跟随车辆。替代地或另外，可以将备用轨迹从远程装置发送到引导车辆。因此，引导车辆可以例如借助于一个或多个传感器来验证在备用轨迹中没有物体，例如没有可移动的物体。在这种实施例中，在检测到备用轨迹中有物体的情况下，引导车辆可以适应从远程装置接收的备用轨迹。这样的适应可以确保避免与这种物体的碰撞。

在一些实施例中，该方法包括确定所述至少一台跟随车辆中的至少一个的至少一个车辆特征，其中，所生成的备用轨迹至少部分地基于所确定的车辆特征。因此，备用轨迹可以适应于跟随车辆。因此，备用轨迹可以适应于跟随车辆的特征，例如该跟随车辆的重量、长度等。在引导车辆生成备用轨迹的情况下，可以将这种跟随车辆特征从跟随车辆经由V2V通信发送到引导车辆。备用轨迹的这种适应使得可以确保对于跟随车辆执行该备用轨迹是可行的。例如，与较轻或较短的跟随车辆所需的轨迹相比，非常重或很长的跟随车辆可能需要稍微不同的轨迹。

在一些实施例中，所生成的备用轨迹使得它将接收信息的跟随车辆从该接收信息的跟随车辆正在行驶的道路车道中引出。因此，接收信息的跟随车辆可以从该接收信息的跟随车辆正在行驶(即，正在跟随所述跟随轨迹)的车道中被引出。因此，跟随车辆可以在停车时从车道中移出，以免对车道中的其它车辆造成障碍，所述其它车辆例如不是可能正在编队的车队的一部分的车辆。

在一些实施例中，备用轨迹最初跟随车道，并且在一定长度后采取后退路线，例如到达道路路肩或类似路线。在上文所例示的按时间顺序生成多个备用轨迹的实施例中，这样做使得跟随车辆在沿着备用轨迹行驶的同时有相对长的时间来确定没有新的备用轨迹可用，之后不得不采取行动(例如采取离开车道和刹车的形式)。

在一些实施例中，备用轨迹可以使得跟随车辆停在跟随车辆正在行驶(即，正在跟随所述跟随轨迹)的车道上。因此，提供了易于执行的过程。

可以以多个坐标和/或一个多项式的形式提供所生成的备用轨迹。可以在固定坐标系中提供所述坐标或多项式，例如，固定到车辆正在行驶的道路上的坐标系。所述坐标或多项式可以在该引导车辆和跟随车辆共有的固定或非固定坐标系中提供。多项式可以表示跟随车辆采取的自由路程。线或区域的任何明确表示都可以用于备用轨迹。因此，避免了会给跟随车辆呈现多种路径的选择，包括不安全的路径。

在一些实施例中，所生成的备用轨迹至少部分地基于可行驶区域。在这样的实施例中，备用轨迹可以是基于可行驶区域而确定的线。优选地，可行驶区域对于接收信息的跟随车辆没有障碍物。可行驶区域可以是基于自由空间检测。可行驶区域可以形成周边环境数据的至少一部分。可以将可行驶区域发送到跟随车辆，跟随车辆随后基于可行驶区域确定备用轨迹，从而提供安全停车的方式。

在车队包括多台跟随车辆，并且在接收信息的跟随车辆后方的跟随车辆如上所述地在执行备用轨迹期间沿着另一跟随轨迹跟随所述接收信息的跟随车辆的情况下，所述接收信息的跟随车辆可以在可行驶区域内找到适当的备用轨迹，而其余跟随车辆可以依次跟随所述接收信息的跟随车辆。

在一些实施例中，所生成的备用轨迹包括速度数据，该速度数据指示了所述接收信息的跟随车辆在沿着所生成的备用轨迹的至少一个点处的目标速度。例如，跟随车辆可以在跟随备用轨迹的同时进行制动，以便停车。因此，备用轨迹可以包括多个坐标，其中每个坐标可以具有针对跟随车辆的目标速度。因此，该跟随车辆可以制动以跟随针对相应坐标的目标速度。因此，可以例如由引导车辆为备用轨迹提供速度曲线。引导车辆可能处于最佳位置，以确定备用轨迹所需的制动强度。例如，可能需要尽快减小速度，即，以便进行硬制动。因此，跟随车辆可以在跟随备用轨迹的同时进行制动，以使其在尽可能短的时间量内停车。但是，在某些情况下，备用轨迹可能有足够的空间以使停车更平稳。

在一些实施例中，可以在接收信息的跟随车辆沿着跟随轨迹跟随引导车辆之前生成周边环境数据。因此，该接收信息的跟随车辆可以在该接收信息的跟随车辆沿着跟随轨迹跟随引导车辆之前接收备用轨迹或周边环境数据。在一些实施例中，在接收信息的跟随车辆沿着跟随轨迹跟随引导车辆之前生成备用轨迹。在一些示例中，可以在接收信息的跟随车辆加入车队之前生成周边环境数据，接收信息的跟随车辆在加入车队之前接收备用轨迹或周边环境数据。在一些示例中，可以在形成车队之前生成周边环境数据。该周边环境数据可以与引导车辆的周边环境有关。因此，周边环境数据可以与要形成的车队的一部分的周边环境有关。在一些示例中，可以在任何利用自动跟随的编队开始之前生成备用轨迹。在一些实施例中，可以从所述至少一台跟随车辆中的一个或多个向引导车辆提供信号，该信号表明相应的跟随车辆已经接收到备用轨迹。因此，引导车辆可以布置成：除非已经接收到这种信号，否则不开始行驶。当接收信息的跟随车辆沿着跟随轨迹跟随引导车辆时，该接收信息的跟随车辆可以接收顺序更新的备用轨迹或顺序更新的周边环境数据。

接收信息的跟随车辆可以是无人驾驶的。在一些实施例中，所述至少一台跟随车辆没有驾驶员，而引导车辆是其中唯一具有驾驶员的车辆。因此，可以利用备用轨迹的优点，以便简化编队过程。省去驾驶员将节省成本。而且，与全自动车辆相比，生产自动跟随车辆可能更容易。在跟随的情形中，所述跟随车辆知道可以手动驾驶的引导车辆仅是提前了一段短的时间在同一道路上行驶，因此所述跟随车辆知道该路径是可行驶的，并且道路中没有物体。因此，与全自动车辆相比，可以实现具有廉价得多的传感器平台的自动跟随车辆。然而，在一些实施例中，引导车辆也是无驾驶员的，并且是全自动的，具有适当的传感器。

该目的还通过根据权利要求27的计算机程序、根据权利要求28的计算机可读介质、根据权利要求29的控制单元或一组控制单元、或根据权利要求30的车辆来实现。在一些实施例中，该方法可以由分布在车队中的至少两台车辆中的一组控制单元来执行。在一些实施例中，该方法可以由分布在车队中的一台或多台车辆中的一组控制单元和远离该车队中的车辆的控制单元来执行。

在以下描述和从属权利要求中公开了本发明的其它优点和有利特征。

页面特意留白

附图说明

参考附图，以下是作为示例引用的本发明的实施例的更详细描述。

在这些图中：

图1是一队编队车辆中的车辆的侧视图。

图2是描绘了由图1中的车辆执行的方法的实施例中的步骤的图示。

图3是图1中的其中两台车辆以及它们正在行驶的道路的一部分的俯视图。

图4是描绘了根据本发明的替代实施例的方法中的步骤的图示。

图5是参与图4中的方法的两台车辆以及它们正在行驶的道路的一部分的俯视图。

具体实施方式

图1示出了本文中被称为引导车辆1和跟随车辆2、3的车辆。在本示例中，车辆1、2、3是带有半挂车的卡车。然而，本发明同样适用于其它类型的车辆，例如轿车、公共汽车和自卸卡车。

车辆1、2、3中的每一个都包括用于编队的设备101、201、301。为了进行纵向控制，在此示例中，这些车辆包括用于协作式自适应巡航控制(CACC)的设备。所述编队设备包括：用于与无线电发射机和无线电接收机进行无线通信以进行所谓的车辆到车辆(V2V)通信的装置；以及数据通信处理装置，该数据通信处理装置被布置成与相应的车辆控制系统的控制单元102、202、302通信。控制单元102、202、302在本文中也被称为一组控制单元。该无线通信可以基于任何适当的行业标准格式，例如WiFi、无线调制解调器或Zigbee。替代地，该无线通信可以基于非行业标准格式。在本示例中，用于无线通信的装置还用于对跟随车辆2、3的横向控制。

引导车辆1和跟随车辆2、3形成包括多台车辆的车队的部分，所述多台车辆使用借助于V2V通信的自主车辆跟随而进行编队。所述引导车辆在该车队的前部。在本示例中，所述跟随车辆中的前2台车辆紧跟在引导车辆1之后。在本示例中，仅示出了三台辆车，但该车队可以包括三台以上的车辆，或者仅包括两台车辆。

在该车队中，每台车辆都发送无线信号，这些无线信号表示该发送信息车辆(transmitting vehicle)的速度和加速度、以及包括该发送信息车辆的重量和尺寸的车辆特征。紧接在相应的发送信息车辆之后的车辆从该发送信息车辆接收所述无线信号。因此，在该车辆编队过程中，除了引导车辆1之外，每台车辆都是接收信息车辆(receivingvehicle)，其被控制为与紧接在相应的接收信息车辆前面的发送信息车辆相距较短的距离。

另外，跟随车辆2、3通过V2V通信从引导车辆1反复地接收该引导车辆的位置坐标。所述位置坐标用于对跟随车辆进行横向控制。因此，跟随车辆2、3沿着本文所称的跟随轨迹(follower trajectory)跟随引导车辆1。跟随车辆2可以是无人驾驶的，或可以不是无人驾驶的。

相应的接收信息车辆的车辆控制系统基于从相应的发送信息车辆接收的无线信号来控制该接收信息车辆的制动器、动力传动系和转向功能。

应当注意，在一些实施例中，作为从紧接在相应的接收信息车辆前面的车辆接收的无线信号的替代或补充，相应的接收信息车辆的车辆控制系统可以基于从紧接在相应的接收信息车辆前面的车辆之前的车辆(例如，从该车队的前部的引导车辆)接收的无线信号来控制该接收信息车辆的制动器、动力传动系和转向功能。在一些实施例中，至少部分地基于来自引导车辆的信号来控制所有跟随车辆。

引导车辆1包括雷达传感器111形式的传感器。引导车辆控制单元102被布置成从传感器111接收信号。在替代实施例中，该传感器可以是LIDAR传感器或摄像机。在一些实施例中，该引导车辆配备有传感器的组合，例如：雷达传感器和LIDAR传感器；雷达传感器和摄像机；LIDAR传感器和摄像机；或者雷达传感器、LIDAR传感器和摄像机。

传感器111还可以用于检测在引导车辆前方的区域中的障碍物。该区域包括引导车辆所行驶的车道的一部分。所述区域还包括在引导车辆所行驶的车道之外的区域的部分。传感器111可以检测到障碍物的区域包括车辆正在行驶的道路的路肩的一部分。所述区域包括与引导车辆1正在行驶的车道相邻的车道的一部分。这种障碍物可能相对于道路静止不动，或者它们也可能正在移动。而且，借助于传感器111，可以确定到该引导车辆前方的车辆的距离、该引导车辆前方的车辆的速度和加速度。所述传感器可以布置成检测在该车队的一侧的物体。这对于检测移动得比该车队快并且在另一车道中或在高速公路匝道上沿相同方向行驶的车辆可能很有用。

还参考图2，将描述根据本发明的方法的实施例。引导车辆1沿着道路的车道移动。该方法包括：所述跟随车辆2、3沿着跟随轨迹跟随S1引导车辆1。因此，该车队中的所有车辆都在同一车道上。

在移动的同时，引导车辆1借助于传感器111生成S2与周边环境相关的周边环境数据，本示例中，该周边环境是引导车辆1前方的区域。因此，该周边环境数据表示来自传感器111的信号。

可选地，附加的周边环境数据可以以地图数据的形式提供给该引导车辆。这可以通过从远离这些车辆的数据处理装置将道路的详细地图传送到引导车辆来完成。该地图可以包括例如关于道路路肩的大小、高速公路出口和入口匝道的位置和外观、以及靠近道路的永久障碍物等的信息。该引导车辆的位置可以例如借助于全球定位系统(GPS)插入到该地图数据中。可以将前方较长的道路路段的地图以批量数据传输的形式传送到引导车辆1。该前方较长的道路路段的地图可以存储在引导车辆的存储单元中。替代地，当引导车辆沿着道路移动时，可以根据需要传送地图数据。

应当注意，周边环境数据的类型可以根据情形而改变。例如，可能从远程的固定源传送一些周边环境数据，但由于例如车辆在隧道中行驶的情形，这种周边环境数据可能不会被接收到。因此，该周边环境数据可以仅基于传感器信号。

还参考图3。使用该周边环境数据，所述引导车辆反复地为跟随车辆2、3生成S3与所述跟随轨迹不同的备用轨迹BT1。这些备用轨迹以预定的时间间隔分开生成。在生成每个备用轨迹BT1之后，相应的备用轨迹就被发送到跟随车辆2、3。因此，跟随车辆2、3反复地从引导车辆1接收S4新的备用轨迹。

当接收到这些备用轨迹时，它们就被存储在相应的跟随车辆控制系统的相应控制单元202、302的相应存储器中。

跟随车辆2、3将不跟随备用轨迹，除非确定了预定条件S5，即，确定存在该预定条件。该预定条件可以是多种条件中的任一种，包括：与引导车辆1的V2V通信丢失；例如跟随车辆2、3的操作参数低于预定安全阈值水平；以及该引导车辆所发送的信号表示“应该放弃所述跟随轨迹”的消息。

如果跟随车辆2、3确定了S5这样的预定条件，则这些跟随车辆执行S6，即，跟随最新接收到的备用轨迹BT1。如图3中可见，在本示例中，备用轨迹BT1使得其将跟随车辆2、3从它们行驶的车道L中引出并且引导到道路的路肩S上。因此，这些跟随车辆被转向离开车道L。而且，在跟随所述备用轨迹的同时，这些跟随车辆被制动至停车。

备用轨迹BT1是以一系列坐标的形式提供的，由这些坐标形成多项式(polynomial)。为了制动跟随车辆2、3，备用轨迹BT1包括速度数据，该速度数据指示了跟随车辆2、3在沿着备用轨迹BT1的多个点P1、P2、P3处的目标速度。

在本示例中，这些跟随车辆中的跟随着第一跟随车辆2的第二跟随车辆3在执行备用轨迹BT1期间沿着另一条跟随轨迹跟随第一跟随车辆2。因此，当第一跟随车辆2跟随该备用轨迹时，第二跟随车辆3以传统的CACC方式接收表示第一跟随车辆2的速度和加速度的V2V信号，并根据该V2V信号控制第二跟随车辆3的速度和加速度，以便沿另一条跟随轨迹跟随第一跟随车辆。替代地，第二跟随车辆3可以独立于第一跟随车辆2执行(即，跟随)备用轨迹BT1。

应当注意，在本示例中，在较晚的车辆加入车队之前，引导车辆经由V2V通信从发送信息车辆接收车辆特征，所述车辆特征包括该发送信息车辆的重量和尺寸。因此，顺序地生成的备用轨迹BT1部分地基于该发送信息车辆的车辆特征。然而，在替代实施例中，所生成的备用轨迹BT1不基于跟随车辆的车辆特征。

还应注意，在本示例中，寻求加入车队的车辆在接收到备用轨迹之前不会加入该车队。

还应当注意，在一些实施例中，顺序生成和接收的备用轨迹与相应的执行窗口相关。每个执行窗口提供一个时间限制，在该时间限制之后，可能不会执行相应的备用轨迹BT1。在这种实施例中，导致执行备用轨迹的预定条件可以是已经达到了最新接收到的备用轨迹BT1的时间限制。

参考图4，其描绘了根据本发明的替代实施例的方法中的步骤。图4中的方法类似于参考图2描述的方法，除了以下差异之外：

不是跟随车辆2、3接收备用轨迹，而是所述跟随车辆从引导车辆1接收S201由引导车辆1生成的周边环境数据。该周边环境数据被连续或反复地更新。因此，跟随车辆2、3反复地接收周边环境数据。基于所接收到的周边环境数据，这些跟随车辆反复地生成备用轨迹。

还参考图5。在图4的实施例中，所述周边环境数据包括描述可行驶区域DA的数据。这是在跟随车辆2、3前方的区域，如借助于该引导车辆的传感器111(图1)和地图数据所确定的，该区域被确定为没有障碍物且适合驶入。可行驶区域DA被持续地或反复地更新。可行驶区域DA可以由引导车辆1生成，或者由跟随车辆2、3基于引导车辆1所接收的周边环境数据来生成。

在反复生成备用轨迹期间，跟随车辆2、3基于最新的可行驶区域DA来生成每个新的备用轨迹BT1。因此，跟随车辆2、3生成完全在该可行驶区域的边界内的适当的备用轨迹。

应当理解，本发明不限于上文所述和附图中示出的实施例；相反，本领域技术人员将认识到，可以在所附权利要求书的范围内进行许多修改和变型。

Claims

1.一种用于控制车队的方法，所述车队包括引导车辆(1)和至少一台跟随车辆(2)，所述方法包括：所述跟随车辆(2)借助于车辆到车辆(V2V)通信沿着跟随轨迹跟随所述引导车辆(1)，所述方法还包括：

-生成关于所述车队的至少一部分的周边环境的周边环境数据，

-使用所述周边环境数据生成不同于所述跟随轨迹的备用轨迹(BT1)，其特征在于

-所述至少一台跟随车辆中的至少一个接收所生成的所述备用轨迹(BT1)或所述周边环境数据，

-其中，在确定用于跟随所生成的所述备用轨迹(BT1)的预定条件之后，接收信息的所述跟随车辆(2)跟随所生成的所述备用轨迹(BT1)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在跟随所述跟随轨迹的同时和/或之前，生成所述备用轨迹。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所生成的所述备用轨迹是计划轨迹。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，存储所生成的所述备用轨迹。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述预定条件是操作参数低于预定的安全阈值水平。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述预定条件是至少部分丢失与所述引导车辆(1)的通信。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定条件是接收信息的所述跟随车辆(2)接收到的信号表示“应当放弃所述跟随轨迹”的消息。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述信号是从所述引导车辆(1)接收的。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，按时间顺序生成多个备用轨迹。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所跟随的所述备用轨迹(BT1)是最新接收的备用轨迹(BT1)。

11.根据权利要求9-10中的任一项所述的方法，其特征在于，所生成的所述备用轨迹与相应的执行窗口相关联，每个执行窗口提供一个时间限制，在所述时间限制之后不能跟随相应的备用轨迹(BT1)。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所跟随的所述备用轨迹(BT1)是最新接收的备用轨迹(BT1)，并且所述预定条件是已经达到了最新接收的备用轨迹(BT1)的所述时间限制。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述车队包括多台跟随车辆，其中，在跟随所述备用轨迹(BT1)期间，在接收信息的所述跟随车辆(2)后方的跟随车辆沿着另一跟随轨迹跟随接收信息的所述跟随车辆(2)。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述备用轨迹(BT1)由所述引导车辆(1)生成。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述周边环境数据至少部分地由所述引导车辆(1)生成。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，由所述引导车辆(1)生成的所述周边环境数据表示来自所述引导车辆(1)的至少一个传感器(111)的信号。

17.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述周边环境数据至少部分是地图数据。

18.根据权利要求1-13或15-17中的任一项所述的方法，其特征在于，接收信息的所述跟随车辆通过使用所述周边环境数据来生成所述备用轨迹(BT1)。

19.根据权利要求1-13或15-17中的任一项所述的方法，其特征在于，所述备用轨迹(BT1)由未包括在所述车队内的任何车辆中的装置生成。

20.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，确定所述至少一台跟随车辆(2)中的至少一个的至少一个车辆特征，其中，所生成的所述备用轨迹(BT1)部分地基于所确定的车辆特征。

21.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所生成的所述备用轨迹(BT1)使得所述备用轨迹将接收信息的所述跟随车辆(2)从接收信息的所述跟随车辆(2)正在行驶的车道(L)中引出。

22.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，以多个坐标和/或一个多项式的形式提供所生成的所述备用轨迹(BT1)。

23.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述备用轨迹(BT1)至少部分地是基于可行驶区域(DA)生成的。

24.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所生成的所述备用轨迹(BT1)包括速度数据，所述速度数据指示了接收信息的所述跟随车辆(2)在沿着所生成的所述备用轨迹(BT1)的至少一个点(P1、P2、P3)处的目标速度。

25.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述周边环境数据是在接收信息的所述跟随车辆(2)沿着所述跟随轨迹跟随所述引导车辆(1)之前生成的，在接收信息的所述跟随车辆(2)沿着所述跟随轨迹跟随所述引导车辆(1)之前，接收信息的所述跟随车辆(2)接收所生成的所述备用轨迹(BT1)或所述周边环境数据。

26.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，接收信息的所述跟随车辆(2)是无人驾驶的。

27.一种计算机程序，包括程序代码组件，当所述程序在计算机或一组计算机上运行时，所述程序代码组件用于执行权利要求1-26中的任一项所述的步骤。

28.一种载有计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序包括程序代码组件，当所述程序产品在计算机或一组计算机上运行时，所述程序代码组件用于执行权利要求1-26中的任一项所述的步骤。

29.一种控制单元或一组控制单元，其被配置成执行根据权利要求1-26中的任一项所述的方法的步骤。

30.一种车辆，其包括根据权利要求29所述的控制单元。