CN112068559A - 无人驾驶车辆的偏移控制方法、系统、车辆及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无人驾驶车辆的偏移控制方法、系统、车辆及存储介质,包括以下步骤:对道路曲直进行判断;对偏移安全空间进行判断;对目标车辆是否存在于本车的感兴趣区域内进行判断;对本车的跟车目标进行判断;对目标车辆与本车的纵向距离进行判断;对目标车辆与本车的横向距离进行判断;对本车与目标车辆的车速差进行判断;对目标车辆是否靠近本车道车道线进行判断;对目标车辆是否有切入趋势进行判断;对目标车辆是否有切出趋势进行判断;综合以上的判断结果,对当前时刻是否执行偏移做出决策,若决策结果为执行偏移,则本车执行偏移,并输出满足条件的目标车辆为偏移目标车辆。本发明能够提升驾乘体验和安全性。

Description

无人驾驶车辆的偏移控制方法、系统、车辆及存储介质
技术领域
本发明属于汽车自动驾驶技术领域,具体涉及一种无人驾驶车辆的偏移控制方法、系统、车辆及存储介质。
背景技术
传统的基于车道线对中行驶的L2级别自动驾驶,车辆始终保持在车道中心线行驶,对侵入本车道但并未完全进入本车道的车辆处理能力较差,本车在接近此种车辆时会使驾乘人员产生恐惧感甚至发生碰撞,对行驶过程造成危险。
现有L2级别自动驾驶中,常用的场景区域划分方法如图1所示,本车的预期行驶轨迹始终为本车道中心线,在遇到如图2所示的前方相邻车道车辆侵入本车道的工况时,现有自动驾驶系统处理方式为:
(1)不做处理,继续跟随本车道前车或以设定车速行驶;
(2)提醒驾驶员接管;
(3)如专利文献CN110816526A公开的一种自动驾驶车辆躲避威胁加速度控制方法、装置及存储介质,将该侵入车辆选为跟车目标,对其采用纵向控制即制动的方法进行躲避;
现有处理方式可能会造成以下几种不佳的驾驶体验:
(1)本车在超过该侵入车辆时,与该车辆横向距离过近,造成驾乘人员恐慌甚至造成碰撞。
(2)由于此种工况发生频率较高,频繁提醒驾驶员接管会降低驾乘人员体验。
(3)该侵入车辆速度可能显著低于本车道车流速度,以该车为跟车目标易造成急刹车,提高被追尾的风险,该车若离开本车道,本车又需要重新加速。
因此,有必要开发一种新的无人驾驶车辆的偏移控制方法、系统、车辆及存储介质。
发明内容
本发明提供一种无人驾驶车辆的偏移控制方法、系统、车辆及存储介质,以提升驾乘体验和安全性。
第一方面,本发明所述的无人驾驶车辆的偏移控制方法,包括以下步骤:
对道路曲直进行判断;
对偏移安全空间进行判断;
对目标车辆是否存在于本车的感兴趣区域内进行判断;
对本车的跟车目标进行判断;
对目标车辆与本车的纵向距离进行判断;
对目标车辆与本车的横向距离进行判断;
对本车与目标车辆的车速差进行判断;
对目标车辆是否靠近本车道车道线进行判断;
对目标车辆是否有切入趋势进行判断;
对目标车辆是否有切出趋势进行判断;
综合以上的判断结果,对当前时刻是否执行偏移做出决策,若决策结果为执行偏移,则本车执行偏移,并输出满足条件的目标车辆为偏移目标车辆。
进一步,对道路曲直进行判断,具体为:
当道路当前位置曲率小于预设曲率,且本车第一预设时距处的道路曲率小于预设曲率,则判定当前道路为直道,即Lane_Straight_MC值为1,否则Lane_Straight_MC值为0;
对偏移安全空间进行判断,具体为:
当本车左侧方前后第一预设距离内无车或所有车辆与本车横向相对距离大于第二预设距离,则左偏移安全空间条件满足,即Offset_to_Left_Free_MC值为1,否则Offset_to_Left_Free_MC值为0;
当本车右侧方前后第一预设距离内无车或所有车辆与本车横向相对距离大于第二预设距离,则右偏移安全空间条件满足,即Offset_to_right_Free_MC值为1,否则Offset_to_right_Free_MC值为0。
进一步,对目标车辆是否存在于本车的感兴趣区域内进行判断,具体为:
目标车辆存在于本车的感兴趣区域内,即Car_Existence值为1,否则Car_Existence值为0;
对本车的跟车目标进行判断,具体为:
当本车的跟车目标为RT1,即 Acc_Target_ID值为1;否则Acc_Target_ID值为0;
其中,RT1是指本车道内与本车纵向距离最近的车辆。
进一步,对目标车辆与本车的纵向距离进行判断,具体为:
当目标车辆在本车的第二预设时距TDD_Offset之内,即L_long<TDD_Offset,则距离条件满足,Offset_to_Left_Long值为1,否则Offset_to_Left_Long值为0;其中,L_long为目标车辆与本车的纵向距离;
对目标车辆与本车的横向距离进行判断,具体为:
当目标车辆与本车的横向距离小于第三预设距离,则Offset_to_Left_Lat值为1,否则Offset_to_Left_Lat值为0。
进一步,对本车与目标车辆的车速差进行判断,具体为:
当满足以下任一条件时,则Offset_to_Left_Velocity值为1;当以下条件均不满足时,则Offset_to_Left_Velocity值为0;
(1)当本车前方一侧有目标车辆,另一侧无目标车辆时,速度差大于第一预设速度;
(2)当本车前方两侧有目标车辆,且一侧的目标车辆速度低于本车,另一侧的目标车辆速度高于本车,且速度差大于第二预设速度;
(3)当本车前方两侧均有目标车辆,且目标车辆的车速均低于本车,且速度差大于第三预设速度。
进一步,对目标车辆是否靠近本车道车道线进行判断,具体为:
(1)当目标车辆为小型车辆时,满足小型车辆靠近本车道车道线的条件如下:
连续tms目标车辆距离本车道车道线距离Dist_Lane小于第一距离阈值,则认为目标车辆越过小型车辆靠近本车道车道线的判断边界,即Offset_Condition_MC为1;否则Offset_Condition_MC为0;
(2)当目标车辆为大型车辆,满足大型车辆靠近车道线条件如下:
连续tms目标车辆距离本车道车道线距离Dist_Lane小于第二距离阈值,则认为目标车辆越过大型车辆靠近本车道车道线的判断边界,即Offset_OversizedCar_Condition_MC为1,否则Offset_OversizedCar_Condition_MC为0。
进一步,对目标车辆是否有切入趋势进行判断,具体为:
目标车辆与本车的横向相对距离在N1个采样周期内减小的次数小于N2次,则认为目标车辆无切入本车道趋势,即Car_Close_Trend_Offset值为0;否则认为目标车辆有切入本车道趋势,即Car_Close_Trend_Offset值为1;
对目标车辆是否有切出趋势进行判断,具体为:
目标车辆与本车的横向相对距离在N1个采样周期内增加的次数小于N2次,则认为目标车辆无切出本车道趋势,即Car_Out_Trend_Offset值为0,否则认为目标车辆无切出本车道趋势,即Car_Out_Trend_Offset值为1。
第二方面,本发明所述的一种无人驾驶车辆的偏移控制系统,包括存储器和控制器,所述存储器内存储有计算机可读程序,所述控制器调用计算机可读程序能执行如本发明所述的无人驾驶车辆的偏移控制方法的步骤。
第三方面,本发明所述的一种车辆,采用如本发明所述的无人驾驶车辆的偏移控制系统。
第四方面,本发明所述的一种存储介质,其内存储有计算机可读程序,所述计算机可读程序被控制器调用时,能执行如本发明所述的无人驾驶车辆的偏移控制方法的步骤。
本发明具有以下优点:
(1)横向偏移能够使本车远离预期行进轨迹上对本车产生压迫的大型车辆以及小型车辆,一定程度上实现了“防御性驾驶”,增强了驾乘人员的驾乘信心感与安全感。
(2)针对危险的侵入车辆执行横向偏移,能够一定程度降低碰撞风险;
(3)通过横向偏移躲避侵入车辆,给本车在面对侵入工况时提供了一种新的处理方式,能够减少本车的紧急制动、急加速次数。
附图说明
图1为 L2级自动驾驶区域划分示意图。
图2 为右侧车道车辆RT4侵入本车道的示意图;
图3为本实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图3所示,一种无人驾驶车辆的偏移控制方法,包括以下步骤:
对道路曲直进行判断;
对偏移安全空间进行判断;
对目标车辆是否存在于本车的感兴趣区域内进行判断;
对本车的跟车目标进行判断;
对目标车辆与本车的纵向距离进行判断;
对目标车辆与本车的横向距离进行判断;
对本车与目标车辆的车速差进行判断;
对目标车辆是否靠近本车道车道线进行判断;
对目标车辆是否有切入趋势进行判断;
对目标车辆是否有切出趋势进行判断;
综合以上的判断结果,对当前时刻是否执行偏移做出决策,若决策结果为执行偏移,则本车执行偏移,并输出满足条件的目标车辆为偏移目标车辆。
本实施例中,对道路曲直进行判断,具体为:
当道路当前位置曲率小于预设曲率,且本车第一预设时距处的道路曲率小于预设曲率,则判定当前道路为直道,即Lane_Straight_MC值为1,否则Lane_Straight_MC值为0;
本实施例中,对偏移安全空间进行判断,具体为:
当本车左侧方前后第一预设距离内无车或所有车辆与本车横向相对距离大于第二预设距离,则左偏移安全空间条件满足,即Offset_to_Left_Free_MC值为1,否则Offset_to_Left_Free_MC值为0;
当本车右侧方前后第一预设距离内无车或所有车辆与本车横向相对距离大于第二预设距离,则右偏移安全空间条件满足,即Offset_to_right_Free_MC值为1,否则Offset_to_right_Free_MC值为0。
本实施例中,对目标车辆是否存在于本车的感兴趣区域内进行判断,具体为:
目标车辆存在于本车的感兴趣区域内,即Car_Existence值为1,否则Car_Existence值为0。
本实施例中,对本车的跟车目标进行判断,具体为:
当本车的跟车目标为RT1,即 Acc_Target_ID值为1;否则Acc_Target_ID值为0;
其中,RT1是指本车道内与本车纵向距离最近的车辆。
本实施例中,对目标车辆与本车的纵向距离进行判断,具体为:
当目标车辆在本车的第二预设时距TDD_Offset之内,即L_long<TDD_Offset,则距离条件满足,Offset_to_Left_Long值为1,否则Offset_to_Left_Long值为0;其中,L_long为目标车辆与本车的纵向距离。
本实施例中,对目标车辆与本车的横向距离进行判断,具体为:
当目标车辆与本车的横向距离小于第三预设距离,则Offset_to_Left_Lat值为1,否则Offset_to_Left_Lat值为0。
本实施例中,对本车与目标车辆的车速差进行判断,具体为:
当满足以下任一条件时,则Offset_to_Left_Velocity值为1;当以下条件均不满足时,则Offset_to_Left_Velocity值为0;
(1)当本车前方一侧有目标车辆,另一侧无目标车辆时,速度差大于第一预设速度;
(2)当本车前方两侧有目标车辆,且一侧的目标车辆速度低于本车,另一侧的目标车辆速度高于本车,且速度差大于第二预设速度;
(3)当本车前方两侧均有目标车辆,且目标车辆的车速均低于本车,且速度差大于第三预设速度。
本实施例中,对目标车辆是否靠近本车道车道线进行判断,具体为:
(1)当目标车辆为小型车辆时,满足小型车辆靠近本车道车道线的条件如下:
连续tms目标车辆距离本车道车道线距离Dist_Lane小于第一距离阈值,则认为目标车辆越过小型车辆靠近本车道车道线的判断边界,即Offset_Condition_MC为1;否则Offset_Condition_MC为0;
(2)当目标车辆为大型车辆,满足大型车辆靠近车道线条件如下:
连续tms目标车辆距离本车道车道线距离Dist_Lane小于第二距离阈值,则认为目标车辆越过大型车辆靠近本车道车道线的判断边界,即Offset_OversizedCar_Condition_MC为1,否则Offset_OversizedCar_Condition_MC为0。
本实施例中,对目标车辆是否有切入趋势进行判断,具体为:
目标车辆与本车的横向相对距离在N1个采样周期内减小的次数小于N2次,则认为目标车辆无切入本车道趋势,即Car_Close_Trend_Offset值为0;否则认为目标车辆有切入本车道趋势,即Car_Close_Trend_Offset值为1。
本实施例中,对目标车辆是否有切出趋势进行判断,具体为:
目标车辆与本车的横向相对距离在N1个采样周期内增加的次数小于N2次,则认为目标车辆无切出本车道趋势,即Car_Out_Trend_Offset值为0,否则认为目标车辆无切出本车道趋势,即Car_Out_Trend_Offset值为1。
本实施例中,偏移决策结果为向左侧偏移Offset_to_Left=1,或向右侧偏移Offset_to_Right=1,两者的值不会同时为1,当两者值均为0时,表示决策结果为不执行偏移。
以下以向左侧偏移(即Offset_to_Left=1)为例(向右侧偏移决策方法与向左偏移决策方法相同)对本实施例进行说明。假设目标车辆分别考虑RT4、RT6。本实例中,一种无人驾驶车辆的偏移控制方法,包括以下步骤:
1)道路当前位置曲率小于0.0012 m-1,且本车1.5倍时距处的道路曲率小于0.0012 m-1,则判定当前道路为直道,即Lane_Straight_MC值为1。
2)本车左侧方前后10m内无车或所有车辆与本车横向相对距离大于4.2m,则左偏移安全空间条件满足,即Offset_to_Left_Free_MC值为1。
3)目标车辆存在于感兴趣区域内,即Car_Existence值为1。
4)本车跟车目标为RT1,即 Acc_Target_ID值为1。
5)目标车辆在本车一定时距之内(以图2中RT3为例,即L_long3<TDD_Offset,L_long3表示目标车辆RT3与本车之间的纵向距离),则距离条件满足,Offset_to_Left_Long值为1。该时距与本车和目标车车速差相关,计算方法为:
TDD_Offset=K_SA_TDD_Offset_Cali-0.1*(Speed_Diff_Max-Speed_Diff)*TargetDesiredDistance;
其中,TargetDesiredDistance为一倍时距; K_SA_TDD_Offset_Cali为1.8倍时距(即1.8* TargetDesiredDistance),作为偏移决策的最大时距限制;其中标定量Speed_Diff_Max为10m/s,它的含义是当速度差大于10m/s时达到最远的TDD_Offset,Speed_Diff为本车与目标车辆的车速差(即V_ego/3.6-V_Long,其中,V_ego/3.6为本车车速,V_Long为目标车辆车速)。
6)目标车辆与本车横向距离小于5m,则Offset_to_Left_Lat值为1。
7)本车车速(V_ego/3.6)与目标车辆(RT3、RT4、RT5、RT6)车速V_Long的差满足以下条件,则Offset_to_Left_Velocity值为1。
(i)当本车前方一侧有目标车辆一侧无目标车辆时,速度差(V_ego/3.6-V_Long)大于0.2m/s;
(ii)当本车前方两侧有目标车辆,一侧目标车辆速度低于本车,一侧高于本车(V_ego/3.6<V_Long3、V_ego/3.6>V_Long4或V_ego/3.6>V_Long3、V_ego/3.6<V_Long4),速度差(V_ego/3.6-V_Long)大于0.5m/s;
(iii)当本车前方两侧有目标车辆,且车速V_Long均低于本车,速度差(V_ego/3.6-V_Long)大于1.5m/s。
8)目标车辆满足靠近车道线条件,只需满足以下两个条件中的一个即可:
(i)目标车辆(小车)满足车辆靠近车道线条件。
其中,连续200ms目标车辆(RT4/RT6)距离本车道车道线距离Dist_Lane小于阈值0.3m,则认为目标车辆越过小型车辆靠近本车道车道线的判断边界,即Offset_Condition_MC为1;
(ii)若目标车辆为大型车辆,只需要满足大型车辆靠近车道线条件。
其中,连续200ms目标车辆(RT4/RT6)距离本车道车道线距离Dist_Lane小于阈值0.6m,则认为目标车辆越过大型车辆靠近本车道车道线的判断边界,即Offset_OversizedCar_Condition_MC为1。
9) 目标车辆与本车横向相对距离在5个采样周期内减小的次数小于3次,则认为目标车辆无切入本车道趋势,即Car_Close_Trend_Offset值为0。
10)目标车辆与本车横向相对距离在5个采样周期内增加的次数小于3次,则认为目标车辆无切出本车道趋势,即Car_Out_Trend_Offset值为0。
11)智慧偏移决策:若任意一个目标车辆满足步骤1-10的全部10个条件,则Offset_to_Left值置为1,决策结果为执行偏移,则本车执行左偏移,并输出满足条件的目标车辆为偏移目标车辆。
本实施例中,一种无人驾驶车辆的偏移控制系统,包括存储器和控制器,所述存储器内存储有计算机可读程序,所述控制器调用计算机可读程序能执行如本实施例中所述的无人驾驶车辆的偏移控制方法的步骤。
本实施例中,一种车辆,采用如本实施例中所述的无人驾驶车辆的偏移控制系统。
本实施例中,一种存储介质,其内存储有计算机可读程序,所述计算机可读程序被控制器调用时,能执行如本实施例中所述的无人驾驶车辆的偏移控制方法的步骤。

Claims (10)

1.一种无人驾驶车辆的偏移控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
对道路曲直进行判断;
对偏移安全空间进行判断;
对目标车辆是否存在于本车的感兴趣区域内进行判断;
对本车的跟车目标进行判断;
对目标车辆与本车的纵向距离进行判断;
对目标车辆与本车的横向距离进行判断;
对本车与目标车辆的车速差进行判断;
对目标车辆是否靠近本车道车道线进行判断;
对目标车辆是否有切入趋势进行判断;
对目标车辆是否有切出趋势进行判断;
综合以上的判断结果,对当前时刻是否执行偏移做出决策,若决策结果为执行偏移,则本车执行偏移,并输出满足条件的目标车辆为偏移目标车辆。
2.根据权利要求1所述的无人驾驶车辆的偏移控制方法,其特征在于:对道路曲直进行判断,具体为:
当道路当前位置曲率小于预设曲率,且本车第一预设时距处的道路曲率小于预设曲率,则判定当前道路为直道,即Lane_Straight_MC值为1,否则Lane_Straight_MC值为0;
对偏移安全空间进行判断,具体为:
当本车左侧方前后第一预设距离内无车或所有车辆与本车横向相对距离大于第二预设距离,则左偏移安全空间条件满足,即Offset_to_Left_Free_MC值为1,否则Offset_to_Left_Free_MC值为0;
当本车右侧方前后第一预设距离内无车或所有车辆与本车横向相对距离大于第二预设距离,则右偏移安全空间条件满足,即Offset_to_right_Free_MC值为1,否则Offset_to_right_Free_MC值为0。
3.根据权利要求2所述的无人驾驶车辆的偏移控制方法,其特征在于:对目标车辆是否存在于本车的感兴趣区域内进行判断,具体为:
目标车辆存在于本车的感兴趣区域内,即Car_Existence值为1,否则Car_Existence值为0;
对本车的跟车目标进行判断,具体为:
当本车的跟车目标为RT1,即 Acc_Target_ID值为1;否则Acc_Target_ID值为0;
其中,RT1是指本车道内与本车纵向距离最近的车辆。
4.根据权利要求3所述的无人驾驶车辆的偏移控制方法,其特征在于:对目标车辆与本车的纵向距离进行判断,具体为:
当目标车辆在本车的第二预设时距TDD_Offset之内,即L_long<TDD_Offset,则距离条件满足,Offset_to_Left_Long值为1,否则Offset_to_Left_Long值为0;其中,L_long为目标车辆与本车的纵向距离;
对目标车辆与本车的横向距离进行判断,具体为:
当目标车辆与本车的横向距离小于第三预设距离,则Offset_to_Left_Lat值为1,否则Offset_to_Left_Lat值为0。
5.根据权利要求4所述的无人驾驶车辆的偏移控制方法,其特征在于:对本车与目标车辆的车速差进行判断,具体为:
当满足以下任一条件时,则Offset_to_Left_Velocity值为1;当以下条件均不满足时,则Offset_to_Left_Velocity值为0;
(1)当本车前方一侧有目标车辆,另一侧无目标车辆时,速度差大于第一预设速度;
(2)当本车前方两侧有目标车辆,且一侧的目标车辆速度低于本车,另一侧的目标车辆速度高于本车,且速度差大于第二预设速度;
(3)当本车前方两侧均有目标车辆,且目标车辆的车速均低于本车,且速度差大于第三预设速度。
6.根据权利要求5所述的无人驾驶车辆的偏移控制方法,其特征在于:对目标车辆是否靠近本车道车道线进行判断,具体为:
(1)当目标车辆为小型车辆时,满足小型车辆靠近本车道车道线的条件如下:
连续tms目标车辆距离本车道车道线距离Dist_Lane小于第一距离阈值,则认为目标车辆越过小型车辆靠近本车道车道线的判断边界,即Offset_Condition_MC为1;否则Offset_Condition_MC为0;
(2)当目标车辆为大型车辆,满足大型车辆靠近车道线条件如下:
连续tms目标车辆距离本车道车道线距离Dist_Lane小于第二距离阈值,则认为目标车辆越过大型车辆靠近本车道车道线的判断边界,即Offset_OversizedCar_Condition_MC为1,否则Offset_OversizedCar_Condition_MC为0。
7.根据权利要求6所述的无人驾驶车辆的偏移控制方法,其特征在于:对目标车辆是否有切入趋势进行判断,具体为:
目标车辆与本车的横向相对距离在N1个采样周期内减小的次数小于N2次,则认为目标车辆无切入本车道趋势,即Car_Close_Trend_Offset值为0;否则认为目标车辆有切入本车道趋势,即Car_Close_Trend_Offset值为1;
对目标车辆是否有切出趋势进行判断,具体为:
目标车辆与本车的横向相对距离在N1个采样周期内增加的次数小于N2次,则认为目标车辆无切出本车道趋势,即Car_Out_Trend_Offset值为0,否则认为目标车辆无切出本车道趋势,即Car_Out_Trend_Offset值为1。
8.一种无人驾驶车辆的偏移控制系统,包括存储器和控制器,所述存储器内存储有计算机可读程序,其特征在于:所述控制器调用计算机可读程序能执行如权利要求1至7任一所述的无人驾驶车辆的偏移控制方法的步骤。
9.一种车辆,其特征在于:采用如权利要求8所述的无人驾驶车辆的偏移控制系统。
10.一种存储介质,其内存储有计算机可读程序,其特征在于:所述计算机可读程序被控制器调用时,能执行如权利要求1至7任一所述的无人驾驶车辆的偏移控制方法的步骤。
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