CN112389462A - 自动驾驶方法、加速度曲线生成设备以及记录介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及自动驾驶方法、加速度曲线生成设备以及记录介质。一种在弯道上驾驶车辆的方法，包括：由处理器检测在车辆前方且曲率等于或大于阈值的弯道；由处理器计算进入弯道的目标加速度；由处理器利用目标加速度的大小生成驾驶模式；由处理器基于该驾驶模式计算加速度曲线；由处理器基于加速度曲线输出控制扭矩，并控制车辆。

Description

自动驾驶方法、加速度曲线生成设备以及记录介质

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年8月16日提交的韩国专利申请第10-2019-0100312号的优先权和权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种用于生成加速度曲线的设备和使用该设备在道路上自动驾驶的方法。

背景技术

该部分中的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，并且可以不构成现有技术。

当前，市售的自动驾驶车辆应用先进的驾驶员辅助系统(ADAS)，以使驾驶员摆脱诸如车辆行驶时操纵方向盘和踏板的简单操作，并且还防止由于驾驶员的粗心而造成的事故，并且因此最近引起了更多关注。

然而，我们已经发现，一般的ADAS尚未与指示车辆的整体纵向和横向运动的动力因素结合，并且仅有限地能够定量地计算通过关联纵向和横向运动而定义的控制值，并且因此，根据道路环境，车辆的行为很棘手。具体而言，当车辆沿着弯道行驶时发生突然制动、突然转弯和突然加速，在该弯道上车辆的行为根据减速、转弯和减速的流量而变化，这是增加乘坐车辆中的乘客的不适感的因素，如图1A和图1B所示。

图1A和图1B是用于说明使用安装在一般自动驾驶车辆中的ADAS在车辆在弯道上行驶时乘客的不适感的图。图1A是示出当车辆在弯道上行驶时根据快速制动、突然转弯和突然加速的流量而表现出的车辆的加速度矢量的视图。图1B是定性地表示乘坐车辆的乘客的头部的状态变化的图。

参考图1A和图1B，加速度矢量

的轨迹在车辆的行为改变的时间点间歇地改变，例如，快速制动→突然转弯(1)和突然转弯→突然加速(2)，并且车辆按照十字形的行驶模式移动。这样，当车辆根据十字形的驾驶模式移动时，由于离心力，车辆突然向左右倾斜，并且乘坐在车辆中的用户U由于惯性力而难以保持期望的身体位置。具体而言，不受安全装置限制的用户U的人体头部被不规则地摇动，并且因此增加了乘客的不适感。

发明内容

本公开提供了一种用于生成加速度曲线的设备和使用该设备在弯道上自动驾驶的方法，以提出一种通过将车辆在弯道上行驶时的纵向方向和横向方向上的运动相关联而定义的驾驶模式，从而减轻乘客的不适感。

本公开的其他优点、目的和特征将在下面的描述中部分地阐述，并且在阅读以下内容后对于本领域的普通技术人员将部分地变得显而易见，或者可从本公开的实践中获悉。通过在书面描述及其权利要求书以及附图中特别指出的结构，可实现和获得本公开的目的和其他优点。

为了实现这些目的和其他优点，并且根据本公开的目的，如本文所体现和广泛描述的，一种用于在弯道上自动驾驶的方法包括：由处理器检测在车辆前方且曲率等于或大于阈值的弯道；由处理器计算进入该弯道的目标加速度；由处理器利用该目标加速度的大小生成驾驶模式；以及由处理器基于该驾驶模式计算加速度曲线；由处理器基于该加速度曲线输出控制扭矩，并控制该车辆。

加速度曲线可包括纵向加速度、横向加速度和转向角中的至少一项。

驾驶模式可对应于通过将车辆向右或向左转弯时的横向加速度与车辆在加速或减速时的纵向加速度相关联来定义的加速度矢量的轨迹。驾驶模式可包括：加速度矢量的大小保持恒定并且加速度矢量的方向沿圆形轨迹变化的转弯模式；和加速度矢量的大小和方向沿椭圆形轨迹变化的加速模式。

计算目标加速度可包括将车辆的当前速度与弯道的速度极限进行比较。

控制车辆可包括：在与车辆的当前位置和车辆进入弯道的点之间的路段相对应的第一路段期间，基于目标加速度来控制减速；在与第一路段和弯道的最大曲率点之间的路段相对应的第二路段期间，基于目标加速度，控制车辆的转弯以减小纵向加速度的大小；以及在与第二路段和车辆离开弯道的点之间的路段相对应的第三路段期间，根据基于车辆的特性的最大加速度来控制车辆的加速。

在这种情况下，在纵向加速度和横向加速度之和保持恒定的状态下，执行控制转弯以增大横向加速度的大小。

在本公开的另一形式中，一种加速度曲线生成设备可包括：道路形状识别器，被配置为检测车辆前方且曲率等于或大于阈值的弯道；驾驶模式生成器，被配置为计算进入弯道的目标加速度，并使用目标加速度的大小来生成驾驶模式；和车辆控制器，被配置为基于驾驶模式来计算加速度曲线，并且基于加速度曲线来输出控制扭矩。

根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。应该理解的是，描述和具体实例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。

附图说明

为了使本公开易于理解，现在将通过实例的方式描述本公开的各种形式，并参考附图，其中：

图1A和图1B是用于说明车辆使用安装在一般自动驾驶车辆中的高级驾驶员辅助系统(ADAS)在弯道上行驶时乘客的不适感的图；

图2是自动驾驶控制设备的示意框图；

图3是用于说明驾驶在弯道行驶的车辆的控制方法的图；

图4是用于说明通过将车辆的纵向和横向方向的运动关联而定义的生成驾驶模式的方法的图；

图5A和图5B是用于说明基于驾驶模式的形状的乘客的不适感的图；

图6是用于说明在弯道行驶时的加速度曲线的图；

图7A至图7B是示出根据驾驶模式的形状乘坐在车辆的后座中的乘客的胸锁乳突肌的肌电图(EMG)波的比较实例的图；以及

图8是用于说明在弯道上自动驾驶的方法的流程图。

本文描述的附图仅出于说明目的，并且无意以任何方式限制本公开的范围。

具体实施方式

以下描述本质上仅是示例性的，并且无意于限制本公开、应用或用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。

应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语通常包括机动车辆，诸如包括运动型多用途车(SUV)的乘用车、公共车辆、卡车、各种商用车辆、包括各种船只的船舶、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，除石油以外的资源所产生的燃料)。

尽管将示例性形式描述为使用多个单元来执行示例性处理，但是应当理解，示例性处理也可由一个或多个模块来执行。另外，应当理解，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件这种。存储器被配置为存储模块，并且处理器被具体配置为执行模块以执行将在下面进一步描述的一个或多个过程。

此外，本公开的控制逻辑可体现为计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质，该计算机可读介质包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可分布在与网络耦合的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式方式例如由远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)存储和执行。

在下文中，将参照附图详细描述形式。然而，这些形式可以以许多替代形式来体现，并且本公开不应被解释为限于本文阐述的形式。因此，尽管本公开易于进行各种修改和替代形式，但是在附图中以实例的方式示出了其具体形式，并且在此将对其进行详细描述。然而，应当理解，无意将本公开限制为所公开的特定形式，而是相反，本公开将覆盖落入权利要求所定义的形式的精神和范围内的所有修改、等同形式和替代形式。

本文中，诸如“第一”和“第二”的术语仅用于描述各种组成元件，但是这些组成元件不受这些术语的限制。该术语仅用于将一个组成元件与另一组成元件区分开的目的。另外，考虑到形式的配置和操作而定义的术语仅用于说明目的，而无意于限制形式的范围。

本文所使用的术语仅出于描述具体形式的目的，并且不旨在限制本发明概念。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文另外明确指出。还将理解，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时，指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。

除非另有定义，否则本文所用的包括技术和科学术语在内的所有术语具有与本发明构思所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。还将理解的是，诸如在通用词典中定义的那些术语应解释为具有与相关领域的上下文含义相同的含义，并且不应以理想或过分正式的含义来解释，除非在本文中明确定义为如此。

在下文中，将参照附图描述根据本公开的每种形式的自动驾驶控制设备。

图2是根据本公开的一种形式的自动驾驶控制设备的示意性框图。

参照图2，自动驾驶控制设备10可包括传感器信息发送器100、地图信息发送器200和加速度曲线生成装置300。

传感器信息发送器100可包括相机110、距离测量传感器120、全球定位系统(GPS)接收器130和车辆传感器140。

相机110可获取关于通过光学系统捕获的车辆周围区域的图像的信息，并且可对获取的图像信息执行诸如噪声去除、图像质量和色度调整或文件压缩的图像处理。

距离测量传感器120可被实现为用于使用电磁波来测量到物体的距离或相对速度的雷达和/或用于使用光来额外观察雷达无法识别的盲区的激光雷达，并且可测量发射到物体的电磁波或光到达该物体所花费的时间，以便测量车辆与物体之间的距离。

GPS接收器130可从位于地球上方的至少一个GPS卫星接收导航消息，并且可收集车辆的位置信息。

车辆传感器140可包括速度传感器141、加速度传感器143和转向角传感器145，它们收集关于车辆的行驶速度、加速度、转向角等的信息，并且可周期性地测量各种致动器的状态信息。

地图信息发送器200可以以数据库(DB)的形式预先存储用于区分道路和车道的高清晰度地图信息，并且可经由无线通信在预定时间段自动更新地图信息，或可由用户手动更新。

地图信息可以以节点和链路为单位来配置，并且可包括关于道路的曲率(或曲率半径)的信息和与该曲率信息相对应的弯道的位置信息。在此，节点可指的是道路的特性发生改变的点，并且链路可以以连接节点的车道为单位被分类为节点和路径。

传感器信息发送器100和地图信息发送器200可通过车辆网络(NW)与加速度曲线生成装置300通信，并且车辆网络(NW)可包括各种车辆内通信，例如控制器区域网络(CAN)、具有灵活数据速率的CAN(CAN-FD)、FlexRay、面向媒体的系统传输(MOST)或时间触发的以太网(TT以太网)。

加速度曲线生成装置300可包括道路形状识别器310、驾驶模式生成器320、车辆控制器330和参数存储装置340。在此，诸如“识别器”、“生成器”或“控制器”等应被理解为处理至少一个功能或操作并且可以以硬件方式(例如，一个或多个处理器)、软件方式或硬件方式和软件方式的组合来体现的单元。

道路形状识别器310可组合通过传感器信息发送器100和地图信息发送器200收集的各种信息，并且可识别车辆前方的道路的形状。

道路形状识别器310可基于预先存储在地图信息发送器200中的道路曲率信息、通过GPS接收器130接收的当前车辆位置信息、通过相机110分析的周围图像信息等识别出车辆前方且曲率等于或大于阈值的弯道，并且可将用于生成识别出的弯道的驾驶模式的命令发送到驾驶模式生成器320。

在从道路形状识别器310接收到命令之后，驾驶模式生成器320可计算目标加速度G_total以进入弯道，并且可生成具有圆形形状、目标加速度大小为|G_total|作为最大半径r的驾驶模式，这将在下面参考图3至图5B详细描述。

图3是用于说明根据本公开的一种形式的驾驶在弯道上行驶的车辆的控制方法的视图。

参照图3，驾驶模式生成器320可将通过速度传感器141测量的车辆的当前速度V_ego与通过道路形状识别器310识别的弯道的速度极限V_limit进行比较，并且可计算目标加速度G_total。

驾驶模式生成器320可基于预先存储在地图信息发送器200中的关于弯道的曲率(C)的信息和动力学定律，来计算速度极限V_limit，作为计算目标加速度G_total的预处理程序。在此，可根据与进入弯道的最大速度相对应的道路的摩擦系数和曲率度来改变速度极限V_limit。

驾驶模式生成器320可考虑道路的曲率半径(R＝1/C)和离心加速度a_limit来确定速度极限V_limit，并且例如可使用下面的等式1来计算。这里，离心加速度a_limit可以是当车辆在弯道上转弯时用于防止车辆离开路线的推荐横向加速度，并且可被预设在0.2至0.5G的范围内，但是本发明的范围不限于此。

[等式1]

驾驶模式生成器320可使用上面的等式1读取预先写入参数存储装置340中的、包含曲率半径(R)和速度极限V_limit的信息的表，或者可使用根据交通法规规定的弯道法定速度极限来确定速度极限V_limit。

当当前速度V_ego大于速度极限V_limit时，驾驶模式生成器320可使用下面的等式2计算目标加速度G_total，作为车辆的所测量的当前速度V_ego与弯道计算的速度极限V_limit之间的比较结果。

[等式2]

这里，V_ego是车辆的当前速度，V_limit是弯道的速度极限，并且S是从车辆的当前位置O到弯道的入口点A的距离。

驾驶模式生成器320可在当前速度V_ego等于或小于速度极限V_limit时，基于车辆速度计算目标加速度G_total，作为车辆的所测量的当前速度V_ego与弯道计算的速度极限V_limit之间的比较结果，在这种情况下，可考虑每小时车速的变化率来确定目标加速度G_total。

当车辆在弯道上行驶时，车辆的行为可能会根据减速(①)、转弯(①→②→③)和加速(③→④→⑤)的流量而改变，并且因此车辆的加速度矢量

也可随之改变。在这种情况下，即使车速在速度极限V_limit内减速以进入弯道，当加速度矢量

间歇地改变时，根据曲率等于或大于阈值的道路的特性，由于离心力，车辆也会突然左右倾斜，并且车辆中的乘客由于惯性力而不能保持期望的身体位置，从而降低了乘坐舒适性。

因此，驾驶模式生成器320可基于计算出的目标加速度G_total来生成通过将车辆的纵向和横向运动关联而定义的驾驶模式。

图4是用于说明根据本公开的一种形式的生成通过将车辆的纵向和横向运动相关联而定义的驾驶模式的方法的视图。

参照图4，驾驶模式生成器320可绘制具有圆形形状的图，例如圆形和/或椭圆形，具有从X-Y坐标中的中心点O测量的目标加速度G_total的大小，该X-Y坐标是二维的(2D)空间，并且考虑到车辆的转弯方向，可生成遵循该图的驾驶模式DP。例如，在X-Y坐标中的第一和第四象限中示出的图指示在右转弯时的车辆驾驶模式，而在第二和第三象限中示出的图指示在左转弯时的车辆驾驶模式。

该图是用于表示在弯道上行驶的车辆的整体纵向和横向运动的一个元素，并且可被定义为用于将车辆的行为分类为安全区域和危险区域的边界线。例如，当车辆移动到图(M1)的边界线范围之外时，车辆的行为会落在危险区域内，很有可能车辆会离开弯道，以及当车辆定位在图(M2)的边界线范围内，车辆的行为会落在安全区域内。

这里，图的X轴是左右转弯时的横向加速度a_y，图的Y轴是加速和减速时的纵向加速度a_x，车辆的加速度a可由纵向加速度a_x和横向加速度a_y的矢量和

表示。

驾驶模式生成器320可以以图的形式表示通过将X-Y坐标中的纵向加速度a_x和横向加速度a_y相关联而定义的加速度矢量

的轨迹，以定量地分析车辆中乘客的乘坐舒适性，并且图的形状和面积可根据目标加速度G_total的大小进行各种调整。

图上的点A、B和C可指示车辆的控制状态发生变化的状态，点A可以是车辆进入弯道的点，点B可以是对应于弯道的最大曲率的点，点C可以是车辆离开弯道的点，并且中心点O可对应于车辆的当前位置。

驾驶模式生成器320可生成驾驶模式DP，该驾驶模式DP包括与弯道的O-A(以下称为“减速路段”)相对应的减速模式，与A-B(以下称为“转弯路段”)相对应的转弯模式和与B-C(以下称为“加速路段”)相对应的加速模式，并且可将驾驶模式DP发送到车辆控制器330。

在通过道路形状识别器310接收到用于生成驾驶模式的命令时，驾驶模式生成器320可生成减速模式，在该模式中，纵向加速度a_x的大小相对于中心点O和在纵向方向Y轴上具有最大负加速度的点A之间的减速路段跟随目标加速度G_total。在这种情况下，驾驶模式生成器320可将纵向加速度a_x达到目标加速度G_total的点确定为点A。

驾驶模式生成器320可使用以下等式3的关系表达式相对于在纵向方向上在Y轴上具有最大负加速度的点A与在横向方向上在X轴上具有最大正(或负)加速度的点B之间的转弯路段生成转弯模式。在此，取决于车辆转弯的方向，X-Y坐标中的点B可具有最大正加速度或负加速度。

[等式3]

a_x ²+a_y ²＝G_total ²

当加速度矢量

的标量保持恒定并且仅改变其方向时，转向模式的加速度矢量

可沿着具有圆形形状的图移动，并且可逐渐减小纵向减速度a_x的标量，并且横向加速度a_y的标量可能会随时间逐渐增加。在这种情况下，驾驶模式生成器320可将在图的边界线范围内纵向加速度a_x具有最小值(或0)并且横向加速度a_y具有最大值(或最大半径r)的点确定为点B。

驾驶模式生成器320可使用下面的等式4的关系表达式，相对于在横向方向上在X轴上具有最大正(或负)加速度的点B与在纵向方向上在Y轴上具有最大正加速度的点C之间的加速路段生成加速度模式。

[等式4]

当加速度矢量

的标量和方向都改变时，加速度模式的加速度矢量

可沿着椭圆形的图移动，在这种情况下，G_max是基于车辆特性的最大加速度。与车辆进入弯道的转弯路段不同，在车辆离开弯道的加速路段中，车辆不能以大于车辆最大输出范围的车辆功率进行加速，并且当车辆在低速阶段突然加速时，可能会发生轮胎打滑的车轮打滑。

因此，可基于目标加速度的大小|G_max|和基于车辆的特性的安全系数α(G_max＝α|G_max|，其中α满足0＜α＜1的范围)确定加速路段的最大加速度G_max，并且安全系数α可以是开发者考虑安装在车辆中的发动机的性能极限预先设定的值。

驾驶模式生成器320可生成其中随着时间的过去纵向加速度a_x的标量逐渐增加而横向加速度a_y的标量逐渐减小的加速度模式，并且可将在图的边界线的范围内横向加速度a_y具有最小值(或0)，而纵向加速度a_x达到最大加速度G_max的点确定为点C。

图5A和图5B是用于说明根据本公开的一种形式的基于驾驶模式的形状的乘客的不适的视图。

图5A是示出当车辆在弯道上行驶时根据减速、转弯和加速的顺序而表现的车辆的驾驶模式的视图。图5B是定性地表示乘坐车辆的乘客的头部的状态变化的图。

参考图5A和图5B，加速度矢量

的轨迹在车辆的行为改变的时间点连续改变，例如，减速→转弯(1')，转弯→加速(2')，并且车辆根据圆形形状的驾驶模式移动。

这样，当车辆按照圆形形状的驾驶模式移动时，施加到车辆的离心力和施加到用户U的惯性力具有大致相同的大小和方向，并且因此，用户U头部的取向可沿规则方向改变。例如，用户U的头部可在与用户U的身体移动的方向相同的方向上以圆形形状移动，并且因此可减少乘客的不适感并且可提高乘坐舒适性。

返回参考图2，车辆控制器330可包括纵向方向控制器331、横向控制器333和转弯状态确定器335。

车辆控制器330可从驾驶模式生成器320接收包括减速、转弯和加速模式的驾驶模式DP，可将驾驶模式DP转换成时间加速度曲线，并且可计算出以下至少其中之一：纵向加速度a_x、横向加速度a_y和转向角δ，以便定量地分析车辆的行为，将在下面参考包括图6的附图进行详细描述。

图6是用于说明根据本公开的一种形式的用于在弯道上行驶的加速度曲线的曲线图。

车辆控制器330可针对纵向和横向方向中的每个方向计算加速度曲线，可作为发动机装置(未示出)、制动装置(未示出)和转向装置(未示出)中的至少一个基于加速度曲线输出控制扭矩，并可控制车辆的减速、转弯和加速。

在这种情况下，在图6所示的曲线图中，X轴表示时间，并且Y轴表示加速度，其可以一重力(G力)为单位表示。基于X轴，上侧是指处于加速状态的车辆的行为，而下侧是指处于减速状态的车辆的行为。

纵向方向控制器331和横向方向控制器333可将与每个减速、转弯和加速模式相对应的驾驶模式DP转换成加速度曲线，并且可计算纵向加速度a_x、横向加速度a_y和转向角δ中的至少一个，并且车辆控制器330可针对如下所述的减速、转弯和加速路段中的每个来控制车辆。

减速路段

车辆控制器330可在与当前位置O和弯道的进入点A之间的路段相对应的减速路段期间考虑目标加速度G_total来计算纵向加速度a_x，可将与纵向加速度a_x对应的制动扭矩(例如，制动踏板传感器(BPS)的信号值)输出到制动装置(未示出)，并且可控制车辆的减速(参见图3的①)。

纵向方向控制器331可基于具有负(-)斜率的线性函数(或非线性函数)生成纵向加速度a_x的大小逐渐增大以跟随目标加速度G_total的加速度曲线，并且当纵向加速度的变化率(J＝d_ax/d_t，其中d_ax是纵向加速度的变化并且dt是时间的变化)达到0时，车辆控制器330可执行控制以将车辆的状态从减速状态改变为转弯状态。

转弯路段

车辆控制器330可在与减速路段和弯道的最大曲率点B之间的路段相对应的转弯路段期间考虑目标加速度的大小|G_total|，来计算加速度矢量

连续变化的纵向加速度a_x和横向加速度a_y，可将与纵向加速度a_x和横向加速度a_y相对应的制动扭矩和转向扭矩输出到制动装置(未示出)和转向装置(未示出)，并且可控制车辆的转弯(参见图3的①、②和③)。

纵向方向控制器331可基于具有正(+)斜率的线性函数(或非线性函数)生成纵向加速度a_x的大小逐渐减小直到达到最小值(或0)的加速度曲线，并且可将加速度曲线发送至横向方向控制器333。

考虑到从纵向方向控制器331接收的纵向加速度a_x，横向方向控制器333可使用下面的等式5来计算横向加速度a_y和转向角δ。横向方向控制器333可生成加速度曲线，其中在纵向加速度a_x和横向加速度a_y之和保持恒定的状态下，横向加速度a_y的大小随着时间增加。

[等式5]

(1)

(2)

这里，R是曲率半径，L是车辆的轴距，K是转向不足的坡度，并且在转弯路段中将纵向加速度a_x和横向加速度a_y之和保持恒定值。在这种情况下，恒定值可等于目标加速度的大小|G_total|或驾驶模式DP的最大半径r。

当纵向加速度a_x具有最小值(或0)并且横向加速度a_y达到最大值(或最大半径r)时，车辆控制器330可将车辆的控制从转弯状态转变为加速状态。

加速路段

车辆控制器330可在与转弯路段和弯道的出发点C之间的路段对应的加速路段期间，考虑基于车辆的特性的最大加速度G_max来计算纵向加速度a_x和横向加速度a_y，可将与纵向加速度a_x和横向加速度a_y相对应的驱动扭矩(例如，加速踏板传感器(APS)的信号值)和转向扭矩输出至发动机装置(未示出)和转向装置(未示出)，并且可控制车辆的加速度(参见图3的③、④和⑤)。

横向方向控制器333可生成加速度曲线，其中，横向加速度a_y考虑到恢复力而逐渐减小，由此转向角δ的位移返回到方向盘的中立位置，并且可将加速度曲线发送到纵向方向控制器331。

纵向方向控制器331可考虑从横向方向控制器333接收到的横向加速度a_y，使用下面的等式6计算纵向加速度a_x，并且可生成加速度曲线，其中纵向加速度a_x的大小增加到因此随时间跟随最大加速度G_max。

[等式6]

(其中满足a_x＜|G_total|)

这里，G_max可以是基于车辆的特性的最大加速度，并且可基于目标加速度的大小|G_max|和基于车辆的特性的安全系数α而确定，并且安全系数α可以是开发者考虑到安装在车辆中的发动机的性能极限而预设的值。

当通过转向角传感器145测量的车辆的转向角δ达到0时，车辆控制器330可认为车辆离开了弯道，并且可终止控制。

转向状态确定器335可周期性地将由横向方向控制器333计算出的估计横向加速度与通过加速度传感器143检测到的测得的横向加速度进行比较，并且可确定车辆的转弯状态。

转弯状态确定器335可将估计的横向加速度和测得的横向加速度之间的差与预设参考值进行比较，并且可基于比较结果确定在弯道上行驶的车辆的转弯状态是正常还是异常状态。

当估计的横向加速度和测量的横向加速度之间的差小于参考值时，转弯状态确定器335可确定弯道处于正常状态，并且当差异大于参考值时，转弯状态确定器335可确定弯道上的转弯状态异常(例如，转向过度的状态，其中车辆向转弯方向的内侧倾斜；或转向不足的状态，其中车辆偏离转弯的方向)。当确定在弯道上转弯的状态异常时，转弯状态确定器335可将故障标志发送到车辆动态控制(VDC)(未示出)，并且VDC(未示出)可将补偿力矩施加到制动装置(未示出)。

参数存储装置340可存储由驾驶模式生成器320计算和生成的目标加速度G_total和驾驶模式DP，以及相对于纵向和横向方向的加速度曲线，与车辆控制器330计算的驾驶模式DP相对应。参数存储装置340可以以表格的形式预先存储与曲率半径R相对应的速度极限V_limit。参数存储装置340可体现为一种或多种存储器类型，例如闪存、硬盘、安全数字(SD)卡、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或网络存储装置。

下面将参考图7A和图7B描述当根据本公开的一种形式的基于驾驶模式来控制车辆时获得的效果。

图7A至图7B是示出根据驾驶模式的形状乘坐在车辆的后座中的乘客的胸锁乳突肌的肌电图(EMG)波的比较实例的视图。图7A示出了根据图1A所示的十字形驾驶模式的胸锁乳突肌的肌电图(EMG)波形。图7B示出了根据具有图5A至图5B所示的圆形形状的驾驶模式的胸锁乳突肌的肌电图(EMG)波。

胸锁乳突肌是用于响应于施加到人体的惯性力而保持头部姿势的肌肉，并且可分析胸锁乳突肌的肌电图(EMG)波以定性地估计乘客的不适。此处，肌电图(EMG)是指当肌肉收缩和释放时，根据胸锁乳突肌的运动沿着肌肉纤维从肌肉表面生成的电信号的使用。

图7A和图7B中所示的原始EMG波可用于分析肌肉的激活频率和响应周期，并且积分的EMG波可用于分析肌肉的疲劳和负担。

如从图7A中看到的，当车辆根据十字形驾驶模式移动时，当车辆进入弯道时，原始EMG波的振幅急剧增加，此后，肌肉活动可响应于横向加速度和纵向加速度的施加，直到车辆离开弯曲的道路。即，当前状态表示肌肉具有短的激活频率和短的响应周期并且在短时间内反复收缩和释放的状态。可看出，根据积分的EMG波，在车辆进入弯道的时间点，最大自愿收缩(MVC)可能大于约20％，并且由于快速制动、突然转向和突然加速，乘客的肌肉负担增加。

相比之下，参照图7B，当车辆沿着圆形的驾驶模式移动时，原始EMG波的振幅可从车辆进入弯道的时间点逐渐增加，并且然后，可以以大约恒定的振幅保持稳定的肌肉活动，直到车辆离开弯道。可看出，根据积分的EMG波，在车辆进入弯道时的时间点，与图7A相比，最大自愿收缩(MVC)可减少约7％。即，根据本公开的一种形式，当车辆根据圆形的驾驶模式在弯道上行驶时，胸锁乳突肌的负担可减轻，并且因此，乘坐在车辆中的乘客的不适感可降低。

图8是用于说明根据本公开的一种形式的用于在弯道上自动驾驶的方法的流程图。

参照图8，用于在弯道上自主驾驶的方法S800可包括弯道检测操作S810、目标加速度计算操作S820、驾驶模式生成操作S830和车辆控制操作S840。

首先，道路形状识别器310可组合通过传感器信息发送器100和地图信息发送器200收集的各种信息，并且可检测弯道，该弯道在车辆前方并且具有等于或大于阈值的曲率(S810)。

然后，驾驶模式生成器320可计算目标加速度G_total以进入检测到的弯道(S820)。

驾驶模式生成器320可生成圆形的驾驶模式DP，其中目标加速度的大小G_total是X-Y坐标中的最大半径r(S830)。

然后，车辆控制器330可将驾驶模式DP转换成时间加速度曲线，并且可计算纵向加速度a_x、横向加速度a_y和转向角δ中的至少一个，以便定量地分析车辆的行为，可将基于加速度曲线的控制扭矩输出到发动机装置(未示出)、制动装置(未示出)和转向装置(未示出)中的至少一个，并且可控制车辆的减速、转弯和加速(S840)。将更详细地描述操作S840。

车辆控制器330可在与当前位置O和弯道的进入点A之间的路段相对应的减速路段期间计算跟随目标加速度G_total的纵向加速度a_x，可将与纵向加速度a_x相对应的制动扭矩输出到制动装置(未示出)，并且可控制车辆的减速(S841)。

然后，车辆控制器330可确定纵向加速度的变化率(J＝da_x/d_t，其中da_x是纵向加速度的变化并且d_t是时间的变化)是否可达到0并且可转变车辆的控制状态(S842)。

当纵向加速度的变化率J等于或大于0时，控制状态可从减速改变为转向(S842为“是”)，车辆控制器330可在与减速路段和弯道的最大曲率点B之间的路段相对应的转弯路段期间，考虑目标加速度的大小|G_total|来计算其中加速度矢量

连续变化的纵向加速度a_x和横向加速度a_y，可将与纵向加速度a_x和横向加速度a_y相对应的制动扭矩和转向扭矩输出到制动装置(未示出)和转向装置(未示出)，并可控制车辆的转弯(S843)。在这种情况下，纵向加速度a_x的大小可逐渐减小，横向加速度a_y的大小可逐渐增大，并且纵向加速度a_x和横向加速度a_y的总和可保持恒定值(例如，目标加速度的大小|G_total|或驾驶模式DP的最大半径r)。

相反，当纵向加速度的变化率J小于0时，可连续执行减速控制(操作S842的“否”)。

然后，车辆控制器330可确定纵向加速度a_x是否具有最小值(或0)以及横向加速度a_y是否具有最大值(或最大半径r)，并且可转变车辆的控制状态(S844)。

当纵向加速度a_x具有最小值并且横向加速度a_y达到最大值时，控制状态可从转弯改变为加速(操作S844为“是”)，车辆控制器330可在与转弯路段和弯道的出发点C之间的路段相对应的加速路段期间，考虑基于车辆的特性的最大加速度G_max，来计算纵向加速度a_x和横向加速度a_y，可将与纵向加速度a_x和横向加速度a_y对应的驱动扭矩和转向扭矩输出到发动机装置(未示出)和转向装置(未示出)，并且可控制车辆的加速度(S845)。在这种情况下，可考虑转向角δ的位移返回方向盘的中立位置的恢复力而将横向加速度a_y设定为逐渐减小。

相反，当纵向加速度a_x不满足最小值或横向加速度a_y未达到最大值时，可连续执行转弯控制(操作S844为“否”)。

然后，车辆控制器330可确定通过转向角传感器145测量的车辆的转向角δ是否达到0(S846)。当满足以上条件时，可认为车辆离开了弯道，并且可终止控制(操作S846为“是”)，否则，可连续执行加速控制(操作S846为“否”)。

根据本公开的另一方面，道路形状识别器310、驾驶模式生成器320和车辆控制器330可指包括一个或多个处理器以执行指令以执行上述方法中的全部或一部分步骤的硬件装置。由一个或多个处理器执行的指令可包括：检测在车辆前方并且具有等于或大于阈值的曲率的弯道；计算进入弯道的目标加速度；使用目标加速度的大小生成驾驶模式；基于驾驶模式计算加速度曲线，根据加速度曲线输出控制扭矩，并控制车辆。

根据本公开的至少一种形式，可提出通过关联纵向和横向方向上的运动而定义的驾驶模式，以定量地分析乘客的不适，并且可基于分析结果控制车辆的减速、转弯和加速，并且因此可考虑道路环境来实现用户友好的自动驾驶。因此，可减少车辆驾驶行为与乘客的期望之间的不熟悉感，并且可有效地减少乘客的不适。

本领域技术人员将认识到，用本公开可实现的效果不限于以上已经具体描述的，并且从详细描述中将更清楚地理解本公开的其他优点。

根据上述示例性形式的用于在弯道上自动驾驶的方法可被编程为在计算机中执行，并且可存储在非暂时性计算机可读记录介质上。非暂时性计算机可读记录介质的实例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置等。

非暂时性计算机可读记录介质也可分布在网络耦合的计算机系统上，从而以分布方式存储和执行计算机可读代码。而且，本公开所属领域的程序员可容易地构造用于完成本公开的功能程序、代码和代码段。

尽管上面仅描述了几种形式，但是各种其他形式也是可以的。除非它们是不兼容的技术，否则上述形式的技术思想可组合为各种形式，从而可实现新形式。

本领域技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和基本特征的情况下，可以以不同于本文阐述的方式的其他特定方式来执行本公开。因此，以上形式在所有方面都应解释为说明性的而非限制性的。本公开的范围应由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由以上描述来确定，并且落入所附权利要求的含义和等同范围内的所有改变都应包含在其中。

Claims (19)

1.一种用于在弯道上自动驾驶的方法，所述方法包括：

由处理器检测在车辆前方且曲率等于或大于阈值的弯道；

由所述处理器计算进入所述弯道的目标加速度；

由所述处理器利用所述目标加速度的大小生成驾驶模式；和

由所述处理器基于所述驾驶模式计算加速度曲线；并且

由所述处理器基于所述加速度曲线输出控制扭矩，并控制所述车辆。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述加速度曲线包括纵向加速度、横向加速度和转向角中的至少一项。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述驾驶模式对应于通过将所述车辆向右或向左转弯时的横向加速度与所述车辆在加速或减速时的纵向加速度相关联所定义的加速度矢量的轨迹。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述驾驶模式包括：

所述加速度矢量的大小保持恒定并且所述加速度矢量的方向沿圆形轨迹变化的转弯模式；和

所述加速度矢量的大小和方向沿椭圆形轨迹变化的加速模式。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，计算所述目标加速度包括将所述车辆的当前速度与所述弯道的速度极限进行比较。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述车辆包括：在与所述车辆的当前位置和所述车辆进入所述弯道的点之间的路段相对应的第一路段期间，基于所述目标加速度来控制减速。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，控制所述车辆包括：在与所述第一路段和所述弯道的最大曲率点之间的路段相对应的第二路段期间，基于所述目标加速度，控制所述车辆的转弯以减小纵向加速度的大小。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，控制所述车辆包括：在与所述第二路段和所述车辆离开所述弯道的点之间的路段相对应的第三路段期间，根据基于所述车辆的特性的最大加速度来控制所述车辆的加速。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述纵向加速度和所述横向加速度之和保持恒定的状态下，执行控制转弯以增大横向加速度的大小。

10.一种计算机可读记录介质，被配置为存储由处理器执行以执行根据权利要求1所述的方法的应用程序。

11.一种加速度曲线生成设备，包括：

道路形状识别器，被配置为检测车辆前方且曲率等于或大于阈值的弯道；

驾驶模式生成器，被配置为计算进入所述弯道的目标加速度，并使用所述目标加速度的大小来生成驾驶模式；和

车辆控制器，被配置为基于所述驾驶模式来计算加速度曲线，并且基于所述加速度曲线来输出控制扭矩。

12.根据权利要求11所述的加速度曲线生成设备，其中，所述加速度曲线包括纵向加速度、横向加速度和转向角中的至少一项。

13.根据权利要求11所述的加速度曲线生成设备，其中，所述驾驶模式对应于通过将所述车辆向右或向左转弯时的横向加速度与所述车辆在加速或减速时的纵向加速度相关联来定义的加速度矢量的轨迹。

14.根据权利要求13所述的加速度曲线生成设备，其中，所述驾驶模式包括：

所述加速度矢量的大小保持恒定并且所述加速度矢量的方向沿圆形轨迹变化的转弯模式；和

所述加速度矢量的大小和所述加速度矢量的方向沿椭圆形轨迹变化的加速模式。

15.根据权利要求11所述的加速度曲线生成设备，其中，通过将所述车辆的当前速度与所述弯道的速度极限进行比较来确定所述目标加速度。

16.根据权利要求11所述的加速度曲线生成设备，其中，所述车辆控制器被配置为在与所述车辆的当前位置和所述车辆进入所述弯道的点之间的路段相对应的第一路段期间，基于所述目标加速度来控制所述车辆的减速。

17.根据权利要求16所述的加速度曲线生成设备，其中，所述车辆控制器被配置为在与所述第一路段和所述弯道的最大曲率点之间的路段相对应的第二路段期间，基于所述目标加速度来控制所述车辆的转弯以减小纵向加速度的大小。

18.根据权利要求17所述的加速度曲线生成设备，其中，所述车辆控制器被配置为在与所述第二路段和所述车辆离开所述弯道的点之间的路段相对应的第三路段期间，根据基于所述车辆的特性的最大加速度来控制所述车辆的加速。

19.根据权利要求17所述的加速度曲线生成设备，其中，所述车辆控制器被配置为在所述纵向加速度和所述横向加速度之和保持恒定的状态下，控制所述车辆的转弯以增大横向加速度的大小。

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