CN113074746A - 一种无人车的导航方法、装置及无人车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无人驾驶技术领域，提供一种无人车的导航方法，应用于无人车，包括：获取我方车辆的行驶速度、前方车辆的行驶速度和我方车辆与前方车辆的距离；确定我方车辆左侧车道没有其它车辆行驶，并判断当前路况是否满足变道条件，以决定是否变道至左侧车道。通过上述方式，选出适合所述我方车辆完成工作任务的最优行驶路径，进而根据所述路况信息进行变道，更加有效地完成相应的行驶任务。

Description

一种无人车的导航方法、装置及无人车
技术领域
本发明涉及无人驾驶技术领域，特别涉及一种无人车的导航方法、装置及无人车。
背景技术
目前，无人驾驶技术在地面车辆上的应用已逐渐成熟，无人驾驶技术具有高效、安全、可提高车辆使用寿命的特点。车辆导航是无人驾驶技术中的重要部分。
在无人车行驶过程中会碰到各种各样的障碍物，例如行人、汽车、自行车以及阻拦桩等，无人车需根据道路情况以及障碍物类型和距离做出不同的导航策略。
发明人在实现本发明实施例的过程中发现相关技术至少存在以下问题：当前面对复杂的交通环境，现有的无人车导航策略未考虑障碍物的速度，降低了无人车在多车道道路上的行驶效率。
发明内容
本发明实施例旨在提供一种无人车的导航方法、装置以及无人车，主要解决相关技术在面对复杂的交通环境，现有的无人车导航策略未考虑障碍物的速度，降低了无人车在多车道道路上的行驶效率的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种无人车的导航方法，应用于无人车，包括：
获取我方车辆的第一速度，所述我方车辆和前方车辆的距离以及所述前方车辆的第二速度；
确定所述第二速度小于预设阈值；
根据所述最小转弯半径和所述最小转弯角速度，计算转弯时长；
确定所述我方车辆左侧车道没有其它车辆；
判断是否满足变道条件；
若满足，则执行由当前车道向左侧车道变道；
若不满足，则判断所述我方车辆右侧车道是否有其它车辆行驶；
若否，则执行由当前车道向右侧车道变道，并调整所述第一速度至右侧车道限速范围；
若是，则调整所述第一速度至与所述第二速度相等。
可选的，所述转弯时长为：
Figure BDA0002990090670000021
其中，t为转弯时长，R为最小转弯半径，W为预设的道路宽度，最小转弯角速度为ω。
可选的，所述变道条件为：
d≥(v1-v2)*t，
其中，t为转弯时长，d为所述我方车辆和所述前方车辆的距离，v1为第一速度，v2为第二速度。
可选的，所述步骤确定我方车辆左侧车道没有其它车辆行驶的步骤包括：
确定所述我方车辆的左侧存在左侧车道；
判断所述我方车辆的左侧车道是否有其它车辆；
若否，则确定我方车辆左侧车道没有其它车辆行驶。
可选的，所述步骤确定我方车辆右侧车道没有其它车辆行驶的步骤包括：
确定所述我方车辆的右侧存在右侧车道；
判断所述我方车辆的右侧车道是否有其它车辆；
若否，则确定我方车辆右侧车道没有其它车辆行驶。
按照本发明的另一方面，提供了一种无人车的导航装置，应用于无人车，包括：
获取模块，用于获取我方车辆的第一速度，所述我方车辆和前方车辆的距离以及所述前方车辆的第二速度；
第一确定模块，用于确定所述第二速度小于预设阈值；
计算模块，用于根据所述最小转弯半径和所述最小转弯角速度，计算转弯时长；
第二确定模块，用于确定所述我方车辆左侧车道没有其它车辆；
第一判断模块，用于判断当前路况是否满足变道条件；
第一执行模块，用于执行由当前车道向左侧车道变道；
第二判断模块，用于判断所述我方车辆右侧车道是否有其它车辆行驶；
第二执行模块，用于执行由当前车道向右侧车道变道，并调整所述第一速度至右侧车道限速范围；
调整模块，用于调整所述第一速度至与所述第二速度相等。
可选的，所述第二确定模块具体包括第一确定单元、第一判断单元和第二确定单元，第一确定单元用于确定所述我方车辆的左侧存在左侧车道；第一判断单元用于判断所述我方车辆的左侧车道是否有其它车辆；第二确定单元，用于确定我方车辆左侧车道没有其它车辆行驶。
可选的，所述第二判断模块具体包括第三确定单元、第二判断单元和第四确定单元，第三确定单元用于确定所述我方车辆的右侧存在右侧车道；第二判断单元用于判断所述我方车辆的右侧车道是否有其它车辆；第四确定单元用于确定我方车辆右侧车道没有其它车辆行驶。
按照本发明的又一方面，提供了一种无人车，包括：
至少一个处理器；
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述无人车的导航方法中任一项所述的方法。
与现有技术相比较，本发明实施例提供的无人车导航方法，在多车道道路行驶过程中，通过获取前方车辆的行驶速度和我方车辆与前方车辆的距离，结合左右侧车道的路况信息，选出适合所述我方车辆完成工作任务的最优行驶路径，进而根据所述路况信息进行变道，更加有效地完成相应的行驶任务。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本发明实施例提供的导航方法的流程示意图；
图2是无人车向左侧车道变道的示意图；
图3是图1中S40的流程示意图；
图4为图1中S70的流程示意图；
图5为本发明实施例中导航装置的示例图；
图6为本发明另一实施例提供的无人车的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互组合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置示意图中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明实施例提供了一种无人车的导航方法，当无人车行驶于多车道道路上时，若前方车辆行驶速度较低，所述方法通过获取我方车辆的速度和我方车辆与前方车辆的距离以及所述前方车辆的速度等信息；我方车辆根据路况信息和预设的变道条件，选出适合所述我方车辆完成工作任务的最优行驶路径，进而根据所述路况信息进行变道，更加有效地完成相应的行驶任务。
本公开实施例的目标车辆可以是任何无人车，例如清扫车、物流车和接驳车等等。
请参阅图1，本发明实施例提供一种无人车的导航方法，所述方法可由无人车执行，包括如下步骤：
S10、获取我方车辆的第一速度，所述我方车辆和前方车辆的距离以及所述前方车辆的第二速度。
具体的，所述第一速度由安装于我方车辆的车辆轮速计获取，所述第一速度为v1。通过安装于我方车辆上的激光雷达，获得前方车辆与我方车辆的相对位置，根据所述相对位置获得所述我方车辆和前方车辆的距离，记为d。安装于我方车辆的激光雷达获取预设时间间隔内前方车辆的位移，求得所述第二速度，所述第二速度为v2。
S20、确定所述第二速度小于预设阈值；
当前方车辆的车速，即第二速度小于预设阈值时，表明前方车辆在低速行驶或者停止，我方车辆为保持行驶效率，避免被前方车辆影响，需选择新的行驶路径，通过变道至其它车道避开前方车辆。
S30、根据所述最小转弯半径和所述最小转弯角速度，计算转弯时长。
如图2所示，所述转弯时长为：
Figure BDA0002990090670000051
其中，t为转弯时长，R为最小转弯半径，W为预设的道路宽度，最小转弯角速度为ω。
所述最小转弯半径是指当转向盘转到极限位置，汽车以最低稳定车速转向行驶时，外侧转向轮的中心在支承平面上滚过的轨迹圆半径。所述最小转弯半径为R。所述最小转弯角速度为ω。
当我方车辆在中间车道行驶中，由于前方车辆行驶速度较低或停止，则我方车辆需通过变道进行避让，在避让过程中最小转弯时长t可由转弯角度θ除以最小转弯角速度ω求得。
其中，转弯角度
Figure BDA0002990090670000052
需要特别说明的是：由于计算转弯角度采用的参数为预设的道路宽度，而不是车辆宽度，显然道路宽度远大于车辆宽度，因此在此转弯过程中，预留有较大的间距，以防止前后车产生碰撞。
S40、确定我方车辆左侧车道没有其它车辆行驶。
当我方车辆需要变道超过前方车辆时，优先选择向左侧车道变道。因左侧车道为高速车道，其允许行驶速度上限大于所述中间车道，我方车辆的车速较高时，变道至左侧车道，无需再次降速或者判断是否进行降速。
具体的，如图3所示，其示出了S40的一子流程，所述S40进一步包括：
S41：确定所述我方车辆的左侧存在左侧车道；
S42：判断所述我方车辆的左侧车道是否有其它车辆；
S43：若否，则确定我方车辆左侧车道没有其它车辆行驶。
S50、判断是否满足变道条件。
所述变道条件为：
d≥(v1-v2)*t，
其中，t为转弯时长，d为所述我方车辆和所述前方车辆的距离，v1为第一速度，v2为第二速度。
t为转弯时长，第一速度和第二速度的差值为我方车辆和前方车辆的速度差，转弯时长和速度差的积为变道所需的安全距离。当所述我方车辆和所述前方车辆的距离d大于该安全距离时，则所述我方车辆无需改变车速，即可进行变道。
S60、若满足，则执行由当前车道向左侧车道变道。
S70、若不满足，则判断所述我方车辆右侧车道是否有其它车辆行驶。
具体的，如图4所示，其示出了S70的一子流程，所述S70进一步包括：
S71：确定所述我方车辆的右侧存在右侧车道；
S72：判断所述我方车辆的右侧车道是否有其它车辆；
S73：若否，则确定我方车辆右侧车道没有其它车辆行驶。
S80、若否，则执行由当前车道向右侧车道变道，并调整所述第一速度至右侧车道限速范围。
S90、若是，则调整所述第一速度至与所述第二速度相等。
与现有技术相比较，本发明实施例提供的无人车导航方法，在多车道道路行驶过程中，通过获取前方车辆的行驶速度和我方车辆与前方车辆的距离，结合左右侧车道的路况信息，选出适合所述我方车辆完成工作任务的最优行驶路径，进而根据所述路况信息进行变道，更加有效地完成相应的行驶任务。
当前方车辆行驶速度较低或者停止时，我方车辆需首先判断我方车辆附近的右侧车道是否有其它车辆行驶，如果没有，则优先变道至右侧车道，如果有其它车辆行驶则降低车速至与前方车辆的车速相等。通过上述决策方式，可使得无人车能够在多车道道路上更加快速和高效行驶，缩短行驶时间。
要说明的是，在上述方法实施例中，上述各步骤之间并不必然存在一定的先后顺序，本领域普通技术人员，根据本发明实施例的描述可以理解，不同实施例中，上述各步骤可以有不同的执行顺序，亦即，可以并行执行，亦可以交换执行等等。
请参阅图5，作为本发明实施例的另一方面，本发明实施例提供一种无人车的导航装置10，应用于无人车，所述无人车的导航装置10包括：
获取模块11，用于获取我方车辆的第一速度，所述我方车辆和前方车辆的距离以及所述前方车辆的第二速度。
第一确定模块12，用于确定所述第二速度小于预设阈值。
计算模块13，用于根据所述最小转弯半径和所述最小转弯角速度，计算转弯时长。
第二确定模块14，用于确定所述我方车辆左侧车道没有其它车辆。
可选的，第二确定模块14具体包括第一确定单元、第一判断单元和第二确定单元，第一确定单元用于确定所述我方车辆的左侧存在左侧车道；第一判断单元用于判断所述我方车辆的左侧车道是否有其它车辆；第二确定单元，用于确定我方车辆左侧车道没有其它车辆行驶。
第一判断模块15，用于判断是否满足变道条件。所述变道条件为：
d≥(v1-v2)*t，
其中，t为转弯时长，d为所述我方车辆和所述前方车辆的距离，v1为第一速度，v2为第二速度。
第一执行模块16，用于执行由当前车道向左侧车道变道。
第二判断模块17，用于判断所述我方车辆右侧车道是否有其它车辆行驶。
可选的，所述第二判断模块17具体包括第三确定单元、第二判断单元和第四确定单元，第三确定单元用于确定所述我方车辆的右侧存在右侧车道；第二判断单元用于判断所述我方车辆的右侧车道是否有其它车辆；第四确定单元用于确定我方车辆右侧车道没有其它车辆行驶。
第二执行模块18，用于执行由当前车道向右侧车道变道，并调整所述第一速度至右侧车道限速范围。
调整模块19，用于调整所述第一速度至与所述第二速度相等。
请参阅图6，本发明实施例提供了一种无人车20，包括：至少一个处理器21，与所述至少一个处理器21通信连接的存储器22，和用于建立通信连接的通信模块23。
其中，所述存储器22存储有可被所述至少一个处理器21执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器21执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述方法实施例中任一项所述的方法，例如，执行以上描述的方法步骤S10、 S20、S30等等，实现图5中的模块11、12、13的功能。
所述处理器21、存储器22以及通信模块23之间通过总线的方式，建立任意两者之间的通信连接。
处理器21可以为任何类型，具备一个或者多个处理核心的控制芯片。其可以执行单线程或者多线程的操作，用于解析指令以执行获取数据、执行逻辑运算功能以及下发运算处理结果等操作。
存储器22作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的导航方法对应的程序指令/模块。处理器21通过运行存储在存储器22中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而导航装置10的各种功能应用以及数据处理，即实现上述任一方法实施例中导航方法。
存储器22可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据无人车的导航装置10的使用所创建的数据等。此外，存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器22可选包括相对于处理器21远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至无人车20。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述无人车的其他部件可参照本领域现有技术中的无人车。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种无人车的导航方法，应用于无人车，其特征在于，包括：
获取我方车辆的第一速度，所述我方车辆和前方车辆的距离以及所述前方车辆的第二速度；
确定所述第二速度小于预设阈值；
根据所述最小转弯半径和所述最小转弯角速度，计算转弯时长；
确定所述我方车辆左侧车道没有其它车辆；
判断是否满足变道条件；
若满足，则执行由当前车道向左侧车道变道；
若不满足，则判断所述我方车辆右侧车道是否有其它车辆行驶；
若否，则执行由当前车道向右侧车道变道，并调整所述第一速度至右侧车道限速范围；
若是，则调整所述第一速度至与所述第二速度相等。
2.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述转弯时长为：
Figure FDA0002990090660000011
其中，t为转弯时长，R为最小转弯半径，W为预设的道路宽度，最小转弯角速度为ω。
3.根据权利要求2所述的导航方法，其特征在于，所述变道条件为：
d≥(v1-v2)*t，
其中，t为转弯时长，d为所述我方车辆和所述前方车辆的距离，v1为第一速度，v2为第二速度。
4.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述步骤确定我方车辆左侧车道没有其它车辆行驶的步骤包括：
确定所述我方车辆的左侧存在左侧车道；
判断所述我方车辆的左侧车道是否有其它车辆；
若否，则确定我方车辆左侧车道没有其它车辆行驶。
5.根据权利要求1所述的导航方法，其特征在于，所述步骤确定我方车辆右侧车道没有其它车辆行驶的步骤包括：
确定所述我方车辆的右侧存在右侧车道；
判断所述我方车辆的右侧车道是否有其它车辆；
若否，则确定我方车辆右侧车道没有其它车辆行驶。
6.一种无人车的导航装置，应用于无人车，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取我方车辆的第一速度，所述我方车辆和前方车辆的距离以及所述前方车辆的第二速度；
第一确定模块，用于确定所述第二速度小于预设阈值；
计算模块，用于根据所述最小转弯半径和所述最小转弯角速度，计算转弯时长；
第二确定模块，用于确定所述我方车辆左侧车道没有其它车辆；
第一判断模块，用于判断是否满足变道条件；
第一执行模块，用于执行由当前车道向左侧车道变道；
第二判断模块，用于判断所述我方车辆右侧车道是否有其它车辆行驶；
第二执行模块，用于执行由当前车道向右侧车道变道，并调整所述第一速度至右侧车道限速范围；
调整模块，用于调整所述第一速度至与所述第二速度相等。
7.根据权利要求6所述的导航装置，其特征在于，所述第二确定模块具体包括第一确定单元、第一判断单元和第二确定单元，第一确定单元用于确定所述我方车辆的左侧存在左侧车道；第一判断单元用于判断所述我方车辆的左侧车道是否有其它车辆；第二确定单元，用于确定我方车辆左侧车道没有其它车辆行驶。
8.根据权利要求6所述的导航装置，其特征在于，所述第二判断模块具体包括第三确定单元、第二判断单元和第四确定单元，第三确定单元用于确定所述我方车辆的右侧存在右侧车道；第二判断单元用于判断所述我方车辆的右侧车道是否有其它车辆；第四确定单元用于确定我方车辆右侧车道没有其它车辆行驶。
9.一种无人车，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至5中任一项所述的方法。
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CN113895440A (zh) * 2021-12-10 2022-01-07 深圳佑驾创新科技有限公司 一种高速公路自动变道方法、装置、电子设备及存储介质
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