CN113264050B - 车辆控制方法、车道切换系统和车辆 - Google Patents

车辆控制方法、车道切换系统和车辆 Download PDF

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CN113264050B CN202110706580.6A CN202110706580A CN113264050B CN 113264050 B CN113264050 B CN 113264050B CN 202110706580 A CN202110706580 A CN 202110706580A CN 113264050 B CN113264050 B CN 113264050B
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Abstract

本申请涉及一种车辆控制方法、车道切换系统和车辆，控制方法包括：在车辆在无车道线区域行驶时，判断待行驶的前方是否有车道线；在确定前方有车道线时，选取目标车道，并在目标车道上选取一个预瞄点；根据当前车辆位置与预瞄点计算出转向控制量，根据转向控制量计算出方向盘转角控制量，基于计算出的方向盘转角控制量控制车辆切入到目标车道。在该方案中，在车辆行驶到无车道线区域的末端后，通过在目标车道设立预瞄点，最后通过车辆当前位置与目标车道线上预瞄点的误差进行反馈控制转向控制量从而控制方向盘转角控制量，实现了控制量的约束，这样便可实现车道切换的平稳过渡，不会给人一种被强行拖拽的感觉，从而能增强了乘员舒适性。

Description

车辆控制方法、车道切换系统和车辆
技术领域
本申请属于车辆控制技术领域，具体而言，涉及一种车辆控制方法、车道切换系统和车辆。
背景技术
城市道路的车道线一般不会一直保持连续，每隔一定距离就会存在车道线间断区域。例如，十字路口的中间区域无车道线，红绿灯前导流车道与正常行驶车道之间一般也无车道线连接。下面以红绿灯前导流车道与正常行驶车道之间的不连续区域进行说明。为了尽可能利用道路空间，红绿灯前的导流车道宽度比正常车道要窄，导流车道数比正常车道数多，导流车道与正常行驶车道之间存在不连续区域，该区域一般不划车道标识线。
汽车车道保持(LaneKeepingAssistance，LKA)系统依赖车道线实现车辆保持在当前车道内行驶的功能。车道保持通畅和自适应巡航(AdaptiveCruiseControl，ACC)功能联合使用，实现车辆在单一车道内的自动跟车行驶。对于导流车道与正常车道之间的不连续区域，如不采取特殊措施，LKA系统将无法正常工作。据调研，某些品牌车辆的LKA系统经过车道线不连续区域时会失效退出。根据实际体验，现有部分车辆的LKA系统经过车道线不连续区域时能正常工作，但会非常生硬地将车辆切换到导流车道，有一种被强行拖拽的感觉，不但人员乘坐舒适性差，而且本车极易与其他车辆碰撞，造成交通事故。
发明内容
为解决现有技术中的LKA系统经过车道线不连续区域时会非常生硬地将车辆切换到导流车道，导致人员舒适性差，且极易与其他车辆碰撞的问题，本发明的第一方面提供了一种车辆控制方法。
本发明的第二方面还提出了一种车道切换系统。
本发明的第三方面还提出了一种车辆。
有鉴于此，本发明第一方面提出了一种车辆控制方法，具体包括：在车辆在无车道线区域行驶的过程中，判断待行驶的前方是否有车道线；在确定待行驶的前方有车道线时，根据预设规则选取目标车道，并在目标车道上选取一个预瞄点；根据当前车辆位置与预瞄点计算出转向控制量，根据转向控制量计算出方向盘转角控制量，基于计算出的方向盘转角控制量控制车辆切入到目标车道。
根据本发明的技术方案提供的车辆控制方法，在车辆进入无车道线区域行驶后，在行驶过程中不断地检测前方是否有车道线，以此来判断前方是否有可供车辆行驶的导流车道，在检测到有车道线时，则说明前方有可供车辆行驶的导流车道后，借助预设规则进行目标车道的选取，而在目标车道选取后，先在目标车道设立预瞄点，最后通过车辆当前位置与目标车道线上预瞄点的误差进行反馈控制转向控制量从而控制方向盘转角控制量。而通过方向盘转角控制量的合理控制，实现了控制量的约束，这样便可实现车道切换的平稳过渡，不会给人一种被强行拖拽的感觉，从而能增强了乘员舒适性。同时，该设置也避免了车辆与其他车辆碰撞，造成交通事故，确保了行车安全。
另外，根据本发明提供的车辆控制方法还可以具有如下附加技术特征：
上述任一技术方案中，优选地，根据当前车辆位置与预瞄点计算出转向控制量，根据转向控制量计算出方向盘转角控制量的步骤包括：根据当前车辆位置与预瞄点计算出误差信息，误差信息包括横向误差、横向误差变化率、航向误差和航向误差变化率：根据误差信息，采用LQR算法计算出车辆转向控制量和方向盘转角控制量。
在该技术方案中，LQR即线性二次型调节器，通过车辆和预瞄点的不同距离数值得出不同的车辆转向控制量，进而求出方向盘转角控制量，可根据预瞄点与车位之间的距离，进行车辆转向控制量和方向盘转角控制量，使得车辆可以根据现实行进中设立的预瞄点进行转向控制量的调节，使得车辆能够根据不同的预瞄点进行针对性的行驶转向调节。同时，该种算法，能够使计算出的车辆转向控制量和方向盘转角控制量比较精细，能够进一步确保车辆从无车道线区域切换到有车道线区域时的平稳过渡。
其中，计算当前车辆位置与预瞄点的横向误差、横向误差变化率、航向误差和航向误差变化率的计算方法如下：
横向误差：
Figure GDA0003935513130000031
横向误差变化率：
Figure GDA0003935513130000039
航向误差：
Figure GDA0003935513130000032
航向误差变化率：
Figure GDA0003935513130000033
其中，
Figure GDA0003935513130000034
为期望航向角，
Figure GDA0003935513130000035
为当前车辆航向角，
Figure GDA0003935513130000036
为本车横摆角速度；dy为预瞄点y坐标，dx为预瞄点x坐标；v为当前车速，R为转弯半径；
得到车辆状态矩阵：
Figure GDA0003935513130000037
根据LQR通用算法，依据车辆动力学模型求解黎卡提方程，获得反馈矩阵K，其表达式为：
K＝[k1k2k3k4]
求解车辆转向控制量us：
Figure GDA0003935513130000038
求解位置误差积分控制量ui：
u＝-(ui+kie1)
其中，ki为位置误差积分系数，用于抵消系统稳态误差；
求解最终方向盘转角控制量：
u＝(ui+us)*isteer
其中，isteer为方向盘转动比，即方向盘转角与前轮转角之比。
上述任一技术方案中，优选地，车辆控制方法还包括：检测车辆的当前行驶速度，根据所述当前行驶速度对计算出所述转向控制量进行修正，其中，修正后的转向控制量u满足以下公式：
Figure GDA0003935513130000041
limit为转向控制量变化率限制阈值，v为当前车速，k为大于0的整数，计算出的转向控制量为un，上一时刻转向控制量为ul。
在该技术方案中，通过检测车辆即时的行驶速度带入到u的公式中，求出转向控制量为un，根据不同的车辆运行速度进行不同的转向控制量，降低了人产生的一种被强行拖拽的感觉，同时车道切换的平稳过渡，明显提升了人员的乘坐舒适性。具体而言，修正后的转向控制量为u可以根据转向控制量为un和上一时刻转向控制量为ul的大小选取不同的控制量，比如，在un-ul<-limit时，u等于ul-limit。在un-ul>limit时，u等于ul+limit。而在-limit<un-ul<limit时，u等于un。
上述任一技术方案中，优选地，在目标车道上选取一个预瞄点的步骤包括：
获取目标车道三次拟合曲线：x＝c3y3+c2y2+c1y+c0；
计算vT的值，并将vT的值作为预瞄点的纵坐标，将y＝vT代入到目标车道三次拟合曲线，求解出x的值，求解出的x即为预瞄点的横坐标，其中，v为当前车速，c3、c2、c1、c0均为常数，T为设置预瞄点的预瞄时间。
在该技术方案中，在x和y的方程中根据当前车速v和设置预瞄点的预瞄时间T，对于预瞄点的横坐标x进行求解，通过车速的不同设立不同的预瞄点的横坐标，使得车辆在行驶中的轨迹对接前方的导流车道时更加的准确，降低偏差数值。
上述任一技术方案中，优选地，根据预设规则选取目标车道的步骤包括：在车辆所处位置对应左转车道时，将与车辆对应的左转车道选取为目标车道；在车辆所处位置对应右转车道时，将与车辆对应的右转车道选取为目标车道；在车辆所处位置对应直行车道时，将与车辆对应的一个直行车道选取为目标车道；方法还包括：在判断车辆所处位置对应左转车道或右转车道时，提示驾驶员接管车辆，并退出自动驾驶系统。
在该技术方案中，在车辆切换到有车道线的导流车道时，若车辆处于左转车道，则直接缓慢地切换到左转车道，然后提示驾驶员接管，若车辆处于右转车道，则直接缓慢地切换到右转车道，然后提示驾驶员接管。即车辆对应转弯车道时，直接切换到对应的转弯车道，并进行提示。而车辆对应直行车道时，直接选择一个直行车道作为目标车道即可。该种设置，通过车辆所处的不同车道，设置了目标车道的具体选择方式，而转弯是个比较复杂的过程，容易发生事故，而通过提示驾驶员，可提醒驾驶员高度注意，避免发生转弯事故。
上述任一技术方案中，优选地，在车辆所处位置对应直行车道时，根据车辆所处位置距离前方车道线形成的多个直行车道之间的距离确定备选车道；根据备选车道上的车辆的通行状态确定出目标车道。
在该技术方案中，在确定目标车道时，若前方具有多个可选择的车道，可先根据距离选择距离比较合适的车道作为备选车道，然后可借助感知系统对邻近备选车道的车辆通行状态进行判定，以便能够从至少两个备选车道中确定出最终的目标车道。该种目标车道的选取方式，除了依靠距离之外，还参考了临近车道的通信情况，从而选择了更合理的车道作为目标车道，较好增强了LKA系统的安全性，降低了车辆在切换过程中发生的碰撞等事故。
上述任一技术方案中，优选地，在正常车道线区域内，基于车道线控制车辆行驶。在行驶到正常车道线区域末端时，控制车辆沿当前行驶方向继续向前行驶。
在该技术方案中，在正常车道线区域内，基于车道线控制车辆行驶。而在车辆行驶到正常车道线区域末端时，控制车辆沿当前行驶方向继续向前行驶，这就相当于延长了历史导流车道，确保了车辆在无车道线区域内的行驶。
上述任一技术方案中，优选地，在车辆切换到目标车道时，通过感知系统检测车辆与周围物体的距离，并使车辆与周围物体的距离大于预设距离。
在该技术方案中，在车辆切换到目标车道时，通过感知系统检测车辆与周围物体的距离，并使车辆与周围物体的距离大于预设距离，能够避免车辆与其他车辆相撞，确保了行车安全。
上述任一技术方案中，优选地，在车辆行驶过程中，识别红绿灯信号，并按照红绿灯信号的识别结果控制车辆的行驶和启停，或在车辆行驶过程中，感知前车的状态，并根据前车的状态控制车辆的行驶和启停，在车辆行驶过程中，若检测到无前车，则提示驾驶员接管车辆，并退出自动驾驶系统。
在该技术方案中，在车辆行驶过程中，若车辆具有识别红绿灯信号的功能，则根据识别的红绿灯信号进行车辆的启停控制。若车辆不具有识别红绿灯信号的功能，则可感知前车的状态，并根据前车的状态控制车辆的行驶和启停，即所谓的跟车行驶。而在跟车行驶模式下，若前方无车辆，则提示驾驶接管车辆，退出自动驾驶系统。
本发明的第二方面提供了一种车道切换系统，包括：处理器；存储器，用于储存所述处理器可执行指令；其中，所述处理器用于执行所述存储器中储存的所述可执行指令时实现如上述任一技术方案方法的步骤。
根据本发明的技术方案提供的车道切换系统，由于其中包含的处理器可以实现如上述任一技术方案方法的步骤，因而本发明第二方面提供的车道切换系统具备该车辆控制方法的全部技术效果，在此不再赘述。
本发明的第三方面提供了一种车辆，包括第二方面任一项实施例提供的车道切换系统。
根据本发明的提供的车辆，由于其包括第二方面任一项实施例提供的车道切换系统。因此，其具有第二方面任一项实施例提供的车道切换系统的全部有益效果，在此不再赘述。
本发明第四方面提供了一种计算机储存介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案方法的步骤。
根据本发明的技术方案提供的计算机储存介质，由于其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案方法的步骤，因而该计算机储存介质具备该车辆控制方法的全部技术效果，在此不再赘述。
根据本发明的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本发明的实施例的实践了解到。
附图说明
根据本发明的实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了本发明的一个实施例的车辆控制方法的流程示意图；
图2示出了本发明的另一个实施例的车辆控制方法的流程示意图；
图3示出了导流车道与正常行驶车道之间的不连续区域示意图；
图4示出了本发明的实施例提供的车道切换系统的结构示意图；
图5示出了本发明的另一实施例提供的车道切换系统的适宜性方框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解根据本发明的实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对根据本发明的实施例进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
本发明第一方面的实施例，提供一种车辆控制方法，图1示出了本发明的一个实施例的车辆控制方法的流程示意图。其中，该方法包括：
S11，在车辆在无车道线区域行驶的过程中，判断待行驶的前方是否有车道线；
S12，在确定待行驶的前方有车道线时，根据预设规则选取目标车道，并在所述目标车道上选取一个预瞄点；
S13，根据当前车辆位置与所述预瞄点计算出转向控制量，根据所述转向控制量计算出方向盘转角控制量，基于计算出的方向盘转角控制量控制所述车辆切入到所述目标车道。
本实施例中，在车辆进入无车道线区域行驶后，在行驶过程中不断地检测前方是否有车道线，以此来判断前方是否有可供车辆行驶的导流车道，在检测到有车道线时，则说明前方有可供车辆行驶的导流车道后，借助预设规则进行目标车道的选取，而在目标车道选取后，先在目标车道设立预瞄点，最后通过车辆当前位置与目标车道线上预瞄点的误差进行反馈控制转向控制量从而控制方向盘转角控制量。而通过方向盘转角控制量的合理控制，实现了控制量的约束，这样便可实现车道切换的平稳过渡，不会给人一种被强行拖拽的感觉，从而能增强了乘员舒适性。同时，该设置也避免了车辆与其他车辆碰撞，造成交通事故，确保了行车安全。
实施例2
图2示出了本发明的另一个步骤的车辆控制方法的流程示意图。其中，车辆控制方法的具体步骤包括：
S21，正常车道线区域内，基于车道线实现车道保持；
S22，正常车道线区域末端，沿车辆当前航向和车速行驶；
S23，在无车道线区域末端，重新捕获车道线；在该步骤中，在确定目标车道时，若前方具有多个可选择的车道，可先根据距离选择距离比较合适的车道作为备选车道，然后可借助感知系统对邻近备选车道的车辆通行状态进行判定，以便能够从至少两个备选车道中确定出最终的目标车道。该种目标车道的选取方式，除了依靠距离之外，还参考了临近车道的通信情况，从而选择了更合理的车道作为目标车道，较好增强了LKA系统的安全性，降低了车辆在切换过程中发生的碰撞等事故。
S24，判断车辆所处车道位置；
S251，位于最左侧车道，缓慢切入导流车道区域最左侧车道，提示驾驶员接管车辆；
S252，位于最右侧车道，缓慢切入导流车道区域最右侧车道，提示驾驶员接管车辆；
S253，位于中间车道，根据车辆所处位置距离前方车道线形成的多个直行车道之间的距离确定备选车道；根据备选车道上的车辆的通行状态确定出目标车道；
在S251-S253中，在车辆切换到有车道线的导流车道时，若车辆处于左转车道，则直接缓慢地切换到左转车道，然后提示驾驶员接管，若车辆处于右转车道，则直接缓慢地切换到右转车道，然后提示驾驶员接管。即车辆对应转弯车道时，直接切换到对应的转弯车道，并进行提示。而车辆对应直行车道时，直接选择一个直行车道作为目标车道即可。该种设置，通过车辆所处的不同车道，设置了目标车道的具体选择方式，而转弯是个比较复杂的过程，容易发生事故，而通过提示驾驶员，可提醒驾驶员高度注意，避免发生转弯事故。
S26，在目标车道上选取一个预瞄点；
在该步骤中，选取一个预瞄点的步骤包括：获取目标车道三次拟合曲线：x＝c3y3+c2y2+c1y+c0；计算vT的值，并将vT的值作为预瞄点的纵坐标，将y＝vT代入到目标车道三次拟合曲线，求解出x的值，求解出的x即为预瞄点的横坐标，其中，v为当前车速，c3、c2、c1、c0均为常数，T为设置预瞄点的预瞄时间。通过车速的不同设立不同的预瞄点的横坐标，使得车辆在行驶中的轨迹对接前方的导流车道时更加的准确，降低偏差数值。
S27，计算当前车辆位置与预瞄点的横向误差、横向误差变化率、航向误差、航向误差变化率；
S28，基于LQR算法求解车辆转向控制量和方向盘转角控制量；
在该步骤中，LQR即线性二次型调节器，通过车辆和预瞄点的不同距离数值得出不同的车辆转向控制量，进而求出方向盘转角控制量，可根据预瞄点与车位之间的距离，进行车辆转向控制量和方向盘转角控制量，使得车辆可以根据现实行进中设立的预瞄点进行转向控制量的调节，使得车辆能够根据不同的预瞄点进行针对性的行驶转向调节。同时，该种算法，能够使计算出的车辆转向控制量和方向盘转角控制量比较精细，能够进一步确保车辆从无车道线区域切换到有车道线区域时的平稳过渡。
S29，根据当前车辆行驶速度，限制转向控制量，实现车道的平滑切换。
在该步骤中，通过检测车辆即时的行驶速度带入到u的公式中，求出转向控制量为un，根据不同的车辆运行速度进行不同的转向控制量，降低了人产生的一种被强行拖拽的感觉，同时车道切换的平稳过渡，明显提升人员的乘坐舒适性。
其中，S27，计算当前车辆位置与预瞄点的横向误差、横向误差变化率、航向误差、航向误差变化率的计算方法如下：
横向误差：
Figure GDA0003935513130000091
横向误差变化率：
Figure GDA0003935513130000094
航向误差：
Figure GDA0003935513130000092
航向误差变化率：
Figure GDA0003935513130000093
其中，
Figure GDA0003935513130000101
为期望航向角，
Figure GDA0003935513130000102
为当前车辆航向角，
Figure GDA0003935513130000103
为本车横摆角速度；dy为预瞄点y坐标，dx为预瞄点x坐标；v为当前车速，R为转弯半径。
其中，S28中，基于LQR算法求解车辆转向控制量和方向盘转角控制量的过程如下：
基于上述参数得到车辆状态矩阵：
Figure GDA0003935513130000104
根据LQR通用算法，依据车辆动力学模型求解黎卡提方程，获得反馈矩阵K，其表达式为：
K＝[k1k2k3k4]
求解车辆转向控制量us：
Figure GDA0003935513130000105
求解位置误差积分控制量ui：
u＝-(ui+kie1)
其中，ki为位置误差积分系数，用于抵消系统稳态误差；
求解最终方向盘转角控制量：
u＝(ui+us)×isteer
其中，isteer为方向盘转动比，即方向盘转角与前轮转角之比。
除了以上实施例所提供的方案之外，还具有如下附加方案可供选择：
在上述任一实施例中，车辆控制方法还包括：检测车辆的当前行驶速度，根据当前行驶速度对计算出转向控制量按照下述公式进行修正：
Figure GDA0003935513130000106
limit为转向控制量变化率限制阈值，v为当前车速，k为大于0的整数，修正后的转向控制量为u，计算出的转向控制量为un，上一时刻转向控制量为ul。
在该实施例中，通过检测车辆即时的行驶速度带入到u的公式中，求出转向控制量为un，根据不同的车辆运行速度进行不同的转向控制量，降低了人产生的一种被强行拖拽的感觉，同时车道切换的平稳过渡，明显提升了人员的乘坐舒适性。具体而言，修正后的转向控制量为u可以根据转向控制量为un和上一时刻转向控制量为ul的大小选取不同的控制量，比如，在un-ul<-limit时，u等于ul-limit。在un-ul>limit时，u等于ul+limit。而在-limit<un-ul<limit时，u等于un。
在上述任一实施例中，在正常车道线区域内，基于车道线控制车辆行驶。而在车辆行驶到正常车道线区域末端时，控制车辆沿当前行驶方向继续向前行驶，这就相当于延长了历史导流车道，确保了车辆在无车道线区域内的行驶。
在上述任一实施例中，在车辆切换到目标车道时，通过感知系统检测车辆与周围物体的距离，并使车辆与周围物体的距离大于预设距离，能够避免车辆与其他车辆相撞，确保了行车安全。
在上述任一实施例中，在车辆行驶过程中，若车辆具有识别红绿灯信号的功能，则根据识别的红绿灯信号进行车辆的启停控制。若车辆不具有识别红绿灯信号的功能，则可感知前车的状态，并根据前车的状态控制车辆的行驶和启停，即所谓的跟车行驶。而在跟车行驶模式下，若前方无车辆，则提示驾驶接管车辆，退出自动驾驶系统。
图3示出了导流车道与正常行驶车道之间的不连续区域示意图。
本发明的第二方面的实施例提供的一种车道切换系统400，如图4所示，车道切换系统400具体包括处理器402和存储器404。存储器404用于储存处理器402可执行指令；其中，处理器402用于执行存储器404中储存的可执行指令时实现如上述任一实施例方法的步骤。
下面参照图5来具体介绍本发明的另一实施例提供的车道切换系统500。
如图5所示，本发明另一实施例提供的车道切换系统500，包括：中央处理单元501，其可以根据存储在只读存储器502中的计算机程序指令或者从存储单元508加载到随机存取存储器503中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在随机存取存储器503中，还可以存储车道切换系统500操作所需的各种程序和数据。中央处理单元501、只读存储器502以及随机存取存储器503通过总线504彼此相连。输入/输出接口505也连接至总线504。车道切换系统500中的多个部件连接至输入/输出接口505，包括：输入单元506，例如键盘、鼠标等；输出单元507，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元508，例如磁盘、光盘等；以及通信单元509，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元509允许车道切换系统500通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。中央处理单元501执行上文所描述的各个方法和处理。
本发明的第三方面提供了一种车辆，包括第二方面任一项实施例提供的车道切换系统。
根据本发明的提供的车辆，由于其包括第二方面任一项实施例提供的车道切换系统。因此，其具有第二方面任一项实施例提供的车道切换系统的全部有益效果，在此不再赘述。
本发明第四方面提供了一种计算机储存介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案方法的步骤。
根据本发明的技术方案提供的计算机储存介质，由于其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案方法的步骤，因而该计算机储存介质具备该车辆控制方法的全部技术效果，在此不再赘述。
计算机储存介质可以包括能够存储或传输信息的任何介质。计算机储存介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
在根据本发明的实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在根据本发明的实施例中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于根据本发明的实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为根据本发明的实施例的优选实施例而已，并不用于限制根据本发明的实施例，对于本领域的技术人员来说，根据本发明的实施例可以有各种更改和变化。凡在根据本发明的实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在根据本发明的实施例的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车辆控制方法，其特征在于，包括：
在车辆在无车道线区域行驶的过程中，判断待行驶的前方是否有车道线；
在确定待行驶的前方有车道线时，根据预设规则选取目标车道，并在所述目标车道上选取一个预瞄点；
根据当前车辆位置与所述预瞄点计算出转向控制量，根据所述转向控制量计算出方向盘转角控制量，基于计算出的方向盘转角控制量控制所述车辆切入到所述目标车道；
所述根据当前车辆位置与所述预瞄点计算出转向控制量，根据所述转向控制量计算出方向盘转角控制量的步骤包括：
根据当前车辆位置与所述预瞄点计算出误差信息，所述误差信息包括横向误差、横向误差变化率、航向误差和航向误差变化率：
根据所述误差信息，采用LQR算法计算出车辆转向控制量和方向盘转角控制量。
2.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，还包括：
检测车辆的当前行驶速度，根据所述当前行驶速度对计算出的所述转向控制量进行修正，其中，修正后的转向控制量u满足以下公式：
Figure FDA0003935513120000011
其中，limit＝vk，
limit为转向控制量变化率限制阈值，v为当前车速，k为大于0的整数，计算出的转向控制量为un，上一时刻转向控制量为ul。
3.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，所述在所述目标车道上选取一个预瞄点的步骤包括：
获取目标车道三次拟合曲线：x＝c3y3+c2y2+c1y+c0；
计算vT的值，并将vT的值作为预瞄点的纵坐标，将y＝vT代入到目标车道三次拟合曲线，求解出x的值，求解出的x即为预瞄点的横坐标，其中，v为当前车速，c3、c2、c1、c0均为常数，T为设置预瞄点的预瞄时间。
4.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，根据预设规则选取目标车道的步骤包括：
在车辆所处位置对应左转车道时，将与车辆对应的所述左转车道选取为目标车道；
在车辆所处位置对应右转车道时，将与车辆对应的所述右转车道选取为目标车道；
在车辆所处位置对应直行车道时，将与车辆对应的一个直行车道选取为目标车道；
所述方法还包括：在判断车辆所处位置对应左转车道或右转车道时，提示驾驶员接管车辆，并退出自动驾驶系统。
5.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，所述根据预设规则选取目标车道的步骤包括：
在车辆所处位置对应直行车道时，根据车辆所处位置距离前方车道线形成的多个直行车道之间的距离确定备选车道；
根据所述备选车道上的车辆的通行状态确定出目标车道。
6.根据权利要求5所述的车辆控制方法，其特征在于，
在车辆与左右两侧的直行车道的距离均小于预设值时，若车辆为右舵车，则将右侧车道作为目标车道，若车辆为左舵车，则将左侧车道作为目标车道。
7.根据权利要求1所述的车辆控制方法，其特征在于，还包括：
在正常车道线区域内，基于车道线控制车辆行驶；
在行驶到正常车道线区域末端时，控制车辆沿当前行驶方向继续向前行驶；
在所述车辆切换到所述目标车道时，通过感知系统检测车辆与周围物体的距离，并使车辆与周围物体的距离大于预设距离；
在车辆行驶过程中，识别红绿灯信号，并按照红绿灯信号的识别结果控制车辆的行驶和启停，或在车辆行驶过程中，感知前车的状态，并根据前车的状态控制车辆的行驶和启停，在车辆行驶过程中，若检测到无前车，则提示驾驶员接管车辆，并退出自动驾驶系统。
8.一种车道切换系统，其特征在于，包括储存器和处理器，所述储存器上储存有计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。
9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求8所述的车道切换系统。
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