CN113442912A - 自动驾驶方法、自动驾驶平台和车辆系统 - Google Patents

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CN113442912A CN202010230026.0A CN202010230026A CN113442912A CN 113442912 A CN113442912 A CN 113442912A CN 202010230026 A CN202010230026 A CN 202010230026A CN 113442912 A CN113442912 A CN 113442912A
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Abstract

公开了一种车辆的自动驾驶方法、自动驾驶平台和车辆系统。所述车辆的自动驾驶方法，包括：确定本车辆周围的环境情况；基于所述环境情况确定在所述本车辆的超车期间相邻车道中是否有对面驶来的车辆；在所述本车辆的超车期间在相邻车道中有对面驶来的车辆的情况下，确定所述本车辆超车所需时间是否小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间；以及在所述本车辆超车所需时间不小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间的情况下，控制所述本车辆继续进行超车并提示所述对面驶来的车辆减速。

Description

自动驾驶方法、自动驾驶平台和车辆系统
技术领域
本发明涉及车辆控制。
背景技术
已经积极地进行了车辆自动驾驶的研究。例如，中国专利申请公开CN 110167810A公开了一种车辆控制系统，其能够在抑制不需要的行为的同时将车辆引导到目的地，并且其具备：推荐车道设定部，其设定在自动驾驶中预定行驶的推荐车道；以及自动驾驶控制部，在本车辆通过所述自动驾驶而在由所述推荐车道设定部设定的推荐车道上行驶的情况下，在所述本车辆的行进方向前方的分支地点处所述推荐车道为分支源的车道时，所述自动驾驶控制部限制所述本车辆赶超其他车辆。
发明内容
在CN 110167810A描述的技术中，未考虑在本车辆的超车期间在有对面驶来的车辆的情况下本车辆如何处理的问题。
考虑到上述情况和问题做出了本发明。本发明旨在提供一种解决上述情况和问题的自动驾驶方法、自动驾驶平台和车辆系统。
根据本发明的一种车辆的自动驾驶方法，包括：确定本车辆周围的环境情况；基于所述环境情况确定在所述本车辆的超车期间在相邻车道中是否有对面驶来的车辆；在所述本车辆的超车期间在相邻车道中有对面驶来的车辆的情况下，确定所述本车辆超车所需时间是否小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间；以及在所述本车辆超车所需时间不小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间的情况下，控制所述本车辆继续进行超车并提示所述对面驶来的车辆减速。
此外，根据本发明的自动驾驶方法还包括：在所述本车辆超车所需时间小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间的情况下，控制所述本车辆继续进行超车。
在本发明的自动驾驶方法中，在所述本车辆超车所需时间不小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间的情况下，控制所述本车辆继续进行超车并提示所述对面驶来的车辆减速的同时，还控制所述本车辆减速。
根据本发明的自动驾驶方法，所述提示所述对面驶来的车辆减速包括：控制所述本车辆的前部显示器显示用于提示所述对面驶来的车辆减速的信息。
本发明的另一方案涉及一种自动驾驶平台，包括：传感器组，其配置为检测本车辆周围的环境情况；以及执行所述本车辆的自动驾驶控制的第一控制单元，其被配置为：基于所述环境情况确定在所述本车辆的超车期间在相邻车道中是否有对面驶来的车辆；在所述本车辆的超车期间在相邻车道中有对面驶来的车辆的情况下，确定所述本车辆超车所需时间是否小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间；以及在所述本车辆超车所需时间不小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间的情况下，发出用于控制所述本车辆继续进行超车并提示所述对面驶来的车辆减速的第一控制指令。
本发明的又一方案涉及一种车辆系统，其用于与车辆平台协同使用，所述车辆平台包括执行车辆的行驶控制的第二控制单元。所述车辆系统包括：前面所述的自动驾驶平台；以及车辆控制接口，其被配置为连接所述车辆平台和所述自动驾驶平台，其中，所述车辆控制接口包括第三控制单元，所述第三控制单元被配置为执行：从所述第一控制单元获取所述第一控制指令；将所述第一控制指令转换为用于所述第二控制单元的第二控制指令；以及将所述第二控制指令发送至所述第二控制单元。
根据本发明提供的自动驾驶方法、自动驾驶平台和车辆系统，可以应对在本车辆的超车期间有对面驶来的车辆的情况，由此实现更好地自动驾驶。
附图说明
下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中，相同的标号表示相同的元件，并且其中：
图1是根据第一实施例的车辆系统的示意图；
图2是示意性示出系统中设置的组件的一个示例的框图；
图3是示出车辆控制接口的数据输入和输出的图；
图4是示出要被转换的数据的图；
图5是示出第一实施例中执行的处理的流程图；
图6是示出第一实施例中执行的处理的流程图；
图7是示出车辆行驶计划的图；
图8A是示出车辆的物理控制量(加减度或减速度)的图；
图8B是示出车辆的物理控制量(转向角)的图；
图8C是示出每个时间步的车辆的物理控制量(加速度或减速度)的值的图；
图9A是示出根据本公开第三实施例的自动驾驶方法的处理的流程图；以及
图9B是示出根据本公开第三实施例的自动驾驶方法的进一步处理的流程图。
具体实施方式
提出了这样的配置：其中，包括控制车辆动力的计算机的车辆平台是与做出自动驾驶的判断的自动驾驶平台独立设置的，并且这两个平台都安装在车辆系统中。例如，自动驾驶平台感测车辆的周围，并基于感测结果将控制指令发送到现有的车辆平台。利用这样的配置，独立的供应商可以开发各自的平台，从而可以促进第三方对自动驾驶功能的开发。
同时，在由不同的供应商开发的平台安装在同一车辆系统中的情况下(即，车辆动力系统和向该动力系统发出控制指令的自动驾驶系统连接到同一车载网络)会出现各种问题。可能出现的问题之一是，用于控制车辆平台的命令根据制造商和车辆类型而不同。例如，发动机ECU的输入或输出随制造商和车辆类型而不同，因此设计与所有车辆类型兼容的自动驾驶ECU是昂贵的。此外，由于用于控制车辆的各种信息流经车载网络，因此并不希望允许自动驾驶平台(由与车辆平台没有直接关系的第三方制造)可以无限制地访问那些信息。
因此，根据本实施例的车辆系统被配置为使得车辆平台和自动驾驶平台经由车辆控制接口连接以中继信息。图1是根据本实施例的车辆系统的示意图。车辆平台100是包括执行车辆的行驶控制的第一计算机(例如，发动机ECU等)的平台。第一计算机也是第二控制单元的示例。自动驾驶平台200是包括执行车辆的自动驾驶控制的第二计算机(例如，自动驾驶ECU)的平台。第二计算机也是第一控制单元的示例。自动驾驶平台200可以具有用于感测车辆周围的装置以及用于基于感测结果生成行驶计划的装置。
车辆控制接口300是连接车辆平台100和自动驾驶平台200并中继车辆平台和自动驾驶平台彼此输入和输出的信息的装置。具体地，车辆控制接口300被配置为包括控制单元(该控制单元也是第三控制单元的示例)，在控制单元中，从第二计算机获取第一控制指令，第一控制指令是用于控制车辆平台的数据并且包括与指定加减速有关的第一数据和与指定行驶轨迹有关的第二数据中的至少一个，将第一控制指令转换为用于第一计算机的第二控制指令，并且将第二控制指令发送到第一计算机。
第一数据是与指定车辆的加减速有关的数据，第二数据是与指定行驶轨迹有关的数据。第一数据可以例如是指定每单位时间的速度变化量(加速度或减速度)或目标速度的数据。另外，第二数据可以例如是指定转向角的数据。第二数据也可以是指定行驶轨迹的数据。
第一控制指令被生成为非专用于车辆中设置的第一计算机的通用指令。控制单元将第一控制指令转换为第二控制指令，该第二控制指令是专用于第一计算机的数据。根据该配置，可以将通用指令转换为专用于车辆类型或制造商的指令。
在第一控制指令包括除第一数据和第二数据以外的数据的情况下，控制单元可以丢弃该数据而不转换该数据。根据这样的配置，在发送了不应该发送到车辆平台100的数据(例如，对于不应被自动驾驶平台访问的用于车辆部件的指令)的情况下，这种数据可以适当被过滤。
车辆控制接口还可包括存储单元，其被配置为存储转换信息，该转换信息是用于转换第一控制指令和第二控制指令的规则，其中，控制单元基于转换信息将第一控制指令转换为第二控制指令。例如，存储单元预先存储用于将第一控制指令转换为第二控制指令的规则(专用于车辆)，并且基于从自动驾驶平台发送的数据而生成要发送到车辆平台的控制指令。根据这样的配置，可以不管制造商或车辆类型而引入自动驾驶平台。
控制单元可以基于从车辆平台获取的信息来计算可以向第一计算机要求的加速度或减速度的范围或转向角变化量的范围。
均可以向车辆平台要求的每单位时间的速度变化(加速度或减速度)的范围和每单位时间的转向角变化(角速度等)的范围，取决于车辆状态和行驶状态(例如，道路状况、交通状况、发动机负荷状况、乘员人数等)。因此，车辆控制接口可以基于从车辆平台获取的信息来计算这些。根据这样的配置，可以判定从自动驾驶平台发送的数据是否是合适的。另外，可以将适当的范围通知给自动驾驶平台。
在由第一数据指定的加速度或减速度超过可以向第一计算机要求的范围的情况下，控制单元可以在预定范围内校正加速度或减速度。在由第二数据指定的转向角的变化量超过可以向第一计算机要求的范围的情况下，控制单元可以在预定范围内校正转向角变化量。
如上所述，在自动驾驶平台指定了不适当的加速度或减速度或转向角变化量的情况下，车辆控制接口可以自动执行校正。根据该配置，可以确保安全性。
控制单元可以向第二计算机通知可以向第一计算机要求的加速度或减速度的范围或转向角变化量的范围。如上所述，可以将在自动驾驶期间进行判断所需的信息通知给自动驾驶平台。
第一实施例
将描述根据第一实施例的车辆系统的概况。如图1所示，根据本实施例的车辆系统由车辆平台100、自动驾驶平台200和车辆控制接口300构成。车辆平台100是传统的车辆平台。车辆平台100基于专用于车辆的控制指令进行操作，并生成专用于车辆的车辆信息。控制指令和车辆信息例如由流经车载网络的控制器局域网(CAN)帧来封装。
自动驾驶平台200具有用于感测车辆周围的装置，并且发出非专用于车辆类型或制造商的控制指令。此外，获取非专用于车辆类型或制造商的车辆信息。车辆控制接口300将专用于车辆的控制指令(即，可由车辆平台100解释的控制指令)和非专用于车辆的控制指令(即，由自动驾驶平台200生成的控制指令)相互转换。此外，车辆控制接口300还将专用于车辆的车辆信息(即，由车辆平台100生成的车辆信息)和非专用于车辆的车辆信息(即，可由自动驾驶平台200解释的车辆信息)相互地转换。
图1中的车辆系统将自动驾驶平台200、车辆控制接口300和车辆平台100三者均包含在内，但这仅仅作为示例。在一些实施例中，自动驾驶平台200、车辆控制接口300和车辆平台100中的任意两个可以构成车辆系统，例如，也可以提供包括自动驾驶平台200和车辆控制接口300两者的车辆系统。作为示例，可以由单个供应商/第三方制造和生产自动驾驶平台200和车辆控制接口300并配套为套件或系统。
接下来，将详细描述系统的各部件。图2是示意性地示出图1所示的车辆系统的配置的一个示例的框图。车辆系统包括车辆平台100、自动驾驶平台200和车辆控制接口300，并且每个部件通过总线400可通信地连接。
车辆平台100包括车辆控制ECU 101、制动装置102、转向装置103、转向角传感器111和车速传感器112。在该示例中，以具有发动机的车辆为例，但是也可以使用电动车辆。在这种情况下，发动机ECU可以用管理车辆动力的ECU代替。此外，车辆平台100可以配备有与图示的ECU和传感器不同的ECU和传感器。
车辆控制ECU 101是控制车辆的各部件(例如，发动机系统部件、动力传动系统部件、制动系统部件、电气系统部件和车身系统部件)的计算机。车辆控制ECU 101可以是一组计算机。车辆控制ECU 101例如通过执行燃料喷射控制来控制发动机的转速。车辆控制ECU101可以基于例如由乘员的操作(例如，操作加速踏板)生成的控制指令(例如，用于指定节气门开度的指令)来控制发动机转速。
在车辆是电动车辆的情况下，车辆控制ECU 101可以通过控制驱动电压、电流、驱动频率等来控制电动机的转速。在这种情况下，与内燃机车辆的情况一样，也可以基于由乘员的操作生成的控制指令来控制电动机的转速。此外，可以基于对制动踏板的压下力和指示再生制动的程度的控制指令来控制再生电流。在车辆是混合动力车辆的情况下，可以执行用于发动机和电动机二者的控制。
另外，车辆控制ECU 101可以通过控制在稍后描述的制动装置102中包括的致动器1021来控制机械制动器的制动力。车辆控制ECU 101可以基于例如由乘员的操作(例如，操作制动踏板)生成的控制指令(例如，指示对制动踏板的压下力的指令)通过驱动致动器1021来控制制动液压。
另外，车辆控制ECU 101可以通过控制后述的转向装置103中包括的转向电动机1031来控制转向角或转向盘转角。车辆控制ECU 101可以基于例如由乘员的操作(例如，转向操作)生成的控制指令(例如，指示转向角的指令)通过驱动转向电动机1031来控制车辆的转向角。
控制指令可以基于乘员的操作在车辆平台100中生成，或者可以在车辆平台100外部生成(例如，通过控制自动驾驶的装置)。
制动装置102是设置在车辆中的机械制动系统。制动装置102包括接口(诸如制动踏板)、致动器1021、液压系统、制动缸等。致动器1021是用于控制制动系统中的液压的装置。可以通过已经从车辆控制ECU 101接收到指令的致动器1021控制制动器的液压来确保机械制动器的制动力。
转向装置103是设置在车辆中的转向系统。转向装置103包括接口(诸如转向盘、转向电动机1031、齿轮箱和转向柱)。转向电动机1031是用于辅助转向操作的装置。可以通过驱动已经接收到来自车辆控制ECU 101的指令的转向电动机1031来减小转向操作所需的力。此外，可以通过驱动转向电动机1031来使转向操作自动化，而无需依赖于乘员的操作。
转向角传感器111是检测通过转向操作获取的转向角的传感器。根据需要将由转向角传感器111获取的检测值发送至车辆控制ECU 101。在本实施例中，将直接表示轮胎的转角的数值用作转向角，但是也可以使用间接地表示轮胎的转角的值。车速传感器112是检测车速的传感器。根据需要将由车速传感器112获取的检测值发送至车辆控制ECU 101。
下文将描述自动驾驶平台200。自动驾驶平台200是感测车辆周围，基于感测结果生成行驶计划并根据该计划向车辆平台100发出指令的装置。自动驾驶平台200可以由与车辆平台100的制造商或供应商不同的制造商或供应商开发。自动驾驶平台200包括自动驾驶ECU 201和传感器组202。
自动驾驶ECU 201是通过基于从稍后描述的传感器组202获取的数据对自动驾驶进行判断并通过与车辆平台100进行通信来控制车辆的计算机。自动驾驶ECU 201例如由CPU(中央处理单元)构成。自动驾驶ECU 201包括两个功能模块，状况识别单元2011和自动驾驶控制单元2012。每个功能模块可以通过由CPU执行存储在诸如ROM(只读存储器)的存储单元中的程序来实现。
状况识别单元2011基于由稍后描述的传感器组202中包括的传感器获取的数据来检测车辆周围的环境。检测目标例如包括但不限于车道的数量和位置、在本车辆周围存在的车辆的数量和位置、在本车辆周围存在的障碍物(例如，行人、自行车、结构物、建筑物等)的数量和位置、道路结构、路标等。可以使用任何检测目标，只要其对于自动行驶是必要的即可。由状况识别单元2011检测到的与环境有关的数据(以下称为“环境数据”)被发送至自动驾驶控制单元2012。
自动驾驶控制单元2012使用由状况识别单元2011生成的环境数据来控制本车辆的行驶。例如，基于环境数据生成本车辆的行驶轨迹，并且确定车辆的加速度或减速度以及转向角以使得车辆沿着行驶轨迹行驶。
由自动驾驶控制单元2012确定的信息经由稍后描述的车辆控制接口300被发送到车辆平台100(车辆控制ECU 101)。可以采用公知的方法作为使车辆能够自动行驶的方法。
在本实施例中，自动驾驶控制单元2012仅生成与车辆的加速或减速有关的指令和与车辆的转向有关的指令作为第一控制指令。在下文中，与车辆的加速或减速有关的指令被称为加减速指令，而与车辆的转向有关的指令被称为转向指令。包括加减速指令和转向指令的第一控制指令是不依赖于车辆类型或制造商的通用指令。在本实施例中，加减速指令是指定车辆的加速度或减速度的信息，而转向指令是指定车辆的转向盘的转向角的信息。
传感器组202是被配置为感测车辆周围的单元，并且通常包括单目相机、立体相机、雷达、激光雷达(LIDAR)、激光扫描仪等。除了用于感测车辆周围的那些装置以外，传感器组202还可以包括用于获取车辆当前位置的装置(例如GPS模块)。由传感器组202中包括的传感器获取的信息根据需要被发送到自动驾驶ECU 201(状况识别单元2011)。
接下来，将描述车辆控制接口300。在本实施例中，由车辆控制ECU 101处理的控制指令专用于车辆和制造商。另一方面，自动驾驶平台200是由第三方开发的设备，并且期望被安装在各种制造商的各种车辆类型中。即，将两个组件都连接到同一车载网络是昂贵的。因此，在本实施例中，车辆控制接口300用作转换和中继在车辆控制ECU 101和自动驾驶ECU201之间交换的数据的装置。
控制单元301是将由车辆控制ECU 101处理的控制指令和由自动驾驶ECU 201处理的控制指令进行相互转换的计算机。控制单元301例如由CPU(中央处理单元)构成。如图3所示，控制单元301包括三个功能模块，加减速指令处理单元3011、转向指令处理单元3012和车辆信息处理单元3013。每个功能模块可以通过由CPU执行存储在稍后描述的存储单元302中的程序来实现。
加减速指令处理单元3011从自动驾驶ECU 201接收加减速指令，并将加减速指令转换为可以由车辆控制ECU 101解释的数据(第二控制指令；以下称为“控制数据”)。具体而言，将由加减速指令指定的加速度或减速度(例如，+3.0km/h/s)转换为指示节气门开度的数据或指示制动压力的数据。转换后的控制数据以专用于车辆平台100的协议或格式来发送。使用存储在稍后描述的存储单元302中的转换信息来执行转换处理。稍后将描述该处理。
在该示例中，节气门开度和制动压力被例示为控制数据。然而，控制数据可以是其他数据，只要其与车辆的加速或减速有关即可。例如，可以使用电动机的目标转速或电流值。
转向指令处理单元3012从自动驾驶ECU 201接收转向指令，并且使用转换信息将转向指令转换为可以由车辆控制ECU 101解释的控制数据。具体地，数据被转换为专用于车辆平台100的指示转向角的数据。在该示例中，轮胎的转角被例示为转向角，但是控制数据可以是其他数据，只要其与车辆的转向有关即可。例如，控制数据可以直接或间接地表示转向盘转角、最大转角的百分比等。
车辆信息处理单元3013从车辆控制ECU 101接收关于车辆状态的信息，并将该信息转换为可由自动驾驶ECU 201解释的信息(非专用于车辆类型的信息)。特别地，以专用于车辆平台100的协议或格式发送的信息被转换为通用格式的信息(以下称为反馈数据)。在下文中，关于车辆状态的信息被称为传感器数据。传感器数据例如基于由转向角传感器111和车速传感器112获取的信息，并且由车辆控制ECU 101发送到车载网络。例如，传感器数据可以是任何数据，只要能够反馈到自动驾驶ECU 201即可，诸如车速信息、关于轮胎的转角的信息以及关于转向角的信息。在本实施例中，车辆信息处理单元3013转换与当前的车速和转向角状态有关的传感器数据。
存储单元302是配置为存储信息的单元，存储单元302由诸如RAM、磁盘、闪存等的存储介质构成。存储单元302存储用于将由自动驾驶ECU 201(自动驾驶控制单元2012)生成的加减速指令和转向指令转换为可由车辆控制ECU 101解释的控制数据(反之亦然)的信息(以下称为转换信息)。转换信息还包括用于将专用于车辆的传感器数据转换为反馈数据的信息。
转换信息例如包括向车辆控制ECU 101输入或从车辆控制ECU 101输出的控制数据的配置、其参数以及用于将输入值转换为参数的表格或数学公式。此外，转换信息由从车辆控制ECU 101输出的传感器数据的配置、其参数、用于将参数转换为物理值的表格、数学公式等组成。
图4是示出通过转换信息转换的数据的类型的图。在图中，“输入”指示其是从自动驾驶ECU 201到车辆控制ECU 101的数据，而“输出”指示其是从车辆控制ECU 101到自动驾驶ECU 201的数据。如上所述，与加速度或减速度以及转向角相关的指令从自动驾驶ECU201发送至车辆控制ECU 101，而与当前车速和转向角状态相关的数据从车辆控制ECU 101发送至自动驾驶ECU 201。在除图4所示的数据之外的数据被发送到车辆控制接口300的情况下，该数据被丢弃。
在根据本实施例的车辆系统中，车辆平台100与自动驾驶平台200之间的通信通过上述配置进行。
接下来，将参照图5和图6的处理流程图来描述由根据本实施例的车辆系统执行的处理。图5所示的处理由自动驾驶平台200以预定间隔执行。
在步骤S11中，自动驾驶ECU 201基于从传感器组202获取的信息生成行驶计划。行驶计划是指示车辆在预定间隔内的行为的数据。例如，如图7所示，当生成在第一车道中行驶的车辆向第二车道移动的行驶计划时，生成如图所示的行驶轨迹。行驶计划可以包括车辆的行驶轨迹，或者可以包括与车辆的加速或减速有关的信息。也可以基于除示例性信息以外的信息来生成行驶计划。例如，可以基于出发地、经由地、目的地、地图数据等来生成。
在步骤S12中，自动驾驶ECU 201生成用于实施行驶计划的物理控制量。在本实施例中，生成了两种类型的物理控制量，即，用于加速度或减速度的物理控制量和用于转向角的物理控制量。图8A是示出用于加速度或减速度的控制量的时序图，图8B是示出用于转向角的控制量的时序图。可以基于预先设定的参数，例如车速和最大转向角之间的关系、行驶环境与加速度或减速度(转向角)之间的关系或完成操作(例如，改变车道)所需的时间段，来生成每个值。
在步骤S13中，自动驾驶ECU 201将所生成的每个物理控制量划分为多个时间步。时间步可以例如是100毫秒，但是不限于此。图8C示出了一个示例，其中在从时间t1到时间t2的时间段内，用于所生成的加速度或减速度的物理控制量被划分为七步。
在步骤S14中，自动驾驶ECU 201基于物理控制量从当前时间步tn到下一时间步tn+1的变化，发出加减速指令和转向指令。例如，当一个时间步为100毫秒并且将+2.0km/h/s指定为加速度或减速度时，生成用于指定每时间步0.2km/h的变化量的加减速指令。例如，当指定在2秒内将转向角改变20度时，生成用于指定每时间步1度的变化量的转向指令。所生成的加减速指令和转向指令被输入到车辆控制接口300的控制单元301。
在步骤S15中，车辆控制接口300(控制单元301)处理所获取的加减速指令和转向指令。图6是详细示出步骤S15中的处理的图。在步骤S151中，加减速指令处理单元3011获取从自动驾驶ECU 201发送的加减速指令。类似地，在步骤S152中，转向指令处理单元3012获取从自动驾驶ECU 201发送的转向指令。
在步骤S153中，控制单元301执行数据转换。具体地，加减速指令处理单元3011基于存储在存储单元302中的转换信息来执行加减速指令与控制数据之间的相互转换。要转换的控制数据是指示节气门开度的数据或指定制动压力的数据。此外，转向指令处理单元3012基于存储在存储单元302中的转换信息执行转向指令和控制数据之间的相互转换。要转换的控制数据是指示转向角(轮胎的转角)的数据。
在步骤S154中，所生成的控制数据被发送至车辆控制ECU 101。在该步骤中，例如，在步骤S153中生成的控制数据被封装在由车载网络发送或接收的数据帧中，并且被发送到作为目的地的车辆控制ECU 101。此外，在步骤S15中，在车辆控制接口300接收到除了图4所示的数据以外的数据的情况下，该数据被丢弃。
将返回图5继续描述。步骤S16是其中自动驾驶ECU 201感测在发送控制数据之后的车辆状态的步骤。在该步骤中，从车辆控制ECU 101发送的传感器数据由车辆控制接口300基于转换信息进行转换，然后中继到自动驾驶ECU 201。接收到这样数据的自动驾驶ECU201判定车辆是否处于期望状态。
由于车辆的行为受到当前发动机负荷、道路状况(例如，坡度)等的影响，因此在本实施例中，自动驾驶ECU 201接收传感器数据的反馈，并判定是否获取到所需的物理控制量。传感器数据由车辆信息处理单元3013获取，被转换为反馈数据(指示当前车速和转向角的数据)，然后被发送至自动驾驶ECU 201。图3和图4示出了作为反馈数据的指示当前车速和转向角的示例数据，但是反馈数据不限于此。例如，反馈数据可以包括与影响车辆行为的因素有关的数据，例如轮胎转角、转向角、角速度、发动机负荷、道路坡度(倾斜)、乘员数量、承载能力、道路状况以及交通状况。
在步骤S17中，自动驾驶ECU 201基于接收到的反馈数据校正行驶计划。例如，如果反馈数据指示发动机负荷高并且不能获取到要求的加速度，则校正行驶计划使得可以获取到更高的加速度。另外，尽管在该示例中给出了校正行驶计划的情况，但是也可能存在行驶控制不能改变的情况，但是可以校正用于实施行驶计划的物理控制量。
在根据第一实施例的车辆系统中，通过执行上述处理，可以根据车辆状况执行适当的车辆行驶控制。具体地，通过将待由车辆控制接口300中继的数据定义为与加减速有关的指令和与转向有关的指令并且过滤其他指令，可以防止访问不必要的车辆功能并确保安全性。此外，通过准备转换信息，自动驾驶平台200可以在不改变的情况下被应用于各种车辆类型。
在本实施例的描述中，自动驾驶ECU 201基于反馈数据来校正车辆的实际状态与车辆的理想状态之间的差异。然而，车辆控制接口300也可以执行校正。例如，由车辆信息处理单元3013生成的反馈数据可以被输入到加减速指令处理单元3011(转向指令处理单元3012)，使得加减速指令处理单元3011(转向指令处理单元3012)自动校正控制数据。另外，自动驾驶ECU 201可以独立于加减速指令和转向指令而生成指定要校正的量的数据，并且可以将该数据发送至车辆控制接口300。
在本实施例的描述中，自动驾驶ECU 201将两种类型的指令(即加减速指令和转向指令)发送至车辆控制接口300，但是其他信息可以作为附加信息而被发送。此外，车辆控制接口300可以基于附加信息来生成要发送到车辆控制ECU 101的控制数据。在实施例的描述中，将转向角(轮胎的转角)用作转向指令。然而，转向指令可以是关于车辆本身的轨迹的信息。
第二实施例
在第一实施例中，车辆控制接口300基于存储在存储单元302中的转换信息来执行数据的相互转换。然而，根据车辆状态，从自动驾驶平台200发送的指令在不变化的情况下就此进行转换可能是不恰当的。第二实施例是限制加速度或减速度和转向角的范围以便解决这种问题的实施例。
除了车辆控制接口300(车辆信息处理单元3013)具有基于从车辆平台获取的传感器数据来生成可以指定的关于加速度或减速度的范围以及转向角的范围的信息(以下称为范围信息)并且将范围信息通知给自动驾驶平台的功能之外，根据第二实施例的车辆系统的配置与第一实施例的相同。
在第二实施例中，车辆信息处理单元3013基于获取的传感器数据计算可以指定的加速度或减速度的范围和转向角的范围，并将这些范围通知给自动驾驶ECU 201。例如，可以根据乘员的数量、承载能力、发动机负荷状况、路面状况等来改变可以实现的车辆的加速度或减速度。另外，可以根据车速、道路状况、交通状况等来改变可以实现的转向角的范围。通过计算这些范围并且将范围数据通知给自动驾驶ECU 201，可以执行适当的控制。
通知的范围信息的示例包括以下数据：(1)可以指定的加速度或减速度的范围(下限值和上限值)；(2)可以指定的转向角的范围(左右角度)；(3)可以指定的转向角变化量(角速度)的范围；以及(4)横向加速度或横向加加速度(lateral jerk)的范围。此类信息根据传感器数据估算和生成。用于生成范围信息的规则被预先存储在存储单元302中。
由车辆控制接口300生成的范围信息被发送到自动驾驶ECU 201，并在步骤S11至S12中使用。例如，在步骤S12中生成物理控制量，使得加速度或减速度、转向角和转向角的角速度落入所通知的范围内。可替代地，在步骤S11中，生成行驶计划，使得物理控制量不落在该范围之外。
此外，在第二实施例中，在由自动驾驶ECU 201生成的加减速指令和转向指令超过上述范围的情况下，对那些指令进行校正。例如，当由自动驾驶ECU 201生成的加减速指令和转向指令包括超过上限值(下限值)的值时，假定指定了上限值(下限值)而生成控制数据。因此，可以仅在车辆认为安全的范围内控制车辆。
另外，在基于范围信息进行校正的情况下，发送到自动驾驶ECU 201的反馈可以包括已经进行了校正。因此，自动驾驶ECU 201可以再生成行驶计划。
在本实施例的描述中，车辆信息处理单元3013生成关于车速和转向角的信息作为范围数据，但是也可以附加其他信息。例如，当节气门完全关闭时，加速度或减速度的估计值可以被附加到范围数据。
第三实施例
第三实施例是在前述第一实施例和第二实施例的基础上在自动驾驶平台侧增加的功能，其涉及在本车辆进行超车前判断本车辆的超车轨迹上是否有障碍物以及在本车辆的超车期间在有对面驶来的车辆的情况下本车辆如何处理的问题。
下面主要描述与前述第一实施例和第二实施例的配置不同的第三实施例的配置。
如前所述，自动驾驶平台200的状况识别单元2011基于由传感器组202中包括的传感器获取的数据来检测车辆周围的环境,并且自动驾驶控制单元2012使用由状况识别单元2011生成的环境数据来控制本车辆的行驶。例如，基于环境数据生成本车辆的超车轨迹，并且确定车辆的加速度或减速度以及转向角以使得车辆沿着超车轨迹行驶。例如，自动驾驶控制单元2012基于环境情况确定本车辆的超车轨迹上是否有障碍物，并且在本车辆的超车轨迹上没有障碍物的情况下，控制本车辆进行超车。妨碍本车辆超车的障碍物诸如是本车辆所在的当前车道的相邻车道上对面驶来的车辆、死角、岔道、在当前车道中的另一车辆或行人等。就对面驶来的车辆而言，自动驾驶控制单元2012确定本车辆超车所需时间是否小于其与对面驶来的车辆的碰撞时间，如果本车辆超车所需时间小于其与对面驶来的车辆的碰撞时间，则确定对面驶来的车辆不会是本车辆的超车轨迹上的障碍物，否则确定对面驶来的车辆是本车辆的超车轨迹上的障碍物。
进一步地，在本车辆的超车期间，如果此时基于环境数据确定在相邻车道中有对面驶来的车辆的情况下，自动驾驶控制单元2012确定本车辆超车所需时间是否小于其与对面驶来的车辆的碰撞时间，如果确定出本车辆超车所需时间不小于其与对面驶来的车辆的碰撞时间，则控制本车辆继续进行超车并提示对面驶来的车辆减速以避免发生碰撞，如果确定出本车辆超车所需时间小于其与对面驶来的车辆的碰撞时间，则控制本车辆继续进行超车。当然，在自动驾驶控制单元2012控制本车辆继续进行超车并提示对面驶来的车辆减速的同时，还可以选择性地控制本车辆减速，以避免即使两车发生碰撞时产生的过大碰撞力或严重的损坏。本文中的技术术语“碰撞时间”可以理解为发生碰撞之前经历的时间段，可以使用通常的TTC(Time-To-Collision)作为“碰撞时间”的示例。
提示对面驶来的车辆减速的方式包括但不限于使本车辆的前部显示器显示提示信息、使本车辆的转弯灯或远光灯进行闪烁、或者使本车辆的喇叭鸣笛等等，由此提醒对面驶来的车辆上的驾驶员对车辆减速或对本车辆进行避让以免与本车辆发生碰撞。例如通过本车辆的前部显示器，向本车辆的外部显示提示信息，使得位于本车辆前方的人(例如对面驶来的车辆上的驾驶员或乘员)等可以看到该信息。由此可以快速地传递提示信息，并且使正在目视前方的对面驶来的车辆上的驾驶员或乘员可以及时地看到提示信息然后对车辆减速且不会分散他们的注意力。
在本实施例中，自动驾驶控制单元2012生成与本车辆的超车有关的指令作为第一控制指令。
接下来，将参照图9A和图9B的处理流程图来描述根据本实施例的自动驾驶方法的处理。图9A和图9B所示的处理由自动驾驶平台200以预定间隔执行。
如图9A所示，在步骤S21中，自动驾驶ECU 201基于从传感器组202获取的信息确定本车辆周围的环境情况，然后处理进行到步骤S22。
在步骤S22中，基于环境情况确定本车辆的超车轨迹上是否会有障碍物。妨碍本车辆超车的障碍物诸如是本车辆所在的当前车道的相邻车道上对面驶来的车辆、死角、岔道、在当前车道中的另一车辆或行人等。在相邻车道中有对面驶来的车辆的情况下，确定本车辆超车所需时间是否小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间，如果本车辆超车所需时间小于其与对面驶来的车辆的碰撞时间，则确定对面驶来的车辆不会是本车辆的超车轨迹上的障碍物，否则确定对面驶来的车辆是本车辆的超车轨迹上的障碍物。
在本车辆的超车轨迹上有障碍物的情况下(S22：是)，本处理结束。在本车辆的超车轨迹上不会有障碍物的情况下(S22：否)，处理进行到步骤S23，步骤S23中控制本车辆进行超车。然后，本处理结束。
接下来，参照图9B对在本车辆的超车期间在有对面驶来的车辆的情况下的自动驾驶方法进行描述。
在步骤S31中，自动驾驶ECU 201基于从传感器组202获取的信息确定本车辆周围的环境情况，然后处理进行到步骤S32。
在步骤S32中，基于环境情况确定在本车辆的超车期间在相邻车道中是否有对面驶来的车辆。在相邻车道中有对面驶来的车辆的情况下(S32：是)，处理进行到步骤S33。在相邻车道中没有对面驶来的车辆的情况下(S32：否)，本处理结束。
在步骤S33中，确定本车辆超车所需时间是否小于其与对面驶来的车辆的碰撞时间。如果确定出本车辆超车所需时间不小于其与对面驶来的车辆的碰撞时间(S33：否)，处理进行到步骤S34。在步骤S34中，控制本车辆继续进行超车并提示对面驶来的车辆减速以避免发生碰撞。如果确定出本车辆超车所需时间小于其与对面驶来的车辆的碰撞时间(S33：是)，处理进行到步骤S35。在步骤S35中，控制本车辆继续进行超车。然后，本处理结束。当然，如上所述，在步骤S34中，可选地，还可以同时控制本车辆减速，以避免即使两车发生碰撞时产生的过大碰撞力或严重的损坏。
修改示例
上述实施例仅是示例，并且可以在不脱离其要旨的范围内以适当的变型来实施本发明。例如，除非发生技术矛盾，否则本公开中描述的处理和单元可以自由地组合和实现。
此外，被描述为由单个装置执行的处理可以由多个装置以共享的方式执行。可替代地，被描述为由不同装置执行的处理可以由单个装置执行。在计算机系统中，可以灵活地改变用于实现每个功能的硬件配置(服务器配置)。
本发明还可以通过在计算机中提供用于执行实施例中描述的功能的计算机程序，并通过计算机中包括的一个或多个处理器来读取并执行该程序来实现。这样的计算机程序可以通过可连接到计算机系统总线的非暂时性计算机可读存储介质而提供给计算机，或者可以经由网络提供给计算机。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括随机磁盘(例如磁盘(
Figure BDA0002428995400000161
盘、硬盘驱动器(HDD))和光盘(CD-ROM、DVD磁盘、蓝光光盘等))、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡、闪存、光卡以及适合存储电子指令的随机类型的介质。

Claims (9)

1.一种车辆的自动驾驶方法，其特征在于，所述自动驾驶方法包括：
确定本车辆周围的环境情况；
基于所述环境情况确定在所述本车辆的超车期间在相邻车道中是否有对面驶来的车辆；
在所述本车辆的超车期间在相邻车道中有对面驶来的车辆的情况下，确定所述本车辆超车所需时间是否小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间；以及
在所述本车辆超车所需时间不小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间的情况下，控制所述本车辆继续进行超车并提示所述对面驶来的车辆减速。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶方法，其特征在于，所述自动驾驶方法还包括：在所述本车辆超车所需时间小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间的情况下，控制所述本车辆继续进行超车。
3.根据权利要求1所述的自动驾驶方法，其特征在于，所述自动驾驶方法还包括：在所述本车辆超车所需时间不小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间的情况下，控制所述本车辆继续进行超车并提示所述对面驶来的车辆减速的同时，还控制所述本车辆减速。
4.根据权利要求1所述的自动驾驶方法，其特征在于，所述提示所述对面驶来的车辆减速包括：控制所述本车辆的前部显示器显示用于提示所述对面驶来的车辆减速的信息。
5.一种自动驾驶平台，包括：
传感器组，其配置为检测本车辆周围的环境情况；以及
执行所述本车辆的自动驾驶控制的第一控制单元，其被配置为：
基于所述环境情况确定在所述本车辆的超车期间在相邻车道中是否有对面驶来的车辆；
在所述本车辆的超车期间在相邻车道中有对面驶来的车辆的情况下，确定所述本车辆超车所需时间是否小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间；以及
在所述本车辆超车所需时间不小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间的情况下，发出用于控制所述本车辆继续进行超车并提示所述对面驶来的车辆减速的第一控制指令。
6.根据权利要求5所述的自动驾驶平台，其特征在于，所述第一控制单元进一步被配置为：在所述本车辆超车所需时间小于其与所述对面驶来的车辆的碰撞时间的情况下，发出控制所述本车辆继续进行超车的第一控制指令。
7.根据权利要求5所述的自动驾驶平台，其特征在于，所述第一控制指令还用于控制所述本车辆减速。
8.根据权利要求5所述的自动驾驶平台，其特征在于，所述提示所述对面驶来的车辆减速的第一控制指令用于控制所述本车辆的前部显示器显示用于提示所述对面驶来的车辆减速的信息。
9.一种车辆系统，其用于与车辆平台协同使用，所述车辆平台包括执行车辆的行驶控制的第二控制单元，其特征在于，所述车辆系统包括：
根据权利要求5-8中任何一项所述的自动驾驶平台；以及
车辆控制接口，其被配置为连接所述车辆平台和所述自动驾驶平台，其中，所述车辆控制接口包括第三控制单元，所述第三控制单元被配置为执行：
从所述第一控制单元获取所述第一控制指令；
将所述第一控制指令转换为用于所述第二控制单元的第二控制指令；以及
将所述第二控制指令发送至所述第二控制单元。
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