CN114228706A - 车辆、控制车辆的方法以及记录介质 - Google Patents

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CN114228706A CN202110600781.8A CN202110600781A CN114228706A CN 114228706 A CN114228706 A CN 114228706A CN 202110600781 A CN202110600781 A CN 202110600781A CN 114228706 A CN114228706 A CN 114228706A
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高亨旻
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Hyundai Motor Co
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Abstract

一种车辆、控制车辆的方法以及记录介质，该车辆包括：检测传感器，被配置为获取车辆的前方视野的图像，并被配置为检测前方视野中的障碍物；以及控制器，包括至少一个处理从检测传感器获取的数据的处理器。控制器可被配置为：确定车辆与障碍物之间的碰撞预测位置，基于碰撞预测位置来确定能够避免与障碍物碰撞的避让位置；基于避让位置分别生成与多个预定条件对应的多个避让路径，并且控制转向角调节单元以跟随多个避让路径中的任一个避让路径。

Description

车辆、控制车辆的方法以及记录介质
技术领域
本发明涉及一种车辆及其控制方法，更具体地，涉及一种自然地避让障碍物并避免在避让之后的二次碰撞的车辆及其控制方法。
背景技术
近来，为了减轻驾驶员的负担并提高便利性，已经积极开发了主动提供关于车辆状态、驾驶员状态和周围环境的信息的高级驾驶员辅助系统(ADAS)。
ADAS的示例包括智能巡航控制系统、车道保持辅助系统、车道跟随辅助系统、车道偏离警告系统、前向防撞(FCA)、前向防撞辅助变道侧(FCA-LS)、前向防撞辅助变道迎面驶来(FCA-LO)，前向防撞辅助与避让转向辅助(FCA与/ESA)。这样的系统在车辆的行驶状况下确定与相对车辆或相交车辆发生碰撞的风险，通过紧急制动避免碰撞，并在保持与前方车辆的间隙的同时控制车辆行驶，或辅助防止不偏离行车道。
该背景技术部分中包括的信息仅用于增强对本公开的一般背景的理解，并且不被视为该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的认可或任何形式的建议。
发明内容
本公开提供了一种车辆和车辆控制方法，其能够响应于在本车辆的所有方向上存在的所有碰撞风险状况。
根据本公开的一方面，一种车辆，可以包括：检测传感器，被配置为获取车辆的前方视野的图像，并被配置为检测前方视野中的障碍物；以及控制器，包括至少一个处理从检测传感器获取的数据的处理器。控制器可被配置为：确定车辆与障碍物之间的碰撞预测位置，基于碰撞预测位置来确定能够避免与障碍物碰撞的避让位置；基于避让位置分别生成与多个预定条件对应的多个避让路径，并且控制转向角调节单元以跟随多个避让路径中的任一个避让路径。
控制器可以被配置为基于预定条件来计算避让路径的跟踪结束的目标位置，并且基于目标位置生成多个避让路径。
该车辆还可以包括存储器，被配置为存储多个预定条件和与预定条件对应的多个避让路径。
控制器可被配置为生成多个避让路径，多个避让路径包括：其中车辆的纵向位置大于障碍物的纵向位置并且曲率平缓的路径，以及其中车辆的纵向位置与障碍物的纵向位置相同并且曲率急剧的路径。
控制器可被配置为：当车辆的前保险杠的宽度大于障碍物与两侧的每个车道之间的距离时，进行控制不跟随多个避让路径。
控制器可被配置为：执行制动控制，使得不与障碍物碰撞。
控制器可被配置为：使用五次函数的系数来生成多个避让路径。
控制器可被配置为：使用五次函数来获取车辆的偏移量，使用通过对五次函数求微分而获取的四次函数来获取车辆的航向角，并使用通过对四次函数求微分而获取的三次函数来获取避让路径的曲率。
避让路径可包括用于第一区间的第一避让路径和用于第二区间的第二避让路径，并且第一避让路径是用于避让第一障碍物的路径，第二避让路径是用于避让在第一障碍物之后的第二障碍物的路径。
控制器可被配置为：当不存在与第二障碍物碰撞的风险时，将第一避让路径确定为具有平缓的路径，并且对转向角调节单元进行控制，以在第一区间中跟随平缓路径。
控制器可被配置为：当存在与第二障碍物发生碰撞的风险时，在第二避让路径中执行制动控制和转向控制中的至少一项。
根据本公开的另一方面，一种控制车辆的方法包括：确定车辆与障碍物之间的碰撞预测位置；基于碰撞预测位置来确定能够避免与障碍物碰撞的避让位置；基于避让位置分别生成与多个预定条件对应的多个避让路径；以及控制车辆跟随多个避让路径中的任一个避让路径。
产生多个避让路径可包括：基于预定条件来计算避让路径的跟踪结束的目标位置，并且基于目标位置生成多个避让路径。
该方法可以进一步包括从存储器中加载多个预定条件和与预定条件对应的多个避让路径。
产生多个避让路径的可包括：生成多个避让路径，多个避让路径包括：其中车辆的纵向位置大于障碍物的纵向位置并且曲率平缓的路径，以及其中车辆的纵向位置与障碍物的纵向位置相同并且曲率急剧的路径。
控制车辆可以包括：当车辆的前保险杠的宽度大于障碍物与两侧的每个车道之间的距离时，进行控制不跟随多个避让路径。
控制车辆可以包括执行制动控制，使得不与障碍物碰撞。
生成多个避让路径可包括：使用五次函数的系数来生成多个避让路径。
生成多个避让路径可包括：使用五次函数来获取车辆的偏移量；使用通过对五次函数求微分而获取的四次函数来获取车辆的航向角(heading angle)；以及使用通过对四次函数求微分而获取的三次函数来获取避让路径的曲率。
存储在记录介质上的非暂时性计算机程序可以包括以下步骤：确定车辆与障碍物之间的碰撞预测位置；基于碰撞预测位置来确定能够避免与障碍物碰撞的避让位置；基于避让位置分别生成与多个预定条件对应的多个避让路径；以及控制车辆跟随多个避让路径中的任一个避让路径。
附图说明
通过以下结合附图对实施方式的描述，本公开的这些和/或其他方面将变得显而易见并且更容易理解。
图1示出根据本公开的实施方式的设置有多个检测传感器和车道检测器的车辆。
图2是根据本公开的示例性实施方式的车辆的控制框图。
图3和图4是示出根据本公开的示例性实施方式的控制车辆的方法的流程图。
图5至图10是用于说明主要障碍物的横向偏移量和竖直位置的确定的图。
图11示出了所生成的碰撞避让路径。
图12和图13示出了碰撞避让路径的示例。
图14至图18是用于说明避让路径的选择和对第二障碍物的干预判定的图。
具体实施方式
在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的元件。本说明书未描述实施方式的所有要素，并且将省略本公开所属的技术领域中的一般内容或实施方式之间的重复内容。说明书中使用的术语“单元，模块，成员，块”可以以软件或硬件来实现，并且根据实施方式，多个“单元，模块，成员，块”可以被实现为单个组件，一个“单元，模块，构件，块”也可以包括多个组件。
在整个说明书中，当一个部件与另一个部件“连接”时，不仅包括直接连接的情况，还包括间接连接的情况，并且间接连接包括通过无线通信网络进行连接。
另外，当一部分“包括”某一组件时，意味着除非另外明确指出，否则可以进一步包括其他组件而不是排除其他组件。
在整个说明书中，除非明确地相反地描述，否则词语“包括”和诸如“包括”或“包含”的变体将被理解为暗示包括所述元件，而不排除任何其他元件。
在整个说明书中，当一个构件被称为位于另一个构件“上”时，不仅包括该构件与另一个构件接触的情况，还包括两个构件之间存在另一个构件的情况。
诸如第一和第二的术语用于将一个组件与其他组件区分开，并且该组件不受上述术语的限制。
除非上下文明确具有例外，否则单数表达包括复数表达。
在每个步骤中，为了便于说明使用识别码，并且该识别码未描述每个步骤的顺序，并且除非在上下文中明确指出了特定的顺序，否则每个步骤可以与指定的顺序不同地执行。
另外，本说明书中的“障碍物”是指可能与车辆碰撞的所有对象，并且包括诸如其他车辆，行人和骑自行车者的运动对象，以及诸如树木和路灯的非运动对象。
在下文中，将参考附图描述本公开的操作原理和实施方式。
图1示出根据本公开的实施方式的设置有多个检测传感器和车道检测器的车辆。
为了便于下面的描述，通常将车辆1向前或向后移动的方向称为纵向，并且基于前侧划分左右。另外，在正面为12点钟方向的情况下，将3点钟方向和9点钟方向分别定义为水平方向。
参照图1，车辆1可以设置有多个检测传感器200，检测位于车辆1周围的障碍物并获取所检测到的障碍物的位置信息和行驶速度信息中的至少一个。
可以基于车辆1来获取位于车辆1周围的障碍物的位置信息和速度信息中的至少一个。即，检测传感器200可以获取随着障碍物实时移动而变化的坐标信息，并且可以检测车辆1与障碍物之间的距离。
如稍后将描述的，控制器100(参考图2)使用由检测传感器200获取的障碍物的位置信息和速度信息来计算车辆1与障碍物之间的相对距离以及车辆1与障碍物之间的相对速度，并且基于相对距离和速度来计算车辆1与障碍物之间的预期碰撞时间(碰撞时间，TTC)。
如图1所示，检测传感器200可以安装在能够识别对象的适当位置，例如，前方、侧面或前侧的另一车辆。根据实施方式，检测传感器200可以安装在车辆1的前方、左侧和右侧，以便识识别在诸如车辆1的前部、在车辆1的左侧和前部之间(以下称为左前侧)、以及在车辆1的右侧和前部之间(以下为右前侧)的所有方向上的对象。
例如，第一检测传感器201a可以被安装在例如散热器格栅的一部分内部，并且如果它是能够检测位于前方的车辆的位置，则可以被安装在车辆1的任何位置。在本公开的一个实施方式中，将以第一检测传感器201a设置在车辆1的前方的中央的情况为例进行说明。另外，第二检测传感器201b可以设置在车辆1的前方的左侧，且第三检测传感器201c可以设置在车辆1的前方的右侧。
检测传感器200包括后侧检测传感器202，后侧检测传感器202检测存在于车辆1的后方、侧面、或者方向(以下称为后方)、或者在该方向上接近的行人或其他车辆。如图1所示，后侧检测传感器202可以安装在能够识别侧面、后方或后侧对象(例如另一车辆)的适当位置处。
参照图2，车辆1包括：速度控制器60，调节驾驶员驾驶的车辆1的行驶速度；转向控制器50，调节车辆1的转向角；速度检测器210，检测车辆1的行驶速度；转向角检测器220，用于检测方向盘的旋转角度；车道检测器230，用于检测车辆1在其上行驶的车道或道路的形状；存储器90，用于存储与车辆1相关的数据；控制器100，控制车辆1的每个部件并控制车辆1的行驶速度和转向角；警报单元70，将与车辆1的操作和驾驶有关的信息发送给驾驶员；以及输入80，接收与车辆控制有关的命令。
速度控制器60可以调节由驾驶员驾驶的车辆1的速度。速度控制器60可以包括加速器驱动器61和制动驱动器62。
加速器驱动器61通过从控制器100接收控制信号而驱动加速器来提高车辆1的速度，并且制动驱动器62可以通过从控制器100接收控制信号而通过驱动制动器来降低车辆1的速度。
速度控制器60可以在控制器100的控制下调节车辆1的行驶速度。当车辆1与其他障碍物之间发生碰撞的风险很高时，车辆1的行驶速度可以降低。
转向控制器50可以调节由驾驶员驾驶的车辆1的转向角。具体地，转向控制器50可以在控制器100的控制下通过调整车辆1的方向盘的旋转角度来调整车辆1的转向角度。当车辆1与其他障碍物之间的碰撞风险高时，转向控制器50可以改变车辆1的转向角。
速度检测器210可以在控制器100的控制下检测由驾驶员驾驶的车辆1的行驶速度。即，可以使用车辆1的车轮旋转的速度来检测行驶速度。行驶速度的单位可以表示为[kph]，并且可以表示为每单位时间的行进距离(h)(km)。
转向角检测器220可以在车辆1行驶时检测转向角(其是方向盘的旋转角)。即，当车辆1在驾驶时通过转向避让周围的障碍物时，控制器100可以基于由转向角检测器220检测到的转向角来控制车辆1的转向。
车道检测器230被实现为诸如相机的视频传感器，并被安装在车辆1的前方，检测车辆1正在行驶的车道，并将其发送至控制器100。在从车道检测器230获取的拍摄图像中，包括关于车辆1离车道有多远的信息，关于车道或道路的弯度有多大的信息，关于车辆1的方向离车道有多远的信息等。
车道检测器230可获取关于到车道的距离、驾驶道路的曲率和车道偏离角度的信息，并将该信息发送到控制器100。
存储器90可以存储与车辆1的控制有关的各种数据。具体地，可以存储根据示例性实施方式的关于车辆1的行驶速度、行驶距离和行驶时间的信息。另外，存储器90可以存储由检测传感器200检测到的障碍物的位置信息和速度信息，以及移动障碍物的实时改变的坐标信息，以及关于车辆1和障碍物之间的相对距离和相对速度的信息。
另外，存储器90可以在车辆1的行驶车道内存储预定区域。另外，存储器90可以存储与根据本公开的实施方式的用于控制车辆1的等式和控制算法有关的数据，并且可以根据等式和控制算法来发送用于控制车辆1的控制信号。
另外，存储器90可以存储关于转向避让路径(被设置为避免与位于车辆1旁边的车道中的目标车辆ob1发生碰撞并返回到驾驶车道)的信息，并且可以存储关于由转向角检测器220获取的方向盘的旋转角的信息。
另外，如稍后将描述的，存储器90可以存储用于生成避让路径的目标位置的第一至第五条件。另外，存储器90可以存储用于根据第一至第五条件计算与第一避让路径对应的目标位置和与第二避让路径对应的目标位置的等式。
存储器90可以由非易失性存储设备(诸如高速缓存，只读存储器(ROM)，可编程ROM(PROM)，可擦除可编程ROM(EPROM)，电可擦除可编程ROM(EEPROM)和闪存的)，或易失性存储设备(诸如随机存取存储器(RAM))或存储介质(诸如硬盘驱动器(HDD，硬盘驱动器)，CD-ROM)中的至少一个来实现，但不限于此。存储器90可以是被实现为与上述关于控制器100的处理器分离的芯片的存储器，或者可以被实现为处理器和单个芯片的存储器。
警报单元70可以根据控制器100的控制信号来发送警告信号。具体地，警报单元70可以包括设置在车辆1中的显示器、扬声器和振动体，并且根据来自控制器100的控制信号输出可以警告驾驶员碰撞风险的显示器、声音和振动。
控制器100可以包括：至少一个存储器，其中存储有用于执行以下描述的操作的程序；以及用于执行所存储的程序的至少一个处理器。在具有多个存储器和处理器的情况下，它们可以集成在一个芯片上，或者可以设置在物理上分开的位置。另外，控制器100可以是诸如CPU或电子控制单元(ECU)的计算机。
图3和图4是示出根据本公开的示例性实施方式的控制车辆的方法的流程图。
参照图3以及图5，控制器100确定与障碍物的碰撞预测位置(301)。控制器100可以通过确定碰撞预测位置来确定用于障碍物避让的参考线B的位置。
控制器100在车道中搜索避让空间(302)。控制器100可以通过搜索避让空间来确定最大运动基准线C1和C2的位置。
控制器100认为通过转向控制的避让控制是不合适的，并且当车道中的最大可避让偏移量(最大运动基准线与本车辆基准线之差)小于障碍物避让所需要的偏移量(避开参考线与本车辆参考线之间的差)时(303)，不执行避让控制(304)。
当车道中的可避让偏移量大于障碍物避让所需的偏移量时，控制器100认为可以通过转向来控制避让，并基于障碍物避让所需的偏移量确定预定条件(305)。在这种情况下，障碍物避让所需的偏移量可以是障碍物避让的基准线B。此外，预定条件可以是稍后将在图5至图10中描述的等式。
控制器100生成与预定条件对应的多个避让路径(306)。可以根据预定条件将多个避让路径分为平缓的避让路径和急剧的避让路径。控制器100可以控制车辆1的转向角调节单元以跟随多个避让路径中的任一个。稍后将描述生成避让路径的描述。
根据实施方式，控制器100确定车辆1与障碍物之间的碰撞预测位置，并且基于碰撞预测位置来确定能够避免与障碍物碰撞的避让位置。在这种情况下，避让位置可以是用于障碍物避让的基准线B。控制器100可以基于避让位置生成与预定条件对应的多个避让路径，并且控制转向角调节器来跟随多个避让路径中的任一个。另外，控制器100可以基于预定条件来计算避让路径的跟踪结束的目标位置，并且可以基于目标位置计算多个避让路径。在这种情况下，可以将预定条件和用于多个避让路径的等式存储在存储器90中。
多个避让路径包括两个路径。一个是车辆的纵向位置大于障碍物的纵向位置并且具有缓和曲率的路径。另一个是车辆的纵向位置与障碍物的纵向位置相同并且具有急剧曲率的路径。
根据实施方式，后侧检测传感器202可以安装在车辆1的左侧和右侧上，以便能够从车辆1右侧和后侧之间的方向(以下简称右后侧)和车辆1左侧和后侧之间的方向(以下简称左后侧)识别对象。例如，参照图1，在车辆1的左侧设置有第一后侧检测传感器202a或第二后侧检测传感器202b，并且在车辆1的右侧设置有第三后侧检测传感器202c或第四后侧检测传感器202d。
检测传感器200还可以包括用于检测在车辆1的左右方向上接近的障碍物的右侧检测传感器203和左侧检测传感器204。右侧检测传感器203可以包括第一右侧检测传感器203a和第二右侧检测传感器203b，以检测车辆1右侧的所有障碍物。左侧检测传感器204还可包括第一左侧检测传感器204a和第二左侧检测传感器204b，以检测车辆1左侧的所有障碍物。
可以使用各种设备来实现检测传感器200，例如，使用毫米波或微波的雷达，使用脉冲激光的光检测和测距(LiDAR)，使用可见光的视觉传感器，使用红外的红外传感器或使用超声波的超声波传感器。检测传感器200可以仅使用其中之一来实现，或者可以通过将它们组合来实现。当在车辆1中设置多个检测传感器200时，每个检测传感器200可以使用相同的设备来实现，或者可以使用不同的设备来实现。另外，可以使用设计者可以考虑的各种设备和组合来实现检测传感器200。
另外，车道检测器230可以设置在设置有多个检测传感器200的位置处。作为示例，车道检测器230可以设置在第一检测传感器201a所位于的位置中，以检测车辆1正在行驶的车道的车道。
即，车道检测器230被实现为诸如相机的图像传感器，并且被安装在车辆1的前部，并且可以在车辆行驶的方向(前部)上拍摄周围环境。在从车道检测器230获取的拍摄图像中，包括关于车辆1离车道有多远的信息、关于车道或道路的弯度有多大的信息、以及关于车辆1的方向离车道有多远的信息等。
参照图4，控制器100在生成用于避让障碍物的避让路径之前或之后，在驾驶到避让路径的同时，确定与第二障碍物发生碰撞的可能性(401)。在这种情况下，第二障碍物表示及时预期会发生后续碰撞的障碍物。
如果不存在与障碍物碰撞的风险，则控制器100将第一避让路径确定为多个避让路径中的具有缓和曲率的路径(403)，并且当不存在障碍物和碰撞危险时，控制转向角调节单元跟随第一区间的平缓路径。
在这种情况下，避让路径可以包括用于具有第一障碍物的第一区间的第一避让路径和用于具有第二障碍物的第二区间的第二避让路径。可以基于第一避让路径的偏移量、航向角和曲率来生成第二避让路径，并且可以基于与第二区间中的障碍物碰撞的可能性来确定第一避让路径。
控制器100确定平缓路径或急剧的路径中的避让路径(404)，并且当存在与第二障碍物发生碰撞的可能性时，在避让第一障碍物(405)之后确定转向避让路径和制动控制。
控制器100执行转向控制和/或制动控制以便在完成用于避让第一障碍物的避让路径的跟踪之后避让第二障碍物(406)。
图5至图10是用于说明主要障碍物的横向偏移量和竖直位置的确定的图。在图5至图10中，x轴表示纵向，y轴表示横向。
首先，将描述在公开的实施方式中引用的各种参考线。参照图5，本车辆基准线A经过车辆1的前保险杠的中心，并且指示与车道平行的基准线。用于障碍物避让的基准线B经过避让障碍物O的位置，并且指示与车道平行的基准线。最大移动基准线C1和C2位于从避让方向或与障碍物O相反方向的车道向内的车辆1的宽度和车辆1的安全宽度的一半处，并且表示与车道平行的基准线。
用于障碍物避让的参考线B的水平位置可以由下面的等式1确定。
[等式1]
yAvd＝yTgt+0.5(wego+wTgt)，为避让左侧
yAvd＝yTgt-0.5(wego+wTgt)，为避让右侧
(wego：车辆1的宽度，wTgt：障碍物0的宽度)
此外，参照图6，避让路径的基准线表示在碰撞避让路径结束之后通过车辆1的前保险杠的中心的、与车道平行的基准线。例如，在图6中，避让路径基准线表示通过(xDes，yDes)的基准线，且值xDes可以根据车辆1的碰撞避让路径是急剧的还是平缓而变化。yDes值是在xDes值的位置处具有与本车辆的参考线(参见图5中的A)相等的偏移量yDesoffset的位置，可以使用yAvd-yEgo或ymax-yEgo或ymin-yEgo的关系，该关系是本车辆参考线A与另一参考线之间的偏移量。
控制器100生成用于避让障碍物O的多个避让路径。这时，基于作为最平缓的避让路径的第一避让路径(图6的顶部)的位置(xDes，yDes)和作为最急剧的避让路径的第二避让路径(图6的底部)的位置(xDes，yDes)来生成多个避让路径。
可以基于各种条件来生成第一避让路径和第二避让路径。
图6示出了根据第一条件的第一避让路径和第二避让路径。第一条件是(ymax-yEgo)≥2(yAvd-yEgo)(参考图5)，并且是以本车辆基准线A、最大运动基准线C1和用于障碍物避让的基准线B之间的比较为基础。
在这种情况下，与第一避让路径对应的目标位置为(xDes，yDes)＝(xDes，yDesoffset+yEgo2)＝(2xTgt，2(yAvd-yEgo)+yEgo2)，而与第二避让路径对应的目标位置为(xDes，yDes)＝(xDes，yDesoffset+yEgo2)＝(xTgt，(yAvd-yEgo)+yEgo2)
图7示出了根据第二条件的第一避让路径和第二避让路径。第二个条件是2(yAvd-yEgo)＞(ymax-yEgo)≥(yAvd-yEgo)＞(ymin-yEgo)。在这种情况下，如果使用现有的双偏移量，则有可能偏离车道，并且所计算的移动路径与车道内的最大横向移动量一样多。
在这种情况下，与第一避让路径对应的目标位置为
Figure BDA0003092619640000131
，而与第二避让路径对应的目标位置为(xDes，yDes)＝(xDes，yDesoffset+yEgo2)＝(xTgt，(yAvd-yEgo)+yEgo2)。
图8不出了根据第三条件的第一避让路径和第二避让路径。第二个条件是{(ymin-yEgo)≥(yAvd-yEgo)}&xTgt＞0。在这种情况下，车道上的余量比第二个条件大。
在这种情况下，与第一避让路径对应的目标位置为(xDes，yDes)＝(xDes，yDesoffset+yEgo2)＝(2xTgt，(yMin-yEgo)+yEgo2)，而与第二避让路径对应的目标位置为(xDes，yDes)＝(xDes，yDesoffset+yEgo2)＝(xTgt，(yMin-yEgo)+yEgo2)。
图9示出了根据第四条件的第一避让路径和第二避让路径。此时，第四个条件是{(ymin-yEgo)≥(yAvd-yEgo)}&xTgt≤0。在此，已经实现了四阶-函数，也称为四次函数。
在这种情况下，与第一避让路径对应的目标位置为(xDes，yDes)＝(xDes，yDesoffset+yEgo2)＝(vx，Ego*+τ1，(yMin-yEgo)+yEgo2)，而与第二避让路径对应的目标位置为(xDes，yDes)＝(xDes，yDesoffset+yEgo2)＝(vx，Ego*τ2，(yMin-yEgo)+yEgo2).。
但是，它是τ1＞τ2，并且两者都受到系统最大操作时间内的时间间隔的影响。
图10示出了根据第五条件的第一避让路径和第二避让路径。第五个条件是(yAvd-yEgo)＞(ymax-yEgo)。在这种情况下，由于车道上的避让空间不足，因此无法转向避让。因此，控制器100可以在不执行转向避让的情况下执行制动控制。在此，已经实现了也称为量化函数的五次函数。
根据实施方式，当车辆前保险杠的宽度大于障碍物与两侧每个车道之间的距离时，控制器100可以控制不跟随多个避让路径，并且可以执行制动控制以不与障碍物碰撞。
图11示出了所产生的避让路径。控制器100使用车辆1的横摆速度和车道信息(三次函数的系数)来连接车辆1的当前位置
Figure BDA0003092619640000151
和目标位置
Figure BDA0003092619640000152
并计算函数5阶，其是通向车道的平缓路径。控制器100可以通过微分五次函数来计算避让路径的航向角(四次函数)和曲率(三次函数)，并从而预测整个避让路径的偏移量、航向角和曲率需求。在这方面，可以参考下面的等式2。
[等式2]
Figure BDA0003092619640000153
控制器100可以基于从避让路径的末端到-最终控制终点(车道保持部分)的车道信息(三次函数)来预测路径。
图12和13示出了碰撞避让路径的示例。
图14至图18是用于说明避让路径的选择和对第二障碍物的干预判定的图。
根据本公开，车辆1可以通过避让路径避让障碍物O并且基于紧接在到达目标位置之前创建的避让路径避让第二障碍物。
参照图14，当不存在二次碰撞的风险时，控制器100可以执行转向避让控制，以跟随在当前时间点t0可以干预系统的范围内的路径中的最平缓的路径。
参照图15，在系统干预时间内(t2)之前存在与第二障碍物(O2)发生二次碰撞的风险时，通过制动控制和转向控制以跟随平缓的路径，控制器100确定是否存在车辆1的速度(或位置)和第二障碍物O2的速度(或位置)相同的时间点
Figure BDA0003092619640000161
换句话说，控制器100可以确定在平滑避让路径结束之前是否能够避免与第二障碍物O2的碰撞。
根据实施方式，当t3＜t1′并且车辆1与第二障碍物O2之间的运动量
Figure BDA0003092619640000162
之差小于车辆1与第一障碍物O1之间的纵向距离x时，控制器100进行控制以跟随通过制动控制和转向控制的平缓路径。
参考图16，关于与每次速度的关系参考图15。此处，t1'＝通过制动控制和转向控制达到平缓路径的时间，t2＝系统的最大运行时间，t3＝车辆1的速度与第二障碍物(O2)的速度变得相同时的时间，a＝碰撞避让所需的到第二障碍物(O2)的最小相对距离，b＝第二障碍物(O2)移至碰撞避让点的距离，a+b＝车辆1移至碰撞避让点的距离，a+b+c＝平缓碰撞避让路径的距离，a+b+c+d＝车辆1直至系统最大运行时间的行驶距离。
参照图17，在系统干预时间内(t2)存在与第二障碍物(O2)发生二次碰撞的风险时，控制器100在利用制动控制和转向控制跟随平缓路径而所需的时间(t1`)内是否存在车辆1的速度(或位置)和第二障碍物O2的速度(或位置)相同的时间点t3。换句话说，控制器100可以确定在急剧的避让路径的末端之前是否可以避免与第二障碍物O2的碰撞。
根据实施方式，如果t3＞t1'，当在用制动控制和转向控制跟随急剧的避让路径而所需的时间
Figure BDA0003092619640000171
之后使用最大制动时，控制器100确定在系统结束时间t2之前是否存在车辆1的速度和第二障碍物O2的速度变得相同的时间点t3。换句话说，在急剧的避让路径结束之后，控制器100可以使用制动控制来确定是否可以避免与第二障碍物O2的碰撞。
根据实施方式，如果t1”＜t3＜t2，并且当车辆1与第二障碍物O2之间的运动量之差(a+d，
Figure BDA0003092619640000172
和
Figure BDA0003092619640000173
)小于车辆1与第一障碍物O1之间的纵向距离x时，控制器100跟随通过制动控制和转向控制的急剧的路径。此时，执行最大制动控制直到避让路径跟踪(t1")完成之后的时间点t2。
有关根据图17的每次速度与速度的关系，请参见图18。这里，t1”＝通过制动控制和转向控制到达急剧的路径的时间，t2＝系统的最大运行时间，t3＝车辆1的速度与第二障碍物(O2)的速度相同时的时间，a+b＝急剧的碰撞避让路径的距离，a+d＝车辆1与第二障碍物(02)之间为碰撞避让所需要的最小相对距离，b+c＝第二障碍物(O2)到达碰撞避让点的距离，a+b+c+d＝车辆1已经移至碰撞避让点的距离，并且a+b+c+d+e＝车辆1到达系统最大运行时间的距离。
所公开的实施方式可以以记录介质的形式来实现，该记录介质存储可由处理器执行的计算机可执行指令。指令可以以程序代码的形式存储，并且当由处理器执行时，指令可以生成程序模块以执行所公开的实施方式的操作。记录介质可以非暂时性地实现为计算机可读记录介质。
非暂时性计算机可读记录介质可以包括存储可以由计算机解释的命令的所有种类的记录介质。例如，非暂时性计算机可读记录介质可以是例如ROM、RAM、磁带、磁盘、闪存、光学数据存储设备等。
到目前为止，已经参考附图描述了本公开的实施方式。对于本领域的普通技术人员显而易见的是，在不改变本公开的技术思想或基本特征的情况下，可以以不同于上述实施方式的其他形式来实践本公开。上面的实施方式仅作为示例，并且不应在有限的意义上进行解释。
根据所公开的实施方式的方面，可以响应在本车辆的所有方向上存在的所有碰撞风险情况，并且自然地避让障碍物。

Claims (20)

1.一种车辆，包括：
检测传感器，被配置为获取车辆的前方视野的图像，并检测所述前方视野中的障碍物；以及
控制器，包括至少一个被配置为处理从所述检测传感器获取的数据的处理器，
其中，所述控制器被配置为：
确定所述车辆与所述障碍物之间的碰撞预测位置，
基于所述预测位置来确定能够避免与所述障碍物碰撞的避让位置；
基于所述避让位置分别生成与多个预定条件对应的多个避让路径，并且
控制转向角调节单元以跟随所述多个避让路径中的任一个避让路径。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：
基于所述预定条件来计算所述多个避让路径中每一个避让路径的跟踪结束的目标位置，并且
基于所述目标位置生成所述多个避让路径。
3.根据权利要求1所述的车辆，还包括：存储器，被配置为存储多个所述预定条件和与相应的所述预定条件对应的所述多个避让路径。
4.根据权利要求2所述的车辆，其中，所述控制器被配置为生成所述多个避让路径，所述多个避让路径包括：其中所述车辆的纵向位置大于所述障碍物的纵向位置并且曲率平缓的路径，以及其中所述车辆的纵向位置与所述障碍物的纵向位置相同并且曲率急剧的路径。
5.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：当所述车辆的前保险杠的宽度大于所述障碍物与两侧的每个车道之间的距离时，进行控制不跟随所述多个避让路径。
6.根据权利要求5所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：执行制动控制，使得不与所述障碍物碰撞。
7.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：使用五次函数的系数来生成所述多个避让路径。
8.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：使用五次函数来获取所述车辆的偏移量，使用通过对所述五次函数求微分而获取的四次函数来获取所述车辆的航向角，并使用通过对所述四次函数求微分而获取的三次函数来获取所述避让路径的曲率。
9.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述多个避让路径包括用于第一区间的第一避让路径和用于第二区间的第二避让路径，并且
其中，所述第一避让路径是用于避让第一障碍物的路径，所述第二避让路径是用于避让在第一障碍物之后的第二障碍物的路径。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：当不存在与所述第二障碍物碰撞的风险时，将所述第一避让路径确定为平缓路径，并且对转向角调节单元进行控制，以在所述第一区间中跟随所述平缓路径。
11.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述控制器被配置为：当存在与所述第二障碍物发生碰撞的风险时，在所述第二避让路径中执行制动控制和转向控制中的至少一项。
12.一种控制车辆的方法，包括以下步骤：
确定车辆与障碍物之间的碰撞预测位置；
基于所述碰撞预测位置来确定能够避免与所述障碍物碰撞的避让位置；
基于所述避让位置分别生成与多个预定条件对应的多个避让路径；以及
控制所述车辆跟随所述多个避让路径中的任一个避让路径。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，生成所述多个避让路径包括：
基于所述预定条件来计算所述多个避让路径中每一个避让路径的跟踪结束的目标位置，并且
基于所述目标位置生成所述多个避让路径。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括：从存储器中加载多个所述预定条件和与相应的所述预定条件对应的多个避让路径。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，生成所述多个避让路径包括：生成包括以下路径的所述多个避让路径：其中所述车辆的纵向位置大于所述障碍物的纵向位置并且曲率平缓的路径，以及其中所述车辆的纵向位置与所述障碍物的纵向位置相同并且曲率急剧的路径。
16.根据权利要求12所述的方法，其中，控制所述车辆包括：当所述车辆的前保险杠的宽度大于所述障碍物与两侧的每个车道之间的距离时，进行控制不跟随所述多个避让路径。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，控制所述车辆包括：执行制动控制，使得不与所述障碍物碰撞。
18.根据权利要求12所述的方法，其中，生成所述多个避让路径包括：使用五次函数的系数来生成所述多个避让路径。
19.根据权利要求12所述的方法，其中，生成所述多个避让路径包括：
使用五次函数来获取所述车辆的偏移量；
使用通过对所述五次函数求微分而获取的四次函数来获取所述车辆的航向角；以及
使用通过对所述四次函数求微分而获取的三次函数来获取所述多个避让路径中的每一个避让路径的曲率。
20.一种存储有非暂时性计算机程序的记录介质，当执行该计算机程序时，使处理器执行以下步骤：
确定车辆与障碍物之间的碰撞预测位置；
基于所述碰撞预测位置来确定能够避免与所述障碍物碰撞的避让位置；
基于所述避让位置分别生成与多个预定条件对应的多个避让路径；以及
控制所述车辆跟随所述多个避让路径中的任一个避让路径。
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