CN114523982A - 一种自动驾驶并行行驶回避的速度规划方法 - Google Patents

Abstract

一种自动驾驶并行行驶回避的速度规划方法，包括：步骤1，并行状态判断：根据本车与相邻旁车道的大车的相对纵向位置关系判断并行状态；步骤2，计算车辆间相对位置和速度，获取限速信息，得到速度限制值；步骤3，并行避让功能激活判断，根据本车、旁边大车以及前车三者之间的相对速度和相对位置关系，激活并行避让功能，选择输出加速超越旁车，还是减速避让旁车的速度规划指令；步骤4，融合限速信息输出最终速度指令：最终融合限速信息，和并行避让计算出来的速度规划指令取较小值用作自动驾驶控制目标。本发明进行了和大车并行行驶这种特定场景下速度规划方法的改进，使得速度规划算法更能适应自动驾驶功能的升级迭代，提升了功能的平台适应性和安全性能。

Description

一种自动驾驶并行行驶回避的速度规划方法

技术领域

本发明属于汽车驾驶控制技术领域，具体涉及自动驾驶纵向速度规划方法。

背景技术

近年来，自动驾驶功能吸引了外界不少关注，尤其是各大主机厂。当前阶段，已有主机厂基于毫米波雷达和前视摄像头完成了ACC/IACC等驾驶辅助功能的量产，市场反响良好，自动驾驶的市场前景令人看好。深挖技术，自动驾驶加速度规划的基本原理主要是基于道路实时信息、车辆周围目标信息进行实时目标加速度规划，保证车辆能够在实际道路上完成跟车行驶、巡航行驶等等自动驾驶功能。

目前IACC中的目标速度规划，只考虑了前车目标与本车的相对车速、相对距离，以及驾驶员设置目标车速等简单信息。如图2，这样的速度规划，对旁车道有并排行驶大车的场景，具有局限性，并不能满足在驾驶员不监控车辆运行状态的情况下，避免这种场景带来的风险以及对车内人员产生的压迫感。

发明内容

本发明提出一种特定场景自动驾驶纵向速度规划方法，主要解决传统自动驾驶没有考虑和大车长时间并排行驶的场景风险。

本发明的技术方案如下：

一种自动驾驶并行行驶回避的速度规划方法，其包括如下步骤：

步骤1，并行状态判断：

根据本车与相邻旁车道的大车的相对纵向位置关系判断并行状态。若纵向位置差绝对值小于设定值时，则判断为并行状态。

步骤2，计算车辆间相对位置和速度，获取限速信息，得到速度限制值。

步骤3，并行避让功能激活判断：

根据本车、旁边大车以及前车三者之间的相对速度和相对位置关系，激活并行避让功能，选择输出加速超越旁车，还是减速避让旁车的速度规划指令。这一步是判断是否需要进行避让，判断是加速避让还是减速避让。决定后再具体计算执行的加速度或则减速度。

步骤4，融合限速信息输出最终速度指令：

最终根据融合限速信息，和并行避让计算出来的速度规划指令取较小值用作自动驾驶控制目标。

进一步地，步骤2的计算车辆间相对位置/速度，包括：

2.1，对于非跟车状态，依据驾驶员设置的车速，计算本车和旁边大车的车速之差ΔV_par；

2.2，在跟车状态下，依据驾驶员设置车速，计算本车和前方目标车速之差ΔV_head，以及当前前车和本车之间的距离Distance_r。

进一步地， 所述步骤3包括：

3.1 激活并行避让，加速超越：

当本车和旁边大车的车速之差满足0<ΔV_par<加速避让的速度阈值，并行避让功能激活，确定为加速超越；当本车超越旁边大车一段距离DistanceOver（标定值5m）后，并行避让功能关闭，完成本次避让过程。

3.2 激活并行避让，减速避让：

当本车和旁边大车的车速之差满足减速避让的速度阈值<ΔV_par<0，并行避让功能激活，确定进行减速避让；当本车减速到错开旁边大车一段距离DistanceOver（标定值5m）后，并行避让功能关闭，完成本次避让过程。

本发明针对传统IACC速度规划算法中的不足和缺陷，根据自动驾驶实际需求，引入相邻车道的大车目标及两车相对位置关系约束，同时考虑前方道路信息（如道路曲率，各类限速等信息），以及本车道目标车进行速度指令的综合计算，最终综合各种信息取出一个最优的速度规划值，通过加速或者减速行驶一段距离避让开和大车平行行驶的状态。本发明进行了和大车并行行驶这种特定场景下速度规划方法的改进，使得速度规划算法更能适应自动驾驶功能的升级迭代，提升了功能的平台适应性和安全性能。

本发明主要适用于自动驾驶功能在本车和大车并排行驶这种安全风险性较大的场景应用。

附图说明

图1.纵向并行避让功能架构示意图；

图2.实际道路场景示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步详细说明本发明具体实施过程：

如图1是本实施例涉及的纵向并行避让功能架构示意, 车辆运行的实际道路场景如图2所示，自动驾驶并行行驶回避的速度规划方法过程如下：

Step1，并行状态判断：根据本车与相邻旁车道的大车的相对纵向位置关系判断并行状态。若纵向位置差绝对值小于设定值时，则判断为并行状态。

例如，对相邻旁车道的大车（Object为Truck）进行识别，当本车行驶到和大车平行的状态下，能够根据两车的相对纵向位置关系TruckPosRelation，若纵向位置差TruckPosRelation绝对值小于±3m，那么输出并行状态标志位Parrel_Object_Status=1，否则输出0。

Step2，环境信息和车辆间相对位置和速度关系计算

a)非跟车状态（即行驶在ACC设定车速的状态下）

依据驾驶员设置车速，计算本车和旁边大车的车速之差ΔV_par。

b)跟车状态下，依据驾驶员设置车速，计算本车和前方目标车速之差ΔV_head，以及当前前车和本车之间的距离Distance_r。

c)限速信息获取

根据当前地图限速信息，综合后的速度限制值SpeedLimit。当前本车车速已经达到了车速限速值，那么并行避让功能只允许减速避让，不允许加速超越旁车，避免超速。

这里，速度限制值的来源有地图、限速牌、隧道等限速信息，所以后续需要将并行回避算法计算出的速度指令值，和这些值进行综合评估处理后，在满足所有限定值要求的情况下，最终输出一个速度指令。

Step3，并行避让功能激活判断

当满足了和旁车道大车平行行驶的空间位置关系时。为了避免和大车反复出现平行和错开行驶的循环。还需要综合考虑到本车、旁车以及前车三者之间的相对速度，和相对位置关系，再输出加速超越旁车还是减速避让旁车的速度规划指令。

1、激活并行避让，加速超越：

本车和旁边大车的车速之差满足0<ΔV_par<AccelActionVel，（其中，AccelActionVel为加速避让的速度阈值，标定值3km/h）。意味着旁边大车比本车的速度略慢，且由于大车很长，仍会长时间处于并排行驶的状态。此时并行避让功能激活，进行加速超越，规划比当前设定车速大Vaccel（例如标定值10km/h）的速度值进行超越。当本车超越旁边大车一段距离DistanceOver（例如标定值5m）后，并行避让功能关闭，完成本次避让过程。由于旁边大车比本车略慢一点，所以在不改变ACC设定车速的情况下不会再反复形成平行的状态。

2、激活并行避让，减速避让：

本车和旁边大车的车速之差满足DecelActionVel <ΔV_par<0，（其中，DecelActionVel为减速避让的速度阈值，标定值-3km/h）。意味着旁边大车比本车的速度略快，且由于大车很长，仍会长时间处于并排行驶的状态。此时并行避让功能激活，进行减速避让，规划比当前设定车速小Vdecel（标定值10km/h）。当本车减速到错开旁边大车一段距离DistanceOver（标定值5m）后，并行避让功能关闭，完成本次避让过程。由于旁边大车比本车略快一点，所以在不改变ACC设定车速的情况下不会再反复形成平行的状态。

3、本车道前方目标车距离较近时的并行避让功能激活：

前方有目标车的情况下，若前车和本车的实际距离Distance_r大于当前的跟车目标距离加上设定距离，例如20m，同时前车和本车设定车速之间相对速度大于设定速度，例如-1m/s，允许加速或者减速避让；前车和本车的实际距离Distance_r大于当前的跟车目标距离加上设定距离例如10m，同时前车和本车设定车速之间相对速度小于设定速度-1m/s，允许减速避让，这样不会导致加速超越之后由于本车道前方有慢速车，导致本车又减速，避免反复的加速和减速导致不舒适感。

Step4，融合限速信息输出最终速度指令：

最终根据融合限速信息，和并行避让计算出来的速度指令取一个较小值用作自动驾驶控制目标。

这里，由于速度指令在应对不同的场景时有多种计算的算法，并行避让的速度指令规划是其中之一，因此还要将所有的速度指令进行综合判断选取最小值作为最终的速度。

Claims (7)

1.一种自动驾驶并行行驶回避的速度规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，并行状态判断：根据本车与相邻旁车道的大车的相对纵向位置关系判断并行状态；

步骤2，计算车辆间相对位置和速度，获取限速信息，得到速度限制值；

步骤3，并行避让功能激活判断

根据本车、旁边大车以及前车三者之间的相对速度和相对位置关系，激活并行避让功能，选择输出加速超越旁车，还是减速避让旁车的速度规划指令；

步骤4，融合限速信息输出最终速度指令：

最终融合限速信息，和并行避让计算出来的速度规划指令取较小值用作自动驾驶控制目标。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶并行行驶回避的速度规划方法，其特征在于，所述步骤1中，若纵向位置差绝对值小于设定值时，则判断为并行状态。

3.根据权利要求1所述的自动驾驶并行行驶回避的速度规划方法，其特征在于，步骤2的计算车辆间相对位置/速度，包括：

2.1，对于非跟车状态，依据驾驶员设置的车速，计算本车和旁边大车的车速之差ΔV_par；

2.2，在跟车状态下，依据驾驶员设置车速，计算本车和前方目标车速之差ΔV_head，以及当前前车和本车之间的距离Distance_r。

4.根据权利要求1所述的自动驾驶并行行驶回避的速度规划方法，其特征在于，步骤2的获取限速信息得到速度限制值是指根据当前地图限速信息，综合后的速度限制值。

5.根据权利要求1所述的特定场景自动驾驶纵向速度规划方法，其特征在于，所述融合限速信息是指将各类的速度指令包括跟车行驶的速度指令、限速牌的速度指令、弯道限制速度指令进行融合比较，取最小。

6.根据权利要求1所述的自动驾驶并行行驶回避的速度规划方法，其特征在于，所述步骤3包括：

激活并行避让，加速超越：

当本车和旁边大车的车速之差满足0<ΔV_par<加速避让的速度阈值，并行避让功能激活，确定为加速超越；当本车超越旁边大车达到标定值后，并行避让功能关闭；

激活并行避让，减速避让：

当本车和旁边大车的车速之差满足减速避让的速度阈值<ΔV_par<0，并行避让功能激活，确定为减速避让；当本车减速到错开旁边大车达到标定值后，并行避让功能关闭。

7.根据权利要求1所述的自动驾驶并行行驶回避的速度规划方法，其特征在于，所述步骤3还包括：

3.3，本车道前方目标车距离较近时的并行避让功能激活：

当前方有目标车，若前车和本车的实际距离大于当前的跟车目标距离加上设定距离，同时前车和本车设定车速之间相对速度大于设定速度，允许加速或者减速避让；前车和本车的实际距离大于当前的跟车目标距离加上设定距离，同时前车和本车设定车速之间相对速度小于设定速度，允许减速避让。

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