CN114954454A - 一种自动驾驶低速跟车巡航控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动驾驶低速跟车巡航控制方法及系统，本发明首先实时监测自车周围环境状态，包括车道线状态、自车道目标行驶状态、邻车道目标行驶状态；然后根据自车道目标行驶状态和邻车道目标行驶状态来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；或者根据车道线状态，实时监测邻车道目标是否有切入自车道的意图，并根据监测结果来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；最后根据调整后的跟车时距大小控制车辆与前车保持安全距离行驶。通过本发明结合邻车道车辆的行驶状态和自车道车辆的行驶状态自适应调节TJA系统的跟车时距大小，以提高低速跟车跟随响应时间和改善低速跟车车辆频繁急加减速等不舒适体验。
Description
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种多车道模型的自动驾驶低速跟车巡航控制方法及装置。
背景技术
近年来，随着汽车电动化、智能化、网联化的快速发展，自动驾驶功能装配率和自动化程度越来越高。针对交通拥堵跟车行驶时，驾驶员需要保持时刻的注意力来完成车辆加速、减速等动作，容易引发驾驶疲劳和交通事故。为此，大量具备L2功能的自动驾驶车辆开始使用交通拥堵辅助系统(TJA)来代替驾驶员完成车辆周围环境探测和车辆横纵向控制。通常情况下，TJA系统会通过设定一个与前车固定的安全距离(跟车时距)来确保行驶安全，但在低速跟车行驶时较大的跟车时距会导致车辆跟随响应较慢，易被其他车辆加塞；较小的安全时距会导致车辆频繁急加减速，给驾驶员造成不适感和紧张感，且易引起追尾事故。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种自动驾驶低速跟车巡航控制方法及装置，结合邻车道车辆的行驶状态和自车道车辆的行驶状态自适应调节TJA系统的跟车时距大小，以提高低速跟车跟随响应时间和改善低速跟车车辆频繁急加减速等不舒适体验。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种自动驾驶低速跟车巡航控制方法，包括：
实时监测自车周围环境状态，包括车道线状态、自车道目标行驶状态、邻车道目标行驶状态；
根据自车道目标行驶状态和邻车道目标行驶状态来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；或者根据车道线状态，实时监测邻车道目标是否有切入自车道的意图，并根据监测结果来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；
根据调整后的跟车时距大小控制车辆与前车保持安全距离行驶。
进一步的，根据自车道目标行驶状态和邻车道目标行驶状态来自适应调整TJA系统的跟车时距大小，包括：
当V1≥V2且a1≥a2时，增大跟车时距；
当V1<V2且a1<a2时，减小跟车时距；
V1、a1分别为自车道目标的速度与纵向加速度；V2、a2分别为邻车道目标的速度与纵向加速度。
进一步的，调整后的跟车时距T’＝T+ΔT，ΔT＝T*X；T为当前设定的跟车时距；
当V1≥V2且a1≥a2时，X的取值遵循如下规则：
0km/h≤|V1-V2|≤5km/h，则X取3％；
5km/h<|V1-V2|≤10km/h，则X取5％；
10km/h<|V1-V2|≤15km/h，则X取10％；
15km/h<|V1-V2|≤20km/h，则X取15％；
20km/h<|V1-V2|≤25km/h，则X取20％；
20km/h<|V1-V2|≤25km/h，则X取30％；
30km/h<|V1-V2|≤35km/h，则X取35％；
35km/h<|V1-V2|≤40km/h，则X取40％；
40km/h<|V1-V2|≤45km/h，则X取50％；
当V1<V2且a1<a2时X的取值遵循如下规则：
0km/h≤|V1-V2|≤5km/h，则X取-3％；
5km/h<|V1-V2|≤10km/h，则X取-5％；
10km/h<|V1-V2|≤15km/h，则X取-8％；
15km/h<|V1-V2|≤20km/h，则X取-10％；
20km/h<|V1-V2|≤25km/h，则X取-13％；
20km/h<|V1-V2|≤25km/h，则X取-16％；
30km/h<|V1-V2|≤35km/h，则X取-20％；
35km/h<|V1-V2|≤40km/h，则X取-25％；
40km/h<|V1-V2|≤45km/h，则X取-30％。
进一步的，根据监测结果来自适应调整TJA系统的跟车时距大小，包括：若邻车道目标有切入意图，则增大自车的跟车时距。
进一步的，调整后的跟车时距T’＝T+ΔT，ΔT＝T*X；T为当前设定的跟车时距，X的取值遵循如下规则：
0km/h≤|V1-V2|≤5km/h，则X取0％；
5km/h<|V1-V2|≤10km/h，则X取3％；
10km/h<|V1-V2|≤15km/h，则X取6％；
15km/h<|V1-V2|≤20km/h，则X取9％；
20km/h<|V1-V2|≤25km/h，则X取13％；
20km/h<|V1-V2|≤25km/h，则X取15％；
30km/h<|V1-V2|≤35km/h，则X取17％；
35km/h<|V1-V2|≤40km/h，则X取18％；
40km/h<|V1-V2|≤45km/h，则X取20％；
V1为自车道目标的速度；V2为邻车道目标的速度。
进一步的，根据车道线状态调整跟车时距的优先级高于根据自车道目标行驶状态和邻车道目标行驶状态调整跟车时距的优先级。
第二方面，本发明提供一种自动驾驶低速跟车巡航控制系统，包括：
感知模块，用于实时监测自车周围环境状态，包括车道线状态、自车道目标行驶状态、邻车道目标行驶状态；
决策模块，用于根据自车道目标行驶状态和邻车道目标行驶状态来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；或者根据车道线状态，实时监测邻车道目标是否有切入自车道的意图，并根据监测结果来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；
执行模块，用于根据调整后的跟车时距大小控制车辆与前车保持安全距离行驶。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：
存储器，用于存储计算机软件程序；
处理器，用于读取并执行所述计算机软件程序，进而实现本发明第一方面所述的一种自动驾驶低速跟车巡航控制方法。
第四方面，本发明提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有用于实现本发明第一方面所述的一种自动驾驶低速跟车巡航控制方法的计算机软件程序。
本发明的有益效果是：传统低速跟车方法通过设定固定的车间时距，然后车辆仅根据前车行驶数据和自车行驶数据计算当前车间时距，并与设定的车间时距进行比较，控制车辆加减速动作，但固定的车间时距会造成较慢的起步响应和较差的急加减速驾驶体验。而本发明采用基于多车道模型的自动驾驶跟车巡航控制方法，结合邻车道车辆的行驶状态和自车道车辆的行驶状态自适应调节跟车时距，保证低速跟车具有较好的响应速度和舒适的驾驶体验。自适应跟车时距调节能够根据多车道模型来计算不同行驶场景下的跟车时距偏移量，进而控制跟车控制车辆行驶的安全性和舒适性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种自动驾驶低速跟车巡航控制系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种自动驾驶低速跟车巡航控制方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的电子设备的实施例示意图；
图4为本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明实施例提供的一种自动驾驶低速跟车巡航控制系统结构示意图。如图1所示，该系统包括感知模块、决策模块和执行模块三大部分。
低速跟车感知模块采用5R1V(5个毫米波雷达和1个前视相机)融合的感知方案，输出车辆前方车道线信息、自车前方目标行驶状态信息、邻车道目标行驶状态信息。
低速跟车决策模块根据感知模块输出的环境信息，结合自车行驶状态来自适应调整跟车时距大小，进而TJA控制系统根据周围目标车行驶的速度、方位角、相对距离以及车道线来输出纵向加速度和横向控制扭矩。
低速跟车的执行模块根据横纵向控制指令采用驱动/制动/转向等不同的控制形式完成车辆低速跟车行驶。
基于上述系统，本发明实施例还提供一种自动驾驶低速跟车巡航控制方法，首先，根据车辆搭载的摄像头、前向毫米波雷达、角雷达传感器来实时检测自车周围环境状态，包括车道线状态、自车道目标行驶状态、邻车道目标行驶状态；然后，根据自车道目标行驶状态和邻车道目标行驶状态来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；或者根据车道线状态，实时监测邻车道目标是否有切入自车道的意图，并根据监测结果来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；最后，根据调整后的跟车时距大小控制车辆与前车保持安全距离行驶。
具体的如图2所示，车辆开启TJA系统正常行驶，若自车速度小于45kmh，则认为处于低速巡航状态，此时启动低速巡航自适应跟车时距调节，否则不进行跟车时距调节，按照初始设定的固定跟车时距T进行跟车行驶。
若系统判断处于低速巡航状态且前方具有低速行车的车辆(速度为V1)，则判断邻车道是否有低速行驶的车辆(速度为V2)。
若邻车道不存在V2车辆，则不进行跟车时距调整，按照初始设定的固定跟车时距T进行跟车行驶；否则系统判断前方低速行驶的车辆速度V1>邻车道行驶的车辆速度V2且前方低速行驶的车辆加速度a1≥邻车道行驶的车辆加速度a2，则在初始跟车时距T的基础上加上跟车时距偏移量△T1，偏移量△T1＝初始跟车时距T*调整比例X1。即邻车道行驶的车辆速度较低且有减速行为，此时可以判定前方可能即将出现拥堵，应调大跟车时距，以保证安全距离，避免前方车辆紧急刹车时自车急刹急停现象。
系统判断V1<V2，在初始跟车时距T的基础上加上跟车时距偏移量△T2，偏移量△T2＝初始跟车时距T*调整比例X2。即邻车道行驶的车辆速度较高且有加速行为时，则可以判定前方拥堵可能有所缓解，此时应调小跟车时距，在保证安全的前提下，缓慢提速，减小与前车的距离，以避免前车前进时，自车突然提速或提速延迟导致自车与前车间距拉大，其他车辆加塞的情况。
在此基础上，无论前方有无低速行车的车辆，且无论跟车时距T是以T+△T1或是以T+△T2的方式进行调整，若判断邻车道有车辆意图切入自车道(包含加速起步、减速跟停、匀速行驶等场景)时，则在初始跟车时距T的基础上加上跟车时距偏移量△T3，偏移量△T3＝初始跟车时距T*调整比例X3。即根据车道线状态调整跟车时距的优先级高于根据自车道目标行驶状态和邻车道目标行驶状态调整跟车时距的优先级。
最终，TJA控制系统根据新的跟车时距(T+△Ti，i＝1，2，3)和两车当前的相对距离/速度来输出目标加速度或减速制动力控制车辆行驶。
△Ti的调整策略如下表所示：
所述邻车道切入判断方法为监测和预测两种形式，其一是根据当前状态监测邻车道车辆是否已越过车道线，来判断邻车道车辆是否有切入意图；其二为根据预测行为持续0.1s判断邻车道车辆横向速度和航向预测未来0.7s时间内车辆是否越过车道线，来判断车辆是否有切入意图。
所述邻车道车辆切入包含自车起步时有车意图切入、低速稳定跟车时意图切入、跟停时意图切入三种场景。
优选的，为避免频繁调整跟车时距且保证舒适的驾驶感受，两次跟车时距调整间隔需大于10s，否则不进行跟车时距调整。
请参阅图3，图3为本发明实施例提供的电子设备的实施例示意图。如图3所示，本发明实施例提了一种电子设备500，包括存储器510、处理器520及存储在存储器520上并可在处理器520上运行的计算机程序511，处理器520执行计算机程序511时实现以下步骤：
实时监测自车周围环境状态，包括车道线状态、自车道目标行驶状态、邻车道目标行驶状态；
根据自车道目标行驶状态和邻车道目标行驶状态来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；或者根据车道线状态，实时监测邻车道目标是否有切入自车道的意图，并根据监测结果来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；
根据调整后的跟车时距大小控制车辆与前车保持安全距离行驶。
请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。如图4所示，本实施例提供了一种计算机可读存储介质600，其上存储有计算机程序611，该计算机程序611被处理器执行时实现如下步骤：
实时监测自车周围环境状态，包括车道线状态、自车道目标行驶状态、邻车道目标行驶状态；
根据自车道目标行驶状态和邻车道目标行驶状态来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；或者根据车道线状态，实时监测邻车道目标是否有切入自车道的意图，并根据监测结果来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；
根据调整后的跟车时距大小控制车辆与前车保持安全距离行驶。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种自动驾驶低速跟车巡航控制方法，其特征在于，包括：
实时监测自车周围环境状态，包括车道线状态、自车道目标行驶状态、邻车道目标行驶状态；
根据自车道目标行驶状态和邻车道目标行驶状态来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；或者根据车道线状态，实时监测邻车道目标是否有切入自车道的意图，并根据监测结果来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；
根据调整后的跟车时距大小控制车辆与前车保持安全距离行驶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据自车道目标行驶状态和邻车道目标行驶状态来自适应调整TJA系统的跟车时距大小，包括：
当V1≥V2且a1≥a2时，增大跟车时距；
当V1<V2且a1<a2时，减小跟车时距；
V1、a1分别为自车道目标的速度与纵向加速度；V2、a2分别为邻车道目标的速度与纵向加速度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，调整后的跟车时距T’＝T+ΔT，ΔT＝T*X；T为当前设定的跟车时距；
当V1≥V2且a1≥a2时，X的取值遵循如下规则：
0km/h≤|V1-V2|≤5km/h，则X取3％；
5km/h<|V1-V2|≤10km/h，则X取5％；
10km/h<|V1-V2|≤15km/h，则X取10％；
15km/h<|V1-V2|≤20km/h，则X取15％；
20km/h<|V1-V2|≤25km/h，则X取20％；
20km/h<|V1-V2|≤25km/h，则X取30％；
30km/h<|V1-V2|≤35km/h，则X取35％；
35km/h<|V1-V2|≤40km/h，则X取40％；
40km/h<|V1-V2|≤45km/h，则X取50％；
当V1<V2且a1<a2时X的取值遵循如下规则：
0km/h≤|V1-V2|≤5km/h，则X取-3％；
5km/h<|V1-V2|≤10km/h，则X取-5％；
10km/h<|V1-V2|≤15km/h，则X取-8％；
15km/h<|V1-V2|≤20km/h，则X取-10％；
20km/h<|V1-V2|≤25km/h，则X取-13％；
20km/h<|V1-V2|≤25km/h，则X取-16％；
30km/h<|V1-V2|≤35km/h，则X取-20％；
35km/h<|V1-V2|≤40km/h，则X取-25％；
40km/h<|V1-V2|≤45km/h，则X取-30％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据监测结果来自适应调整TJA系统的跟车时距大小，包括：若邻车道目标有切入意图，则增大自车的跟车时距。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，调整后的跟车时距T’＝T+ΔT，ΔT＝T*X；T为当前设定的跟车时距，X的取值遵循如下规则：
0km/h≤|V1-V2|≤5km/h，则X取0％；
5km/h<|V1-V2|≤10km/h，则X取3％；
10km/h<|V1-V2|≤15km/h，则X取6％；
15km/h<|V1-V2|≤20km/h，则X取9％；
20km/h<|V1-V2|≤25km/h，则X取13％；
20km/h<|V1-V2|≤25km/h，则X取15％；
30km/h<|V1-V2|≤35km/h，则X取17％；
35km/h<|V1-V2|≤40km/h，则X取18％；
40km/h<|V1-V2|≤45km/h，则X取20％；
V1为自车道目标的速度；V2为邻车道目标的速度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据车道线状态调整跟车时距的优先级高于根据自车道目标行驶状态和邻车道目标行驶状态调整跟车时距的优先级。
7.一种自动驾驶低速跟车巡航控制系统，其特征在于，包括：
感知模块，用于实时监测自车周围环境状态，包括车道线状态、自车道目标行驶状态、邻车道目标行驶状态；
决策模块，用于根据自车道目标行驶状态和邻车道目标行驶状态来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；或者根据车道线状态，实时监测邻车道目标是否有切入自车道的意图，并根据监测结果来自适应调整TJA系统的跟车时距大小；
执行模块，用于根据调整后的跟车时距大小控制车辆与前车保持安全距离行驶。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机软件程序；
处理器，用于读取并执行所述计算机软件程序，进而实现权利要求1-6任一项所述的一种自动驾驶低速跟车巡航控制方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有用于实现权利要求1-6任一项所述的一种自动驾驶低速跟车巡航控制方法的计算机软件程序。
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| CN202210553939.5A CN114954454A (zh) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | 一种自动驾驶低速跟车巡航控制方法及装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN115593438A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-01-13 | 小米汽车科技有限公司（Cn） | 跟车方法、装置以及存储介质 |
| CN116001787A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-04-25 | 合众新能源汽车股份有限公司 | 跟车时距调整方法、装置和电子设备 |
-
2022
- 2022-05-19 CN CN202210553939.5A patent/CN114954454A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115593438A (zh) * | 2022-11-25 | 2023-01-13 | 小米汽车科技有限公司（Cn） | 跟车方法、装置以及存储介质 |
| CN116001787A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-04-25 | 合众新能源汽车股份有限公司 | 跟车时距调整方法、装置和电子设备 |
| CN116001787B (zh) * | 2023-02-21 | 2024-05-28 | 合众新能源汽车股份有限公司 | 跟车时距调整方法、装置和电子设备 |
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