CN115123262B - 自主驾驶的纵向加速度控制 - Google Patents

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Abstract

自主驾驶的纵向加速度控制。提供了一种设置在前行车辆后方沿着道路行驶的车辆的目标纵向加速度的方法，该方法包括：确定(S61)前行车辆的横向位置；定义(S62)从前行车辆起延伸的横向范围，横向范围具有第一子范围、第二子范围以及其间的中央子范围，其中，当前行车辆变道时，该横向范围随着前行车辆距该前行车辆所在的车道的中央的横向距离而增加；确定(S63)在前行车辆后方延伸的纵向范围；以及针对宿主车辆在该纵向范围内的任何纵向位置，执行以下操作：在宿主车辆的横向位置处于中央子范围内的情况下将目标纵向加速度设置成第一值；以及在横向范围处于第一子范围或第二子范围内的情况下将目标纵向加速度设置成比第一值大的第二值。

Description

自主驾驶的纵向加速度控制
技术领域
本文中的示例方面总体上涉及自主驾驶领域，特别地，涉及设置宿主车辆(hostvehicle)相对于宿主车辆和前行车辆(leading vehicle)所行驶在的道路的目标纵向加速度以供在宿主车辆的自主控制中使用的技术。
背景技术
自主驾驶功能是现代车辆的功能，这吸引了越来越多的关注。自主驾驶功能可以允许宿主车辆(即，要进行自主控制的车辆)的驾驶员将对车辆的加速和转向两者的控制移交给自主驾驶系统，该自主驾驶系统可以被提供目标速度和车头时距(headway time)或者预期路线的更详细信息。然后，自主驾驶系统可以尝试通过加速来实现希望的速度，并使车辆转向以便遵循选定车道。
自主驾驶系统还可以被适配为对其他道路使用者的动作做出恰当反应。例如，当宿主车辆接近其前方的移动较慢的车辆时，自主驾驶系统可以决定是超过该移动较慢的车辆，还是减速并与前方车辆保持希望的车头空距(headway distance)。另外，自主驾驶系统可以转换车道以遵循希望的路线。更高级版本的系统甚至可以预测其他道路使用者的行为以确定恰当的动作和反应。因此，通常将自主驾驶系统通常配置成从诸如雷达、摄像机、惯性测量单元等的设备获得信息，以便收集关于宿主车辆及其环境的数据，并且生成描述道路和该道路上的交通的高级环境模型。
然后，可以将自主驾驶系统进一步配置成基于所生成的高级环境来识别宿主车辆可以执行的一个或更多个操纵，选择要执行的操纵并确定应当如何执行该操纵(换句话说，确定宿主车辆的轨迹以及为实现所确定的轨迹所需的恰当控制信号，诸如宿主车辆的加速度和转向角)、并且控制宿主车辆以执行所确定的操纵。自主驾驶算法的两种主要方法都是基于规则的，以及统计模型的，包括基于机器学习、成本函数等的那些统计模型。
发明内容
根据本文的第一方面，本发明设计了一种设置宿主车辆相对于道路的目标纵向加速度的计算机实现方法，该目标纵向加速度是供宿主车辆的自主控制使用的，该宿主车辆和前行车辆行驶正在沿着该道路行驶，该道路包括多个车道。所述方法包括以下步骤：基于前行车辆的检测到的位置，确定前行车辆的模型在道路的模型中的横向位置。所述方法还包括以下步骤：在道路的模型中定义从前行车辆的模型起延伸的横向范围，该横向范围沿着道路的模型中的第一横向方向和该道路的模型中的与第一横向方向相反的第二横向方向延伸，该横向范围包括第一横向子范围、第二横向子范围以及处于第一横向子范围与第二横向子范围之间的中央横向子范围，其中，所述横向范围被定义成在所述前行车辆的模型从所述多个车道当中的所述前行车辆的模型所位于的车道向所述多个车道中的相邻车道进行变道期间因所述第一横向子范围和所述第二横向子范围中的至少一个横向子范围的增加而增加，而所述第一横向子范围和所述第二横向子范围中的至少一个横向子范围的增加是随着所述前行车辆的模型的确定的横向位置与所述前行车辆的模型所位于的车道的中央在所述道路的模型中的横向位置之间的距离的增加而发生的。所述方法还包括以下步骤：在道路的模型中，设置沿第一纵向方向从前行车辆的模型的后部起延伸的纵向范围。所述方法还包括以下步骤：设置宿主车辆的目标纵向加速度，使得针对宿主车辆的模型的处于纵向范围内的任何纵向位置，执行以下操作：在宿主车辆的模型在道路的模型中的横向位置处于中央横向子范围内的情况下，将宿主车辆的目标纵向加速度设置成相应第一加速度值；以及在宿主车辆的模型在道路的模型中的横向位置处于第一横向子范围或第二横向子范围内的情况下，将宿主车辆的目标纵向加速度设置成相应第二加速度值，该相应第二加速度值取决于宿主车辆的模型在道路的模型中的相对于前行车辆的模型的所确定的横向位置的横向位置，并且第二加速度值大于第一加速度值。
中央横向子范围可以具有固定宽度，该固定宽度是基于所述多个车道当中的一车道内的偏置区域的宽度的，宿主车辆被自主地控制为保持在偏置区域中同时沿车道行驶。
当宿主车辆的模型的横向位置处于第一横向子范围的沿第二横向方向的最远边缘时，第二加速度值可以从第一加速度值改变动为当宿主车辆的模型的横向位置处于第一横向子范围的沿第一横向方向的最远边缘时的第三加速度值，第三加速度值大于第一加速度值。而且，当宿主车辆的模型的横向位置处于第二横向子范围的沿第一横向方向的最远边缘时，第二加速度值可以从第一加速度值变动为当宿主车辆的模型的横向位置处于第二横向子范围的沿第二横向方向的最远边缘时的第四加速度值，第四加速度值大于第一加速度值。
在宿主车辆的模型的位置未处于道路的模型的由纵向范围和中央横向子范围定义的第一区域、由纵向范围和第一横向子范围定义的第二区域或者由纵向范围和第二横向子范围定义的第三区域中的任一区域中的情况下，所述方法包括以下步骤：将宿主车辆的目标纵向加速度设置成第五加速度值。
在前述内容中，宿主车辆的目标纵向加速度可以通过按照如下的量对已由自适应巡航控制算法确定的纵向加速度进行缩放和偏移来设置，即，所述量是通过估算定义了横向范围的横向缩放函数以及跨该横向范围的因子的变化来确定的，使得针对宿主车辆的模型的处于纵向范围内的任何纵向位置，执行以下操作：在宿主车辆的模型的横向位置处于中央横向子范围内的情况下，将宿主车辆的目标纵向加速度设置成相应第一加速度值；以及在宿主车辆的模型的横向位置处于第一横向子范围或第二横向子范围内的情况下，将宿主车辆的目标纵向加速度设置成相应第二加速度值。
根据本文的第二方面，发明人进一步设计了一种包括指令的计算机程序，该指令在由计算机处理器执行时，使该计算机处理器执行根据第一方面的方法。可以将该计算机程序存储在非暂时性计算机可读存储介质上，或者由信号进行承载。
根据本文的第三方面，发明人进一步设计了一种设置宿主车辆相对于道路的目标纵向加速度的设备，该目标纵向加速度是供宿主车辆的自主控制使用的，该宿主车辆和前行车辆正在沿着该道路行驶，该道路包括多个车道。该设备包括位置确定模块，该位置确定模块被配置成基于前行车辆的检测到的位置，确定该前行车辆的模型在道路的模型中的横向位置。该设备还包括横向范围定义模块，该横向范围定义模块被配置成在道路的模型中定义从前行车辆(O)的模型起延伸的横向范围，该横向范围在道路的模型中沿第一横向方向并且在该道路的模型中沿与第一横向方向相反的第二横向方向延伸，该横向范围包括第一横向子范围、第二横向子范围以及处于第一横向子范围与第二横向子范围之间的中央横向子范围，其中，所述横向范围被定义成在所述前行车辆的模型从所述多个车道当中的所述前行车辆的模型所位于的车道向所述多个车道中的相邻车道进行变道期间因所述第一横向子范围和所述第二横向子范围中的至少一个横向子范围的增加而增加，而所述第一横向子范围和所述第二横向子范围中的至少一个横向子范围的增加是随着所述前行车辆的模型的确定的横向位置与所述前行车辆的模型所位于的车道的中央在所述道路的模型中的横向位置之间的距离的增加而发生的。该设备还包括纵向范围设置模块，该纵向范围设置模块被配置成在道路的模型中，设置沿第一纵向方向从前行车辆的模型的后部起延伸的纵向范围。该设备还包括目标纵向加速度设置模块，该目标纵向加速度设置模块被配置成设置宿主车辆的目标纵向加速度，使得针对宿主车辆的模型的处于纵向范围内的任何纵向位置，执行以下操作：在宿主车辆的模型在道路的模型中的横向位置处于中央横向子范围内的情况下，将宿主车辆的目标纵向加速度设置成相应第一加速度值；以及在宿主车辆的模型在道路的模型中的横向位置处于第一横向子范围内或第二横向子范围内的情况下，将宿主车辆的目标纵向加速度设置成相应第二加速度值，该相应第二加速度值取决于宿主车辆的模型在道路的模型中的相对于前行车辆的模型的所确定的横向位置的横向位置，并且第二加速度值大于第一加速度值。
中央横向子范围具有固定宽度，该固定宽度是基于所述多个车道当中的一车道内的偏置区域的宽度的，宿主车辆被自主地控制为保持在偏置区域中同时沿车道行驶。
当宿主车辆的模型的横向位置处于第一横向子范围的沿第二横向方向的最远边缘时，第二加速度值可以从第一加速度值变动为当宿主车辆的模型的横向位置处于第一横向子范围的沿第一横向方向的最远边缘时的第三加速度值，第三加速度值大于第一加速度值。当宿主车辆的模型的横向位置处于第二横向子范围的沿第一横向方向的最远边缘时，第二加速度值可以从第一加速度值变动为当宿主车辆的模型的横向位置处于第二横向子范围的沿第二横向方向的最远边缘时的第四加速度值，第四加速度值大于第一加速度值。
针对宿主车辆的模型的位置未处于道路的模型的由纵向范围和中央横向子范围定义的第一区域、由纵向范围和第一横向子范围定义的第二区域或者由纵向范围和第二横向子范围定义的第三区域中的任一区域中的情况下，目标纵向加速度设置模块可以被配置成将宿主车辆的目标纵向加速度设置成第五加速度值。
目标纵向加速度设置模块可以被配置成通过按照如下的量对已经由自适应巡航控制算法确定的纵向加速度进行缩放和偏移来设置宿主车辆的目标纵向加速度，所述量是通过估算定义横向范围的横向缩放函数以及跨该横向范围的因子的变化来确定的，使得对于宿主车辆的模型的处于纵向范围内的任何纵向位置，执行以下操作：在宿主车辆的模型的横向位置处于中央横向子范围内的情况下，将宿主车辆的目标纵向加速度设置成相应第一加速度值；以及在宿主车辆的模型的横向位置处于第一横向子范围或第二横向子范围内的情况下，将宿主车辆的目标纵向加速度设置成相应第二加速度值。
根据本文的第四方面，本发明人进一步设计了一种车辆，该车辆包括位置确定设备，该位置确定设备用于确定第二车辆相对于该车辆的位置；根据上面所述的第三方面的设备，该设备被配置成使用第二车辆的所确定的位置来设置该车辆的目标纵向加速度；以及自动驾驶仪(automatic driver)系统，该自动驾驶仪系统被配置成使用所设置的目标纵向加速度来自主控制该车辆的速度。
附图说明
现在，参照下述附图，仅通过非限制性示例的方式对本公开的实施方式进行描述。除非另有指示，否则不同的图中出现的相同标号可以表示相同或功能相似的要素。
图1A是根据本文的示例实施方式的设置宿主车辆的目标纵向加速度的设备的示意性例示图。
图1B是根据本文的示例实施方式的车辆的示意性例示图。
图2A例示了在车道坐标系中定义的道路的模型的示例。
图2B例示了道路20的模型的处于宿主车辆1附近的区段，其中，道路是近似直线的。
图3例示了在本文的示例实施方式中定义的第一区域、第二区域以及第三区域的示例。
图4A例示了根据常规技术的在前行车辆后方延伸的区域的横向限度(lateralextent)的示例，其中，宿主车辆的纵向加速度取决于前行车辆。
图4B例示了根据常规技术的在前行车辆后方延伸的区域的横向限度的另一示例，其中，宿主车辆的纵向加速度取决于前行车辆。
图4C至图4G例示了随着前行车辆从相邻车道移动到宿主车辆正行驶在的车道，根据本文的示例实施方式确定的横向范围如何改变的示例。
图5是例示该示例实施方式的设备采用可编程信号处理硬件的示例实现的框图。
图6是例示根据本文的示例实施方式的处理的流程图，通过该处理，图1A的设备设置宿主车辆相对于该宿主车辆正在沿着行驶的道路的目标纵向加速度。
图7是例示使用本文所描述的横向范围函数计算的左侧范围的变化的标绘图。
具体实施方式
为了被认为是适合道路上使用的，通常需要具有自主驾驶功能的车辆提供高水平的安全性。虽然可以仅就可能性来证明安全性对感测设备的依赖性，但是例如可以使用诸如责任敏感安全(RSS：Responsibility Sensitive Safety)的形式模型来证明由自主驾驶系统用于行为控制和轨迹规划的算法是安全的。RSS是描述用于保证安全的经允许行为的形式模型。
然而，在实现自主驾驶系统使得自主控制的车辆的经确定的行为和轨迹是安全的并且类似人的行为(即，使得车辆的自主控制对应于由安全的人类驾驶员执行的手动控制)方面；以及在形式上证明自主驾驶系统的安全性方面都可能出现各种困难，必须克服这些困难，以便提供适于道路上使用的自主驾驶。
举例来说，虽然RSS模型可以足以证明关于紧急操纵的安全性(这是因为该模型确保没有车辆会从安全状态发生碰撞)，但是没有定义关于道路中的车道的安全行为的条件。另外，由RSS模型定义的距离是基于预期的紧急操纵的，该紧急操纵虽然安全，但是可能无法保证舒适的、类似人的驾驶。
而且，与基于规则的模型相比，基于统计模型的自主驾驶算法可能缺乏透明度。基于规则的模型允许预测在任何给定情形下将发生什么，并且允许将关于随后要采取的动作的决定链接至特定规则。与此相反，由统计模型(例如机器学习模型)作出的判定所造成的碰撞可能较难以证明，并且原因可能是更难或不可能确定的。另外，本发明人已经认识到，当推广到宿主车辆环境中的任意数量的车辆时，基于成本函数的许多常规自主驾驶算法中的行为可能必须在个案的基础上，针对车辆的数量以及这些车辆的所有可能的群集进行分析，以便确定安全性。
用于行为和轨迹规划的基于规则的方法可以涉及根据道路和该道路上的对象的特性来确定该道路上的动态力场，并且使用该动态力场来确定宿主车辆的轨迹，如在OskarLarsson的题为“The Oskillator,Artificial Force Field Highway Chauffeur”(Chalmers University of Technology,Gothenburg,Sweden 2019)的硕士论文中所公开的(https://hdl.handle.net/20.500.12380/300733)。该方法相对于基于统计模型的自主驾驶算法提供了改进的透明度，并且考虑了宿主车辆相对于道路中的车道的所需行为。
更具体地，在该硕士论文所描述的方法中，纵向(即，沿着道路的方向)力场是由三个分量生成的，即，巡航控制分量、尾随分量(trail component)以及急转弯分量，并且被用于确定宿主车辆的目标纵向加速度。巡航控制分量对应于为使宿主车辆的纵向速度趋于目标纵向速度所需的力，而急转弯分量对应于为使宿主车辆的纵向速度在急转弯之前减小所需的力。尾随分量对应于为确保宿主车辆与前行车辆(即，在宿主车辆正在行驶的方向上处于宿主车辆前方的另一道路使用者的车辆)保持安全纵向距离所需的力。安全纵向距离可以表示宿主车辆执行紧急制动操纵以避免与前行车辆碰撞将需要的距离。
在该硕士论文中，对所述分量与它们被组合以生成纵向力场的方式进行了定义，使得当宿主车辆前方没有车辆时，宿主车辆可以以目标纵向速度行驶。在这种场景中，宿主车辆的目标纵向加速度取决于巡航控制分量。而且，当宿主车辆正在接近前行车辆时，使宿主车辆的纵向速度平稳地减小，以使保持距前行车辆的安全纵向距离。在这种场景中，宿主车辆的目标纵向加速度取决于尾随分量。
特别地，该硕士论文中的尾随分量是相对于前行车辆的位置来定义的，使得宿主车辆的纵向加速度取决于在前行车辆后方延伸的区域中的尾随分量。在该区域的边缘处，尾随分量对宿主车辆的纵向加速度的影响逐渐按比例减小，以便避免当宿主车辆移动到前行车辆后方的车道中时，因目标纵向加速度的急剧变化而造成的急剧急动。
然而，本发明人已经认识到，即使利用这种逐渐缩放，在该硕士论文中定义的方法也可能导致不舒适的驾驶(诸如急剧的急动)，这不像是在另一道路使用者的车辆移动到宿主车辆正行驶在的车道中的情况下人的行为。在其他道路使用者的车辆没有安全驾驶并且例如在不安全的纵向距离处切入宿主车辆正行驶在的车道中的情况下，这种不舒适的急动行为可能会加剧，这是因为该硕士论文所定义的方法确实充分考虑了当其他道路使用者进行不安全驾驶时宿主车辆应当如何响应，这种不安全驾驶违反了由安全模型(诸如RSS)定义的规则或者在该硕士论文中描述的该规则的变型。
下面描述的示例实施方式可以解决上面概述的问题中的一个或更多个问题，并且现在将参照附图进行详细描述。
在附图说明、具体实施方式或任何权利要求中的技术特征后面有标号的情况下，仅出于增加附图说明、具体实施方式以及权利要求书的可理解性的目的而包括了标号。因此，标号及其不存在对任何权利要求要素的范围都没有任何限制作用。
图1A是根据本文的示例实施方式的、设置宿主车辆1(图1B所示)相对于道路20(图2A所示)的目标纵向加速度以供在宿主车辆1的自主控制中使用的设备10，该宿主车辆1和前行车辆O(图1B所示)正在沿着该道路行驶。道路20具有多个车道21A、21B及21C。即，由设备10设置的宿主车辆1的目标纵向加速度要被用于宿主车辆1的纵向加速度的自主控制，例如，通过图1B所示的自动驾驶仪系统15。
如图1A所示，设备10包括：位置确定模块11、横向范围定义模块12、纵向范围设置模块13以及目标纵向加速度设置模块14。
位置确定模块11被配置成基于前行车辆O的检测到的位置来确定前行车辆O的模型在道路20的模型中的横向位置。在本示例实施方式中，前行车辆O可以是在宿主车辆1正在行驶的方向上处于宿主车辆1前方的另一道路使用者的车辆(例如，汽车)。前行车辆O可以处于宿主车辆1的正前方，即，处于与宿主车辆1相同的车道中或者处于与宿主车辆1不同的车道中。
图2A例示了宿主车辆1和前行车辆O可以沿着行驶的道路20的模型的示例。道路20的模型是在车道坐标系中定义的。
在图2A的示例中，道路20具有三个车道21A、21B及21C。在本示例中，道路20的车道可以具有相同的宽度。车道21A、21B、21C中的一个车道可以用作所谓的“快车道”，并且车道21A、21B、21C中的另一车道可以用作所谓的“慢车道”。在本示例中，最左侧车道21A用作快车道，并且最右侧车道21C用作慢车道。
图2A所示的道路20的示例性模型例示了道路20以及该道路上的某个时刻的交通。在道路20的示例性模型中，宿主车辆1位于最右侧车道21C中的位置26处并且正在沿由箭头27指示的方向行驶。另一道路使用者的前行车辆O正在中间车道21B中沿与宿主车辆1相同的方向行驶。
在本示例中，可以相对于道路20的模型中的前行车辆O的模型的边界框的中央来定义道路20的模型中的前行车辆O的横向位置。另选地，前行车辆O的位置可以关于前行车辆O的模型的任何其它预定参考点来定义，举例来说，诸如边界框的预定角部、前行车辆O的模型的质心、前行车辆O的模型的距心(centroid)等。在本示例实施方式中，在道路20的模型中的宿主车辆1的横向和纵向位置以及前行车辆O的纵向位置可以以类似的方式来定义。
尽管图2A所示的道路20的模型具有三个车道，但是该模型所基于的道路20可以具有一个车道、两个车道或者四个或更多个车道，并且可以将对应数量的车道包括在道路20的模型中。作为另一另选例，虽然在图2A所例示的道路20的模型中示出了单个前行车辆O，但是在道路20的模型中可以包括除宿主车辆1之外的任何合适数量的模型车辆，并且可选地，附加模型车辆的数量可以取决于给定时间的道路上的交通。举例来说，可以基于来自诸如雷达、摄像机、惯性测量单元等的设备的信息来确定要被包括在道路的模型中的附加模型车辆的数量，所述设备收集关于宿主车辆1及其环境的数据，以便生成描述道路20以及该道路上的交通的高级环境模型，即，道路20的模型。
在图2A的示例中，在车道坐标系中定义道路20的模型。车道坐标系可以是适于反映模型所基于的道路20的二维曲线坐标系。具体地，构成车道坐标系的曲线坐标系可以具有两个轴，即，在沿着道路的纵向方向上延伸的纵向轴线或x轴(在图2A中由标号x指示)以及跨道路延伸的横向轴线或y轴(在图2A中由标号y指示)。x轴总是平行于道路的车道，而y轴在x的各个值处正交于x轴。然而，车道坐标系以及因此道路20的模型可以以其它方式来进行定义，例如，使用笛卡尔坐标系来定义。
更一般地，道路20的车道坐标系和模型可以以任何合适的方式来定义，使得设备10提供有关于宿主车辆1的信息、前行车辆O的信息、道路20的曲率的信息、车道21A、21B、21C的数量和宽度的信息以及道路20上的任何附加车辆的信息。
另外，可以以任何合适的方式在车道坐标系中定义宿主车辆1和前行车辆O。举例来说，在本示例实施方式中，可以将宿主车辆1和前行车辆O各自表示为具有如上所述并且在车道坐标系中定义的动态特性的对象。另选地，可以将宿主车辆1和前行车辆O表示为具有在车道坐标系中定义的动态特性的网格的一个或更多个单元。
在本示例实施方式中，可以通过以下动态特性来定义宿主车辆1：
·l-纵向限度(长度)
·w-横向限度(宽度)
·y-横向位置
·vx-纵向速度
·vy-横向速度
·ax-纵向加速度
·ay-横向加速度
对应地，在本示例实施方式中，可以通过以下动态特性来定义前行车辆O(其中，下标i表示除了宿主车辆1之外，前行车辆O可以是在道路20的模型中定义的一个或更多个车辆当中的第i车辆)：
·li-纵向限度(extent)(长度)
·wi-横向限度(宽度)
·xi-纵向位置
·yi-横向位置
·vx,i-纵向速度
·vy,i-横向速度
·ax,i-纵向加速度
·ay,i-横向加速度
在图2A所示的示例车道坐标系中，车道坐标系的x轴是沿宿主车辆1的向前行驶方向增加的，并且车道坐标系的y轴是沿从道路20的模型的中间起的最左侧车道21A的方向增加的。然而，车道坐标系可以以任何其它合适的方式来定向。举例来说，车道坐标系的x轴可以是沿与宿主车辆1的向前行驶方向相反的方向增加的，和/或y轴可以是沿从道路模型20的中间起的最右侧车道的方向增加的。
而且，在图2A的示例中，可以将车道坐标系定义成使得x＝0表示宿主车辆1在x轴上的纵向位置，并且y＝0表示道路20的车道的中央。特别地，在图2A的示例中，可以将车道坐标系定义成使得y＝0表示中央车道21B的中央。然而，可以以任何其它合适的方式来定义车道坐标系，例如，可以选择y＝0来表示道路20的模型的多个车道当中的任何车道的中央。
图2B例示了道路20的模型的处于宿主车辆1附近的区段，其中，道路是近似直线的。
在图2B的示例中，可以使用多个车道边界22A、22B、22C、22D来定义车道21A、21B、21C。车道边界22A和22D对应于道路20的相应边界。
如图2B所示，在图2A和图2B的示例中，可以将y轴缩放成车道宽度，使得y轴上的各个增量1或减量1皆表示一个车道的宽度，使得y＝1表示最左侧车道21A的中央，y＝-1表示最右侧车道21C的中央，并且y＝{-1.5、-0.5、0.5、1.5}分别表示车道边界22A、22B、22C、22D。另选地，可以以任何其它合适的方式来缩放y轴，例如使得y轴上的各个增量1或减量1皆表示一个车道的宽度的一半，以使车道中央和因此的车道边界都具有整数值，或者可以不缩放y轴。
在图2B的示例中，相应的偏置区域可以在纵向方向(x轴)上沿着车道21A、21B、21C中的各个车道延伸。在图2B所示的示例中，各个偏置区域皆可以沿横向方向(y轴)按照从对应车道的中央起的横向偏移量Δybias来定义，使得车道21A的偏置区域是该车道的处于边缘23A与23B之间的区域，车道21B的偏置区域是该车道的处于边缘23C与23D之间的区域，并且车道21C的偏置区域是该车道的处于边缘23E与23F之间的区域。
可以将横向偏移量Δybias的值选择成表示车辆在仍被认为完全(安全地)保持在车道内的同时可以具有的相对于车道中央的可接受偏差(偏置余地(bias leeway))。特别地，为了确保安全，除非宿主车辆1正在转换车道，否则宿主车辆1应当停留在其正行驶着的车道的中央附近，并且可以将横向偏移量Δybias选择成表示当不转换车道时宿主车辆1可以恰当地具有的相对于车道中央的最大横向偏差。
前行车辆O的模型的被确定的横向位置在图2B中由具有标号y_O的线来指示。前行车辆O在图2B中未示出，并且沿正y方向处于宿主车辆1前方的某个位置。
再次参照图1A，横向范围定义模块12被配置成在道路20的模型中定义从前行车辆O的模型起延伸的横向范围。该横向范围在道路20的模型中沿第一横向方向并且在道路20的模型中沿与第一横向方向相反的第二横向方向延伸。
该横向范围具有第一横向子范围、第二横向子范围以及处于第一横向子范围与第二横向子范围之间的中央横向子范围。将横向范围定义成因随着前行车辆O的模型的被确定的横向位置与多个车道当中的该前行车辆O的模型所位于的车道21B的中央在道路20的模型中的横向位置之间的横向距离的增加而导致的第一横向子范围和/或第二横向子范围的增加而增加，这种增加是在前行车辆O的模型从所述多个车道当中的该前行车辆O的模型所位于的车道向所述多个车道中的相邻车道进行变道期间发生的。在本示例实施方式中，中央横向子范围可以是可变的(例如，作为沿着道路20的模型的宿主车辆1的模型与前行车辆O的模型之间的纵向距离的函数)，或者它可以是固定的(恒定的)。
在本示例实施方式中，横向范围可以随着前行车辆O的前述横向距离和横向速度vy而改变，使得当前行车辆O的横向速度vy小于或等于下面讨论的阈值横向速度vμ，并且前行车辆O不改变车道而是保持在其遵循的车道的偏置区域内时，横向范围随着前述距离的增加而减小。结果，当宿主车辆1正在相邻车道中行驶时，前行车辆O在保持在车道内的同时的任何横向摆动可能对宿主车辆1的制动具有较小的影响。然而，如果前行车辆O越过(其在变道期间所行驶在的)车道的偏置区域的边缘，同时vy小于vμ，那么横向范围随着前述距离增加而增加。另一方面，如果前行车辆O的横向速度vy大于或等于第二阈值横向速度vmin,switch(其是要在车道转换期间使用的最小横向速度或者指示车道转换)，那么在前行车辆O的模型位于偏置区域内部时，横向范围随着前述距离的增加而增加，而在前行车辆O的模型位于偏置区域外部时，横向范围随着前述距离的增加而减小。下面进一步讨论在本示例实施方式中使用的横向缩放函数的示例，该函数定义了横向范围的这种行为。
在本示例实施方式中，可以将横向范围定义成使得第一横向子范围和第二横向子范围与沿着纵向方向在前行车辆O的模型与宿主车辆1的模型之间的距离无关。
举例来说，在本示例实施方式中，第一横向方向可以是正y方向(在图2B的示例中为左侧)，并且在本示例实施方式中，第二横向方向可以是负y方向(在图2B的示例中为右侧)。
在本示例实施方式中，横向范围可以随着前行车辆O的模型的被确定的横向位置与所述多个车道当中的前行车辆O的模型所位于的车道21B的中央在道路20的模型中的横向位置这二者之间的距离(沿着横向方向)的增加而增加，这是因为在由前行车辆O的模型从前行车辆O的模型所处于的车道21B向相邻车道进行变道期间，横向范围的限度(宽度)随着所确定的横向位置与所述车道的中央在道路20的模型中的横向位置之间的距离增加而增加。
在本示例实施方式中，中央横向子范围可以具有固定(恒定)限度(宽度)，并因此可以与前行车辆O相对于该前行车辆正行驶在的车道21B的中央的位置无关。
纵向范围设置模块13被配置成在道路20的模型中，沿第一纵向方向设置从前行车辆O的模型的后部起延伸的纵向范围。
举例来说，在本示例实施方式中，第一纵向方向可以是与前行车辆O的行驶方向相反的方向。因此，在图2A的示例中，第一纵向方向可以是负x方向，即，与图2A中的箭头27相反的方向。
目标纵向加速度设置模块14被配置成在前行车辆O的车道改变期间设置宿主车辆1的目标纵向加速度，使得针对宿主车辆1的模型的处于纵向范围内的任何纵向位置，执行以下操作：
(i)在宿主车辆1的模型在道路20的模型中的横向位置处于中央横向子范围内的情况下，将宿主车辆1的目标纵向加速度设置成相应第一加速度值；以及
(ii)在宿主车辆1的模型在道路20的模型中的横向位置处于第一横向子范围内或第二横向子范围内的情况下，将宿主车辆1的目标纵向加速度设置成相应第二加速度值，该相应第二加速度值取决于宿主车辆1的模型在道路20的模型中的横向位置相对于前行车辆O的模型的被确定的横向位置，并且第二加速度值大于第一加速度值。
如下将更详细讨论的，第一加速度值可以是减速度值，即，指示在与宿主车辆1的行驶方向相反的纵向方向(例如，与图2A和图2B中的箭头27的方向相反的负x方向)上的加速度的值。对应地，第二加速度值可以是减速度值(指示在与宿主车辆1的行驶方向相反的纵向方向上的加速度的值)，或者可以指示在宿主车辆1的行驶方向上的加速度。另选地，第一加速度值可以指示在宿主车辆1的行驶方向(例如，由图2A和图2B中的箭头27指示的正x方向)上的加速度，例如，在前行车辆O正在比宿主车辆1更快地行驶或者两个车辆的纵向间隔足够大的情况下。对应地，第二加速度值可以是指示宿主车辆1的行驶方向上的加速度的值，或者可以是指示宿主车辆1的行驶方向上的减速度的值。
图3例示了根据本文的示例实施方式定义的第一区域31、第二区域32以及第三区域33的示例，这些区域是以道路的坐标系描绘的。
在图3所示的示例中，由横向范围定义模块定义的横向范围是由距离d1来指示的，该距离d1表示横向范围的横向限度。中央横向子范围是由距离d2来指示的，该距离d2表示中央横向子范围的横向限度。第一横向子范围是由距离d3来指示的，该距离d3表示第一横向子范围的横向限度。第二横向子范围是由距离d4来指示的，该距离d4表示第二横向子范围的横向限度。
在图3所示的示例中，由纵向范围设置模块13设置的纵向范围是由距离d5来指示的，该距离d5表示纵向范围的纵向限度。
如图3所示，在本示例实施方式中，道路20的模型的第一区域31可以由纵向范围和中央横向子范围来定义，其中，第一区域具有横向限度d2和纵向限度d5。对应地，在本示例实施方式中，道路20的模型的第二区域32可以由纵向范围和第一横向子范围来定义，其中，第二区域具有横向限度d3和纵向限度d5。对应地，在本示例实施方式中，道路20的模型的第三区域33可以由纵向范围和第二横向子范围来定义，其中，第三区域具有横向限度d4和纵向限度d5。
在前行车辆O的模型从多个车道当中的该前行车辆O的模型所位于的车道向相邻车道变道期间，随着前行车辆O的模型的被确定的横向位置与前行车辆O的模型所位于的车道的中央在道路20的模型中的横向位置之间的距离的增加，横向范围的横向限度d1增加。在图3所示的示例中，前行车辆O位于车道的中央。在本示例实施方式中，在前行车辆O的模型的横向速度vy小于或等于vμ的情况下，横向范围d1对于处于前行车辆O的模型正行驶在的车道的偏置区域内的该前行车辆O的所有横向位置都是恒定的。在前行车辆O的模型以这种低速度在偏置区域内横向地移动时(由于为将车辆保持在车道内所需的转向校正的缘故)，d3将随着d4增加而减小，并且反之亦然，d3将随着d4减小而增加，从而保持横向范围d1恒定。
在图3的示例中，中央横向子范围可以被定义成具有固定的宽度，其中，无论前行车辆O相对于其正行驶在的车道的中央的位置如何，横向范围d2都不改变。
因此，从本公开将理解，随着横向范围增加，第一横向子范围的横向限度d3和/或第二横向子范围的横向限度d4增加，而中央横向子范围具有固定的宽度。
图4A和图4B例示了根据上面引用的Oskar Larsson的硕士论文所描述的技术的、在前行车辆(未示出)后方延伸的区域的横向限度的示例，其中，宿主车辆的纵向加速度取决于前行车辆。更具体地，图4A和图4B例示了在前行车辆后方延伸的区域的横向限度的示例，其中，宿主车辆的纵向加速度取决于该硕士论文所描述的尾随分量。
在图4A和图4B的示例中，使用横向限度d1、d2、d3及d4是为了便于比较，而并非指示在该技术中考虑相应的限度。
在图4A和图4B的示例中，被假定为处于宿主车辆1前方的某一位置处的前行车辆正在沿负y方向移动，以便转换到宿主车辆1正行驶在的最右侧车道中。特别地，图4A例示了第一时刻，在该第一时刻，前行车辆的横向位置y_O从中央车道的中央(即，y＝0)进行位移。图4B例示了当前行车辆的横向位置y_O已到达该前行车辆正在离开的车道的偏置区域的边缘时的第二时刻，该第二时刻晚于第一时刻。
如图4A和图4B所示，根据Oskar Larsson的硕士论文所描述的技术，在前行车辆的横向位置y_O移动离开该前行车辆正行驶在的车道的中央从而针对宿主车辆做好转换到宿主车辆正行驶在的车道中的准备时，在前行车辆后方延伸的区域的横向限度d1增加，在横向限度d1中，宿主车辆的纵向加速度取决于前行车辆。
在图4A和图4B中由标号A指示的线指示宿主车辆1的可允许的目标纵向加速度。更具体地，在图4A和图4B的示例中，对于线A大于0(即，大于宿主车辆1在x轴上的纵向位置)的横向位置，宿主车辆1的行驶方向上的纵向加速度是可允许的。对于线A小于0(即，小于宿主车辆1在x轴上的纵向位置)的横向位置，宿主车辆1的行驶方向上的纵向加速度是不被允许的，使得宿主车辆1预期要减速(即，在相对于宿主车辆的行驶方向的负纵向方向上加速)，以便维持与前行车辆的安全纵向距离。
如图4A和图4B所示，在前行车辆后方延伸的区域的横向限度(其中，宿主车辆的纵向加速度取决于前行车辆)的外部，可允许的目标纵向加速度具有恒定值。对于在横向限度d1内的横向位置，可允许的加速度对于在横向限度d2内的横向位置具有最小值，并且对于在横向限度d3和d4内的横向位置，可允许的加速度在横向限度d1外部从该最小值朝着的恒定加速度逐渐增加(优选为线性地，以便逐步上升)。
如图4A和图4B所示，在前行车辆移动到宿主车辆1正行驶在的车道中时，横向限度d2(以及因此在前行车辆后方延伸的区域的整个横向限度d1，在横向限度d1中，宿主车辆的纵向加速度取决于前行车辆)增加，而横向限度d3和d4都保持恒定。横向限度d1也随着前行车辆的横向位置y_O而移动。
这样，从图4A到图4B的前行车辆的横向位置y_O的位置变化导致横向限度d1的边缘的位置的非常大的变化。更具体地，如图4A所示，宿主车辆1的横向位置在横向限度d1外部，这样，宿主车辆1可以在其行驶方向上纵向加速。与此相反，在图4B中，宿主车辆的横向位置在横向限度d4内，并且宿主车辆的可允许的目标纵向加速度接近最小值。
如图4A和图4B所示，前行车辆的横向位置y_O移动所需的时间可能相对较短(例如，大约0.1s)。很明显，Oskar Larsson的硕士论文所描述的技术将要求在这个短暂的时段内，宿主车辆1的目标纵向加速度从加速跳变到减速。可允许的目标纵向加速度的这种突然变化又可能导致不舒适的驾驶(诸如急剧的急动)，这不像是人那样的行为。在前行车辆没有安全驾驶并且例如在宿主车辆1前方的不安全纵向距离处切入宿主车辆1正行驶在的车道中的情况下，这种不舒适的颠簸行为可能会加剧，
与此相反，图4C至图4G例示了在前行车辆O从相邻车道移动到宿主车辆1正行驶在的车道时，根据本文的示例实施方式确定的横向范围如何改变的示例。在图4C至图4G的示例中，由标号A指示的线指示由图1A的设备10所设置的宿主车辆1的目标纵向加速度。
如图4C至图4G所示，在前行车辆O的横向位置y_O沿负y方向移动离开该前行车辆正行驶在的车道的中央时，横向范围的横向限度d1增加。更具体地，第一横向子范围的横向限度d3和第二横向子范围的横向限度d4增加，而该中央横向子范围具有固定的宽度(限度d2)。
因此，如从图4C至图4G中显而易见的，与由Oskar Larsson的硕士论文所描述的技术确定的可允许的目标加速度相比，由图1A的设备10所设置的宿主车辆1的目标纵向加速度可以更逐步地改变，这是因为横向范围的增加是通过第一横向子范围和/或第二横向子范围的限度的增加来实现的。这样，可以避免不像是人那样的行为的不舒服的驾驶，诸如急剧的急动。
举例来说，在图4C至图4G的示例中，前行车辆O的横向位置y_O在图4C与图4D之间移动的距离和在图4A与图4B之间移动的距离是相同的。然而，如图4D所示，由图1A的设备10所设置的宿主车辆1的目标纵向加速度相对于图4C减小，但保持大于0。实际上，正在根据由设备10所设置的目标纵向加速度进行自主控制的宿主车辆1不需要减速直到图4E，图4E示出了前行车辆O的横向位置y_O已经几乎到达前行车辆O正行驶在的车道与宿主车辆1正行驶在的并且前行车辆O移动到其中的车道之间的车道边界的时刻。而且，图1A的设备10仅在前行车辆的横向位置y_O完全处于宿主车辆1正行驶在的车道内时将目标横向加速度设置成最小加速度(最大减速度)。
因此，即使在前行车辆O没有安全驾驶并且例如在宿主车辆1前方的不安全纵向距离处切入宿主车辆1正行驶在的车道中的情况下，由图1A的设备10所设置的目标纵向加速度也可以平稳地改变，从而允许正在使用该目标加速度进行控制的宿主车辆1避免不像是人那样的行为的不舒适的驾驶操纵，诸如急剧的急动。
图1B是根据本文的示例实施方式的车辆1的示意性例示图。
车辆1包括采用传感器的示例形式的位置确定设备5，该位置确定设备用于检测第二车辆相对于车辆1的位置。车辆1还包括图1A的设备10，该设备10被配置成使用第二车辆的所检测到的位置来设置车辆1的目标纵向加速度。车辆1还具有自动驾驶仪系统15，该自动驾驶仪系统被配置成使用所确定的设定的目标纵向加速度来自主控制车辆1的速度。
车辆1是宿主车辆，即，要进行自主控制的车辆。可以将自动驾驶仪系统15和设备10的组合称为自主驾驶系统，即，能够执行宿主车辆的行为和轨迹规划以及随后的控制的系统。
位置确定设备5可以具有检测第二车辆相对于车辆1的位置的任何合适的传感器。举例来说，传感器可以具有雷达传感器、摄像机、激光雷达传感器等中的一个或更多个。然而，位置确定设备5不限于作为被配置成检测第二车辆相对于车辆1的位置的传感器，而是可以采取被配置成从第二车辆(或另一实体)接收指示第二车辆的位置的位置信息或者可以从中确定第二车辆的位置的信息的另选形式的接收器。另外或者另选地，在本示例实施方式中，位置确定设备5可以具有存储所确定的第二车辆相对于宿主车辆1的位置的数据存储部。
在图1B所示的示例实施方式中，设备10和自动驾驶仪系统15被例示为分开的装置。设备10和自动驾驶仪系统15的功能可以另选地由恰当配置的单个装置(例如，经恰当编程的计算机处理器)来提供。另外或者另选地，位置确定设备5可以与设备10和自动驾驶仪系统15中的任一者成一体地提供。
图5是可以被配置成实现设备10的功能的可编程信号处理设备500的示意性例示图。信号处理设备500具有接收关于车辆1及其环境的信息和数据的接口模块510。信号处理设备500还具有用于控制设备10的处理器(CPU)520、工作存储器530(例如，随机存取存储器)以及存储具有计算机可读指令的计算机程序545的指令存储部540，该计算机可读指令在由处理器520执行时，使处理器520执行设备10的处理操作。指令存储部540可以包括被预加载有计算机可读指令的ROM(例如，采用电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或闪存的形式)。另选地，指令存储部540可以包括RAM或类似类型的存储器，并且可以将计算机可读指令从计算机程序产品(例如计算机可读存储介质550(诸如CD-ROM等)，或者承载计算机可读指令的计算机可读信号560)输入至该指令存储部。
在本示例实施方式中，图5所示的硬件组件的组合570(包括处理器520、工作存储器530以及指令存储部540)被配置成实现图1A所示的设备10的各个组件模块的功能。
图6是例示这样的处理的流程图，即，通过该处理，图1A的设备10设置宿主车辆1相对于道路20的目标纵向加速度以供在宿主车辆1的自主控制中使用，该宿主车辆1和前行车辆O正在沿着该道路行驶。
在图6的处理步骤S61中，位置确定模块11基于前行车辆O的检测到的位置，来确定前行车辆O的模型在道路20的模型中的横向位置。
位置确定模块11可以通过任何合适的手段来获得前行车辆O的检测到的位置。举例来说，在例如本示例实施方式的示例实施方式中，其中，设备10被包括在图1B所示的车辆1中，位置确定模块11可以被配置成从位置确定设备(传感器)5接收指示前行车辆O的检测到的位置的信息，并且基于由来自传感器的信息指示的检测到的位置来确定前行车辆O的横向位置。
设备10可以被配置成存储道路20的模型。设备10可以被配置成接收所生成的道路20的模型，或者另选地从收集关于宿主车辆1及其环境的数据的设备(诸如雷达、摄像机、惯性测量单元等)接收信息，并且使用接收到的信息来生成道路20的模型。在这样的示例实施方式中，其中，设备10存储道路20的模型，位置确定模块11可以被配置成从道路20的模型获得前行车辆的检测到的位置。
作为另选例，位置确定模块11可以被配置成通过利用本领域技术人员已知的任何合适的手段从外部实体接收指示前行车辆的检测到的位置的信息，来获得前行车辆O的检测到的位置。
而且，位置确定模块11可以根据获得前行车辆O的检测到的位置的形式，以任何合适的方式基于前行车辆O的检测到的位置来确定前行车辆O的模型的横向位置。举例来说，在将前行车辆O的检测到的位置提供为车道坐标系中的坐标的情况下，位置确定模块11可以将前行车辆O的模型的横向位置确定为y坐标。作为另选例，在前行车辆O的检测到的位置采用现实世界坐标(例如GPS坐标)的形式的情况下，位置确定模块11可以被配置成将这些坐标转换成车道坐标系中的坐标，并且将前行车辆O的模型的横向位置确定为车道坐标系中的最终所得的y坐标。另选地，在前行车辆O的检测到的位置采用相对于宿主车辆1的横向和纵向位置或者相对于宿主车辆1的距离和方向的形式的情况下，位置确定模块11可以被配置成将这些坐标转换成车道坐标系中的坐标，并且将前行车辆O的模型的横向位置确定为车道坐标系中的最终所得的y坐标。
位置确定模块11还可以基于前行车辆O的检测到的位置来确定前行车辆O的模型在道路20的模型中的纵向位置。位置确定模块11可以通过上面关于前行车辆O的横向位置的确定所讨论的手段中的任一手段来确定前行车辆O的纵向位置。
在图6的处理步骤S62中，横向范围定义模块12在道路20的模型中定义从前行车辆O的模型起延伸的横向范围。该横向范围在道路20的模型中沿第一横向方向并且在道路20的模型中沿与第一横向方向相反的第二横向方向延伸。
如上所述，横向范围包括第一横向子范围、第二横向子范围以及处于第一横向子范围与第二横向子范围之间的中央横向子范围，其中，横向范围被定义成随着前行车辆O的模型的被确定的横向位置与所述多个车道当中的前行车辆O的模型所位于的车道21B的中央在道路20的模型中的横向位置之间的距离的增加而增加，并且横向范围的增加是因第一横向子范围和第二横向子范围中的一者或两者的增加而造成的。
在本示例实施方式中，第一横向方向可以是正y方向(图2B的示例中的左侧)，并且在本示例实施方式中，第二横向方向可以是负y方向(图2B的示例中的右侧)。即，横向范围可以在前行车辆O的任一侧沿y轴延伸。另外或者另选地，第一横向子范围可以沿第一横向方向从中央横向子范围的沿第一横向方向的最远点起延伸，并且第二横向子范围可以沿第二横向方向从中央横向子范围的沿第二横向方向的最远点起延伸。
横向范围可以被定义成对应于安全横向距离，举例来说，执行减小横向速度的横向紧急操纵直到宿主车辆1被直线驱动为止所需的距离。这样，可以认为横向范围定义了在前行车辆O的任一侧上的限度，就该限度而言，预期前行车辆O的存在将影响宿主车辆1的自主控制，例如，通过对前行车辆的横向移动、速度或加速度设置一些限制，以便确保经自主控制的宿主车辆1的安全驾驶。
在本示例实施方式中，中央横向子范围的固定宽度可以是基于多个车道21A、21B、21C中的车道内的偏置区域的宽度，宿主车辆1被自主地控制为保持在偏置区域中同时沿车道行驶。偏置区域的宽度例如可以是横向偏移量Δybias的值。横向偏移量Δybias的这个值可以被提供为现实世界尺寸的缩放版本。
举例来说，在本示例实施方式中，横向范围定义模块12可以通过估算一个或更多个函数来定义横向范围，所述一个或更多个函数将一组一个或更多个输入或变量(例如，前行车辆O的横向位置或前行车辆相对于车道21B的中央的横向位置，或者上面关于图2A讨论的宿主车辆1和/或前行车辆O的任何动态特性)映射至y轴上的各个横向位置处的横向范围的单个输出值。所述一个或更多个函数的输出值可以允许基于过零点、不连续性或者其它特征来确定中央横向子范围、第一横向子范围和第二横向子范围。另选地，横向范围定义模块12可以通过估算相应的一个或更多个函数来单独地定义中央横向子范围、第一横向子范围以及第二横向子范围中的各个横向子范围。可以将所述一个或更多个函数定义成使得在前行车辆O的模型从所述多个车道当中的该前行车辆O的模型所位于的车道21B向相邻车道进行变道期间，该横向范围随着前行车辆O的模型的被确定的横向位置与所述车道的中央在道路20的模型中的横向位置之间的距离的增加而增加。
在本示例实施方式中，横向范围定义模块12可以被配置成使用前行车辆O的相应横向速度来确定横向范围，使得横向范围随着前行车辆O的横向速度增加而增加。这可以有助于确保在前行车辆O以相对高的横向速度移动并且同样可以相对快地接近宿主车辆1的情况下，增加横向范围的限度d1。因此，与前行车辆O以相对低的横向速度移动的情况相比，前行车辆O的存在可能在距宿主车辆1更大的距离处影响由设备10确定的宿主车辆1的目标横向加速度，使得宿主车辆1有更多的时间对前行车辆O的横向移动做出反应。
作为更详细说明的示例，在本示例实施方式中，横向范围定义模块12可以使用以下函数和集合来确定横向范围：
(1)
(2)clip(x，a，b)＝min(max(a，x)，b)，
(3)
(4)ys＝[-0.5，-Δybias，Δybias，0.5]，
(5)rs＝[1.5-Δybias，1，1-Δybias，1.5-Δybias]，
(6)
其中，并且/>
(7)
(8)Δyrange(y，v)＝Δybase(y)+Δyv，range(y，v)。
在上式(7)，vμ是阈值速度(例如，要用于车道内的、不指示车道转换的横向移动的峰值横向速度(本文中被称为“偏置”))，在该阈值速度以下，横向范围不增加，以便避免由前行车辆O的小摆动而造成的横向范围的增加，这种小摆动又可能导致不舒适的行为，并且vmin，switch是要在车道转换期间使用的或者指示车道转换的最小横向速度。通过分别计算第一(左侧)和第二(右侧)横向子范围，可以确保横向范围仅在车道的沿速度方向的一侧增加。
图7是例示左侧横向子范围随车道内的位置的变化的标绘图，这种变化是使用本文所描述的横向范围函数针对对象分量计算出的，以便确保每当车辆处于偏置区域中时，该分量在偏置区域外部是恒定的。具有横向速度vy≤vμ的范围是由图7中的实线示出的，而具有横向速度vy≥vmin，switch的范围是由图7中的虚线示出的。在两者之间是通过在两者之间进行线性插值来给出的。如图7所示，当从中央向左移动时左侧范围减小，而当向右移动时左侧范围增加。当向左的速度较高时，它将改为在从车道中央向左移动时具有增加的范围。
在上面的集合(4)和(5)以及函数(6)至(8)中，假定y轴缩放成车道宽度，使得y轴上的各个增量1或减量1皆表示一个车道的宽度，在本示例实施方式中，使得值0.5可以表示道路20的车道宽度的一半(即，车道中央与其边界之间的距离)。另选地，在y轴没有进行如此缩放的示例实施方式中，可以将集合(4)和(5)以及函数(6)至(8)中的值0.5替换成与道路20的车道宽度的一半相对应的任何合适的值，并且可以相应地对其它值(例如，1.5、1等)进行缩放。
使用上面的函数和集合，如在本示例实施方式中，可以将横向缩放函数ky，i在形式上定义如下：
(9)lo＝Δyrange(yi，vy，i)，
(10)ro＝Δyrange(-yi，-vy，i)，
(11)ky，i＝min(drop(y-yi，2Δybias，lo)，drop(yi-y，2Δybias，ro))，
其中，lo表示第一横向方向上的横向范围的最大限度，ro表示第二横向方向上的横向范围的最大限度，并且中央横向子范围的固定宽度是2Δybias，yi是前行车辆O的横向位置，并且vy，i是前行车辆O的横向速度。
特别地，可以将横向缩放函数(11)用于定义横向范围和函数值，所述函数值根据诸如图4C至图4G所示的分布图跨横向范围而改变。
作为另选例，在一些示例实施方式中，横向范围定义模块12可以通过以下方式来定义横向范围：将中央横向子范围设置为从前行车辆O的横向位置起沿第一横向方向并且沿第二横向方向延伸的第一预定距离；将第一横向子范围设置为从中央横向子范围的在第一横向方向上的最远点起沿第一横向方向延伸的第二预定距离；以及将第二横向子范围设置为从中央横向子范围的在第二横向方向上的最远点起沿第二横向方向延伸的第三预定距离(该第三预定距离例如可以与第二预定距离相同)。在这样的示例实施方式中，横向范围定义模块12例如可以使用前行车辆O相对于多个车道当中的前行车辆O所位于的车道21B的中央的横向位置来确定横向范围，具体来说，通过基于前行车辆O相对于多个车道当中的前行车辆O所位于的车道21B的中央的相应横向位置，从多个预定距离中选择第一横向范围和第二横向范围中的各个横向范围的距离来确定横向范围。例如，在前行车辆O的横向位置与该前行车辆正行驶在的车道21B的中央之间的距离相对较大的情况下(例如，当前行车辆O正在转换车道时)，可以选择较大的预定距离。这样，在前行车辆O的模型从多个车道当中的该前行车辆O的模型所位于的车道21B向所述多个车道中的相邻车道进行变道期间，横向范围可以随着前行车辆O的模型的被确定的横向位置与所述车道的中央在道路20的模型中的横向位置之间的距离的增加而增加。
横向范围可以被定义成使得在前行车辆O进行变道期间，横向范围随着前行车辆O的横向位置与该前行车辆正行驶在的车道21B的中央之间的距离的增加而增加，以达到越过前行车辆O的相邻车道(该前行车辆O正在向该相邻车道执行变道)，使得在宿主车辆1处于纵向范围内的情况下，如果宿主车辆驾驶员尝试同时变道成同一车道，则可以控制宿主车辆1及时启动暂停。
在图6的处理步骤S63中，纵向范围设置模块13在道路20的模型中，设置沿第一纵向方向从前行车辆O的模型的后部起延伸的纵向范围。
举例来说，在本示例实施方式中，第一纵向方向可以是与前行车辆O的行驶方向相反的方向。参照图2A的示例，第一纵向方向因此可以是负x方向，即，与图2A中的箭头27相反的方向。
纵向范围设置模块13可以将纵向范围设置成预定值。该预定值例如可以对应于纵向安全距离，该纵向安全距离被定义为宿主车辆1执行纵向紧急操纵(例如制动)以及时停车从而避免与另一车辆碰撞所需的距离。这种纵向距离可以是例如基于RSS安全模型的规则的。另选地，预定值可以对应于预定距离或固定距离，在该预定距离外，额外的模型车辆不被认为足够接近以处于宿主车辆1的环境中。
在例如本示例实施方式的示例实施方式中，其中，纵向范围设置模块13定义纵向渐增(ramping)范围，可以将组合的纵向范围和纵向渐增范围函数kx,i在形式上定义如下：
(12)kx,i＝drop(-xi,-1,0)，
其中，xi是前行车辆O的纵向位置。
在图6的处理步骤S64中，目标纵向加速度设置模块14设置宿主车辆1的目标纵向加速度。
更特别地，对于宿主车辆1的模型的处于纵向范围内的任何纵向位置，在图6的处理步骤S64中，目标纵向加速度设置模块14在宿主车辆1的模型在道路20的模型中的横向位置处于中央横向子范围内的情况下将宿主车辆1的目标纵向加速度设置成相应第一加速度值。
另选地，在宿主车辆1的模型在道路20的模型中的横向位置处于第一横向子范围内或第二横向子范围内的情况下，在图6的处理步骤S64中，目标纵向加速度设置模块14将宿主车辆1的目标纵向加速度设置成相应第二加速度值，该相应第二加速度值取决于宿主车辆1的模型在道路20的模型中的横向位置相对于前行车辆O的模型的被确定的横向位置，并且大于针对宿主车辆1的模型的纵向位置的第一加速度值。
第一加速度值可以是减速度值，即，指示在与宿主车辆1的行驶方向相反的纵向方向(例如，与图2A和图2B中的箭头27的方向相反的负x方向)上的加速度的值。对应地，第二加速度值可以是减速度值(指示在与宿主车辆1的行驶方向相反的纵向方向上的加速度的值)，或者可以指示在宿主车辆1的行驶方向上的加速度。另选地，第一加速度值可以指示在宿主车辆1的行驶方向(例如，由图2A和图2B中的箭头27指示的正x方向)上的加速度，例如，在前行车辆O正在比宿主车辆1更快地行驶或者两个车辆的纵向间隔足够大的情况下。对应地，第二加速度值可以是指示宿主车辆1的行驶方向上的加速度的值，或者可以是指示宿主车辆1的行驶方向上的减速度的值。
在本示例实施方式中，当宿主车辆1的模型的横向位置处于第一横向子范围的沿第二横向方向的最远边缘时，第二加速度值可以从第一加速度值渐增(线性地增加)至当宿主车辆1的模型的横向位置处于第一横向子范围的沿第一横向方向的最远边缘时的第三加速度值，第三加速度值大于第一加速度值。对应地，在本示例实施方式中，当宿主车辆1的模型的横向位置处于第二横向子范围的沿第一横向方向的最远边缘时，第二加速度值可以从第一加速度值渐增至当宿主车辆1的模型的横向位置处于第二横向子范围的沿第二横向方向的最远边缘时的第四加速度值，第四加速度值大于第一加速度值。
可以将第一加速度值设置成预定值或者根据宿主车辆和前行车辆的环境的当前状况(举例来说，诸如降水、能见度等的天气状况)估计的值。另选地，第一加速度值可以取决于宿主车辆1的模型的纵向速度和前行车辆O的模型的纵向速度，或者取决于这些纵向速度以及前行车辆O的模型与宿主车辆1的模型之间的纵向距离。
在本示例实施方式中，第三加速度值和第四加速度值可以是相同的加速度值。可以使用渐增来描述从第一值到第二值的线性增加。可以将第三加速度值和第四加速度值设置为任何合适的值。举例来说，可以将第三加速度值和第四加速度值设置在使宿主车辆1的纵向速度趋向于目标纵向速度所需的加速度值。目标纵向速度可以是希望的速度，诸如道路20的速度限制或者宿主车辆1的舒适巡航速度。
图4C至图4G例示了其中线A指示由设备10设置的宿主车辆1的目标纵向加速度的示例。如图4C至图4G所示，目标纵向加速度具有针对处于中央横向子范围d2内的在y轴上的横向位置的设置值，即，第一加速度值。对应地，目标纵向加速度具有针对处于横向范围外部的在y轴上的横向位置的设置值，即，第三加速度值(第四加速度值等于图4C至图4G的示例中的第三加速度)。作为非限制性示例，第一加速度值可以是-2m/s2(即，在与宿主车辆1的行驶方向相反的方向上，即，在负x方向上的加速度2m/s2，其也可以被称为减速度-2m/s2)，并且第三加速度值可以是2m/s2(即，在宿主车辆1的行驶方向上，即，在正x方向上的加速度2m/s2)。
如图4C至图4G的示例所示，在第一横向渐增区域的限度d3内，第二加速度值在中央横向子范围和第一横向子范围的边界处的第一加速度值与横向范围的端点(即，第一横向子范围的沿第一横向方向的最远边缘)处的第三加速度值之间线性地增加(渐增)。对应地，在第二横向渐增区域的限度d4内，第二加速度值在中央横向子范围和第二横向子范围的边界处的第一加速度值与横向范围的端点(即，第二横向子范围的沿第二横向方向的最远边缘)处的第三加速度值之间线性地增加(渐增)。在本示例实施方式中，尽管第二加速度值跨第一横向子范围和第二横向子范围线性地改变，但是这个变化至少在第一横向子范围和第二横向子范围中一者或两者的至少一部分中可以另选地是非线性的(优选为单调的)。
可选地，在宿主车辆1的模型的位置未位于第一区域31、第二区域32以及第三区域33中的任一区域中的情况下，目标纵向加速度设置模块14可以将宿主车辆1的目标纵向加速度设置成预定值，该预定值例如可以被设置成宿主车辆1的最大舒适加速度。
在本示例实施方式中，目标纵向加速度设置模块14可以被配置成通过根据OskarLarsson的硕士论文所描述的技术的修改版本设置宿主车辆1的目标纵向加速度，从而基于宿主车辆1的模型在道路20中的被确定的范围和位置来设置宿主车辆1的目标纵向加速度，其中，在该论文的3.2节所描述的纵向力的确定以及在该论文的3.5节所描述的将该力转换成纵向加速度被修改成使用由横向范围定义模块12定义的横向范围，如下所述。
特别地，纵向力场可以由两个分量来生成，即，针对宿主车辆1的环境中的各个前行车辆i的巡航控制分量fcc和尾随分量ftrail和巡航控制分量fcc和尾随分量ftrail是控制宿主车辆1的纵向加速度的自适应巡航控制(ACC)算法的分量。
巡航控制分量fcc对应于为使宿主车辆的纵向速度趋向于目标纵向速度所需的力，并且可以使用上面的函数(2)定义如下：
(13)fcc(v)＝clip(k(vdes-v)，amin，amax)，
其中，vdes是宿主车辆1的目标纵向速度，并且amin和amax是达到某一速度的最小和最大舒适加速度。
尾随分量ftrail对应于为确保宿主车辆1与前行车辆保持安全纵向距离所需的力。尾随分量ftrail应当允许宿主车辆1平稳地接近距前行车辆O的预定距离(目标车头间距(headway))，同时允许足够的距离以利用所需的制动响应来对紧急情况作出反应。由于宿主车辆1应当仅在前行车辆处于宿主车辆前方的情况下减速，因此可以通过使用由横向范围定义模块12定义的横向范围将尾随分量ftrail缩小到全效区域外部。
在全效区域中由尾随分量ftrail而造成的行为可以描述如下。尾随分量ftrail基于方程(14)中定义的过阻尼谐波振荡器，其允许速度和距离差指数衰减：
(14)x″＝-2ηωx′-ω2x。
由于作为前行车辆O切入宿主车辆1正行驶在的车道(即，超车(cut-in))的结果，距前行车辆O的初始距离可能远小于目标车头间距，因此，对式(14)的振荡器进行两个重要的调整。
首先，允许前行车辆超车的距离可以比目标车头间距小很多。根据振荡器产生的最终所得响应将促使宿主车辆1进行强制动，这既不舒服又有潜在危险。为了将反应限制为不舒适但安全的超车，在前行车辆O处于与宿主车辆1相同的速度并且不减速时的制动力在amin达到饱和，即，来自巡航控制分量fcc的最小舒适加速度。尾随分量ftrail取决于作为驾驶员输入tdes而给出的希望的车头间距，以及算法参数η、ω和余量(margin)(即，距前方车辆的最小距离)。
因此，可以定义以下函数和等式，以供在定义前行车辆O的尾随分量ftrail方面使用(其中，下标i表示除了宿主车辆1之外，前行车辆O可以是在道路20的模型中定义的一个或更多个车辆当中的第i车辆)：
(15)
(16)Atrail，i＝ax，i+2ηω(vx，i-vx)+max(amin，ω2(x-ddes(vx，i，li)))，
其中，l是宿主车辆1的纵向限度，li是前行车辆O的纵向限度，vx是宿主车辆1的纵向速度，vx，i是前行车辆O的纵向速度，并且ax，i是前行车辆O的纵向加速度。
其次，由于式(14)的振荡器对绝对距离是不可知的，因此，当相对速度变得低于(amin-ax，i)/2ηω时，它可以减小撞击前的制动。为了确保完全制动直到在危险情形宿主车辆1和前行车辆O的速度相等以便避免在停车前制动的平稳降低，在尾随分量ftrail中包括另一分量，即，全制动距离。该分量仅在危险情形下作为前行车辆超车的结果而影响宿主车辆1。可以将全制动距离定义如下(其中，下标i表示前行车辆O可以是在道路20的模型中定义的除了宿主车辆1之外的一个或更多个车辆当中的第i车辆)：
(17)
其中，bmax是宿主车辆的最大制动减速度。
使用上面的函数(16)和(17)以及由函数(11)定义的横向缩放函数ky，i和由函数(12)定义的组合的纵向范围和纵向渐增范围kx，i，在本示例实施方式中，可以将尾随分量定义如下(其中，下标i表示前行车辆O可以是在道路20的模型中定义的除了宿主车辆1之外的一个或更多个车辆当中的第i车辆)：
(18)ftrail，i＝min((min(Atrail，i，Aemr，i)-amax)min(kx，i，ky，i)+amax，amax)。
根据式(18)，由纵向缩放函数kx，i和横向缩放函数ky，i提供的缩放应用于尾随分量与全加速度之间的差。这引入了对参数amax的依赖性，该参数amax是巡航分量fcc的最高加速度。
通过使用由函数(11)定义的横向缩放因子ky，i和由函数(12)定义的组合的纵向范围和纵向缩放因子kx，i，连同Oskar Larsson的硕士论文所描述的技术的修改版本，可以提供修改的尾随分量ftrail，修改的尾随分量ftrail在前行车辆O处于宿主车辆O前方时影响宿主车辆1，并且随着横向距离增加，或者前行车辆的纵向位置变为负的，而逐步上升以允许加速，同时允许根据该加速度进行控制的宿主车辆1能够在前行车辆O在宿主车辆1的前方超车时避免不像是人那样的行为的不舒服的驾驶，诸如急剧的急动。
为了减小这种急动，在示例实施方式中，更一般地，宿主车辆1的目标纵向加速度可以通过以下方式来设置：按照本文所描述的横向缩放函数ky，I的值来缩放和偏移(offset)已经由任何ACC算法确定的纵向加速度的值，使得对于宿主车辆1的模型的处于纵向范围内的任何纵向位置，执行以下操作：在宿主车辆1的模型的横向位置处于中央横向子范围内的情况下，将宿主车辆1的目标纵向加速度设置成相应第一加速度值；以及在宿主车辆1的模型的横向位置处于第一横向子范围或第二横向子范围内的情况下，将宿主车辆1的目标纵向加速度设置成相应第二加速度值。例如，可以将宿主车辆1的目标纵向加速度设置为预定加速度值(例如，amax)和另一值中的较小者，所述另一值是通过将本文所描述的横向缩放函数ky，I的值与如下的差值的乘积按照预定加速度值进行偏移而获得的，所述差值是由任何ACC算法确定的纵向加速度的值与预定加速度值之间的差，宿主车辆1的目标纵向加速度被设置成使得对于宿主车辆1的模型的处于纵向范围内的任何纵向位置，执行以下操作：在宿主车辆1的模型的横向位置处于中央横向子范围内的情况下，将宿主车辆1的目标纵向加速度设置成相应第一加速度值；并且在宿主车辆1的模型的横向位置处于第一横向子范围或第二横向子范围内的情况下，将宿主车辆1的目标纵向加速度设置成相应第二加速度值。根据这些示例实施方式设置宿主车辆1的目标纵向加速度导致针对宿主车辆1的模型和前行车辆O的模型的任何给定的相对横向定位进行由ACC算法输出的纵向加速度的相同调整，该调整独立于宿主车辆的模型和前行车辆的模型在道路20的模型中的相对纵向定位。结果，可以在比使用Oskar Larsson的硕士论文可获得的宿主车辆和前行车辆的纵向间隔更大的范围内获得上面阐述的优点。
而且，示例实施方式的设置宿主车辆1的目标纵向加速度的方法可以确保在前行车辆O处于与宿主车辆1相同的车道中时，宿主车辆1充分制动，并且如果宿主车辆1在前行车辆O后方并入，则进行平稳过渡。
如在本示例实施方式中，图6的处理可以包括另一处理步骤：生成用于控制宿主车辆1的转向和/或加速的控制信号，以使宿主车辆1的纵向加速度接近所设置的目标纵向加速度。该处理步骤可以例如由目标纵向加速度设置模块14来执行。另选地，设备10可以可选地包括附加模块，该附加模块被配置成生成用于控制宿主车辆1的转向和/或加速的控制信号，以使宿主车辆1的纵向加速度接近所设置的目标纵向加速度。
另选地，宿主车辆1中的任何其它合适的实体均可以被提供有由目标纵向加速度设置模块14确定的目标纵向加速度，并且该实体被配置成生成用于控制宿主车辆1的转向和/或加速的控制信号，以使宿主车辆1的纵向加速度接近所设置的目标纵向加速度。举例来说，图1B所示的自动驾驶仪系统15可以可选地被配置成生成用于控制宿主车辆1的转向和/或加速的控制信号，以使宿主车辆1的纵向加速度接近所设置的目标纵向加速度。
在前述描述中，设备10的功能和图6的处理仅关于单个前行车辆进行了描述。然而，这是非限制性的并且仅用于例示的目的。由设备10执行的处理可以通过为两个或更多个前行车辆中的各个前行车辆确定相应的目标纵向加速度来考虑所述两个或更多个前行车辆。然后，目标纵向加速度设置模块14例如可以将宿主车辆1的目标纵向加速度设置为所确定的两个或更多个相应目标纵向加速度中的的最小加速度(即，最大减速度)。
另外或者另选地，可以将设备10配置成执行图6的处理，以便以预定的周期性或频度来确定宿主车辆1的目标纵向加速度，使得针对各个时段Δt确定新的目标纵向加速度。这个时段Δt可以被称为滴答长度(tick length)并且可以被设置为等于或小于tr(宿主车辆反应(适应)时间)，以便确保自主控制的宿主车辆1将具有足够的时间来对其环境中的任何变化作出反应。
在此所描述的示例方面避免了与自主驾驶领域相关的具体植根于计算机技术的限制。根据本文所描述的示例方面，可以确保即使在前行车辆没有安全驾驶并且例如在不安全纵向距离处切入主车辆正行驶在的车道中的情况下，根据本文的第一方面的方法(或者根据本文的第二方面的设备)所设置的目标纵向加速度也可以平稳地改变，从而可使根据该加速度控制的宿主车辆能够避免不像是人那样的驾驶的不舒适的驾驶，诸如急剧的急动。而且，根据本文所描述的示例方面的以计算机技术为基础的前述能力，本文所描述的示例方面改进了计算机和计算机处理/功能，并且还改进了至少自主驾驶的领域，并且特别地改进了宿主车辆相对于该宿主车辆正行驶在的道路的目标纵向加速度的设置，以供在宿主车辆的自主控制中使用。
在前述描述中，参照多个实施方式描述了各方面。因此，本说明书应被认为是例示性的，而非限制性的。类似地，附图中例示的突出实施方式的功能和优点的图仅是出于示例目的而呈现的。实施方式的架构是足够灵活和可配置的，使得它可以以不同于附图所示的方式来加以利用。
在一个示例实施方式中，本文所呈现的软件实施方式可以被提供为计算机程序或软件(诸如具有指令或指令序列的一个或更多个程序)，该计算机程序或软件被包括或存储在诸如机器可访问或机器可读介质、指令存储部或计算机可读存储装置的制品中，其中每一个都可以是非暂时性的。可以将非暂时性机器可访问介质、机器可读介质、指令存储部或计算机可读存储装置上的程序或指令用于对计算机系统或其它电子装置进行编程。机器或计算机可读介质、指令存储部以及存储装置可以包括但不限于,软盘、光盘和磁光盘，或者适于存储或传输电子指令的其它类型的介质/机器可读介质/指令存储部/存储设备。本文所描述的技术不限于任何特定的软件配置。它们可以在任何计算或处理环境中找到适用性。本文所使用的术语“计算机可读”、“机器可访问介质、“机器可读介质”、“指令存储部”以及“计算机可读存储装置”应当包括能够存储、编码或传输指令或指令序列以供机器、计算机或计算机处理器执行并且使机器/计算机/计算机处理器执行本文所描述的方法中的任一方法的任何介质。而且，本领域中通常以一种形式或另一种形式(例如，程序、过程、处理、应用、模块、单元、逻辑等)将软件称为采取动作或导致结果。这样的表达仅仅是陈述由处理系统执行软件造成处理器执行动作以生成结果的速记方式。
一些实施方式还可以通过准备专用集成电路、现场可编程门阵列、或者通过互连常规组件电路的恰当网络来实现。
一些实施方式包括计算机程序产品。计算机程序产品可以是具有存储在其上或其中的指令的存储介质、指令存储部或者存储装置，这些指令可以被用于控制或造成计算机或计算机处理器执行本文所描述的示例实施方式的过程中的任一过程。存储介质/指令存储部/存储设备可以包括，例如但不限于，光盘、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、DRAM、VRAM、闪存、闪存卡、磁卡、光学卡、纳米系统、分子级存储器集成电路、RAID、远程数据存储装置/存档/仓储、和/或适于存储指令和/或数据的任何其它类型的装置。
被存储在计算机可读介质、指令存储部或者存储装置上的一些实现包括用于既控制系统的硬件又用于使得系统或微处理器能够利用本文所描述的实施方式的结果与人类用户或其它机制进行交互的软件。这种软件可以包括但不限于设备驱动程序、操作系统以及用户应用。最终，此类计算机可读介质或存储装置还包括用于执行如上所描述的示例方面的软件。
被包括在系统的编程和/或软件中的是用于实现本文所描述的过程的软件模块。在本文中的一些示例实施方式中，模块包括软件，但是在本文的其它示例实施方式中，模块包括硬件、或者硬件和软件的组合。
虽然上面已经描述了本公开的各种实施方式，但是应理解，它们是作为示例而非限制来呈现的。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。因此，上述示例实施方式不受限制。
此外，说明书摘要的目的是使专利局和公众，尤其是不熟悉专利或法律术语或措辞的本领域的科学家、工程师和从业者能够从粗略的检查中快速地确定本申请的技术公开的性质和本质。说明书摘要不旨在以任何方式限制本文所呈现的实施方式的范围。还要理解，在权利要求中叙述的任何过程不需要以所呈现的次序来执行。
尽管本说明书包含许多具体实施方式细节，但是这些细节不应被解释为对可能要求保护的内容范围的限制，而是作为对特定于本文所描述的特定实施方式的特征的描述。本说明书中在单独实施方式的背景下描述的某些特征还可以在单个实施方式中组合实现。相反地，在单个实施方式的背景下描述的各种特征还可以单独地或者以任何适当的子组合在多个实施方式中加以实现。此外，尽管上面将特征描述为以某些组合起作用，甚至同样一开始就要求加以保护，但是来自要求保护的组合的一个或更多个特征在某些情况下可以从该组合除去，并且该要求保护的组合可以被指向子组合或子组合的变型例。
在某些境况下，多任务执行和并行处理可能是有利的。此外，上面描述的实施方式中的各种组件的分离不应被理解为在所有实施方式中都需要这种分离，而应理解，所描述的程序组件和系统通常可以共同集成在单个软件产品中或者封装到多个软件产品中。
现在已经描述了一些例示性实施方式，显然已经通过示例的方式呈现的前述实施方式是例示性的而非限制性的。特别地，尽管本文所呈现的示例中的许多示例涉及设备或软件要素的特定组合，但是这些要素可以以其它方式进行组合以实现相同的目的。仅结合一个实施方式讨论的动作、要素以及特征不旨在被排除在其它的一个或多个实施方式中的类似角色之外。
本文所描述的设备可以在不脱离其特性的情况下以其它特定形式加以具体实施。前述实施方式是例示性的而不是对所描述的系统和方法的限制。由此，本文所描述的设备的范围是通过所附权利要求而非前述描述来指示的，并且落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变都被涵盖于此。

Claims (12)

1.一种设置宿主车辆(1)相对于道路(20)的目标纵向加速度的计算机实现方法，所述目标纵向加速度是供所述宿主车辆(1)的自主控制使用的，所述宿主车辆和前行车辆(O)正在沿着所述道路行驶，所述道路(20)包括多个车道(21A至21C)，所述方法包括以下步骤：
基于所述前行车辆(O)的检测到的位置，确定(S61)所述前行车辆(O)的模型在所述道路(20)的模型中的横向位置；
在所述道路(20)的模型中定义(S62)从所述前行车辆(O)的模型起延伸的横向范围，所述横向范围沿所述道路的模型中的第一横向方向并且沿所述道路的模型中的与所述第一横向方向相反的第二横向方向延伸，所述横向范围包括第一横向子范围、第二横向子范围以及处于所述第一横向子范围与所述第二横向子范围之间的中央横向子范围，其中，所述横向范围被定义成在所述前行车辆(O)的模型从所述多个车道当中的所述前行车辆(O)的模型所位于的车道向所述多个车道中的相邻车道进行变道期间因所述第一横向子范围和所述第二横向子范围中的至少一个横向子范围的增加而增加，而所述第一横向子范围和所述第二横向子范围中的至少一个横向子范围的增加是随着所述前行车辆(O)的模型的确定的横向位置与所述前行车辆(O)的模型所位于的车道的中央在所述道路的模型中的横向位置之间的距离的增加而发生的；
在所述道路的模型中，设置(S62)沿第一纵向方向从所述前行车辆(O)的模型的后部起延伸的纵向范围；
设置(S63)所述宿主车辆(1)的所述目标纵向加速度，使得针对所述宿主车辆(1)的模型的处于所述纵向范围内的任何纵向位置，执行以下操作：
在所述宿主车辆(1)的模型在所述道路(20)的模型中的横向位置处于所述中央横向子范围内的情况下，将所述宿主车辆(1)的所述目标纵向加速度设置成相应第一加速度值；以及
在所述宿主车辆(1)的模型的所述横向位置处于所述第一横向子范围或所述第二横向子范围内的情况下，将所述宿主车辆(1)的所述目标纵向加速度设置成相应第二加速度值，所述相应第二加速度值取决于所述宿主车辆(1)的模型在所述道路(20)的模型中的相对于所述前行车辆(O)的模型的确定的横向位置的横向位置，并且所述第二加速度值大于所述第一加速度值。
2.根据权利要求1所述的计算机实现方法，其中，所述中央横向子范围具有固定宽度，所述固定宽度是基于所述多个车道当中的一车道内的偏置区域的宽度的，所述宿主车辆(1)被自主地控制为保持在所述偏置区域中同时沿所述车道行驶。
3.根据权利要求1或2所述的计算机实现方法，其中，
当所述宿主车辆(1)的模型的所述横向位置处于所述第一横向子范围的沿所述第二横向方向的最远边缘时，所述第二加速度值从所述第一加速度值改变成当所述宿主车辆(1)的模型的所述横向位置处于所述第一横向子范围的沿所述第一横向方向的最远边缘时的第三加速度值，所述第三加速度值大于所述第一加速度值，并且
当所述宿主车辆(1)的模型的所述横向位置处于所述第二横向子范围的沿所述第一横向方向的最远边缘时，所述第二加速度值从所述第一加速度值改变成当所述宿主车辆(1)的模型的所述横向位置处于所述第二横向子范围的沿所述第二横向方向的最远边缘时的第四加速度值，所述第四加速度值大于所述第一加速度值。
4.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实现方法，其中，在所述宿主车辆(1)的模型的所述位置未处于所述道路的模型的由所述纵向范围和所述中央横向子范围定义的第一区域、由所述纵向范围和所述第一横向子范围定义的第二区域或者由所述纵向范围和所述第二横向子范围定义的第三区域中的任一区域中的情况下，所述计算机实现方法包括以下步骤：将所述宿主车辆(1)的所述目标纵向加速度设置成第五加速度值。
5.根据前述权利要求中任一项所述的计算机实现方法，其中，所述宿主车辆(1)的所述目标纵向加速度是通过按照如下的量对已由自适应巡航控制算法确定的纵向加速度进行缩放和偏移来设置的，所述量是通过估算定义了所述横向范围的横向缩放函数以及跨所述横向范围的因子的变化来确定的，使得针对所述宿主车辆(1)的模型的处于所述纵向范围内的任何纵向位置，执行以下操作：
在所述宿主车辆(1)的模型的所述横向位置处于所述中央横向子范围内的情况下，将所述宿主车辆(1)的所述目标纵向加速度设置成所述相应第一加速度值；以及
在所述宿主车辆(1)的模型的所述横向位置处于所述第一横向子范围或所述第二横向子范围内的情况下，将所述宿主车辆(1)的所述目标纵向加速度设置成所述相应第二加速度值。
6.一种存储包含指令的计算机程序(545)的计算机可读存储介质(550)，所述指令在由计算机处理器(520)执行时，使所述计算机处理器(520)执行根据前述权利要求中任一项所述的计算机实现方法。
7.一种设置宿主车辆(1)相对于道路(20)的目标纵向加速度的设备(10)，所述目标纵向加速度是供所述宿主车辆(1)的自主控制使用的，所述宿主车辆(1)和前行车辆(O)正在沿着所述道路行驶，所述道路(20)包括多个车道(21A至21C)，所述设备(10)包括：
位置确定模块(11)，所述位置确定模块被配置成基于所述前行车辆(O)的被检测到的位置来确定所述前行车辆(O)的模型在所述道路(20)的模型中的横向位置；
横向范围定义模块(12)，所述横向范围定义模块被配置成在所述道路(20)的模型中定义从所述前行车辆(O)的模型起延伸的横向范围，所述横向范围沿所述道路(20)的模型中的第一横向方向和在所述道路(20)的模型中的与所述第一横向方向相反的第二横向方向延伸，所述横向范围包括第一横向子范围、第二横向子范围以及处于所述第一横向子范围与所述第二横向子范围之间的中央横向子范围，其中，所述横向范围被定义成在所述前行车辆(O)的模型从所述多个车道当中的所述前行车辆(O)的模型所位于的车道向所述多个车道中的相邻车道进行变道期间因所述第一横向子范围和所述第二横向子范围中的至少一个横向子范围的增加而增加，而所述第一横向子范围和所述第二横向子范围中的至少一个横向子范围的增加是随着所述前行车辆(O)的模型的确定的横向位置与所述前行车辆(O)的模型所位于的车道的中央在所述道路的模型中的横向位置之间的距离的增加而发生的；
纵向范围设置模块(13)，所述纵向范围设置模块被配置成在所述道路(20)的模型中设置沿第一纵向方向从所述前行车辆(O)的模型的后部起延伸的纵向范围；
目标纵向加速度设置模块(14)，所述目标纵向加速度设置模块被配置成设置所述宿主车辆(1)的所述目标纵向加速度，使得针对所述宿主车辆(1)的模型的处于所述纵向范围内的任何纵向位置，执行以下操作：
在所述宿主车辆(1)的模型在所述道路(20)的模型中的横向位置处于所述中央横向子范围内的情况下，将所述宿主车辆(1)的所述目标纵向加速度设置成相应第一加速度值；以及
在所述宿主车辆(1)的模型在所述道路(20)的模型中的所述横向位置处于所述第一横向子范围或所述第二横向子范围内的情况下，将所述宿主车辆(1)的所述目标纵向加速度设置成相应第二加速度值，所述相应第二加速度值取决于所述宿主车辆(1)的模型在所述道路(20)的模型中的相对于所述前行车辆(O)的模型的确定的横向位置的横向位置，并且所述第二加速度值大于所述第一加速度值。
8.根据权利要求7所述的设备(10)，其中，所述中央横向子范围具有固定宽度，所述固定宽度是基于所述多个车道当中的一车道内的偏置区域的宽度的，所述宿主车辆(1)被自主地控制为保持在所述偏置区域中同时沿所述车道行驶。
9.根据权利要求7或8所述的设备(10)，其中，
当所述宿主车辆(1)的模型的所述横向位置处于所述第一横向子范围的沿所述第二横向方向的最远边缘时，所述第二加速度值从所述第一加速度值改变成当所述宿主车辆(1)的模型的所述横向位置处于所述第一横向子范围的沿所述第一横向方向的最远边缘时的第三加速度值，所述第三加速度值大于所述第一加速度值，并且
当所述宿主车辆(1)的模型的所述横向位置处于所述第二横向子范围的沿所述第一横向方向的最远边缘时，所述第二加速度值从所述第一加速度值改变成当所述宿主车辆(1)的模型的所述横向位置处于所述第二横向子范围的沿所述第二横向方向的最远边缘时的第四加速度值，所述第四加速度值大于所述第一加速度值。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备(10)，其中，在所述宿主车辆(1)的模型的所述位置未处于所述道路的模型的由所述纵向范围和所述中央横向子范围定义的第一区域、由所述纵向范围和所述第一横向子范围定义的第二区域或者由所述纵向范围和所述第二横向子范围定义的第三区域中的任一区域中的情况下，所述目标纵向加速度设置模块(14)被配置成将所述宿主车辆(1)的所述目标纵向加速度设置成第五加速度值。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的设备(10)，其中，所述目标纵向加速度设置模块(14)被配置成通过按照如下的量对已由自适应巡航控制算法确定的纵向加速度进行缩放和偏移来设置所述宿主车辆(1)的所述目标纵向加速度，所述量是通过估算定义了所述横向范围的横向缩放函数以及跨所述横向范围的因子的变化来确定的，使得针对所述宿主车辆(1)的模型的处于所述纵向范围内的任何纵向位置，执行以下操作：
在所述宿主车辆(1)的模型的所述横向位置处于所述中央横向子范围内的情况下，将所述宿主车辆(1)的所述目标纵向加速度设置成所述相应第一加速度值；以及
在所述宿主车辆(1)的模型的所述横向位置处于所述第一横向子范围或所述第二横向子范围内的情况下，将所述宿主车辆(1)的所述目标纵向加速度设置成所述相应第二加速度值。
12.一种车辆(1)，所述车辆包括：
位置确定设备(5)，所述位置确定设备确定第二车辆相对于所述车辆(1)的位置；
根据权利要求7至11中任一项所述的设备(10)，所述设备被配置成使用所述第二车辆的确定的位置来设置所述车辆(1)的目标纵向加速度；以及
自动驾驶仪系统(15)，所述自动驾驶仪系统被配置成使用所设置的目标纵向加速度来自主地控制所述车辆(1)的速度。
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