CN117565899A - 用于控制车辆的方法和系统、车辆以及计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制车辆的方法，其包括：获取关于车辆前方的第一目标车辆的第一目标车辆信息，以便判断第一目标车辆是否影响车辆的行驶速度；在第一目标车辆影响车辆的行驶速度的情况下，获取关于第一目标车辆前方的行驶环境信息，以便判断第一目标车辆是否不必要地限制车辆所在车道的第一车道通行效率；基于关于第一目标车辆是否不必要地限制车辆所在车道的第一车道通行效率的判断结果，相应地控制车辆采取相应的车辆操作。本发明还涉及一种用于控制车辆的系统、一种车辆和一种计算机程序产品。通过本发明，当前车不必要地限制车辆所在车道的第一车道通行效率时，尤其经由V2V通信指示前车加速或者变道，从而改善交通流量，获得时间收益。

Description

用于控制车辆的方法和系统、车辆以及计算机程序产品

技术领域

本发明涉及一种用于控制车辆的方法。本发明还涉及一种用于控制车辆的系统、一种车辆和一种计算机程序产品。

背景技术

随着辅助驾驶/自动驾驶系统的快速发展，相应地配备的辅助驾驶/自动驾驶车辆越来越多地用于真实世界的驾驶环境。这些车辆可以探测周围环境并且基于此地自动采取相应的措施，例如支持交通拥堵辅助(Traffic Jam Assistant，TJA)功能。然而，在一些情况下，期望的是能够以更高的车速行驶，以期获得时间收益。尤其是在交通拥堵仅限于单个车道的情况下，现有的辅助驾驶/自动驾驶车辆通常采取变道操作，即变道至具有更高通行效率或不那么拥堵的相邻车道。然而，有时，所探测到的交通拥堵是不必要的，或者，自身的辅助驾驶/自动驾驶车辆的变道操作并不能解决当前的拥堵问题。

发明内容

本发明所基于的任务在于，提出一种改进的解决方案，使得能够改善交通流量，使用户获得时间收益。该任务通过一种用于控制车辆的方法、一种用于控制车辆的系统、一种车辆和一种计算机程序产品得到解决。

根据本发明的第一方面，提出一种用于控制车辆的方法，所述方法包括：获取关于所述车辆前方的第一目标车辆的第一目标车辆信息，以便判断所述第一目标车辆是否影响所述车辆的行驶速度；在所述第一目标车辆影响所述车辆的行驶速度的情况下，获取关于所述第一目标车辆前方的行驶环境信息，以便判断所述第一目标车辆是否不必要地限制所述车辆所在车道的第一车道通行效率；和基于关于所述第一目标车辆是否不必要地限制所述车辆所在车道的第一车道通行效率的判断结果，相应地控制所述车辆采取相应的车辆操作。

在本发明的范畴内，第一目标车辆也可以被称为前车，尤其是与所述车辆(即自车或本车)位于相同的车道上的前车。在本发明的范畴内，所述第一目标车辆不必要地限制所述车辆所在车道的第一车道通行效率能够理解为：当前的行驶环境，即所述第一目标车辆前方的行驶环境，允许所述第一目标车辆以比其当前行驶速度更高的行驶速度在车道上行驶。

示例性地，前车以较低的车速行驶并且占据了当前车道，从而导致其后车、即以较高的车速行驶的后车(在本发明中为本车)可能需要减速，无法或需要很长时间才能超车。这造成了不必要的交通拥堵；换言之，前车不必要地限制本车所在车道、即当前车道的交通流量。对此，自车能够基于与前车的交互解决这种交通拥堵问题。

根据本发明，针对前车不必要地限制交通流量或造成交通拥堵的情况，通过与前车的交互，尤其是经由V2X(Vehicle-to-Everything)通信、优选V2V(Vehicle-to-Vehicle)通信进行交互，减少了不必要的交通拥堵情况，改善了交通流量，为用户节省了时间。

根据本发明的方法的一种优选构型设置，基于所述行驶环境信息，如果求取出在所述第一目标车辆前方不存在相关车辆和/或相关事件，则判定所述第一目标车辆不必要地限制所述车辆所在车道的第一车道通行效率，或者，如果求取出在所述第一目标车辆前方存在相关车辆和/或相关事件，则判定所述第一目标车辆并非不必要地限制所述车辆所在车道的第一车道通行效率。优选地，根据本发明的方法的一种优选构型设置，所述相关车辆距所述第一目标车辆的距离小于预设距离范围和/或所述相关车辆的行驶速度小于预设速度阈值，和/或，所述相关事件包括交通拥堵和/或交通事故。

根据本发明的方法的一种优选构型设置，如果所述第一目标车辆的行驶速度小于第一速度阈值，和/或，如果所述第一目标车辆的减速度参量大于第一减速度参量阈值，则判定所述第一目标车辆影响所述车辆的行驶速度，优选地，所述第一速度阈值与所述车辆的行驶速度、所述车辆的期望行驶速度、和/或所述车辆所在车道的速度限制有关。

根据本发明的方法的一种优选构型设置，所述方法还包括：获取关于所述车辆的相邻车道上的第二目标车辆的第二目标车辆信息，以便判断是否存在相邻车道可供所述车辆和/或所述第一目标车道进行变道操作。

根据本发明的方法的一种优选构型设置，求取从所述车辆所在车道变道至所述相邻车道的变道危险系数，和/或，求取所述相邻车道的第二车道通行效率，以便判断所述车辆和/或所述第一目标车辆是否执行变道操作以从所述车辆所在车道变道至所述相邻车道。

根据本发明的方法的一种优选构型设置，所述相应的车辆操作至少包括以下操作中的至少一项操作：激活所述车辆的车头灯闪烁，优选地仅一次；经由V2X通信、优选V2V通信向所述第一目标车辆发送消息，优选地仅一次；控制所述车辆的制动操作、和/或变道操作。

根据本发明的方法的一种优选构型设置，如果所述第一目标车辆不必要地限制所述车辆所在车道的第一车道通行效率，则激活所述车辆的车头灯闪烁、优选地仅一次，和/或，经由V2V通信向所述第一目标车辆发送消息，所述消息指示所述第一目标车辆执行加速操作；和/或如果所述第一目标车辆(200)不必要地限制所述车辆(100)所在车道的第一车道通行效率且没有执行所述加速操作，或者，如果所述第一目标车辆并非不必要地限制所述车辆所在车道的第一车道通行效率，则激活所述车辆的车头灯闪烁、优选地仅一次，和/或，优选地，在所述第二车道通行效率小于等于所述第一车道通行效率的情况下，经由V2V通信向所述第一目标车辆发送消息，所述消息指示所述第一目标车辆执行变道操作或者至少在横向于所述车辆的行驶方向的方向上偏移。

根据本发明的第二方面，提出一种用于控制车辆的系统，所述系统包括控制器，所述控制器包括配置成用于执行根据本发明的方法。

根据本发明的第三方面，提出一种车辆，所述车辆配备有根据本发明的系统。

根据本发明的第四方面，提出一种计算机程序产品、例如计算机可读程序介质，所述计算机程序产品包括或存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器运行时，所述计算机程序指令能够执行根据本发明的方法。

在此，结合根据本发明的用于控制车辆的方法所描述的特征和细节也适用于根据本发明的用于控制车辆的系统、根据本发明的车辆和根据本发明的计算机程序产品，并且反之亦然。

附图说明

下面通过参照附图更详细地描述本发明。附图示出：

图1示出根据本发明的用于控制车辆的方法的一种实施方式的示意性流程图。

图2示出根据本发明的用于控制车辆的系统的一种实施方式的示例性方框图。

图3示出配备有根据本发明的系统的根据本发明的车辆的一种示例性应用场景。

具体实施方式

本发明的构思在于，在车辆的行驶中，例如在高速公路上行驶，当发现缓慢行驶的前车时，尤其是借助车辆协同技术，对路况信息进行进一步的分析处理，以便通过车辆间的协同作用避免不必要的交通拥堵，提高交通流量，为用户提供改进的服务体验。

在图1中示出根据本发明的用于控制车辆100的方法1的一种实施方式的示意性流程图。

在步骤S1中，获取关于车辆100前方的第一目标车辆200的第一目标车辆信息，以便判断第一目标车辆200是否影响车辆100的行驶速度。示例性地，第一目标车辆200是与车辆100位于相同的车道上的前车、尤其是直接相邻的前车。示例性地，第一目标车辆200影响车辆100的行驶速度意味着：第一目标车辆200的行驶速度小于或显著小于车辆100的行驶速度或其一定比例(例如，95％，90％，等)；第一目标车辆200的行驶速度小于车辆100的期望行驶速度或所期望的最低行驶速度；和/或，第一目标车辆200的行驶速度小于车辆100所在车道所要求的最低车速。替代地或者附加地，能够考虑第一目标车辆200的减速度参量，其中，如果减速度参量(例如，减速度量值和/或减速度持续时间)大于第一减速度参量阈值，则判定第一目标车辆200影响车辆100的行驶速度。

在步骤S3中，在第一目标车辆200影响车辆100的行驶速度的情况下，获取关于第一目标车辆200前方的行驶环境信息，以便判断第一目标车辆200是否不必要地限制车辆100所在车道的第一车道通行效率。在此，行驶环境信息包括第一目标车辆200前方的路况信息，其可以是由车辆100实时检测的、也可以是由车辆100从其他信息源接收到的，例如从第一目标车辆200、从云服务器或从路侧单元(Road Side Unit，RSU)等接收到的。这些行驶环境信息包括但不限于第一目标车辆200前方的其他相关车辆信息、障碍物信息或交通事故信息等。在此，举例来说，车道通行效率可以通过车辆的行驶速度来表征，例如，低的行驶速度限制或降低车道通行效率。

能够设想，如果求取出在第一目标车辆200前方、更具体地在第一目标车辆200前方预设距离范围内(例如几十米、几百米内)不存在低速行驶的相关车辆，则判定第一目标车辆200不必要地限制车辆100所在车道的第一车道通行效率。替代地或者附加地，如果求取出在第一目标车辆200前方、更具体地在第一目标车辆200前方预设距离范围内(例如几百米或者甚至几千米内)不存在交通拥堵或交通事故，则也可以判定第一目标车辆200不必要地限制车辆100所在车道的第一车道通行效率。换言之，在这种情况下，第一目标车辆200实际上能够以更高的车速行驶。

反之，如果求取出在第一目标车辆200前方存在低速行驶的相关车辆和/或存在交通拥堵或交通事故，则判定第一目标车辆200并非不必要地限制车辆100所在车道的第一车道通行效率。换言之，在这种情况下，第一目标车辆200受限于其行驶环境而无法进一步提速或加速。

接下来，在步骤S5中，基于关于第一目标车辆200是否不必要地限制车辆100所在车道的第一车道通行效率的判断结果，相应地控制所述车辆采取相应的车辆操作。

对于不必要地限制的情况而言，能够激活车辆100的车头灯闪烁、优选地仅一次并且经由例如V2V通信向第一目标车辆200发送消息、优选地仅一次，用以指示或提醒第一目标车辆200提速或加速行驶。

对于并非不必要地限制的情况而言，能够控制车辆100执行制动操作，以便保持车辆100与第一目标车辆200的安全距离、尤其是与速度有关的安全距离。替代地，能够控制车辆100执行变道操作，以便车辆100能够以更高的车速在具有更高的车道通行效率的车道上行驶。

在此，如图1中所示，在步骤S5中还考虑来自步骤S4的数据和信息。在步骤S4中，获取关于车辆100的相邻车道上的第二目标车辆300的第二目标车辆信息，以便判断是否存在相邻车道可供车辆100和/或第一目标车道200进行变道操作。在此，第二目标车辆信息包括但不限于第二目标车辆300的存在、位置、速度、间距等。

能够设想，如果在相邻车道上在距车辆100的另一距离范围内不存在第二目标车辆300，则认为相邻车道处于“未占据”状态，因此车辆100能够变道至所述相邻车道。进一步地，如果基于第二目标车辆信息(例如位置、速度等)求取出存在安全的变道空间或变道危险系数低于预设变道危险系数，则相邻车道可以被视为处于“未占据”状态，因此车辆100能够变道至所述相邻车道。

优选地，基于第二目标车辆信息求取相邻车道的第二车道通行效率。如果第二车道通行效率大于第一车道通行效率，则能够控制车辆100从其当前所在车道变道至所述相邻车道。反之，如果第二车道通行效率小于等于第一车道通行效率，则能够控制车辆100向第一目标车辆200发送消息，以便指示或提醒第一目标车辆200从其当前所在车道变道至相邻车道或者至少在横向于车辆100的行驶方向的方向上偏移。

最后，在步骤S7中，车辆100或其系统10基于所生成的控制指令采取相应的车辆操作。例如，激活车辆100的车头灯闪烁，用以提醒第一目标车辆200，优选地仅一次，以防对第一目标车辆200或其他车辆造成困扰或干扰。例如，经由V2X通信、优选V2V通信向第一目标车辆200发送消息，优选地同样仅一次，或者附加地还从第一目标车辆200接收消息。例如，控制车辆100执行制动操作、和/或变道操作。

在图2中示出根据本发明的用于控制车辆100的系统10的一种实施方式的示例性方框图。在此，系统10包括输入模块或获取模块11、控制模块12和输出模块或执行模块13。

输入模块或获取模块11示例性地包括第一获取模块或检测模块11-1和第二获取模块或通信模块11-2。

例如，检测模块11-1构造为或包括：摄像机、尤其是前置摄像机，其用于获取关于车辆100前方的第一目标车辆200的第一目标车辆信息；雷达，尤其是前置雷达，例如布置在车辆100的前方角部区域中，其同样用于获取关于车辆100前方的第一目标车辆200的第一目标车辆信息；和/或激光雷达。在此，摄像机、雷达和激光雷达及其布置方式仅是示例性列举的，而不构成对本发明的限制。例如，检测模块11-1还可以包括布置在车辆100的侧面和/或后方角度区域或后方中央区域中等，其用于获取关于车辆100侧面和/或后方的其他车辆、例如第二目标车辆的相关信息。

例如，通信模块11-2构造用于车辆的V2X(Vehicle-to-Everything)通信，其用于车辆与车辆V2V(Vehicle-to-Vehicle)、车辆与基础设施V2I(Vehicle-to-Infrastructure)、车辆与行人V2P(Vehicle-to-Pedestrian)、车辆与外部网络V2N(Vehicle-to-Network)等各种通信。在一个示例中，车辆100能够借助V2N通信从云服务器请求和接收关于第一目标车辆200前方的行驶环境信息或路况信息。在一个示例中，车辆100能够借助V2I通信从(例如位于图3中所示的中央防护栏处的)路侧单元请求和接收关于第一目标车辆200前方的局域行驶环境信息或局域路况信息。在一个示例中，车辆100能够借助V2V通信请求和接收关于第一目标车辆200前方的行驶环境信息或路况信息。

控制模块12示例性地包括处理器12-1和存储器12-2。存储器12-2包括或存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器12-1运行时，所述计算机程序指令能够执行根据本发明的方法1。

输出模块或执行模块13示例性地包括车辆100的执行装置或与车辆100的执行装置有线地(例如经由CAN、LIN、FlexRay和Ethernet等)或无线地有效连接。在一个示例中，如此控制执行模块13，使得激活车辆100的车头灯进行闪烁。在一个示例中，执行模块13是通信模块，优选地与通信模块11-2一体地构造，其例如能够经由V2V通信向第一目标车辆100发送用于指示或提醒加速或变道的消息，经由V2N通信或V2I通信向云服务器或基础设施(RSU)发送车辆100当前所在车道的路况信息。在一个示例中，如此控制执行模块13，使得车辆100执行制动操作或变道操作、和/或经由显示装置、扬声器等向驾驶员提供相应的提醒。

在图3中示出配备有根据本发明的系统10的根据本发明的车辆100的一种示例性应用场景。在此，从右到左依次示出右侧应急车道EM(由两条实线限界)、两条在第一方向上的右侧车道、中央防护栏CG、两条在与第一方向相反的第二方向(如图3中的箭头所示)上的左侧车道和左侧应急车道EM(由两条实线限界)。

自车100当前位于第一右侧车道上，其例如具有布置在车辆100前方中央区域中的前置摄像机和布置在车辆100前方左右两个角部区域中的前置雷达传感器(在此没有示出)，所述前置摄像机和前置雷达传感器的视场由多条倾斜虚线示意性示出。

自车100借助前置摄像机和前置雷达传感器获取关于位于自车100前方的第一目标车辆的第一目标车辆信息。在此，自车100基于第一目标车辆信息判断出：在自车100前方一定距离范围内存在前车200，并且，前车200行驶缓慢，例如前车200的行驶速度低于自车100的当前行驶速度。

随后，自车100获取关于前车200前方的行驶环境信息、尤其是前车200前方的、同一车道上的行驶环境信息。

如果行驶环境信息表明在前车200前方、尤其是大于前车200的安全距离的距离范围内不存在其他相关车辆或这些其他相关车辆的行驶速度大于或显著大于前车200的行驶速度，则判定前车200不必要地限制了自车100的行驶速度。因此，自车100通过V2V通信向前车200发送消息，用以告知前车200以更高的速度行驶，与此同时，自车100还能够激活其自身的车头灯进行闪烁。在此，响应于前车200的加速或提速，自车100可以在当前车道上继续行驶。

反之，如果行驶环境信息表明在前车200前方存在至少一个其他相关车辆且所述至少一个其他相关车辆的(平均)行驶速度小于或等于前车200的行驶速度(在此没有示出)，则判定前车200并非不必要地限制了自车100的行驶速度。

对于并非不必要地限制的情况以及对于不必要地限制、而前车200并不加速或提速的情况，自车100需要相应地采取其他的车辆操作，在必要时获取其他重要相关的数据或信息。

在此，如图3中所述，自车100借助前置雷达传感器获取关于位于第二右侧车道上的第二目标车辆300的第二目标车辆信息，例如位置、速度、间距等。自车100能够根据第二目标车辆信息计算从第一右侧车道变道至第二右侧车道的变道危险系数、和/或求取第二右侧车道的第二车道通行效率(该第二车道通行效率例如通过平均行驶速度来表征)。

在一个示例中，如果第二车道通行效率大于第一车道通行效率，则自车100能够从第一右侧车道变道至第二右侧车道，以便保持或提高行驶速度。附加地，还考虑所计算出的变道危险系数。在最简单的情况下，在第二右侧车道上不存在第二目标车辆300，或者，在自车100的重要相关的区域内不存在第二目标车辆300。

在一个示例中，如果第二车道通行效率小于等于第一车道通行效率，则第二右侧车道被视为处于“被占据”的状态。优选地，在这种情况下，自车100能够通过V2V通信向前车200发送消息，用以告知或建议前车从第一右侧车道变道至具有相对更低的车道通行效率或车辆行驶速度的第二右侧车道，使得自称100能够快速“超车”。替代地，自车100能够与前车200以及附加地还有第二目标车辆300进行通信，以便后两者中的至少一个在横向于行驶方向的方向上偏移，优选地，后两者以相反的、扩大横向空间的方式偏移，在本示例中，前车200向左横向偏移，第二目标车辆300向右横向偏移。

同样的情况适用于具有更多车道、例如三个车道的情况。对于三个车道以及自车处于中间车道而具有两个相邻车道的情况而言，能够获取并且以类似的方式分析处理相应的数据和信息，并且，例如基于变道危险系数和/或车道通行效率关于变道至哪个相邻车道做出决策，例如选择具有较低的变道危险系数和/或具有较高的车道通行效率的那个相邻车道。

此外，在计算变道危险系数和/或求取(第二)车道通行效率时，除了向前定向的传感器之外，还能够使用侧向定向的传感器和/或向后定向的传感器；也就是说，能够获取更多的、更全面的数据或信息用于分析处理。

尽管在此详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不偏离本发明的核心和范围的前提下，可以提出各种替换方案和修改方案。

Claims (10)

1.一种用于控制车辆(100)的方法(1)，所述方法包括：

获取关于所述车辆(100)前方的第一目标车辆(200)的第一目标车辆信息，以便判断所述第一目标车辆(200)是否影响所述车辆(100)的行驶速度；

在所述第一目标车辆(200)影响所述车辆(100)的行驶速度的情况下，获取关于所述第一目标车辆(200)前方的行驶环境信息，以便判断所述第一目标车辆(200)是否不必要地限制所述车辆(100)所在车道的第一车道通行效率；和

基于关于所述第一目标车辆(200)是否不必要地限制所述车辆(100)所在车道的第一车道通行效率的判断结果，相应地控制所述车辆(100)采取相应的车辆操作。

2.根据权利要求1所述的方法(1)，其中，基于所述行驶环境信息，如果求取出在所述第一目标车辆(200)前方不存在相关车辆和/或相关事件，则判定所述第一目标车辆(200)不必要地限制所述车辆(100)所在车道的第一车道通行效率，或者，如果求取出在所述第一目标车辆(200)前方存在相关车辆和/或相关事件，则判定所述第一目标车辆(200)并非不必要地限制所述车辆(100)所在车道的第一车道通行效率，

优选地，其中，所述相关车辆距所述第一目标车辆(200)的距离小于预设距离范围和/或所述相关车辆的行驶速度小于预设速度阈值，和/或，所述相关事件包括交通拥堵和/或交通事故。

3.根据权利要求1或2所述的方法(1)，其中，如果所述第一目标车辆(200)的行驶速度小于第一速度阈值，和/或，如果所述第一目标车辆(200)的减速度参量大于第一减速度参量阈值，则判定所述第一目标车辆(200)影响所述车辆(100)的行驶速度，优选地，所述第一速度阈值与所述车辆(100)的行驶速度、所述车辆(100)的期望行驶速度、和/或所述车辆(100)所在车道的速度限制有关。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(1)，所述方法还包括：

获取关于所述车辆(100)的相邻车道上的第二目标车辆(300)的第二目标车辆信息，以便判断是否存在相邻车道可供所述车辆(100)和/或所述第一目标车道进行变道操作。

5.根据权利要求4所述的方法(1)，其中，求取从所述车辆(100)所在车道变道至所述相邻车道的变道危险系数，和/或，求取所述相邻车道的第二车道通行效率，以便判断所述车辆(100)和/或所述第一目标车辆(200)是否执行变道操作以从所述车辆(100)所在车道变道至所述相邻车道。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法(1)，其中，所述相应的车辆操作至少包括以下操作中的至少一项操作：激活所述车辆(100)的车头灯闪烁，优选地仅一次；经由V2X通信、优选V2V通信向所述第一目标车辆(200)发送消息，优选地仅一次；控制所述车辆(100)的制动操作、和/或变道操作。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法(1)，其中，

如果所述第一目标车辆(200)不必要地限制所述车辆(100)所在车道的第一车道通行效率，则激活所述车辆(100)的车头灯闪烁、优选地仅一次，和/或，经由V2V通信向所述第一目标车辆(200)发送消息，所述消息指示所述第一目标车辆(200)执行加速操作；和/或

如果所述第一目标车辆(200)不必要地限制所述车辆(100)所在车道的第一车道通行效率且没有执行所述加速操作，或者，如果所述第一目标车辆(200)并非不必要地限制所述车辆(100)所在车道的第一车道通行效率，则激活所述车辆(100)的车头灯闪烁、优选地仅一次，和/或，优选地，在所述第二车道通行效率小于等于所述第一车道通行效率的情况下，经由V2V通信向所述第一目标车辆(200)发送消息，所述消息指示所述第一目标车辆(200)执行变道操作或者至少在横向于所述车辆(100)的行驶方向的方向上偏移。

8.一种用于控制车辆的系统(10)，所述系统包括控制器，所述控制器包括配置成用于执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。

9.一种车辆(100)，所述车辆配备有根据权利要求8所述的系统。

10.一种计算机程序产品、例如计算机可读程序介质，所述计算机程序产品包括或存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被处理器运行时，所述计算机程序指令能够执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。