RU2782521C1 - Method and system for planning of transverse trajectory of automatic change of car lane, car, and data carrier - Google Patents
Method and system for planning of transverse trajectory of automatic change of car lane, car, and data carrier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782521C1 RU2782521C1 RU2021101795A RU2021101795A RU2782521C1 RU 2782521 C1 RU2782521 C1 RU 2782521C1 RU 2021101795 A RU2021101795 A RU 2021101795A RU 2021101795 A RU2021101795 A RU 2021101795A RU 2782521 C1 RU2782521 C1 RU 2782521C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lane change
- lateral
- target
- automatic lane
- automatic
- Prior art date
Links
- 239000000969 carrier Substances 0.000 title abstract description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 9
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к области технологии автоматического управления автотранспортным средством (далее - автомобиль) и, в частности, к способу и системе планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения автомобиля, к автомобилю и носителю информации.The present invention relates to the field of technology for automatic control of a motor vehicle (hereinafter referred to as a car), and, in particular, to a method and system for planning a transverse trajectory for an automatic lane change of a car, to a car and an information carrier.
Уровень техникиState of the art
С развитием технологий искусственного интеллекта, технологий мультисенсорной интеграции и технологий управления и принятия решений растёт спрос на автоматическое управление транспортными средствами. В зависимости от сценария применения, технических возможностей и т.п. автономных транспортных средств существует пять уровней от L1 до L5, где L2 - это расширенная помощь при вождении, L3 - это условное автоматическое вождение, L4 - полностью автоматическое вождение в ограниченном пространстве и L5 - полностью автоматическое вождение.With the development of artificial intelligence technologies, multi-sensor integration technologies, and control and decision-making technologies, the demand for automatic vehicle control is growing. Depending on the application scenario, technical capabilities, etc. autonomous vehicles, there are five levels from L1 to L5, where L2 is advanced driving assistance, L3 is conditional automatic driving, L4 is fully automatic driving in confined spaces, and L5 is fully automatic driving.
В настоящее время промышленность сосредоточена на массовом производстве систем уровней L2 и L3. На этих уровнях технология в основном нацелена на возможность ограниченного автоматизированного вождения по сценарию скоростной городской дороги или высокоскоростного шоссе, включая такие основные функции, как центрирование в полосе движения, адаптивный круиз-контроль и автоматическая смена полосы движения.The industry is currently focused on mass production of L2 and L3 level systems. At these levels, the technology is primarily focused on enabling limited automated driving in urban or high-speed highway scenarios, including core features such as lane centering, adaptive cruise control, and automatic lane change.
Действующий способ планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения автомобиля в основном делится на два типа: способ, основанный на карте высокой точности, и способ, основанный на позиционировании линии полосы движения. Способ планирования траектории, основанный на высокоточной карте, характеризуется высокой точностью и сильной защитой от помех, однако система сложна и дорогостояща. В настоящее время способ не применим для массового осуществления.The actual method for planning the lateral path of an automatic lane change of a vehicle is mainly divided into two types: a method based on a high-precision map and a method based on positioning a lane line. The path planning method based on the high-precision map is characterized by high accuracy and strong anti-interference ability, but the system is complicated and expensive. At present, the method is not applicable for mass implementation.
Что касается вышеуказанной технической задачи, по ней не было предложено ещё ни одного эффективного решения.As for the above technical problem, no effective solution has yet been proposed for it.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
По меньшей мере в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения представлен способ и система планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения автомобиля, автомобиль и носитель данных, которые могут повысить эффективность вычислений при построении такой траектории.In at least some embodiments, the present invention provides a method and system for planning an automatic lane change transverse trajectory of a vehicle, a vehicle, and a storage medium that can improve computational efficiency in constructing such a trajectory.
В варианте осуществления настоящего изобретения представлен способ планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения автомобиля, включающий следующие этапы:In an embodiment of the present invention, a method for planning a transverse trajectory of an automatic lane change of a vehicle is provided, including the following steps:
(1) обработка информации:(1) information processing:
получение данных инструкции в отношении автоматической смены полосы движения, выводимых системой принятия решений, и определение, следует ли начинать автоматическую смену полосы движения, при этом в случае определения начала автоматической смены полосы движения выполняется приём данных об осевой линии полосы движения хост-автомобиля (ведомого автотранспортного средства), осевой линии целевой полосы движения и скорости V хост-автомобиля, выводимых системой датчиков в реальном времени, а в случае не определения начала автоматической смены полосы движения - завершение процесса;receiving the automatic lane change instruction data output by the decision system and determining whether to start the automatic lane change, wherein in the case of determining the start of the automatic lane change, the lane center line data of the host vehicle (following vehicle) is received. means) , the center line of the target lane and the speed V of the host vehicle, output by the sensor system in real time, and in case of not detecting the start of an automatic lane change, the process is completed;
(2) расчёт параметров автоматической смены полосы движения:(2) calculation of automatic lane change parameters:
в начальный момент времени автоматической смены полосы движения выполняется вычисление относительного поперечного расстояния TargetA0 между осевой линией целевой полосы и осевой линией полосы движения хост-автомобиля, а также вычисление параметра времени Т, используемого для построения поперечной траектории автоматической смены полосы в сочетании с калибровочной переменной, указывающей скорость процесса смены полосы;at the start time of the automatic lane change, the calculation of the relative lateral distance TargetA0 between the center line of the target lane and the center line of the lane of the host vehicle, and the calculation of the time parameter T used to construct the lateral trajectory of the automatic lane change, in combination with a calibration variable indicating the speed of the lane change process;
(3) построение кривой пятого порядка для автоматической смены полосы:(3) Fifth order curve construction for automatic lane change:
в каждый момент времени автоматической смены полосы выполняется расчёт параметров N0, N1, N2, N3, N4, N5 уравнения кривой пятого порядка в соответствии с относительным поперечным расстоянием TargetA0 между осевой целевой полосы и осевой полосы хост-автомобиля, а также параметр времени T, используемый для планирования поперечного отклонения при автоматической смене полосы; и, кроме того, вычисление требуемого поперечного расстояния Starget, требуемой поперечной скорости Vtarget и требуемого поперечного ускорения Atarget в момент времени t;at each automatic lane change time, the calculation of the parameters N 0 , N 1 , N 2 , N 3 , N 4 , N 5 of the fifth order curve equation is performed in accordance with the relative lateral distance TargetA0 between the axial target lane and the axial lane of the host car, and also the time parameter T, used for planning the lateral deviation during automatic lane change; and, in addition, the calculation of the required lateral distance S target , the required lateral speed V target and the required lateral acceleration A target at time t;
(4) выработка инструкции поперечного управления для автоматической смены полосы движения:(4) generation of lateral control instruction for automatic lane change:
расчёт параметров A0lc, A1lc, A2lc, A3lc уравнения кубической кривой траектории изменения полосы движения в момент времени t в соответствии с требуемым поперечным расстоянием Starget, требуемой поперечной скоростью Vtarget и требуемым поперечным ускорением Atarget и в сочетании с параметрами A0lk, A1lk, A2lk, A3lk уравнения кубической кривой осевой линии полосы движения хост-автомобиля, расчёт параметров A0, A1, A2, A3 уравнения кубической кривой траектории для поперечного управления и вывод параметров A0, A1, A2, A3 уравнения кубической кривой траектории на контроллер поперечного управления для выполнения поперечного управления при автоматической смене полосы движения;calculation of parameters A0lc, A1lc, A2lc, A3lc equations of the cubic curve of the lane change trajectory at time t according to the required lateral distance Starget, required transverse speed Vtargetand required lateral acceleration Atarget and in combination with the parameters A0lk, A1lk, A2lk, A3lk cubic curve equations lane center line of the host vehicle, calculating the parameters A0, A1, A2, A3 of the cube curve equation for lateral control, and outputting the parameters A0, A1, A2, A3 of the cube curve equation of the path to the lateral control controller to perform lateral control in automatic lane change movement;
(5) расчёт завершения автоматической смены полосы движения:(5) automatic lane change completion calculation:
когда одновременно выполняются два следующих условия, считается, что автоматическая смена полосы движения завершена:when the following two conditions are met simultaneously, the automatic lane change is considered to be completed:
(a) период времени, используемый для автоматической смены полосы движения, больше, чем параметр времени T построения поперечной траектории автоматической смены полосы движения;(a) the time period used for the automatic lane change is greater than the automatic lane change trajectory construction time parameter T;
(b) параметр A0 кубического уравнения траектории, используемый для поперечного управления, меньше, чем предельное значение A0Comp, а период времени A0 < A0Comp меньше, чем предельное значение TComp;(b) the parameter A0 of the cubic trajectory equation used for lateral control is less than the limit value A0 Comp , and the time period A0 < A0 Comp is less than the limit value T Comp ;
после завершения автоматической смены полосы движения вычисление кривой пятого порядка процедуры планирования и инструкция поперечного управления автоматической сменой полосы останавливаются, если же автоматическая смена полосы не завершена, процесс возвращается к этапу (3).after the completion of the automatic lane change, the fifth-order curve calculation of the planning procedure and the automatic lane change lateral control instruction are stopped, if the automatic lane change is not completed, the process returns to step (3).
В варианте осуществления на этапе (1) осевая линия полосы движения хост-автомобиля выражается аппроксимацией (построением по точкам) кубической кривой для получения ylk=A0lk+A1lkx+A2lkx2+A3lkx3, где ylk - поперечное расстояние, x - продольное расстояние, а A0lk, A1lk, A2lk and A3lk - параметры уравнения кубической кривой осевой линии полосы движения хост-автомобиля;In the embodiment in step (1), the lane center line of the host vehicle is expressed by fitting (point-by-point) a cubic curve to obtain y lk =A0 lk +A1 lk x+A2 lk x 2 +A3 lk x 3 , where y lk is the lateral distance, x is the longitudinal distance, and A0 lk , A1 lk , A2 lk and A3 lk are the parameters of the cubic curve equation of the lane center line of the host vehicle;
осевая целевой полосы выражается через аппроксимацию кубичесой кривой с получением ylt=A0lt+A1ltx+A2ltx2+A3ltx3, где ylt - поперечное расстояние, x - продольное расстояние, а A0lt, A1lt, A2lt and A3lt - параметры уравнения кубической кривой осевой линии целевой полосы движения автомобиля.axial target band is expressed through a cubic curve fit to give y lt =A0 lt +A1 lt x+A2 lt x 2 +A3 lt x 3 , where y lt is the lateral distance, x is the longitudinal distance, and A0 lt , A1 lt , A2 lt and A3 lt - parameters of the equation of the cubic curve of the center line of the vehicle's target lane.
В варианте осуществления на этапе (2) формула вычисления временного параметра T для планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения имеет следующий вид:In the embodiment in step (2), the formula for calculating the time parameter T for planning the automatic lane change trajectory is as follows:
; ;
формула расчёта относительного поперечного расстояния TargetA0 между осевой линией целевой полосы и осевой линией полосы хост-автомобиля:formula for calculating the relative lateral distance TargetA0 between the center line of the target lane and the center line of the host vehicle lane:
TargetA0 = A0lt - A0lk.TargetA0 = A0 lt - A0 lk .
В варианте осуществления на этапе (3) способ вычисления параметров N0, N1, N2, N3, N4, N5 уравнения кривой пятого порядка:In the embodiment, in step (3), a method for calculating the parameters N 0 , N 1 , N 2 , N 3 , N 4 , N 5 of the fifth order curve equation:
построение матрицы ;matrix construction ;
построение матрицы ;matrix construction ;
где Vi - поперечная составляющая скорости в начале автоматической смены полосы, aj - поперечное ускорение в начале автоматической смены полосы, Vf - поперечная составляющая скорости в конце автоматической смены полосы и af - поперечное ускорение в конце автоматической смены полосы;where V i is the lateral speed at the beginning of the automatic lane change, a j is the lateral acceleration at the beginning of the automatic lane change, V f is the lateral speed at the end of the automatic lane change and a f is the lateral acceleration at the end of the automatic lane change;
решение матричного уравнения:solution of the matrix equation:
для получения c(1), c(2), c(3), и затем - получения параметра уравнения кривой пятого порядка . to obtain c(1), c(2), c(3), and then to obtain the fifth order curve equation parameter .
В варианте осуществления на этапе (3)In the embodiment in step (3)
требуемое поперечное расстояние Starget = N0 + N1t + N2t2 + N3t3 + N4t4 + N5t5;required lateral distance S target = N 0 + N 1 t + N 2 t 2 + N 3 t 3 + N 4 t 4 + N 5 t 5 ;
требуемая поперечная скорость Vtarget = N1 + 2N2t + 3N3t2 + 4N4t3 + 5N5t4;required lateral speed V target = N 1 + 2N 2 t + 3N 3 t 2 + 4N 4 t 3 + 5N 5 t 4 ;
и требуемое поперечное ускорение Atarget = 2N2+6N3t+12N4t2+20N5t3.and the required lateral acceleration A target = 2N 2 +6N 3 t+12N 4 t 2 +20N 5 t 3 .
В варианте осуществления на этапе (4), A0lc = Starget; A1lc = Vtarget /V; A2lc= Atarget /(2*V2); A3lc = 0.In the embodiment in step (4), A0 lc = S target ; A1 lc = V target /V; A2 lc = A target /(2*V 2 ); A3 lc = 0.
В варианте осуществления на этапе (4), [A0, A1, A2, A3] = [ A0lc+A0lk, A1lc+A1lk, A2lc+A2lk, A3lc+A3lk].In the embodiment in step (4), [A0, A1, A2, A3] = [ A0lc+A0lk, A1lc+A1lk, A2lc+A2lk, A3lc+A3lk].
В другом варианте осуществления настоящего изобретения также представлена система планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения автомобиля, включающая память и контроллер, где память хранит машиночитаемую компьютерную программу, а контроллер вызывает машиночитаемую компьютерную программу для выполнения этапов способа планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения автомобиля согласно настоящему изобретению.In another embodiment, the present invention also provides an auto lane change lateral trajectory planning system including a memory and a controller, wherein the memory stores a computer readable computer program and the controller calls the computer readable computer program to perform the steps of the auto lane change lateral trajectory planning method of the present invention. invention.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения представлен, кроме того, автомобиль, в котором применена система планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения согласно настоящему изобретению.In another embodiment of the present invention, there is further provided a vehicle in which an automatic lane change lateral trajectory planning system according to the present invention is applied.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения дополнительно представлен носитель данных, на котором хранится машиночитаемая программа, при этом машиночитаемая программа при вызове контроллером может выполнять этапы способа планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения транспортного средства согласно настоящему изобретению.In another embodiment of the present invention, a storage medium is further provided on which a computer readable program is stored, wherein the computer readable program, when called by the controller, can perform the steps of the automatic vehicle lane change trajectory planning method according to the present invention.
По крайней мере некоторые варианты осуществления настоящего изобретения имеют указанные ниже преимущества.At least some embodiments of the present invention have the following advantages.
(1) Применена главенствующая в настоящее время схема позиционирования направления полосы движения автотранспорта для осуществления планирования траектории автоматической смены полосы движения, являющаяся испытанной и надёжной.(1) Adopted the currently dominant vehicular lane direction positioning scheme to realize automatic lane change trajectory planning, which is proven and reliable.
(2) Эта схема совместима с применяемой сейчас функцией центрирования полосы дорожного движения, что снижает издержки и обеспечивает массовость производства.(2) This scheme is compatible with the current lane centering function, which reduces costs and enables mass production.
(3) Предложенный способ планирования траектории имеет высокую вычислительную эффективность и отвечает уровню требований к выполнению бортовых вычислений.(3) The proposed trajectory planning method has a high computational efficiency and meets the level of requirements for on-board computing.
(4) Видеокамера используется для получения информации о полосе движения без применения для позиционирования карты высокой точности, благодаря чему имеет высокую помехоустойчивость.(4) The camera is used to obtain lane information without applying high precision map positioning, so it has high noise immunity.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
На чертеже представлена блок-схема последовательности этапов способа планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения автомобиля в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. The drawing is a flowchart of a method for planning an automatic lane change of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
Подробное описаниеDetailed description
Далее настоящее изобретение описывается более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи.Hereinafter, the present invention is described in more detail with reference to the accompanying drawings.
В качестве варианта осуществления настоящего изобретения аппаратные средства, привлечённые для реализации способа планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения автомобиля, могут включать, не ограничиваясь ими: систему датчиков, выполненную с возможностью определения и вывода данных осевой линии полосы движения ведомого (хост-)автомобиля, целевой осевой линии полосы дорожного движения и скорости хост-автомобиля в реальном времени; систему принятия решений по автоматической смене полосы, выполненную с возможностью вывода информации инструкции по автоматической смене полосы; систему планирования поперечной траектории автоматической смены полосы, выполненную с возможностью предварительного расчёта уравнения поперечной кривой пятого порядка для автоматической смены полосы в реальном времени, вычисления требуемого поперечного расстояния, требуемой скорости и требуемого ускорения, а также расчёта параметров кубической кривой, конфигурируемой для поперечного управления; и контроллер бокового управления автоматической сменой полосы движения, выполненный с возможностью приёма параметров кубической кривой, рассчитанных системой планирования поперечной траектории автоматической смены полосы, и завершения соответствующих действий поперечного управления.As an embodiment of the present invention, the hardware involved in implementing the automatic lane change vehicle transverse trajectory planning method may include, but is not limited to: a sensor system configured to detect and output lane center line data of the driven (host) vehicle, target lane centerline and host car speed in real time; an automatic lane change decision system configured to output automatic lane change instruction information; an automatic lane change lateral trajectory planning system configured to precalculate a fifth-order lateral curve equation for automatic lane change in real time, calculate a required lateral distance, a required speed, and a required acceleration, and calculate parameters of a cubic curve configured for lateral control; and an automatic lane change lateral control controller configured to receive the cubic curve parameters calculated by the automatic lane change lateral trajectory planning system and complete corresponding lateral control actions.
Как показано на фиг. 1, в данном варианте осуществления представлен способ планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения автомобиля, включающий описываемые ниже этапы.As shown in FIG. 1, in this embodiment, a method for planning a lateral trajectory of an automatic lane change of a vehicle is presented, including the steps described below.
(1) Обработка информации.(1) Information processing.
11. Получение данных инструкции автоматической смены полосы движения, выводимой системой принятия решений, и определение, начинать ли автоматическую смену полосы движения; в случае определения начала автоматической смены полосы движения - переход к этапу 12; в случае не определения начала автоматической смены полосы движения - завершение процесса.11. Obtaining automatic lane change instruction data output by the decision system and determining whether to start automatic lane change; in the case of determining the start of an automatic lane change, proceed to step 12; if the start of an automatic lane change is not detected, the process is terminated.
12. Получение информации, выводимой системой датчиков в реальном времени, включая данные: осевой линии полосы движения ведомого автомобиля, выраженной аппроксимацией кубической кривой с получением ylk=A0lk+A1lkx+A2lkx2+A3lkx3, где ylk - поперечное расстояние, x - продольное расстояние; осевой линии целевой полосы, выраженной аппроксимацией кубической кривой с получением ylt=A0lt+A1ltx+A2ltx2+A3ltx3, где ylt - поперечное расстояние, x - продольное расстояние; и скорости V хост-автомобиля.12. Obtaining information output by the sensor system in real time, including data: the center line of the lane of the driven vehicle, expressed by the approximation of the cubic curve to obtain y lk =A0 lk +A1 lk x+A2 lk x 2 +A3 lk x 3 , where y lk - transverse distance, x - longitudinal distance; the center line of the target strip, expressed by a cubic curve fit to give y lt =A0 lt +A1 lt x+A2 lt x 2 +A3 lt x 3 , where y lt is the lateral distance, x is the longitudinal distance; and speed V of the host car.
(2) Расчёт параметров автоматической смены полосы движения.(2) Calculation of automatic lane change parameters.
12. Расчёт параметра времени T, затраченного на планирование поперечной траектории автоматической смены полосы движения, по формуле: , где rate (скорость) - калибровочная переменная, определяющая скорость процесса смены полосы движения, причём вычисление выполняется один раз в момент начала каждого процесса смены полосы движения; при этом в ходе фактического процесса смены полосы движения величина временного параметра T в среднем составляет между 6 и 8 секундами.12. Calculation of the time parameter T, spent on planning the transverse trajectory of an automatic lane change, according to the formula: , where rate (speed) is a calibration variable that determines the speed of the lane change process, and the calculation is performed once at the start of each lane change process; however, during the actual lane change process, the value of the time parameter T averages between 6 and 8 seconds.
22. Вычисление относительного поперечного расстояния TargetA0 = A0lt - A0lk между осевой линией целевой полосы движения и осевой линией полосы движения ведомого автомобиля в соответствии с параметрами осевой линии целевой полосы движения и осевой линией полосы движения ведомого автомобиля, полученными на этапе 12.22. Calculating the relative lateral distance TargetA0 = A0 lt - A0 lk between the target lane center line and the trailing vehicle lane center line according to the parameters of the target lane center line and the trailing vehicle lane center line obtained in step 12.
(3) Построение кривой пятого порядка для автоматической смены полосы.(3) Fifth order curve construction for automatic lane change.
31. Вычисление уравнения кривой пятого порядка y = N0+N1t+N2t2+N3t3+N4t4+N5t5 для планирования поперечной траектории смены полосы движения в момент времени t согласно TargetA0, полученному на этапе 22, где N0, N1, N2, N3, N4, N5 - параметры уравнения кривой пятого порядка, а y - поперечное расстояние; вычисление параметров N0, N1, N2, N3, N4, N5 уравнения кривой пятого порядка выполняется путём31. Calculation of the fifth order curve equation y = N 0 +N 1 t+N 2 t 2 +N 3 t 3 +N 4 t 4 +N 5 t 5 for planning the transverse lane change trajectory at time t according to TargetA0 obtained at step 22, where N 0 , N 1 , N 2 , N 3 , N 4 , N 5 are the parameters of the fifth order curve equation, and y is the transverse distance; calculation of the parameters N 0 , N 1 , N 2 , N 3 , N 4 , N 5 of the fifth-order curve equation is performed by
построения матрицы ,matrix construction ,
где T - параметр времени, полученный вычислением на этапе 2;where T is the time parameter obtained by the calculation in step 2;
построения матрицы ,matrix construction ,
где TargetA0 - поперечное расстояние, полученное вычислением на этапе 2, Vi, aj - соответственно, поперечная скорость и поперечное ускорение (обычно принимаемое за 0) в начале автоматической смены полосы, а Vf, af - соответственно, поперечная скорость и поперечное ускорение (обычно принимаемое за 0) в конце автоматической смены полосы;where TargetA0 is the lateral distance calculated in step 2, V i , a j are respectively the lateral speed and lateral acceleration (usually taken as 0) at the beginning of the automatic lane change, and V f , a f are respectively the lateral speed and lateral acceleration acceleration (usually taken as 0) at the end of an automatic lane change;
решения матричного уравнения:solutions of the matrix equation:
с получением c(1), c(2), c(3) и последующим получением параметра уравнения кривой пятого порядка.getting c(1), c(2), c(3) and then getting the parameter curve equations of the fifth order.
32. Вычисление требуемого поперечного расстояния32. Calculation of the required lateral distance
Starget = N0+N1t+N2t2+N3t3+N4t4+N5t5;S target = N 0 +N 1 t+N 2 t 2 +N 3 t 3 +N 4 t 4 +N 5 t 5 ;
требуемой боковой скорости Vtarget = N1+2N2t+3N3t2+4N4t3+5N5t4 required lateral speed V target = N 1 +2N 2 t+3N 3 t 2 +4N 4 t 3 +5N 5 t 4
и требуемого поперечного ускорения Atarget = 2N2+6N3t+12N4t2+20N5t3 в момент времени t.and the required lateral acceleration A target = 2N 2 +6N 3 t+12N 4 t 2 +20N 5 t 3 at time t.
(4) Выработка инструкции поперечного управления для автоматической смены полосы движения.(4) Generation of lateral control instruction for automatic lane change.
41. Расчёт параметров A0lc, A1lc , A2lc, A3lc уравнения кубической кривой траектории смены полосы движения в момент времени t в соответствии с требуемым поперечным расстоянием Starget , требуемой поперечной скоростью Vtarget и требуемым поперечным ускорением A target, рассчитанными на этапе 33, и скоростью V хост-автомобиля, полученной на этапе 11, при этом A0lc = Starget; A1lc = Vtarget /V; A2lc = Atarget /(2*V2); A3lc = 0.41. Calculation of the parameters A0 lc , A1 lc , A2 lc , A3 lc of the equation of the cubic curve of the lane change trajectory at time t in accordance with the required lateral distance S target , the required lateral speed V target and the required lateral acceleration A target , calculated in step 33 and the speed V of the host vehicle obtained in step 11, while A0 lc = S target ; A1 lc = V target /V; A2 lc = A target /(2*V 2 ); A3 lc = 0.
42. Получение параметров уравнения кубической кривой траектории [A0, A1, A2, A3] = [A0lc + A0lk, A1lc + A1lk, A2lc + A2lk, A3lc + A3lk ] для поперечного управления согласно параметрам A0lk, A1lk, A2lk и A3lk уравнения кубической кривой центральной линии полосы движения ведомого автомобиля и вывод информации на контроллер поперечного управления для выполнения поперечного управления при автоматической смене полосы движения.42. Obtaining the parameters of the equation of the cubic curve of the trajectory [A0, A1, A2, A3] = [A0 lc + A0 lk , A1 lc + A1 lk , A2 lc + A2 lk , A3 lc + A3 lk ] for lateral control according to the parameters A0 lk , A1 lk , A2 lk and A3 lk equations of the cubic curve of the lane center line of the trailing vehicle, and outputting information to the lateral control controller for performing lateral control during automatic lane change.
(5) Расчёт завершения автоматической смены полосы движения. (5) Completion calculation for automatic lane change.
Определение, завершена ли автоматическая смена полосы движения, в соответствии со следующими условиями: Determining whether the automatic lane change is completed according to the following conditions:
(a) период времени, затраченный на автоматическую смену полосы движения, превышает параметр времени T планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения; (a) the period of time spent in the automatic lane change exceeds the automatic lane change lateral trajectory planning time parameter T;
(b) определение в соответствии с параметром А0 уравнения кубической кривой траектории для поперечного управления, полученным на этапе 4, является ли этот параметр меньшим, чем предельное значение A0Comp, а период времени А0 < A0Comp меньшим, чем предельное значение TComp. (b) determining, according to the parameter A0 of the trajectory cubic curve equation for lateral control obtained in step 4, whether this parameter is less than the limit value A0 Comp , and the time period A0 < A0 Comp is less than the limit value T Comp .
Если условие (а) и условие (b) одновременно удовлетворены, определяется, что автоматическая смена полосы движения завершена, при этом вычисление для планирования кривой пятого порядка и подача команд поперечного управления автоматической смены полосы движения остановлены. Если хотя бы одно из условий (а) или (b) не удовлетворено, процесс возвращается на этап 22. If condition (a) and condition (b) are satisfied at the same time, it is determined that the automatic lane change is completed, and the calculation for fifth-order curve planning and the generation of automatic lane change lateral control commands are stopped. If at least one of conditions (a) or (b) is not satisfied, the process returns to step 22.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения представлена система планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения автомобиля, содержащая память и контроллер, при этом в памяти хранится машиночитаемая компьютерная программа, а контроллер вызывает машиночитаемую компьютерную программу для выполнения этапов описанного выше способа планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения автомобиля. In another embodiment of the present invention, an auto lane change lateral trajectory planning system is provided, comprising a memory and a controller, wherein a computer readable computer program is stored in the memory, and the controller calls the computer readable computer program to perform the steps of the automatic lane change lateral trajectory planning method described above. car.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения дополнительно представлен автомобиль, в котором применена упомянутая выше система планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения автомобиля. In another embodiment of the present invention, a vehicle is further provided in which the above-mentioned automatic lane change vehicle transverse trajectory planning system is applied.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения дополнительно представлен носитель данных, на котором хранится машиночитаемая компьютерная программа, которая при вызове контроллером способна выполнять этапы способа планирования поперечной траектории автоматической смены полосы движения упомянутого выше автомобиля. In another embodiment of the present invention, a storage medium is further provided on which a computer-readable computer program is stored, which, when called by the controller, is capable of performing the steps of the automatic lane change trajectory planning method of the aforementioned vehicle.
Исходя из нескольких вариантов осуществления, представленных в настоящей заявке, следует понимать, что раскрытое техническое содержание может быть реализовано и иными способами. Описанные выше варианты осуществления устройства приведены лишь в качестве примеров. Например, разделение элементов может являться разделением логических функций, а при практической реализации могут быть применены другие способы разделения. Так, множество элементов или компонентов могут быть объединены или интегрированы в другую систему, или некоторыми функциями можно пренебречь или не выполнять их. Кроме того, отображаемые или обсуждаемые взаимные связи или прямые связи или коммуникационные соединения могут быть реализованы через различные интерфейсы. Непрямые соединения или коммуникационные соединения между элементами или компонентами могут быть реализованы в электротехнических или иных формах.Based on several embodiments presented in this application, it should be understood that the disclosed technical content can be implemented in other ways. The embodiments of the device described above are given only as examples. For example, the separation of elements may be a separation of logical functions, and in practical implementation, other methods of separation can be applied. So, many elements or components can be combined or integrated into another system, or some functions can be neglected or not performed. In addition, the interconnections or direct links or communication connections that are displayed or discussed can be implemented via various interfaces. Indirect connections or communication connections between elements or components may be implemented in electrical or other forms.
Элементы, описанные как отдельные компоненты, могут быть или не быть физически разделены, а отдельные компоненты, отображаемые как элементы, могут быть или не быть физическими элементами, могут быть установлены в одной позиции или распределены по множеству элементов. Часть или все элементы могут быть выбраны в соответствии с фактическими требованиями для достижения целей технических решений вариантов осуществления.Items described as separate components may or may not be physically separated, and individual components displayed as items may or may not be physical items, mounted in a single position, or distributed across multiple items. Some or all of the elements may be selected according to actual requirements in order to achieve the objectives of the technical solutions of the embodiments.
Кроме того, функциональные элементы в вариантах осуществления настоящего изобретения могут быть интегрированы в один процессорный узел, или каждый из элементов может существовать отдельно физически, или по меньшей мере два элемента могут быть интегрированы в один элемент. Интегрированный элемент может быть реализован в виде аппаратных средств, а может быть реализован и в виде программного функционального элемента. In addition, functional elements in embodiments of the present invention may be integrated into a single processing node, or each of the elements may exist separately physically, or at least two elements may be integrated into one element. An integrated element may be implemented as a hardware element, or it may be implemented as a software functional element.
Когда интегрированный элемент реализован в виде программного функционального элемента и продаётся или используется как независимый продукт, такой интегрированный элемент может храниться на машиночитаемом носителе данных. Основываясь на таком понимании, технические решения настоящего изобретения по существу или часть, вносящая вклад в предшествующий уровень техники, или все или часть технических решений могут быть реализованы в форме программного продукта. Компьютерный программный продукт хранится на носителе данных. Программный продукт включает в себя несколько инструкций для указания компьютерному устройству (которое может быть персональным компьютером, сервером, сетевым устройством и т.п.) выполнять все или часть шагов способов, описанных в вариантах осуществления настоящего изобретения. Вышеупомянутый носитель данных включает в себя любой носитель, который может хранить программные коды, такой как флэш-диск USB, постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM), мобильный жёсткий диск, магнитный диск или оптический диск. When an integrated element is implemented as a software functional element and sold or used as a standalone product, such integrated element may be stored on a computer-readable storage medium. Based on this understanding, the technical solutions of the present invention essentially or the part contributing to the prior art, or all or part of the technical solutions can be implemented in the form of a software product. The computer program product is stored on a storage medium. The software product includes several instructions for instructing a computing device (which may be a personal computer, a server, a network device, and the like) to perform all or part of the steps of the methods described in the embodiments of the present invention. The aforementioned storage medium includes any medium that can store program codes such as a USB flash drive, Read Only Memory (ROM), Random Access Memory (RAM), mobile hard disk, magnetic disk or optical disk.
Приведенное выше содержание представляет собой примерные варианты осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что специалист в данной области техники может вносить дополнительные улучшения и модификации, не отступая от принципа настоящего изобретения, и эти улучшения и модификации также должны входить в объём защиты настоящего изобретения.The above contents are exemplary embodiments of the present invention. It should be noted that further improvements and modifications may be made by one skilled in the art without departing from the principle of the present invention, and these improvements and modifications should also fall within the protection scope of the present invention.
Claims (39)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011174832.7 | 2020-10-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2782521C1 true RU2782521C1 (en) | 2022-10-28 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20180297638A1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-10-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lane change assist apparatus for vehicle |
CN106926844B (en) * | 2017-03-27 | 2018-10-19 | 西南交通大学 | A kind of dynamic auto driving lane-change method for planning track based on real time environment information |
RU2693420C1 (en) * | 2015-07-28 | 2019-07-02 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Method of movement control and movement control device |
CN108519773B (en) * | 2018-03-07 | 2020-01-14 | 西安交通大学 | Path planning method for unmanned vehicle in structured environment |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2693420C1 (en) * | 2015-07-28 | 2019-07-02 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Method of movement control and movement control device |
CN106926844B (en) * | 2017-03-27 | 2018-10-19 | 西南交通大学 | A kind of dynamic auto driving lane-change method for planning track based on real time environment information |
US20180297638A1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-10-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lane change assist apparatus for vehicle |
CN108519773B (en) * | 2018-03-07 | 2020-01-14 | 西安交通大学 | Path planning method for unmanned vehicle in structured environment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110406530B (en) | Automatic driving method, device, equipment and vehicle | |
CN112124314B (en) | Method and system for planning transverse path of vehicle for automatic lane change, vehicle and storage medium | |
CN112249032A (en) | Automatic driving decision method, system, equipment and computer storage medium | |
CN110174110B (en) | Map corresponding method and device, electronic equipment and computer readable medium | |
CN112660128B (en) | Apparatus for determining lane change path of autonomous vehicle and method thereof | |
CN111483464B (en) | Dynamic automatic driving lane changing method, equipment and storage medium based on road side unit | |
CN114670872B (en) | Automatic driving speed planning method, device, vehicle and storage medium | |
CN114537401A (en) | Intelligent vehicle intersection decision-making method, equipment and medium based on meta reinforcement learning | |
CN118238847B (en) | Autonomous lane change decision planning method and system adaptive to different driving styles and road surface environments | |
CN116449356A (en) | Aggregation-based LIDAR data alignment | |
CN115871690A (en) | Method, system and storage medium for predicting self-vehicle track | |
RU2782521C1 (en) | Method and system for planning of transverse trajectory of automatic change of car lane, car, and data carrier | |
CN114117739A (en) | Traffic flow simulation scene construction method and system based on real data | |
CN117227721A (en) | Intelligent driving vehicle lane changing and lane keeping integrated decision control method | |
CN111721309B (en) | Path planning method and device | |
CN114104005B (en) | Decision-making method, device and equipment of automatic driving equipment and readable storage medium | |
US12024168B2 (en) | Vehicle for tracking speed profile and control method thereof | |
CN113613978A (en) | On-board control system for operating vehicle | |
CN115098821A (en) | Trajectory reference curvature determination method, apparatus, device, medium, and program | |
CN111968397B (en) | Automatic driving behavior determination method | |
US12043257B2 (en) | Determining a discrete representation of a roadway section in front of a vehicle | |
CN113085571A (en) | Coasting energy recovery method, coasting energy recovery device, automobile, and storage medium | |
CN115284809B (en) | Intelligent internet fleet active suspension control method and system and computer equipment | |
CN115675472B (en) | Ramp port determining method and device, electronic equipment and storage medium | |
CN115214663B (en) | Car following control method and device, terminal equipment and storage medium |