TWI737437B

TWI737437B - 軌跡決定方法

Info

Publication number: TWI737437B
Application number: TW109126812A
Authority: TW
Inventors: 林俞廷; 許琮明
Original assignee: 財團法人車輛研究測試中心
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2021-08-21
Also published as: TW202206318A

Abstract

一種軌跡決定方法，對於每一軌跡資料進行以下步驟：(A)獲得該軌跡資料之路徑的一遮蔽旗標，及一前方障礙物相對於該路徑之每一軌跡點的一碰撞時間及一時間車距；(B)獲得該路徑的一交會旗標，及每一待交會障礙物相對於該路徑之每一軌跡點的一交會碰撞時間；(C)獲得該路徑之每一軌跡點的一緩衝距離；(D)獲得該路徑的一車道變換旗標；(E)獲得該路徑的一安全旗標；及(F)根據一道路速限、每一軌跡資料之路徑的遮蔽旗標、交會旗標、車道變換旗標與安全旗標，及每一軌跡點的速度、碰撞時間、時間車距、交會碰撞時間與緩衝距離，決定出一目標軌跡資料。

Description

軌跡決定方法

本發明是有關於一種應用於自駕車的路徑決策方法，特別是指一種可依當下行駛環境估測最佳行駛路徑的軌跡決定方法。

近年來自動駕駛相關研究發展興盛，目前市面上較為成熟可商業運行的自動駕駛系統主要於封閉場域以固定路徑行駛居多，若要應用於人、汽機車混流的道路，自駕系統對於外部環境的變化應有較強的應變能力以處理較為複雜之行車狀況及場景。

為使自駕車可實際深入應用於一般道路環境，Mitsubishi Electric、Apple、Waymo等大廠已著手發展自駕車動態路徑相關技術，我國工研院等法人及企業也積極發展，其中路徑的決策能力影響自駕車的安全性及對複雜場景的處理能力，使自駕車遇到環境障礙時可決策出較近似於一般駕駛的應對行為，例如超越前車、同車道閃避障礙物等。

然而，現有的自動駕駛汽車在規劃行駛路徑時，無法從當下行駛環境推測路徑的決策方向，具有極大的不確定性。此外，現有的自動駕駛汽車僅針對當下環境進行決策，無法處理可能介入路徑之環境變動因子如，行人、移動中的車子等，故所規劃出的行駛路徑亦存在安全上之疑慮。

因此，本發明的目的，即在提供一種可依當下行駛環境規劃最佳行駛路徑，並考量障礙物意圖以提升路徑規劃之精確性及安全性的軌跡決定方法。

於是，本發明軌跡決定方法，藉由一處理模組來實施，該處理模組電連接一軌跡生成模組、一障礙物偵測模組、一車道空間偵測模組，及一道路資訊提供模組，該軌跡生成模組用於生成多筆軌跡資料，每一筆軌跡資料包含一包括多個軌跡點的路徑，及一車輛行駛於該路徑之一行駛期間內其在該路徑之每一軌跡點的速度，該障礙物偵測模組用於偵測與該車輛相距一預定距離範圍內的至少一障礙物，以產生對應於該至少一障礙物的至少一筆障礙物資訊，每筆障礙物資訊包括所對應之障礙物的障礙物位置，及所對應之障礙物的障礙物移動速度與障礙物加速度，該車道空間偵測模組用於偵測該車輛與兩側障礙物之兩個側向距離，該道路資訊提供模組用於提供一道路速限，該軌跡決定方法包含以下步驟：

(A)對於該軌跡生成模組所生成之每一軌跡資料，根據該至少一筆障礙物資訊及該軌跡資料之每一軌跡點的速度，獲得該軌跡資料之路徑的一指示出該至少一障礙物中是否存在對應於該路徑之一前方障礙物的遮蔽旗標，及該前方障礙物相對於該路徑之每一軌跡點的一碰撞時間及一時間車距；

(B)對於每一軌跡資料，根據該至少一筆障礙物資訊及該軌跡資料之每一軌跡點的速度，獲得該軌跡資料之路徑的一指示出該至少一障礙物中是否存在對應於該路徑之至少一待交會障礙物的交會旗標，及每一待交會障礙物相對於該路徑之每一軌跡點的一交會碰撞時間；

(C)對於每一軌跡資料，根據該車道空間偵測模組在該軌跡資料之路徑之每一軌跡點所對應偵測出之該等側向距離，獲得該路徑之每一軌跡點所對應的一緩衝距離；

(D)對於每一軌跡資料，獲得該軌跡資料之路徑的一指示出該路徑是否使該車輛變換車道的車道變換旗標；

(E)對於每一軌跡資料，根據該至少一筆障礙物資訊及該車輛行駛於該軌跡資料之路徑之行駛期間，獲得該路徑的一指示出該車輛變換車道是否處於安全的安全旗標；及

(F)根據該道路速限、每一軌跡資料之路徑的遮蔽旗標、交會旗標、車道變換旗標與安全旗標，及每一軌跡資料之路徑之每一軌跡點的速度、碰撞時間、時間車距、交會碰撞時間與緩衝距離，自該等軌跡資料決定出一目標軌跡資料。

本發明的功效在於：藉由根據該道路速限、每一軌跡資料之路徑的遮蔽旗標、交會旗標、車道變換旗標與安全旗標，及每一軌跡資料之路徑之每一軌跡點的速度、碰撞時間、時間車距、交會碰撞時間與緩衝距離，來決定出該目標軌跡資料，而使所決定出之該目標軌跡資料係依當下行駛環境而估測出的最佳行駛軌跡，且所決定出之最佳的軌跡亦有考量到障礙物之意圖，因而可提升軌跡規劃之精確性及安全性。

參閱圖1，本發明軌跡決定方法的一實施例係藉由一軌跡決定系統1來實施，該軌跡決定系統1包含一軌跡生成模組11、一障礙物偵測模組12、一車道空間偵測模組13、一道路資訊提供模組14，及一電連接該軌跡生成模組11、該障礙物偵測模組12、該車道空間偵測模組13與該道路資訊提供模組14的處理模組15。

該軌跡生成模組11用於生成多筆軌跡資料，每一筆軌跡資料包含一包括多個軌跡點的路徑，及一車輛行駛於該路徑之一行駛期間內其在該路徑之每一軌跡點的速度。該軌跡生成模組11包含一例如包括一全球定位系統、一陀螺儀、一里程計、一車速計，與一慣性測量單元之其中至少一者的車輛感測裝置，及一例如包括一光學雷達、一超音波雷達、一毫米波雷達及一相機陣列之其中至少一者的路況感測裝置。該車輛感測裝置用以定位該車輛的一當前位置，並用以感測該車輛的一當前航向角、該車輛的一當前速度，及該車輛的一當前加速度，該路況感測裝置用以感測該車輛所行駛之道路，以獲得一道路寬度及一道路曲率(Curvature)。該軌跡生成模組11生成該等軌跡資料之方式例如載記於中華民國專利證書號I674984中，在此為了簡潔，而省略了他們的細節。

該障礙物偵測模組12用於偵測與該車輛相距一預定距離範圍內的至少一障礙物，以產生對應於該至少一障礙物的至少一筆障礙物資訊，每筆障礙物資訊包括所對應之障礙物的障礙物位置，及所對應之障礙物的障礙物移動速度與障礙物加速度。該障礙物偵測模組12例如包括該光學雷達、該超音波雷達、該毫米波雷達及該相機陣列之其中至少一者，其被佈置在該車輛上。

該車道空間偵測模組13用於偵測該車輛與兩側障礙物之兩個側向距離。該車道空間偵測模組13例如包括該光學雷達、該超音波雷達、該毫米波雷達及該相機陣列之其中至少一者，其被佈置在該車輛上。該障礙物偵測模組12及該車道空間偵測模組13之操作方式例如載記於中華民國專利證書號I453697及I535601中，在此為了簡潔，而省略了他們的細節。

該道路資訊提供模組14用於提供一道路速限。該道路資訊提供模組14例如為一儲存有該道路速限的非揮發性記憶體。

該處理模組15例如為一車用電腦，該車用電腦可被設置於該車輛並包含一處理器及一儲存裝置。

參閱圖1與圖2，本發明軌跡決定方法的實施例包含以下步驟。

在步驟21中，對於該軌跡生成模組11所生成之每一軌跡資料，該處理模組15根據該至少一筆障礙物資訊及該軌跡資料之每一軌跡點的速度，獲得該軌跡資料之路徑的一指示出該至少一障礙物中是否存在對應於該路徑之一前方障礙物的遮蔽旗標，及該前方障礙物相對於該路徑之每一軌跡點的一碰撞時間(Time to Collision，簡稱TTC)及一時間車距。

值得一提的是，步驟21還包含以下子步驟(見圖3)。

在子步驟211中，對於每一軌跡資料，該處理模組15根據該至少一筆障礙物資訊，判定該至少一障礙物中是否存在對應於該軌跡資料之路徑的該前方障礙物。對於每一軌跡資料，當判定出存在該前方障礙物時，流程進行步驟212；對於每一軌跡資料，當判定出不存在該前方障礙物時，流程進行步驟213。

在子步驟212中，該處理模組15獲得指示出存在對應於該軌跡資料之路徑之該前方障礙物的該遮蔽旗標（例如，將該遮蔽旗標之旗標值設為1，以指示出存在該前方障礙物），並根據該前方障礙物所對應的該障礙物資訊，及該路徑之每一軌跡點的速度，獲得該前方障礙物相對於該路徑之每一軌跡點的該碰撞時間及該時間車距。值得一提的是，對於該路徑之每一軌跡點，該軌跡點的碰撞時間係先計算出該車輛行駛至該軌跡點時該車輛之車頭位置與該前方障礙物之一障礙物距離，該障礙物距離係將行駛至該軌跡點時該車輛之車頭位置至該路徑之終點之路徑長度加上該路徑之終點與該前方障礙物之距離而獲得，接著根據該軌跡點的速度與該前方障礙物之障礙物移動速度計算出一相對速度，最後將該障礙物距離除以該相對速度而獲得，若所計算出之相對速度為負值時，即將該軌跡點的碰撞時間設為一第一定值，如100。對於該路徑之每一軌跡點，該軌跡點的時間車距係藉由將該障礙物距離除以該軌跡點的速度而獲得。在圖4的示例中，第一條路徑01存在前方障礙物7，故第一條路徑01的該遮蔽旗標之旗標值設為1，以指示出第一條路徑01存在前方障礙物7。又，圖4還示例出當該車輛9行駛至圖4所示的行駛位置(亦即，行駛至該行駛位置在第一條路徑01所對應的軌跡點(圖未示)上)時，該車輛9之車頭位置與該前方障礙物7之障礙物距離d ₁、碰撞時間TTC ₁，及時間車距h ₁，其中碰撞時間TTC ₁及時間車距h ₁皆是以該障礙物距離d ₁所計算出，且兩者單位皆為時間，並非指示出距離長短，圖4僅是示意。

在子步驟213中，該處理模組15獲得指示出不存在對應於該軌跡資料之路徑之前方障礙物的遮蔽旗標（例如，將該遮蔽旗標之旗標值設為0，以指示出不存在前方障礙物），並將該路徑之每一軌跡點的該碰撞時間設為該第一定值（即，100），且將該路徑之每一軌跡點的該時間車距設為一第二定值，如100。在圖4的示例中，第二、三條路徑02、03不存在前方障礙物，故第二、三條路徑02、03的遮蔽旗標之旗標值設為0，以指示出第二、三條路徑02、03不存在前方障礙物。

在步驟22中，對於每一軌跡資料，該處理模組15根據該至少一筆障礙物資訊及該軌跡資料之每一軌跡點的速度，獲得該軌跡資料之路徑的一指示出該至少一障礙物中是否存在對應於該路徑之至少一待交會障礙物的交會旗標，及每一待交會障礙物相對於該路徑之每一軌跡點的一交會碰撞時間。

值得一提的是，步驟22還包含以下子步驟(見圖5)。

在子步驟221中，對於每一障礙物，該處理模組15根據該障礙物所對應之該障礙物資訊，估算出該障礙物在該車輛之行駛期間中的多個預估移動範圍，及多個預估移動速度。該等預估移動範圍及該等預估移動速度的估算方式例如載記於中華民國專利證書號I531499中，在此不多加贅述。

在子步驟222中，對於每一軌跡資料，該處理模組15根據步驟221所估算出的該等預估移動範圍及該等預估移動速度，判定該至少一障礙物中是否存在對應於該軌跡資料之路徑的該至少一待交會障礙物。對於每一軌跡資料，當判定出存在該至少一待交會障礙物時，進行子步驟223；對於每一軌跡資料，當判定出不存在該至少一待交會障礙物時，進行子步驟224。

在子步驟223中，該處理模組15獲得指示出存在對應於該軌跡資料之路徑之該至少一待交會障礙物的該交會旗標（例如，將該交會旗標之旗標值設為1，以指示出存在該至少一待交會障礙物），並根據每一待交會障礙物所對應的該預估移動速度、該預估移動範圍及該路徑之每一軌跡點的速度，獲得每一待交會障礙物相對於該路徑之每一軌跡點的該交會碰撞時間。值得一提的是，對於該路徑之每一軌跡點，該軌跡點相對於某一待交會障礙物的該交會碰撞時間係藉由計算該軌跡點相對於該某一待交會障礙物之該預估移動範圍的障礙物距離，接著根據該軌跡點的速度與該某一待交會障礙物之預估移動速度計算出相對於該某一待交會障礙物的相對速度，最後將相對於該某一待交會障礙物的障礙物距離與相對速度相除而獲得，若所計算出之相對速度為負值時，即將該軌跡點的交會碰撞時間設為一第三定值，如100。在圖4的示例中，第三條路徑03存在一待交會障礙物8，故第三條路徑03的交會旗標之旗標值設為1，以指示出第三條路徑03存在該待交會障礙物8。又，圖4示例出第三條路徑03之不同軌跡點032、033、035、037與該待交會障礙物8之該預估移動範圍40的障礙物距離d ₂、d ₃、d ₅、d ₇，及第三條路徑03之軌跡點032、037的交會碰撞時間PTTC ₂、PTTC ₇，其中交會碰撞時間的單位為時間，並非指示出距離長短，圖4僅是示意。

在子步驟224中，該處理模組15獲得指示出不存在對應於該軌跡資料之路徑之該至少一待交會障礙物的交會旗標（例如，將該交會旗標之旗標值設為0，以指示出不存在該至少一待交會障礙物），並將該路徑之每一軌跡點的該交會碰撞時間設為該第三定值（即， 100）。在圖4的示例中，第一、二條路徑01、02不存在待交會障礙物，故第一、二條路徑01、02的交會旗標之旗標值設為0，以指示出第一、二條路徑01、02不存在該待交會障礙物。

在步驟23中，對於每一軌跡資料，該處理模組15根據該車道空間偵測模組13在該軌跡資料之路徑之每一軌跡點所對應偵測出之該等側向距離，獲得該路徑之每一軌跡點所對應的一緩衝距離。在本實施例中，每一軌跡點所對應的緩衝距離係為每一軌跡點所對應之該等側向距離中最小的側向距離。

在步驟24中，對於每一軌跡資料，該處理模組15獲得該軌跡資料之路徑的一指示出該路徑是否使該車輛變換車道的車道變換旗標。以圖4為例，第一條路徑01及第三條路徑03皆使該車輛變換車道，因此該車道變換旗標之旗標值例如，可被設為1以指示出該路徑使該車輛變換車道，而第二條路徑02並無使該車輛變換車道，因此該車道變換旗標之旗標值例如，可被設為0以指示出該路徑不使該車輛變換車道。

在步驟25中，對於每一軌跡資料，該處理模組15根據該至少一筆障礙物資訊及該車輛行駛於該軌跡資料之路徑之行駛期間，獲得該路徑的一指示出該車輛變換車道是否處於安全的安全旗標。

值得一提的是，步驟25還包含以下子步驟(見圖6)。

在子步驟251中，對於每一不使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑（亦即，該車道變換旗標為0的路徑），該處理模組15將該安全旗標之旗標值設為一第一預設值，例如1。

在子步驟252中，對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，該處理模組15根據該至少一筆障礙物資訊，判定該至少一障礙物中是否存在位於該路徑之一待變換車道的一後方障礙物。對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，當判定出存在該後方障礙物時，流程進行步驟253；對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，當判定出不存在該後方障礙物時，流程進行步驟254。在圖4的示例中，第一條路徑01存在後方障礙物6，第二、三條路徑02、03不存在後方障礙物。

在子步驟253中，該處理模組15根據該後方障礙物所對應的障礙物資訊，獲得該後方障礙物抵達該車輛映射至該待變換車道之一映射位置的抵達時間。

在子步驟254中，該處理模組15將該抵達時間設為一第四定值，如1000。值得一提的是，當判定出不存在該後方障礙物時，則該抵達時間為無限大，故將該抵達時間設為該第四定值，以避免產生“不存在後方障礙物，而無抵達時間(即無第四定值)”之疑慮。

在子步驟255中，對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，該處理模組15根據該抵達時間及該車輛行駛於該路徑之一行駛期間，獲得該路徑的安全旗標。圖4示例出第一條路徑01之該車輛9映射至待變換車道之一映射位置9’、該抵達時間t _r及該行駛期間t _h，其中該抵達時間與該行駛期間的單位為時間，並非指示出距離長短，圖4僅是示意。

值得一提的是，子步驟255還包含以下子步驟(見圖7)。

在子步驟551中，對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，該處理模組15將該抵達時間減去該行駛期間以獲得一時間差值。

在子步驟552中，對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，該處理模組15判定該時間差值是否小於一預設時間差。在本實施例中，該預設時間差例如，1.8秒。對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，當判定出該時間差值不小於該預設時間差時，流程進行子步驟553；對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，當判定出該時間差值小於該預設時間差時，流程進行子步驟554。

在子步驟553中，該處理模組15將該路徑的安全旗標設為指示出該車輛變換車道處於安全的該第一預設值，例如1。

在子步驟554中，該處理模組15將該路徑的安全旗標設為一指示出該車輛變換車道不處於安全的第二預設值，例如0。

在步驟26中，該處理模組15根據該道路速限、每一軌跡資料之路徑的該遮蔽旗標、該交會旗標、該車道變換旗標與該安全旗標，及每一軌跡資料之路徑之每一軌跡點的速度、該碰撞時間、該時間車距、每一交會碰撞時間與該緩衝距離，自該等軌跡資料決定出一目標軌跡資料。

值得一提的是，步驟26還包含以下子步驟(見圖8)。

在子步驟261中，對於每一軌跡資料，該處理模組15根據該道路速限

、該軌跡資料之路徑的該遮蔽旗標

、該交會旗標

、該車道變換旗標

與該安全旗標

，及該路徑之每一軌跡點的速度

、該碰撞時間

、該時間車距

、最小的交會碰撞時間

與該緩衝距離

，利用一成本函數，計算出該軌跡資料的一成本

。在本實施例中，該成本函數可被表示成下列公式(1)。

…(1)

其中，n為每一路徑之該等軌跡點的數量，

為一預設的安全時間車距，

為一正規化函數，

為最大之x值，若

，則

=0，若

，則

=1。舉例來說，以

為例，x=

，

即為該道路速限

減去不同軌跡點的速度之不同差值中的最大者。

在子步驟262中，該處理模組15根據每一軌跡資料的成本，自該等軌跡資料決定出該目標軌跡資料。在本實施例中，所決定出之目標軌跡資料係對應有成本最小之路徑。

值得特別說明的是，依據本發明軌跡決定方法所決定出之軌跡資料具有以下特性：第一、當前方無低於該道路速限之車輛(亦即，前方障礙物)時，以該道路速限行駛，由於所決定出之軌跡資料具有最小的成本，若欲使軌跡資料的成本越小，就須使軌跡資料的

值越小，為了使

值越小，則

就要越接近該道路速限，因而所選出的最佳軌跡即會滿足上述第一項特性；第二、與前方車輛(亦即，前方障礙物)保持該安全時間車距，由於所決定出之軌跡資料具有最小的成本，若欲使軌跡資料的成本越小，就須使軌跡資料的

值越小，為了使

值越小，則

就要越接近該安全時間車距，因而所選出的最佳軌跡即會滿足上述第二項特性；第三、鄰車道後方空間安全(亦即，安全旗標指示出該車輛變換車道處於安全)時，可執行車道變換，由於所決定出之軌跡資料具有最小的成本，若欲使軌跡資料的成本越小，就須使軌跡資料的

值盡可能等於1，若軌跡資料的

值為0的話，由於

是在成本函數的分母，如此將導致此軌跡資料的成本極大或根本無法求出此軌跡資料的成本，故此一會變換車道且在變換車道時非處於安全狀態的軌跡資料就不可能被選為最佳的軌跡資料，因而所選出的最佳軌跡資料即會滿足上述第三項特性，另外，以圖9為例，假設該車輛當前行駛的車道前方存在障礙物，該軌跡生成模組11所生成之該等軌跡資料中包含一使該車輛變換車道且不存在該前方障礙物的路徑04，及一不使該車輛變換車道且存在該前方障礙物的路徑05，此時在選擇路徑時即會有滿高的機會會選擇使該車輛變換車道且不存在該前方障礙物的該路徑04作為最佳的路徑，由於不存在該前方障礙物的該路徑04所對應的

較存在該前方障礙物的該路徑05所對應的

大，故不存在該前方障礙物的該路徑04所對應的成本有滿高的機會較存在該前方障礙物的該路徑05所對應的成本小，但仍需視該成本函數之其他參數的值而定，在此僅是說明

參數的影響力；第四、道路空間足夠時，車輛可執行同車道避障，避障後回到車道中心，在執行同車道避障時，所選擇出之路徑即是同車道且可避開障礙物之路徑，而若欲使該路徑的成本越小，就須使該路徑的

值越大，則緩衝距離

就要越大越佳，又緩衝距離

越大對行駛而言也是越安全，且在避障後，為使緩衝距離

越大，即會選擇位於車道中心之路徑，因而所選出的最佳路徑即會滿足上述第四項特性；第五、當無法執行車道變換、同車道避障及跟車時，車輛停止，若該車輛當前行駛的車道前方存在障礙物，但該車輛又無法執行車道變換、同車道避障及跟車時，同時該車輛與前方的障礙物又存在碰撞危險(亦即，碰撞時間

過小，已無法進行跟車)，則須使

值越大，才能越安全，進而成本即會越小，此時即會使車輛停止，方能使

值越大，故使車輛停止之路徑即為最佳的路徑。

綜上所述，本發明軌跡決定方法藉由根據該道路速限、每一軌跡資料之路徑的該遮蔽旗標、該交會旗標、該車道變換旗標與該安全旗標，及每一軌跡資料之路徑之每一軌跡點的速度、該碰撞時間、該時間車距、每一交會碰撞時間與該緩衝距離，來決定出該目標軌跡資料，可使得所決定出之最佳的軌跡資料可依當下行駛環境決定以道路速限行駛、車輛跟隨、車道變換、同車道避障及車輛停止來行駛，進而滿足上述五個特性，且所決定出之最佳的路徑有考量到障礙物之意圖，因而可提升路徑規劃之精確性及安全性，故確實能達成本發明的目的。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

1:軌跡決定系統 11:軌跡生成模組 12:障礙物偵測模組 13:車道空間偵測模組 14:道路資訊提供模組 15:處理模組 21~26:步驟 211~213:子步驟 221~224:子步驟 251~255:子步驟 551~554:子步驟 261~262:子步驟 6:後方障礙物 7:前方障礙物 8:待交會障礙物 9:車輛 01~05:路徑 40:預估移動範圍 032、033、035、037:軌跡點 9’:映射位置 d ₁、d ₂、d ₃、d ₅、d ₇:障礙物距離 TTC ₁:碰撞時間 h ₁:時間車距 PTTC ₂、PTTC ₇:交會碰撞時間 t _r:抵達時間 t _h:行駛期間

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明實施本發明軌跡決定方法之實施例的一軌跡決定系統；圖2是一流程圖，說明本發明軌跡決定方法之實施例；圖3是一流程圖，說明如何獲得每一路徑的一遮蔽旗標，及每一路徑之所有軌跡點所對應的碰撞時間及時間車距；圖4是一示意圖，示例出三條路徑；圖5是一流程圖，說明如何獲得每一路徑的一交會旗標，及每一路徑之所有軌跡點所對應的交會碰撞時間；圖6是一流程圖，說明如何獲得每一路徑的一安全旗標；圖7是一流程圖，說明如何獲得每一使該車輛變換車道之路徑的該安全旗標；圖8是一流程圖，說明如何自多筆軌跡資料決定出一目標軌跡資料；及圖9是一示意圖，示例出使一車輛變換車道且不存在一前方障礙物的一路徑，及不使該車輛變換車道且存在該前方障礙物的一路徑。

21~26:步驟

Claims

一種軌跡決定方法，藉由一處理模組來實施，該處理模組電連接一軌跡生成模組、一障礙物偵測模組、一車道空間偵測模組，及一道路資訊提供模組，該軌跡生成模組用於生成多筆軌跡資料，每一筆軌跡資料包含一包括多個軌跡點的路徑，及一車輛行駛於該路徑之一行駛期間內其在該路徑之每一軌跡點的速度，該障礙物偵測模組用於偵測與該車輛相距一預定距離範圍內的至少一障礙物，以產生對應於該至少一障礙物的至少一筆障礙物資訊，每筆障礙物資訊包括所對應之障礙物的障礙物位置，及所對應之障礙物的障礙物移動速度與障礙物加速度，該車道空間偵測模組用於偵測該車輛與兩側障礙物之兩個側向距離，該道路資訊提供模組用於提供一道路速限，該軌跡決定方法包含以下步驟： (A)對於該軌跡生成模組所生成之每一軌跡資料，根據該至少一筆障礙物資訊及該軌跡資料之每一軌跡點的速度，獲得該軌跡資料之路徑的一指示出該至少一障礙物中是否存在對應於該路徑之一前方障礙物的遮蔽旗標，及該前方障礙物相對於該路徑之每一軌跡點的一碰撞時間及一時間車距； (B)對於每一軌跡資料，根據該至少一筆障礙物資訊及該軌跡資料之每一軌跡點的速度，獲得該軌跡資料之路徑的一指示出該至少一障礙物中是否存在對應於該路徑之至少一待交會障礙物的交會旗標，及每一待交會障礙物相對於該路徑之每一軌跡點的一交會碰撞時間； (C)對於每一軌跡資料，根據該車道空間偵測模組在該軌跡資料之路徑之每一軌跡點所對應偵測出之該等側向距離，獲得該路徑之每一軌跡點所對應的一緩衝距離； (D)對於每一軌跡資料，獲得該軌跡資料之路徑的一指示出該路徑是否使該車輛變換車道的車道變換旗標； (E)對於每一軌跡資料，根據該至少一筆障礙物資訊及該車輛行駛於該軌跡資料之路徑之該行駛期間，獲得該路徑的一指示出該車輛變換車道是否處於安全的安全旗標；及 (F)根據該道路速限、每一軌跡資料之路徑的該遮蔽旗標、該交會旗標、該車道變換旗標與該安全旗標，及每一軌跡資料之路徑之每一軌跡點的速度、該碰撞時間、該時間車距、每一交會碰撞時間與該緩衝距離，自該等軌跡資料決定出一目標軌跡資料。
如請求項1所述的軌跡決定方法，其中，步驟(A)包含以下子步驟： (A-1)對於每一軌跡資料，根據該至少一筆障礙物資訊，判定該至少一障礙物中是否存在對應於該軌跡資料之路徑的該前方障礙物； (A-2)對於每一軌跡資料，當判定出存在該前方障礙物時，獲得指示出存在對應於該軌跡資料之路徑之該前方障礙物的遮蔽旗標，並根據該前方障礙物所對應的障礙物資訊，及該路徑之每一軌跡點的速度，獲得該前方障礙物相對於該路徑之每一軌跡點的該碰撞時間及該時間車距；及 (A-3) 對於每一軌跡資料，當判定出不存在該前方障礙物時，獲得指示出不存在對應於該軌跡資料之路徑之該前方障礙物的該遮蔽旗標，並將該路徑之每一軌跡點的該碰撞時間設為一第一定值，且將該路徑之每一軌跡點的該時間車距設為一第二定值。
如請求項1所述的軌跡決定方法，其中，步驟(B)包含以下子步驟： (B-1)對於每一障礙物，根據該障礙物所對應之該障礙物資訊，估算出該障礙物在該車輛之該行駛期間中的多個預估移動範圍，及多個預估移動速度； (B-2)對於每一軌跡資料，根據步驟(B-1)所估算出的該等預估移動範圍及該等預估移動速度，判定該至少一障礙物中是否存在對應於該軌跡資料之路徑的該至少一待交會障礙物； (B-3) 對於每一軌跡資料，當判定出存在該至少一待交會障礙物時，獲得指示出存在對應於該軌跡資料之路徑之該至少一待交會障礙物的該交會旗標，並根據該每一待交會障礙物所對應的該預估移動速度、該預估移動範圍及該路徑之每一軌跡點的速度，獲得每一待交會障礙物相對於該路徑之每一軌跡點的該交會碰撞時間；及 (B-4) 對於每一軌跡資料，當判定出不存在該至少一待交會障礙物時，獲得指示出不存在對應於該軌跡資料之路徑之該至少一待交會障礙物的該交會旗標，並將該路徑之每一軌跡點的該交會碰撞時間設為一第三定值。
如請求項1所述的軌跡決定方法，其中，步驟(E)包含以下子步驟： (E-1)對於每一不使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，將該安全旗標之旗標值設為一第一預設值； (E-2) 對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，根據該至少一筆障礙物資訊，判定該至少一障礙物中是否存在位於該路徑之一待變換車道的一後方障礙物； (E-3) 對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，當判定出存在該後方障礙物時，根據該後方障礙物所對應的障礙物資訊，獲得該後方障礙物抵達該車輛映射至該待變換車道之一映射位置的抵達時間； (E-4) 對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，當判定出不存在該後方障礙物時，將該抵達時間設為一第四定值；及 (E-5) 對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，根據該抵達時間及該車輛行駛於該路徑之該行駛期間，獲得該路徑的安全旗標。
如請求項4所述的軌跡決定方法，其中，在步驟(E-5)中，包含以下子步驟： (E-5-1)對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，將該抵達時間減去該行駛期間以獲得一時間差值； (E-5-2)對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，判定該時間差值是否小於一預設時間差； (E-5-3)對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，當判定出該時間差值不小於該預設時間差時，將該路徑的安全旗標設為一指示出該車輛變換車道處於安全的第一預設值；及 (E-5-4)對於每一使該車輛變換車道之軌跡資料的路徑，當判定出該時間差值小於該預設時間差時，將該路徑的安全旗標設為一指示出該車輛變換車道不處於安全的第二預設值。
如請求項1所述的軌跡決定方法，其中，步驟(F)包含以下子步驟： (F-1)對於每一軌跡資料，根據該道路速限
、該軌跡資料之路徑的該遮蔽旗標
、該交會旗標
、該車道變換旗標
與該安全旗標
，及該路徑之每一軌跡點的速度
、該碰撞時間
、該時間車距
、最小的交會碰撞時間
與該緩衝距離
，利用下列成本函數，計算出該軌跡資料的一成本
：
，其中，n為每一路徑之該等軌跡點的數量，
為一預設的安全時間車距，
為一正規化函數，若
，則
=0，若
，則
=1；及 (F-2)根據每一軌跡資料的成本，自該等軌跡資料決定出一目標軌跡資料。
如請求項6所述的軌跡決定方法，其中，在子步驟(F-1)中，
，其中
為最大之x值。