TWI782761B - 隊列異時避障系統及其方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種隊列異時避障系統，其感測裝置產生障礙物位置與障礙物速度。領導車端運算處理單元用以傳送領導車端參數組。成員車端運算處理單元用以傳送成員車端參數組。雲端運算處理單元經配置以實施雲端決策步驟，其可行空間預測步驟係依據領導車端參數組及成員車端參數組預測出領導車可行空間及成員車可行空間；異時避障決策步驟係依據領導車可行空間及成員車可行空間決策領導車輛及成員車輛之避障。藉此，可透過雲端動態調整可行空間及實現各車異時避障決策，以降低成本與運算量，並使車隊更安全且合理地避障及跟車。

Description

隊列異時避障系統及其方法

本發明是關於一種隊列避障系統及其方法，特別是關於一種隊列異時避障系統及其方法。

無論是物流貨運或運輸接駁領域，駕駛的工時與人力配置係為營業成本的重要考量，若載具具有自駕隊列能力，將能有效提升營運以及載客效率。由於自駕車的隊列運用可減少對人力的需求，且商業運輸有著較單純的應用場景，故目前許多國際大廠均已投入研發車隊，希望能盡早實現商用化的自駕隊列跟車。

在習知的自駕隊列中，各自駕車均需搭載眾多感測器，以提供各自駕車的環境感知及定位能力，不但成本高昂，且各車運算量過大。此外，習知的自駕隊列無資訊共享，無法提前規劃軌跡應對。另外，習知的自駕隊列同時避障所需的可行空間需同時滿足各成員車輛所需空間才會執行避障動作，所需空間過於保守而使操作範圍過小。由此可知，目前市場上缺乏一種可動態調整可行空間、可實 現異時避障決策、安全與合理兼顧且更具智慧的隊列異時避障(隊列：Platooning；異時：Allochronic；避障：Obstacle Avoidance)系統及其方法，故相關業者均在尋求其解決之道。

因此，本發明之目的在於提供一種隊列異時避障系統及其方法，其利用雲端執行可行空間預測步驟與異時避障決策步驟，使隊列各成員車輛基於各車與障礙物之間的關係動態調整可行空間，並藉由各車之可行空間進行各車避障決策，不但可達到降低設備成本與各車端之運算量，還可使車隊安全且合理地避開障礙物，以達更加智慧的自駕模式，進而避免習知技術之成本高昂、運算量過大、無資訊共享及需同時避障的問題。

依據本發明的結構態樣之一實施方式提供一種隊列異時避障系統，其用以決策領導車輛及至少一成員車輛之避障，隊列異時避障系統包含感測裝置、領導車端運算處理單元、至少一成員車端運算處理單元以及雲端運算處理單元。其中感測裝置設置於領導車輛且用以感測位於領導車輛之周圍環境之障礙物而產生障礙物位置與障礙物速度。領導車端運算處理單元設置於領導車輛且訊號連接感測裝置。領導車端運算處理單元用以傳送領導車端參數組，領導車端參數組包含障礙物位置、障礙物速度、領導車位置及領導車速度。此至少一成員車端運算處理單元設 置於此至少一成員車輛且用以傳送至少一成員車端參數組，此至少一成員車端參數組包含至少一成員車位置及至少一成員車速度。雲端運算處理單元訊號連接領導車端運算處理單元及此至少一成員車端運算處理單元並接收領導車端參數組及此至少一成員車端參數組。雲端運算處理單元經配置以實施包含雲端決策步驟，且雲端決策步驟包含可行空間預測步驟與異時避障決策步驟。可行空間預測步驟係依據領導車端參數組及此至少一成員車端參數組預測出領導車可行空間及至少一成員車可行空間。異時避障決策步驟係依據領導車可行空間及此至少一成員車可行空間決策領導車輛及此至少一成員車輛之避障。

藉此，本發明的隊列異時避障系統利用雲端執行可行空間預測步驟與異時避障決策步驟，使隊列各成員車輛基於各車與障礙物之間的關係動態調整可行空間，並藉由各車之可行空間進行各車避障決策，不但可達到降低設備成本與各車端之運算量，還可使車隊安全且合理地避開障礙物，以達更加智慧的自駕模式。

前述實施方式之其他實施例如下：前述隊列異時避障系統可更包含一領導車定位裝置及至少一成員車定位裝置。其中領導車定位裝置設置於領導車輛且訊號連接領導車端運算處理單元，領導車定位裝置用以定位領導車輛而產生領導車位置。此至少一成員車定位裝置設置於此至少一成員車輛且訊號連接此至少一成員車端運算處理單元，此至少一成員車定位裝置用以定位此至少一成員車輛而產 生至少一成員車位置。領導車端參數組更包含領導車位置，此至少一成員車端參數組更包含此至少一成員車位置。

前述實施方式之其他實施例如下：前述隊列異時避障系統可更包含領導車通訊裝置及至少一成員車通訊裝置。其中領導車通訊裝置設置於領導車輛且訊號連接領導車端運算處理單元，領導車通訊裝置用以產生領導車行駛參數。此至少一成員車通訊裝置設置於此至少一成員車輛且訊號連接此至少一成員車端運算處理單元，此至少一成員車通訊裝置用以產生至少一成員車行駛參數。領導車端參數組更包含領導車行駛參數，此至少一成員車端參數組更包含此至少一成員車行駛參數。

前述實施方式之其他實施例如下：前述可行空間預測步驟可包含驅動雲端運算處理單元依據領導車位置、領導車速度、此至少一成員車位置、此至少一成員車速度及當前車道標籤運算出此至少一成員車輛與鄰近之另一成員車輛之間的一跟車距離與一第一相對速度；驅動雲端運算處理單元依據障礙物位置、障礙物速度、跟車距離及第一相對速度運算出此至少一成員車輛與障礙物之間的一碰撞距離與一第二相對速度；驅動感測裝置感測位於此至少一成員車輛之一周圍環境之一目標車道障礙物而產生另一障礙物位置與另一障礙物速度，然後驅動雲端運算處理單元依據此另一障礙物位置與此另一障礙物速度運算出此至少一成員車輛與目標車道障礙物之間的第三相對速度；及驅動雲端運算處理單元依據跟車距離、第一相對速度、碰撞 距離、第二相對速度及第三相對速度預測出領導車可行空間及此至少一成員車可行空間。

前述實施方式之其他實施例如下：前述可行空間預測步驟可包含領導車端可行空間預測步驟。領導車端可行空間預測步驟包含驅動感測裝置以單位角度轉動且累積轉動360度而感測障礙物，以產生障礙物相對於領導車位置之卡式座標；驅動雲端運算處理單元將卡式座標轉換為極座標，極座標包含最近障礙物距離資訊；及驅動雲端運算處理單元依據地圖資訊與最近障礙物距離資訊預測出領導車可行空間。

前述實施方式之其他實施例如下：前述領導車可行空間包含複數障礙物可行位置及對應此些障礙物可行位置之複數變數資訊。此些障礙物可行位置包含前方障礙物位置、後方障礙物位置、左方障礙物位置、右方障礙物位置、左前方障礙物位置、右前方障礙物位置、左後方障礙物位置及右後方障礙物位置。此些變數資訊包含位置有障礙資訊與位置無障礙資訊之其中一者。位置有障礙資訊包含右方障礙物位置、右前方障礙物位置及右後方障礙物位置之一者離車道線之橫向距離、前方障礙物位置與後方障礙物位置之一者離領導車輛之車頭與車尾之一者之縱向距離、左方障礙物位置、左前方障礙物位置及左後方障礙物位置之一者離另一車道線之另一橫向距離及障礙物速度，位置無障礙資訊包含右側車道寬、感測裝置之感測距離、左側車道寬及極大值。

前述實施方式之其他實施例如下：前述可行空間預測步驟可包含成員車端可行空間預測步驟。成員車端可行空間預測步驟包含驅動感測裝置以單位角度轉動且累積轉動360度而感測障礙物以得到障礙物資訊；驅動雲端運算處理單元依據領導車位置、領導車速度、此至少一成員車位置、此至少一成員車速度及障礙物資訊建立感興趣區域障礙物資訊，感興趣區域障礙物資訊對應此至少一成員車位置；驅動雲端運算處理單元依據感興趣區域障礙物資訊以360度產生障礙物相對於此至少一成員車位置之卡式座標；驅動雲端運算處理單元將卡式座標轉換為極座標，極座標包含最近障礙物距離資訊；及驅動雲端運算處理單元依據地圖資訊與最近障礙物距離資訊預測出此至少一成員車可行空間。

前述實施方式之其他實施例如下：前述至少一成員車可行空間可包含複數障礙物可行位置及對應此些障礙物可行位置之複數變數資訊。此些障礙物可行位置包含前方障礙物位置、後方障礙物位置、左方障礙物位置、右方障礙物位置、左前方障礙物位置、右前方障礙物位置、左後方障礙物位置及右後方障礙物位置。此些變數資訊包含位置有障礙資訊與位置無障礙資訊之其中一者。位置有障礙資訊包含右方障礙物位置、右前方障礙物位置及右後方障礙物位置之一者離一車道線之一橫向距離、前方障礙物位置與後方障礙物位置之一者離領導車輛之車頭與車尾之一者之縱向距離、左方障礙物位置、左前方障礙物位置及左 後方障礙物位置之一者離另一車道線之另一橫向距離及障礙物速度。位置無障礙資訊包含右側車道寬、感測裝置之感測距離、左側車道寬及極大值。

前述實施方式之其他實施例如下：前述異時避障決策步驟可包含感測距離比對步驟、速度比對步驟及可行空間確認步驟。其中感測距離比對步驟係比對感測裝置之感測距離是否大於隊列長度而產生感測距離比對結果。速度比對步驟係比對障礙物速度是否小於領導車速度而產生速度比對結果。可行空間確認步驟係確認領導車輛及此至少一成員車輛之任一者是否滿足前方距離條件與後方距離條件而產生可行空間確認結果。雲端運算處理單元依據感測距離比對結果、速度比對結果及可行空間確認結果決策領導車輛及此至少一成員車輛之避障。

前述實施方式之其他實施例如下：前述異時避障決策步驟可更包含障礙物移動意圖預測步驟，障礙物移動意圖預測步驟係依據障礙物位置與障礙物速度預測出障礙物移動意圖結果。障礙物移動意圖預測步驟執行於速度比對步驟與可行空間確認步驟之間，且可行空間確認步驟依據障礙物移動意圖結果執行。

前述實施方式之其他實施例如下：前述異時避障決策步驟包含一避障安全性確認步驟，避障安全性確認步驟係驅動雲端運算處理單元確認此至少一成員車可行空間及此至少一成員車輛與此障礙物之間的碰撞距離是否符合避障安全條件而產生安全確認結果。當此至少一成員車可行 空間與碰撞距離均符合避障安全條件時，安全確認結果為一第一狀態。當此至少一成員車可行空間與碰撞距離之部分符合避障安全條件時，安全確認結果為第二狀態，並驅動此至少一成員車端運算處理單元執行避障取消車道回歸步驟，且依據領導車輛及此至少一成員車輛之間的一縱向距離與感測裝置之感測距離決定是否停止隊列。當此至少一成員車可行空間與碰撞距離均不符合避障安全條件時，安全確認結果為第三狀態，並驅動此至少一成員車端運算處理單元執行避障取消緊急煞車步驟，且停止隊列。

依據本發明的結構態樣之一實施方式提供一種隊列異時避障方法，其用以決策領導車輛及至少一成員車輛之避障。隊列異時避障方法包含以下步驟：雲端決策步驟，雲端決策步驟包含可行空間預測步驟與異時避障決策步驟。其中可行空間預測步驟係驅動隊列異時避障系統之雲端運算處理單元依據領導車端參數組及至少一成員車端參數組預測出領導車可行空間及至少一成員車可行空間。異時避障決策步驟係驅動雲端運算處理單元依據領導車可行空間及此至少一成員車可行空間決策領導車輛及此至少一成員車輛之避障。雲端運算處理單元訊號連接隊列異時避障系統之領導車端運算處理單元及至少一成員車端運算處理單元並接收領導車端參數組及此至少一成員車端參數組。領導車端運算處理單元訊號連接隊列異時避障系統之感測裝置，領導車端運算處理單元與感測裝置設置於領導車輛。感測裝置用以感測位於領導車輛之周圍環境之障礙 物而產生障礙物位置與障礙物速度。領導車端運算處理單元用以傳送領導車端參數組，領導車端參數組包含障礙物位置、障礙物速度、領導車位置及領導車速度。此至少一成員車端運算處理單元設置於此至少一成員車輛且用以傳送至少一成員車端參數組，此至少一成員車端參數組包含至少一成員車位置及至少一成員車速度。

藉此，本發明的隊列異時避障方法利用雲端執行可行空間預測步驟與異時避障決策步驟，使隊列各成員車輛基於各車與障礙物之間的關係動態調整可行空間，並藉由各車之可行空間進行各車避障決策，不但可達到降低設備成本與各車端之運算量，還可使車隊安全且合理地避開障礙物，以達更加智慧的自駕模式。

前述實施方式之其他實施例如下：前述可行空間預測步驟可包含驅動雲端運算處理單元依據領導車位置、領導車速度、此至少一成員車位置及此至少一成員車速度運算出此至少一成員車輛與鄰近之另一成員車輛之間的跟車距離與第一相對速度；驅動雲端運算處理單元依據障礙物位置、障礙物速度、跟車距離及第一相對速度運算出此至少一成員車輛與障礙物之間的碰撞距離與第二相對速度；驅動感測裝置感測位於此至少一成員車輛之周圍環境之目標車道障礙物而產生另一障礙物位置與另一障礙物速度，然後驅動雲端運算處理單元依據此另一障礙物位置與此另一障礙物速度運算出此至少一成員車輛與目標車道障礙物之間的第三相對速度；及驅動雲端運算處理單元依據跟車 距離、第一相對速度、碰撞距離、第二相對速度及第三相對速度預測出領導車可行空間及此至少一成員車可行空間。

前述實施方式之其他實施例如下：前述可行空間預測步驟可包含一領導車端可行空間預測步驟，此領導車端可行空間預測步驟包含驅動感測裝置以單位角度轉動且累積轉動360度而感測障礙物，以產生障礙物相對於領導車位置之卡式座標；驅動雲端運算處理單元將卡式座標轉換為極座標，極座標包含最近障礙物距離資訊；及驅動雲端運算處理單元依據地圖資訊與最近障礙物距離資訊預測出領導車可行空間。

前述實施方式之其他實施例如下：前述領導車可行空間可包含複數障礙物可行位置及對應此些障礙物可行位置之複數變數資訊。此些障礙物可行位置包含前方障礙物位置、後方障礙物位置、左方障礙物位置、右方障礙物位置、左前方障礙物位置、右前方障礙物位置、左後方障礙物位置及右後方障礙物位置。此些變數資訊包含位置有障礙資訊與位置無障礙資訊之其中一者。位置有障礙資訊包含右方障礙物位置、右前方障礙物位置及右後方障礙物位置之一者離一車道線之一橫向距離、前方障礙物位置與後方障礙物位置之一者離領導車輛之車頭與車尾之一者之縱向距離、左方障礙物位置、左前方障礙物位置及左後方障礙物位置之一者離另一車道線之另一橫向距離及障礙物速度。位置無障礙資訊包含右側車道寬、感測裝置之感測距 離、左側車道寬及極大值。

前述實施方式之其他實施例如下：前述可行空間預測步驟可包含成員車端可行空間預測步驟。成員車端可行空間預測步驟包含驅動感測裝置以單位角度轉動且累積轉動360度而感測障礙物以得到障礙物資訊；驅動雲端運算處理單元依據領導車位置、領導車速度、此至少一成員車位置、此至少一成員車速度及障礙物資訊建立感興趣區域障礙物資訊，感興趣區域障礙物資訊對應此至少一成員車位置；驅動雲端運算處理單元依據感興趣區域障礙物資訊以360度產生障礙物相對於此至少一成員車位置之卡式座標；驅動雲端運算處理單元將卡式座標轉換為極座標，極座標包含最近障礙物距離資訊；及驅動雲端運算處理單元依據地圖資訊與最近障礙物距離資訊預測出此至少一成員車可行空間。

前述實施方式之其他實施例如下：前述至少一成員車可行空間可包含複數障礙物可行位置及對應此些障礙物可行位置之複數變數資訊。此些障礙物可行位置包含前方障礙物位置、後方障礙物位置、左方障礙物位置、右方障礙物位置、左前方障礙物位置、右前方障礙物位置、左後方障礙物位置及右後方障礙物位置。此些變數資訊包含位置有障礙資訊與位置無障礙資訊之其中一者。位置有障礙資訊包含右方障礙物位置、右前方障礙物位置及右後方障礙物位置之一者離車道線之橫向距離、前方障礙物位置與後方障礙物位置之一者離領導車輛之車頭與車尾之一者之 縱向距離、左方障礙物位置、左前方障礙物位置及左後方障礙物位置之一者離另一車道線之另一橫向距離及障礙物速度。位置無障礙資訊包含右側車道寬、感測裝置之感測距離、左側車道寬及極大值。

前述實施方式之其他實施例如下：前述異時避障決策步驟可包含感測距離比對步驟、速度比對步驟及可行空間確認步驟。其中感測距離比對步驟係比對感測裝置之感測距離是否大於隊列長度而產生感測距離比對結果。速度比對步驟係比對障礙物速度是否小於領導車速度而產生速度比對結果。可行空間確認步驟係確認領導車輛及此至少一成員車輛之任一者是否滿足前方距離條件與後方距離條件而產生可行空間確認結果。雲端運算處理單元依據感測距離比對結果、速度比對結果及可行空間確認結果決策領導車輛及此至少一成員車輛之避障。

前述實施方式之其他實施例如下：前述異時避障決策步驟可更包含障礙物移動意圖預測步驟，障礙物移動意圖預測步驟係依據障礙物位置與障礙物速度預測出障礙物移動意圖結果。障礙物移動意圖預測步驟執行於速度比對步驟與可行空間確認步驟之間，且可行空間確認步驟依據障礙物移動意圖結果執行。

前述實施方式之其他實施例如下：前述異時避障決策步驟包含一避障安全性確認步驟，避障安全性確認步驟係驅動雲端運算處理單元確認此至少一成員車可行空間及此至少一成員車輛與障礙物之間的碰撞距離是否符合避障 安全條件而產生安全確認結果。當此至少一成員車可行空間與碰撞距離均符合避障安全條件時，安全確認結果為第一狀態。當此至少一成員車可行空間與碰撞距離之部分符合避障安全條件時，安全確認結果為第二狀態，並驅動此至少一成員車端運算處理單元執行避障取消車道回歸步驟，且依據領導車輛及此至少一成員車輛之間的縱向距離與感測裝置之感測距離決定是否停止隊列。當此至少一成員車可行空間與碰撞距離均不符合避障安全條件時，安全確認結果為第三狀態，並驅動此至少一成員車端運算處理單元執行避障取消緊急煞車步驟，且停止隊列。

100:隊列異時避障系統

110:障礙物

110R:目標車道障礙物

200:領導車輛

210:感測裝置

220:領導車端運算處理單元

222:領導車端參數組

230:領導車定位裝置

240:領導車通訊裝置

300:成員車輛

310:成員車端運算處理單元

312:成員車端參數組

320:成員車定位裝置

330:成員車通訊裝置

400:雲端運算平台

410:雲端運算處理單元

500:隊列異時避障方法

S01:接收訊號步驟

S02:雲端決策步驟

S022:可行空間預測步驟

S022a,S022b,S022c,S022d,S022e,S022f,S2a,S2b,S2c,S2d,S2e,S4a,S4b,S4c,S4d,S4e,S4f:步驟

S024,S124,S224:異時避障決策步驟

S03:軌跡速度規劃步驟

S1222:領導車端可行空間預測步驟

S1242:感測距離比對步驟

S1244:速度比對步驟

S1246:可行空間確認步驟

S1248:障礙物移動意圖預測步驟

S2224:成員車端可行空間預測步驟

S224a:避障安全性確認步驟

S224b:避障取消車道回歸步驟

S224c:感知確認步驟

S224d:隊列重啟步驟

S224e:隊列停駛步驟

S224f:避障取消緊急煞車步驟

d,R17:車道寬

D:感測距離

D01,D02,D03,D06,D07,D08,D11,D12,D13,D16, D17,D18:縱向距離

D_P:隊列長度

DTC:前方距離

DTH:後方距離

L02,L03,L05,L07,L08,R01,R02,R04,R06,R07,L12,L13,L15,R11,R12,R14:橫向距離

L18:右側車道寬

P01,P11:左前方障礙物位置

P02,P12:前方障礙物位置

P03,P13:右前方障礙物位置

P04,P14:左方障礙物位置

P05,P15:右方障礙物位置

P06:左後方障礙物位置

P07:後方障礙物位置

P08:右後方障礙物位置

R16:左側車道寬

S_{FR_L}:領導車可行空間

S_{FR_F}:成員車可行空間

State-1:第一狀態

State-2:第二狀態

State-3:第三狀態

V _host ,V _ro :速度

V_P:領導車速度

V_t:障礙物速度

△θ:單位角度

△r:單位距離

x _fo ,y _fo ,x _ro ,y _ro :位置

第1圖係繪示本發明之第一實施例之隊列異時避障系統的示意圖；第2圖係繪示第1圖之隊列異時避障系統的局部方塊示意圖；第3圖係繪示本發明之第二實施例之隊列異時避障方法的流程示意圖；第4圖係繪示本發明之第三實施例之雲端決策步驟之領導車端可行空間預測步驟的流程示意圖；第5圖係繪示第4圖之領導車端可行空間預測步驟之領導車輛及鄰近障礙物之相對位置的示意圖；第6圖係繪示本發明之第四實施例之雲端決策步驟之成員 車端可行空間預測步驟的流程示意圖；第7圖係繪示第6圖之成員車端可行空間預測步驟之成員車及鄰近障礙物之相對位置的示意圖；第8圖係繪示本發明之第五實施例之隊列異時避障系統之雲端決策步驟之異時避障決策步驟的流程示意圖；第9圖係繪示第8圖之異時避障決策步驟之前方距離與後方距離的示意圖；以及第10圖係繪示本發明之第六實施例之隊列異時避障系統之雲端決策步驟之異時避障決策步驟的流程示意圖。

以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示之。

此外，本文中當某一元件(或單元或模組等)「連接」於另一元件，可指所述元件是直接連接於另一元件，亦可指某一元件是間接連接於另一元件，意即，有其他元件介於所述元件及另一元件之間。而當有明示某一元件是「直接連接」於另一元件時，才表示沒有其他元件介於所述元件及另一元件之間。而第一、第二、第三等用語只是用來 描述不同元件，而對元件本身並無限制，因此，第一元件亦可改稱為第二元件。且本文中之元件/單元/電路之組合非此領域中之一般周知、常規或習知之組合，不能以元件/單元/電路本身是否為習知，來判定其組合關係是否容易被技術領域中之通常知識者輕易完成。

請一併參閱第1圖與第2圖，其中第1圖係繪示本發明之第一實施例之隊列異時避障系統100的示意圖；及第2圖係繪示第1圖之隊列異時避障系統100的局部方塊示意圖。如圖所示，隊列異時避障系統100用以決策一領導車輛200及至少一成員車輛300之避障(避開障礙物110)，且包含領導車輛200、感測裝置210、領導車端運算處理單元220、領導車定位裝置230、領導車通訊裝置240、成員車輛300、成員車端運算處理單元310、成員車定位裝置320、成員車通訊裝置330及雲端運算平台400。

感測裝置210、領導車端運算處理單元220、領導車定位裝置230及領導車通訊裝置240設置於領導車輛200。感測裝置210設置於領導車輛200且用以感測位於領導車輛200之周圍環境之障礙物110而產生一障礙物位置與一障礙物速度。在一實施例中，感測裝置210可為光達感測器(Lidar)、雷達感測器(Radar)或攝影機(Camera)，但本發明不以此為限。領導車端運算處理單元220訊號連接感測裝置210、領導車定位裝置230及領導車通訊裝置240，領導車端運算處理單元220用以傳送 領導車端參數組222，領導車端參數組222包含障礙物位置、障礙物速度、領導車位置及領導車速度。領導車定位裝置230用以定位領導車輛200而產生領導車位置，如全球定位系統(Global Positioning System，GPS)。領導車通訊裝置240用以使領導車端運算處理單元220跟外界通訊並產生一領導車行駛參數，如蜂巢式車聯網(Cellular Vehicle-to-Everything，CV2X)。此外，本實施例之領導車端參數組222包含領導車位置、領導車行駛參數、車端載重、底盤參數、領導車速度、領導車加速度、障礙物位置、障礙物速度、當前車道標籤及地圖資訊，其中當前車道標籤為當前行駛車道道路屬性之一，例如：領導車輛200行駛於一雙線道中內側車道可定義為當前車道標籤等於1，而本發明不以此為限。

成員車端運算處理單元310、成員車定位裝置320及成員車通訊裝置330設置於成員車輛300，成員車端運算處理單元310訊號連接成員車定位裝置320與成員車通訊裝置330。成員車端運算處理單元310用以傳送成員車端參數組312，成員車端參數組312包含成員車位置及成員車速度；成員車定位裝置320用以定位成員車輛300而產生成員車位置，如GPS；成員車通訊裝置330用以使成員車端運算處理單元310跟外界通訊並產生成員車行駛參數，如CV2X。此外，本實施例之成員車端參數組312包含成員車位置、成員車行駛參數、車端載重、底盤參數、成員車速度、成員車加速度、當前車道標籤及地圖資訊， 但本發明不以此為限。成員車輛300並未設置感測裝置，可大幅降低設備成本與各車端之運算量。

雲端運算平台400包含雲端運算處理單元410，雲端運算處理單元410訊號連接領導車端運算處理單元220及至少一成員車端運算處理單元310並接收領導車端參數組222及至少一成員車端參數組312。雲端運算處理單元410經配置以實施包含接收訊號步驟S01、雲端決策步驟S02及軌跡速度規劃步驟S03。接收訊號步驟S01係確認是否接收車端要求訊號。若是，則接收車端參數組(如領導車端參數組222與成員車端參數組312)並執行雲端決策步驟S02；若否，則重新執行接收訊號步驟S01。此外，雲端決策步驟S02包含可行空間預測步驟S022與異時避障決策步驟S024。可行空間預測步驟S022係依據領導車端參數組222及此至少一成員車端參數組312預測出一領導車可行空間及至少一成員車可行空間。異時避障決策步驟S024係依據領導車可行空間及此至少一成員車可行空間決策領導車輛200及至少一成員車輛300之避障。軌跡速度規劃步驟S03係驅動一軌跡生成模組依據異時避障決策步驟S024中領導車輛200及至少一成員車輛300之避障決策生成領導車輛200及至少一成員車輛300之避障軌跡與避障速度。本發明所述之「異時避障」代表隊列中所有車輛於不同時間點之同向避障。藉此，本發明的隊列異時避障系統100利用雲端執行可行空間預測步驟S022與異時避障決策步驟S024，使隊列各成員車輛300 基於各車與障礙物110之間的關係動態調整可行空間，並藉由各車之可行空間進行各車避障決策，不但可達到降低設備成本與各車端之運算量，還可使車隊安全且合理地避開障礙物110，以達更加智慧的自駕模式。以下為詳細的實施例來說明上述各步驟之細節。

請一併參閱第1圖、第2圖及第3圖，其中第3圖係繪示本發明之第二實施例之隊列異時避障方法500的流程示意圖。隊列異時避障方法500應用於隊列異時避障系統100，且包含雲端決策步驟S02，雲端決策步驟S02包含可行空間預測步驟S022與異時避障決策步驟S024。

可行空間預測步驟S022係驅動隊列異時避障系統100之雲端運算處理單元410依據領導車端參數組222及至少一成員車端參數組312預測出領導車可行空間及至少一成員車可行空間。詳細地說，可行空間預測步驟S022包含步驟S022a、S022b、S022c、S022d、S022e、S022f。

步驟S022a為「車輛與鄰車之跟車距離/相對速度」，其係驅動雲端運算處理單元410依據領導車位置、領導車速度、此至少一成員車位置、此至少一成員車速度及當前車道標籤運算出一成員車輛300與鄰近之另一成員車輛300之間的跟車距離與第一相對速度。

步驟S022b為「車輛與障礙物之碰撞距離/相對速度」，其係驅動雲端運算處理單元410依據障礙物位置、障礙物速度、跟車距離及第一相對速度運算出此成員車輛 300與障礙物110之間的碰撞距離與第二相對速度。

步驟S022c為「目標車道最近前後障礙物位置/速度」，其係驅動感測裝置210感測位於此成員車輛300之周圍環境之目標車道障礙物(如第9圖之目標車道障礙物110R)而產生另一障礙物位置與另一障礙物速度。此目標車道障礙物為目標車道上離成員車輛300最近的障礙物。

步驟S022d為「車輛與目標車道障礙物之相對速度」，其係驅動雲端運算處理單元410依據此另一障礙物位置與此另一障礙物速度運算出此成員車輛300與目標車道障礙物之間的第三相對速度。另外值得一提的是，若感測裝置210未感測到目標車道障礙物時(即目標車道不存在障礙物)，雲端決策步驟S02不會執行步驟S022c、S022d。

步驟S022e為「預測車輛於避障時間條件之可行空間」，其係驅動雲端運算處理單元410依據跟車距離、第一相對速度、碰撞距離、第二相對速度及第三相對速度預測出領導車可行空間及此至少一成員車可行空間。避障時間條件可用[0,

T _k +T _i ]秒來表示，其中T _i 代表第i車之避障時間，i=1~N，N為領導車輛200及成員車輛300的總數量，且T ₀=0。i=1對應領導車輛200；i=2~N則對應成員車輛300。

步驟S022f為「動態更新車輛可行空間」，其係驅動雲端運算處理單元410重複執行步驟S022a、 S022b、S022c、S022d、S022e，以更新跟車距離、第一相對速度、碰撞距離、第二相對速度及第三相對速度，然後依據更新的跟車距離、第一相對速度、碰撞距離、第二相對速度及第三相對速度動態更新領導車可行空間及此至少一成員車可行空間。

異時避障決策步驟S024為「可行空間是否滿足避障時間/空間條件？」，其係驅動雲端運算處理單元410依據領導車可行空間及此至少一成員車可行空間決策領導車輛200及此至少一成員車輛300之避障；換言之，其係確認可行空間是否滿足避障時間條件與避障空間條件。若是，則執行軌跡速度規劃步驟S03；若否，則不執行避障，即繼續跟車。此外，異時避障決策步驟S024可進一步考量「障礙物未來t秒移動方向/軌跡」，其係依據障礙物位置與障礙物速度預測出一障礙物移動意圖結果，此障礙物移動意圖結果對應障礙物未來t秒的移動方向與移動軌跡。藉此，本發明的隊列異時避障方法500利用雲端執行可行空間預測步驟S022與異時避障決策步驟S024，使隊列各成員車輛300基於各車與障礙物110之間的關係動態調整可行空間，並藉由各車之可行空間進行各車避障決策，不但可達到降低設備成本與各車端之運算量，還可使車隊安全且合理地避開障礙物110，以達更加智慧的自駕模式。

請一併參閱第1圖、第2圖、第4圖及第5圖，其中第4圖係繪示本發明之第三實施例之雲端決策步驟 S02之領導車端可行空間預測步驟S1222的流程示意圖；及第5圖係繪示第4圖之領導車端可行空間預測步驟S1222之領導車輛200及鄰近障礙物110之相對位置的示意圖。如圖所示，雲端決策步驟S02之可行空間預測步驟S022包含領導車端可行空間預測步驟S1222，且領導車端可行空間預測步驟S1222包含步驟S2a、S2b、S2c、S2d、S2e。

步驟S2a為「感測裝置提供障礙物資訊」，其係驅動感測裝置210以一單位角度△θ(角度解析度)轉動且累積轉動360度而感測障礙物110以得到障礙物資訊(如障礙物位置與障礙物速度)。在一實施例中，單位角度△θ可為1度，但本發明不以此為限。

步驟S2b為「以360度偵測距離的卡式座標」，其係驅動雲端運算處理單元410依據障礙物資訊以360度產生障礙物110相對於領導車位置之卡式座標。

步驟S2c為「極座標轉換並以單位角度取得最近障礙物距離資訊」，其係驅動雲端運算處理單元410將卡式座標轉換為極座標，極座標包含一最近障礙物距離資訊，其以單位距離△r(距離解析度)表示。在一實施例中，單位距離△r可為0.01m，但本發明不以此為限。

步驟S2d為「依地圖資訊在可行距離疊上車道寬資訊」，其係驅動雲端運算處理單元410依據地圖資訊與最近障礙物距離資訊預測出領導車可行空間S_{FR_L}；換言之，雲端運算處理單元410透過地圖資訊與最近障礙物距 離資訊可得到車道寬資訊與可行距離，然後依地圖資訊在可行距離疊上車道寬資訊而預測出領導車可行空間S_{FR_L}。

步驟S2e為「以4×8矩陣輸出變數資訊」，其係驅動雲端運算處理單元410以4×8矩陣表示領導車可行空間S_{FR_L}，以輸出至後續的異時避障決策步驟S024使用。具體而言，領導車可行空間S_{FR_L}包含複數障礙物可行位置及對應此些障礙物可行位置之複數變數資訊。此些障礙物可行位置之數量對應「4×8」之8，此些障礙物可行位置包含左前方障礙物位置P01、前方障礙物位置P02、右前方障礙物位置P03、左方障礙物位置P04、右方障礙物位置P05、左後方障礙物位置P06、後方障礙物位置P07及右後方障礙物位置P08。此外，此些變數資訊包含一位置有障礙資訊(對應第4圖之「車道有車」)與一位置無障礙資訊(對應第4圖之「車道無車」)之其中一者。此些變數資訊之數量對應「4×8」之4，位置有障礙資訊包含右前方障礙物位置P03、右方障礙物位置P05及右後方障礙物位置P08之一者離一車道線之一橫向距離(對應第4圖之「右側障礙物離車道線之橫向距離」)、前方障礙物位置P02與後方障礙物位置P07之一者離領導車輛200之車頭與車尾之一者之縱向距離(對應第4圖之「障礙物離車頭/車尾之縱向距離」)、左前方障礙物位置P01、左方障礙物位置P04及左後方障礙物位置P06之一者離另一車道線之另一橫向距離(對應第4圖之「左側障礙物離車道線之橫向距 離」)及障礙物速度。位置無障礙資訊包含右側車道寬L18(如第7圖所示)、感測裝置210之感測距離、左側車道寬R16(如第7圖所示)及一極大值。其中右側車道寬L18與左側車道寬R16由行駛車道道路屬性提供，而極大值為障礙物速度極大值，其用以判斷無障礙物。

舉第5圖為例，以領導車輛200為基準，在領導車可行空間S_{FR_L}中，對應障礙物可行位置之變數資訊包含右側障礙物離車道線之橫向距離L02、L03、L05、L07、L08、障礙物離車頭/車尾之縱向距離D01、D02、D03、D06、D07、D08、左側障礙物離車道線之橫向距離R01、R02、R04、R06、R07及障礙物速度。藉此，本發明之領導車端可行空間預測步驟S1222透過雲端收集車端資訊，在領導車輛200之感測裝置210的偵測範圍內，可即時預測及更新各車之可行空間。

請一併參閱第1圖、第2圖、第6圖及第7圖，其中第6圖係繪示本發明之第四實施例之雲端決策步驟S02之成員車端可行空間預測步驟S2224的流程示意圖；及第7圖係繪示第6圖之成員車端可行空間預測步驟S2224之成員車及鄰近障礙物110之相對位置的示意圖。如圖所示，雲端決策步驟S02之可行空間預測步驟S022包含成員車端可行空間預測步驟S2224，成員車端可行空間預測步驟S2224包含步驟S4a、S4b、S4c、S4d、S4e、S4f。

步驟S4a為「領導車提供障礙物資訊」，其係驅 動領導車輛200上的感測裝置210以一單位角度△θ(角度解析度)轉動且累積轉動360度而感測障礙物110以得到障礙物資訊(如障礙物位置與障礙物速度)。在一實施例中，單位角度△θ可為1度，但本發明不以此為限。

步驟S4b為「根據與領導車間的相對關係進行感興趣區域障礙物資訊填補」，其係驅動雲端運算處理單元410依據領導車位置、領導車速度、至少一成員車位置、至少一成員車速度及障礙物資訊建立一感興趣區域障礙物資訊，此感興趣區域障礙物資訊對應此至少一成員車位置。

步驟S4c為「以360度偵測距離的卡式座標」，其係驅動雲端運算處理單元410依據感興趣區域障礙物資訊以360度產生障礙物110相對於此至少一成員車位置之卡式座標。

步驟S4d與第4圖之步驟S2c相同，不再贅述。步驟S4e為「依地圖資訊在可行距離疊上車道寬資訊」，其係驅動雲端運算處理單元410依據地圖資訊與最近障礙物距離資訊預測出此至少一成員車可行空間S_{FR_F}；換言之，雲端運算處理單元410透過地圖資訊與最近障礙物距離資訊可得到車道寬資訊與可行距離，然後依地圖資訊在可行距離疊上車道寬資訊而預測出至少一成員車可行空間S_{FR_F}。步驟S4f與第4圖之步驟S2e相同，不再贅述。

舉第7圖為例，以成員車輛300為基準，在成員車可行空間S_{FR_F}中，對應障礙物可行位置之變數資訊包含右側障礙物離車道線之橫向距離L12、L13、L15、右 側車道寬L18、障礙物離車頭/車尾之縱向距離D11、D12、D13、縱向距離D16、D17、D18、左側障礙物離車道線之橫向距離R11、R12、R14、左側車道寬R16、車道寬R17、障礙物速度及極大值。其中縱向距離D11為左前方障礙物位置P11離左方障礙物位置P14之距離；縱向距離D12為前方障礙物位置P12離成員車輛300之車頭之距離；縱向距離D13為右前方障礙物位置P13離右方障礙物位置P15之距離。藉此，本發明之成員車端可行空間預測步驟S2224透過雲端收集車端資訊，在領導車輛200之感測裝置210的偵測範圍內，可即時預測及更新各車之可行空間。

請一併參閱第1圖、第2圖、第8圖及第9圖，其中第8圖係繪示本發明之第五實施例之隊列異時避障系統100之雲端決策步驟S02之異時避障決策步驟S124的流程示意圖；及第9圖係繪示第8圖之異時避障決策步驟S124之前方距離DTC與後方距離DTH的示意圖。如圖所示，異時避障決策步驟S124包含感測距離比對步驟S1242、速度比對步驟S1244及可行空間確認步驟S1246。

感測距離比對步驟S1242為「D>D_P？」，其係比對感測裝置210之一感測距離D是否大於隊列長度D_P而產生一感測距離比對結果，隊列長度D_P有考量隊列之控制誤差、定位誤差及通訊誤差。若是，則執行速度比對步驟S1244；若否，則不執行避障。

速度比對步驟S1244為「V_t<V_P？」，其係比對障礙物速度V_t是否小於領導車速度V_P而產生一速度比對結果。若是，則執行可行空間確認步驟S1246；若否，則不執行避障。

可行空間確認步驟S1246為「目標車道空間/時間是否滿足？」，其係確認領導車輛200及成員車輛300之任一者是否滿足避障空間條件之前方距離條件與後方距離條件而產生一可行空間確認結果。前方距離條件為前方距離DTC>αV _i ，後方距離條件為後方距離DTH>βD _safe-i ，其中i=1~N。α、β可分別設為3、1.5，但本發明不以此為限。前方距離DTC代表領導車輛200及成員車輛300之任一者之位置(0,0)與位於前方之障礙物110之位置(x _fo ,y _fo )之間的碰撞距離；後方距離DTH代表位於後方之目標車道障礙物110R之位置(x _ro ,y _ro )到達領導車輛200及成員車輛300之任一者之位置(0,0)之距離，目標車道障礙物110R具有一速度V _ro ，目標車道具有一車道寬d；D _safe-i 代表第i車之安全距離，其可經由第i車載重、第i車速度、環境因子及以往測試經驗決定；V _host 代表領導車輛200及成員車輛300之任一者於位置(0,0)之速度；S_{FR_L}、S_{FR_F}分別代表領導車可行空間與成員車可行空間。雲端運算處理單元410依據感測距離比對結果、速度比對結果及可行空間確認結果決策領導車輛200及成員車輛300之避障。

此外，異時避障決策步驟S124更包含障礙物移動 意圖預測步驟S1248，障礙物移動意圖預測步驟S1248為「障礙物未來t秒移動方向/軌跡」，其係依據障礙物位置與障礙物速度預測出一障礙物移動意圖結果，此障礙物移動意圖結果對應障礙物(其包含障礙物110與目標車道障礙物110R)未來t秒的移動方向與移動軌跡。障礙物移動意圖預測步驟S1248執行於速度比對步驟S1244與可行空間確認步驟S1246之間，且可行空間確認步驟S1246依據障礙物移動意圖預測步驟S1248之障礙物移動意圖結果執行；換言之，雲端運算處理單元410會依據感測距離比對結果、速度比對結果、可行空間確認結果及障礙物移動意圖結果決策領導車輛200及成員車輛300之避障。藉此，本發明之異時避障決策步驟S124透過雲端決策異時避障命令，同時考量障礙物之移動意圖，使車隊更安全且合理地避開障礙物，以達更加智慧的自駕模式。

請一併參閱第1圖、第2圖、第3圖及第10圖，其中第10圖係繪示本發明之第六實施例之隊列異時避障系統100之雲端決策步驟S02之異時避障決策步驟S224的流程示意圖。如圖所示，異時避障決策步驟S224為隊列之成員車j於避障過程中受干擾而未能跟上車隊時之決策，且包含一避障安全性確認步驟S224a、避障取消車道回歸步驟S224b、感知確認步驟S224c、隊列重啟步驟S224d、隊列停駛步驟S224e及避障取消緊急煞車步驟S224f。

避障安全性確認步驟S224a為「偵測避障安全性 (可行空間、來車碰撞可能)」，其係驅動雲端運算處理單元410確認此至少一成員車可行空間及此至少一成員車輛300與障礙物110之間的碰撞距離是否符合一避障安全條件而產生一安全確認結果。詳細地說，避障安全條件包含預設安全空間及預設碰撞距離。當成員車可行空間與碰撞距離均符合避障安全條件時，安全確認結果為第一狀態State-1；換言之，當成員車可行空間大於等於預設安全空間且碰撞距離大於等於預設碰撞距離時，安全確認結果為「安全」。此外，當成員車可行空間與碰撞距離之部分符合避障安全條件時，安全確認結果為第二狀態State-2，並驅動成員車端運算處理單元310執行避障取消車道回歸步驟S224b；換言之，成員車可行空間小於預設安全空間且碰撞距離大於等於預設碰撞距離時，安全確認結果為「危險但不緊急」。再者，當成員車可行空間與碰撞距離均不符合避障安全條件時，安全確認結果為第三狀態State-3，並驅動成員車端運算處理單元310執行避障取消緊急煞車步驟S224f；換言之，成員車可行空間小於預設安全空間且碰撞距離小於預設碰撞距離時，安全確認結果為「危險且緊急」。

避障取消車道回歸步驟S224b為「取消成員車j後避障命令且規劃各車回至原車道」，其係驅動雲端運算處理單元410取消成員車j至成員車N-1之避障，並使成員車j至成員車N-1均回至原車道，其中j=1~N-1，成員車輛300由成員車1至成員車N-1所組成。

感知確認步驟S224c為「成員車j後是否在感知範圍內？」，其係驅動雲端運算處理單元410依據領導車輛200及成員車輛300之間的縱向距離與感測裝置210之感測距離決定是否停止隊列；換言之，雲端運算處理單元410會確認成員車j至成員車N-1是否均在感測裝置210之感測距離內。若是，則執行隊列重啟步驟S224d；若否，則執行隊列停駛步驟S224e。

隊列重啟步驟S224d為「成員車j後跟車重新避障」與「前j-1車煞車至停等候直到成員車j後完成避障重啟隊列自駕」，其係驅動雲端運算處理單元410使成員車j至成員車N-1跟車重新避障，並使領導車輛200及成員車1至成員車j-1煞車至停等候成員車j至成員車N-1。當成員車j至成員車N-1完成避障後，重啟隊列自駕。

隊列停駛步驟S224e為「隊列停駛自駕等待救援」，其係驅動雲端運算處理單元410使領導車輛200及全部成員車輛300煞車至停，亦即停止隊列。

避障取消緊急煞車步驟S224f為「取消成員車j後避障命令且緊急煞車」，其係驅動雲端運算處理單元410取消成員車j至成員車N-1之避障，並使領導車輛200及全部成員車輛300煞車至停。藉此，本發明利用異時避障決策步驟S224可實現成員車j於避障過程中受干擾而未能跟上車隊時之決策策略，並可針對不同等級之安全確認結果採取適應性之操控，以達更加智慧的自駕模式。

在其他實施例中，避障安全性確認步驟係驅動雲端運算處理單元410確認此至少一成員車輛300與障礙物110之間的碰撞時間是否符合另一避障安全條件而產生一安全確認結果。此另一避障安全條件包含第一預設碰撞時間及第二預設碰撞時間，且第一預設碰撞時間小於第二預設碰撞時間。當碰撞時間大於等於第二預設碰撞時間時，安全確認結果為「安全」；當碰撞時間大於等於第一預設碰撞時間且小於第二預設碰撞時間時，安全確認結果為「危險但不緊急」；當碰撞時間小於第一預設碰撞時間時，安全確認結果為「危險且緊急」。而本發明不以此為限。

由上述實施方式可知，本發明具有下列優點：其一，利用雲端執行可行空間預測步驟與異時避障決策步驟，使隊列各成員車輛基於各車與障礙物之間的關係動態調整可行空間，並藉由各車之可行空間進行各車避障決策，不但可達到降低設備成本與各車端之運算量，還可使車隊安全且合理地避開障礙物，以達更加智慧的自駕模式，進而避免習知技術之成本高昂、運算量過大、無資訊共享及需同時避障的問題。其二，領導車端可行空間預測步驟與成員車端可行空間預測步驟透過雲端收集車端資訊，在領導車輛之感測裝置的偵測範圍內，可即時預測及更新各車之可行空間。其三，異時避障決策步驟可透過雲端決策異時避障命令，同時考量障礙物之移動意圖，使車隊更安全且合理地避開障礙物。其四，利用異時避障決策步驟可實現成員車輛於避障過程中受干擾而未能跟上車隊 時之決策策略，並可針對不同等級之安全確認結果採取適應性之操控，以達更加智慧的自駕模式。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

210:感測裝置

220:領導車端運算處理單元

222:領導車端參數組

230:領導車定位裝置

240:領導車通訊裝置

310:成員車端運算處理單元

312:成員車端參數組

320:成員車定位裝置

330:成員車通訊裝置

410:雲端運算處理單元

S01:接收訊號步驟

S02:雲端決策步驟

S022:可行空間預測步驟

S024:異時避障決策步驟

S03:軌跡速度規劃步驟

Claims (20)

1. 一種隊列異時避障系統，用以決策一領導車輛及至少一成員車輛之避障，該隊列異時避障系統包含： 一感測裝置，設置於該領導車輛且用以感測位於該領導車輛之一周圍環境之一障礙物而產生一障礙物位置與一障礙物速度； 一領導車端運算處理單元，設置於該領導車輛且訊號連接該感測裝置，該領導車端運算處理單元用以傳送一領導車端參數組，該領導車端參數組包含該障礙物位置、該障礙物速度、一領導車位置及一領導車速度； 至少一成員車端運算處理單元，設置於該至少一成員車輛且用以傳送至少一成員車端參數組，該至少一成員車端參數組包含至少一成員車位置及至少一成員車速度；以及 一雲端運算處理單元，訊號連接該領導車端運算處理單元及該至少一成員車端運算處理單元並接收該領導車端參數組及該至少一成員車端參數組，該雲端運算處理單元經配置以實施包含一雲端決策步驟，且該雲端決策步驟包含： 一可行空間預測步驟，係依據該領導車端參數組及該至少一成員車端參數組預測出一領導車可行空間及至少一成員車可行空間；及 一異時避障決策步驟，係依據該領導車可行空間及該至少一成員車可行空間決策該領導車輛及該至少一成員車輛之避障。
2. 如請求項1所述之隊列異時避障系統，更包含： 一領導車定位裝置，設置於該領導車輛且訊號連接該領導車端運算處理單元，該領導車定位裝置用以定位該領導車輛而產生一領導車位置；及 至少一成員車定位裝置，設置於該至少一成員車輛且訊號連接該至少一成員車端運算處理單元，該至少一成員車定位裝置用以定位該至少一成員車輛而產生至少一成員車位置； 其中，該領導車端參數組更包含該領導車位置，該至少一成員車端參數組更包含該至少一成員車位置。
3. 如請求項1所述之隊列異時避障系統，更包含： 一領導車通訊裝置，設置於該領導車輛且訊號連接該領導車端運算處理單元，該領導車通訊裝置用以產生一領導車行駛參數；及 至少一成員車通訊裝置，設置於該至少一成員車輛且訊號連接該至少一成員車端運算處理單元，該至少一成員車通訊裝置用以產生至少一成員車行駛參數； 其中，該領導車端參數組更包含該領導車行駛參數，該至少一成員車端參數組更包含該至少一成員車行駛參數。
4. 如請求項1所述之隊列異時避障系統，其中該可行空間預測步驟包含： 驅動該雲端運算處理單元依據該領導車位置、該領導車速度、該至少一成員車位置、該至少一成員車速度及一當前車道標籤運算出該至少一成員車輛與鄰近之另一成員車輛之間的一跟車距離與一第一相對速度； 驅動該雲端運算處理單元依據該障礙物位置、該障礙物速度、該跟車距離及該第一相對速度運算出該至少一成員車輛與該障礙物之間的一碰撞距離與一第二相對速度； 驅動該感測裝置感測位於該至少一成員車輛之一周圍環境之一目標車道障礙物而產生另一障礙物位置與另一障礙物速度，然後驅動該雲端運算處理單元依據該另一障礙物位置與該另一障礙物速度運算出該至少一成員車輛與該目標車道障礙物之間的一第三相對速度；及 驅動該雲端運算處理單元依據該跟車距離、該第一相對速度、該碰撞距離、該第二相對速度及該第三相對速度預測出該領導車可行空間及該至少一成員車可行空間。
5. 如請求項1所述之隊列異時避障系統，其中該可行空間預測步驟包含： 一領導車端可行空間預測步驟，包含： 驅動該感測裝置以一單位角度轉動且累積轉動360度而感測該障礙物，以產生該障礙物相對於該領導車位置之一卡式座標； 驅動該雲端運算處理單元將該卡式座標轉換為一極座標，該極座標包含一最近障礙物距離資訊；及 驅動該雲端運算處理單元依據一地圖資訊與該最近障礙物距離資訊預測出該領導車可行空間。
6. 如請求項5所述之隊列異時避障系統，其中， 該領導車可行空間包含複數障礙物可行位置及對應該些障礙物可行位置之複數變數資訊； 該些障礙物可行位置包含一左前方障礙物位置、一前方障礙物位置、一右前方障礙物位置、一左方障礙物位置、一右方障礙物位置、一左後方障礙物位置、一後方障礙物位置及一右後方障礙物位置； 該些變數資訊包含一位置有障礙資訊與一位置無障礙資訊之其中一者，該位置有障礙資訊包含該右方障礙物位置、該右前方障礙物位置及該右後方障礙物位置之一者離一車道線之一橫向距離、該前方障礙物位置與該後方障礙物位置之一者離該領導車輛之一車頭與一車尾之一者之一縱向距離、該左方障礙物位置、該左前方障礙物位置及該左後方障礙物位置之一者離另一車道線之另一橫向距離及該障礙物速度，該位置無障礙資訊包含一右側車道寬、該感測裝置之一感測距離、一左側車道寬及一極大值。
7. 如請求項1所述之隊列異時避障系統，其中該可行空間預測步驟包含： 一成員車端可行空間預測步驟，包含： 驅動該感測裝置以一單位角度轉動且累積轉動360度而感測該障礙物以得到一障礙物資訊； 驅動該雲端運算處理單元依據該領導車位置、該領導車速度、該至少一成員車位置、該至少一成員車速度及該障礙物資訊建立一感興趣區域障礙物資訊，該感興趣區域障礙物資訊對應該至少一成員車位置； 驅動該雲端運算處理單元依據該感興趣區域障礙物資訊以360度產生該障礙物相對於該至少一成員車位置之一卡式座標； 驅動該雲端運算處理單元將該卡式座標轉換為一極座標，該極座標包含一最近障礙物距離資訊；及 驅動該雲端運算處理單元依據一地圖資訊與該最近障礙物距離資訊預測出該至少一成員車可行空間。
8. 如請求項7所述之隊列異時避障系統，其中， 該至少一成員車可行空間包含複數障礙物可行位置及對應該些障礙物可行位置之複數變數資訊； 該些障礙物可行位置包含一左前方障礙物位置、一前方障礙物位置、一右前方障礙物位置、一左方障礙物位置、一右方障礙物位置、一左後方障礙物位置、一後方障礙物位置及一右後方障礙物位置； 該些變數資訊包含一位置有障礙資訊與一位置無障礙資訊之其中一者，該位置有障礙資訊包含該右方障礙物位置、該右前方障礙物位置及該右後方障礙物位置之一者離一車道線之一橫向距離、該前方障礙物位置與該後方障礙物位置之一者離該領導車輛之一車頭與一車尾之一者之一縱向距離、該左方障礙物位置、該左前方障礙物位置及該左後方障礙物位置之一者離另一車道線之另一橫向距離及該障礙物速度，該位置無障礙資訊包含一右側車道寬、該感測裝置之一感測距離、一左側車道寬及一極大值。
9. 如請求項1所述之隊列異時避障系統，其中該異時避障決策步驟包含： 一感測距離比對步驟，係比對該感測裝置之一感測距離是否大於一隊列長度而產生一感測距離比對結果； 一速度比對步驟，係比對該障礙物速度是否小於該領導車速度而產生一速度比對結果；及 一可行空間確認步驟，係確認該領導車輛及該至少一成員車輛之任一者是否滿足一前方距離條件與一後方距離條件而產生一可行空間確認結果； 其中，該雲端運算處理單元依據該感測距離比對結果、該速度比對結果及該可行空間確認結果決策該領導車輛及該至少一成員車輛之避障。
10. 如請求項9所述之隊列異時避障系統，其中該異時避障決策步驟更包含： 一障礙物移動意圖預測步驟，係依據該障礙物位置與該障礙物速度預測出一障礙物移動意圖結果； 其中，該障礙物移動意圖預測步驟執行於該速度比對步驟與該可行空間確認步驟之間，且該可行空間確認步驟依據該障礙物移動意圖結果執行。
11. 如請求項1所述之隊列異時避障系統，其中該異時避障決策步驟包含： 一避障安全性確認步驟，係驅動該雲端運算處理單元確認該至少一成員車可行空間及該至少一成員車輛與該障礙物之間的一碰撞距離是否符合一避障安全條件而產生一安全確認結果； 其中，當該至少一成員車可行空間與該碰撞距離均符合該避障安全條件時，該安全確認結果為一第一狀態； 其中，當該至少一成員車可行空間與該碰撞距離之部分符合該避障安全條件時，該安全確認結果為一第二狀態，並驅動該至少一成員車端運算處理單元執行一避障取消車道回歸步驟，且依據該領導車輛及該至少一成員車輛之間的一縱向距離與該感測裝置之一感測距離決定是否停止隊列； 其中，當該至少一成員車可行空間與該碰撞距離均不符合該避障安全條件時，該安全確認結果為一第三狀態，並驅動該至少一成員車端運算處理單元執行一避障取消緊急煞車步驟，且停止隊列。
12. 一種隊列異時避障方法，用以決策一領導車輛及至少一成員車輛之避障，該隊列異時避障方法包含以下步驟： 一雲端決策步驟，包含： 一可行空間預測步驟，係驅動一隊列異時避障系統之一雲端運算處理單元依據一領導車端參數組及至少一成員車端參數組預測出一領導車可行空間及至少一成員車可行空間；及 一異時避障決策步驟，係驅動該雲端運算處理單元依據該領導車可行空間及該至少一成員車可行空間決策該領導車輛及該至少一成員車輛之避障； 其中，該雲端運算處理單元訊號連接該隊列異時避障系統之一領導車端運算處理單元及至少一成員車端運算處理單元並接收該領導車端參數組及該至少一成員車端參數組，該領導車端運算處理單元訊號連接該隊列異時避障系統之一感測裝置，該領導車端運算處理單元與該感測裝置設置於該領導車輛，該感測裝置用以感測位於該領導車輛之一周圍環境之一障礙物而產生一障礙物位置與一障礙物速度，該領導車端運算處理單元用以傳送一領導車端參數組，該領導車端參數組包含該障礙物位置、該障礙物速度、一領導車位置及一領導車速度，該至少一成員車端運算處理單元設置於該至少一成員車輛且用以傳送至少一成員車端參數組，該至少一成員車端參數組包含至少一成員車位置及至少一成員車速度。
13. 如請求項12所述之隊列異時避障方法，其中該可行空間預測步驟包含： 驅動該雲端運算處理單元依據該領導車位置、該領導車速度、該至少一成員車位置及該至少一成員車速度運算出該至少一成員車輛與鄰近之另一成員車輛之間的一跟車距離與一第一相對速度； 驅動該雲端運算處理單元依據該障礙物位置、該障礙物速度、該跟車距離及該第一相對速度運算出該至少一成員車輛與該障礙物之間的一碰撞距離與一第二相對速度； 驅動該感測裝置感測位於該至少一成員車輛之一周圍環境之一目標車道障礙物而產生另一障礙物位置與另一障礙物速度，然後驅動該雲端運算處理單元依據該另一障礙物位置與該另一障礙物速度運算出該至少一成員車輛與該目標車道障礙物之間的一第三相對速度；及 驅動該雲端運算處理單元依據該跟車距離、該第一相對速度、該碰撞距離、該第二相對速度及該第三相對速度預測出該領導車可行空間及該至少一成員車可行空間。
14. 如請求項12所述之隊列異時避障方法，其中該可行空間預測步驟包含： 一領導車端可行空間預測步驟，包含： 驅動該感測裝置以一單位角度轉動且累積轉動360度而感測該障礙物，以產生該障礙物相對於該領導車位置之一卡式座標； 驅動該雲端運算處理單元將該卡式座標轉換為一極座標，該極座標包含一最近障礙物距離資訊；及 驅動該雲端運算處理單元依據一地圖資訊與該最近障礙物距離資訊預測出該領導車可行空間。
15. 如請求項14所述之隊列異時避障方法，其中， 該領導車可行空間包含複數障礙物可行位置及對應該些障礙物可行位置之複數變數資訊； 該些障礙物可行位置包含一前方障礙物位置、一後方障礙物位置、一左方障礙物位置、一右方障礙物位置、一左前方障礙物位置、一右前方障礙物位置、一左後方障礙物位置及一右後方障礙物位置； 該些變數資訊包含一位置有障礙資訊與一位置無障礙資訊之其中一者，該位置有障礙資訊包含該右方障礙物位置、該右前方障礙物位置及該右後方障礙物位置之一者離一車道線之一橫向距離、該前方障礙物位置與該後方障礙物位置之一者離該領導車輛之一車頭與一車尾之一者之一縱向距離、該左方障礙物位置、該左前方障礙物位置及該左後方障礙物位置之一者離另一車道線之另一橫向距離及該障礙物速度，該位置無障礙資訊包含一右側車道寬、該感測裝置之一感測距離、一左側車道寬及一極大值。
16. 如請求項12所述之隊列異時避障方法，其中該可行空間預測步驟包含： 一成員車端可行空間預測步驟，包含： 驅動該感測裝置以一單位角度轉動且累積轉動360度而感測該障礙物以得到一障礙物資訊； 驅動該雲端運算處理單元依據該領導車位置、該領導車速度、該至少一成員車位置、該至少一成員車速度及該障礙物資訊建立一感興趣區域障礙物資訊，該感興趣區域障礙物資訊對應該至少一成員車位置； 驅動該雲端運算處理單元依據該感興趣區域障礙物資訊以360度產生該障礙物相對於該至少一成員車位置之一卡式座標； 驅動該雲端運算處理單元將該卡式座標轉換為一極座標，該極座標包含一最近障礙物距離資訊；及 驅動該雲端運算處理單元依據一地圖資訊與該最近障礙物距離資訊預測出該至少一成員車可行空間。
17. 如請求項16所述之隊列異時避障方法，其中， 該至少一成員車可行空間包含複數障礙物可行位置及對應該些障礙物可行位置之複數變數資訊； 該些障礙物可行位置包含一前方障礙物位置、一後方障礙物位置、一左方障礙物位置、一右方障礙物位置、一左前方障礙物位置、一右前方障礙物位置、一左後方障礙物位置及一右後方障礙物位置； 該些變數資訊包含一位置有障礙資訊與一位置無障礙資訊之其中一者，該位置有障礙資訊包含該右方障礙物位置、該右前方障礙物位置及該右後方障礙物位置之一者離一車道線之一橫向距離、該前方障礙物位置與該後方障礙物位置之一者離該領導車輛之一車頭與一車尾之一者之一縱向距離、該左方障礙物位置、該左前方障礙物位置及該左後方障礙物位置之一者離另一車道線之另一橫向距離及該障礙物速度，該位置無障礙資訊包含一右側車道寬、該感測裝置之一感測距離、一左側車道寬及一極大值。
18. 如請求項12所述之隊列異時避障方法，其中該異時避障決策步驟包含： 一感測距離比對步驟，係比對該感測裝置之一感測距離是否大於一隊列長度而產生一感測距離比對結果； 一速度比對步驟，係比對該障礙物速度是否小於該領導車速度而產生一速度比對結果；及 一可行空間確認步驟，係確認該領導車輛及該至少一成員車輛之任一者是否滿足一前方距離條件與一後方距離條件而產生一可行空間確認結果； 其中，該雲端運算處理單元依據該感測距離比對結果、該速度比對結果及該可行空間確認結果決策該領導車輛及該至少一成員車輛之避障。
19. 如請求項18所述之隊列異時避障方法，其中該異時避障決策步驟更包含： 一障礙物移動意圖預測步驟，係依據該障礙物位置與該障礙物速度預測出一障礙物移動意圖結果； 其中，該障礙物移動意圖預測步驟執行於該速度比對步驟與該可行空間確認步驟之間，且該可行空間確認步驟依據該障礙物移動意圖結果執行。
20. 如請求項12所述之隊列異時避障方法，其中該異時避障決策步驟包含： 一避障安全性確認步驟，係驅動該雲端運算處理單元確認該至少一成員車可行空間及該至少一成員車輛與該障礙物之間的一碰撞距離是否符合一避障安全條件而產生一安全確認結果； 其中，當該至少一成員車可行空間與該碰撞距離均符合該避障安全條件時，該安全確認結果為一第一狀態； 其中，當該至少一成員車可行空間與該碰撞距離之部分符合該避障安全條件時，該安全確認結果為一第二狀態，並驅動該至少一成員車端運算處理單元執行一避障取消車道回歸步驟，且依據該領導車輛及該至少一成員車輛之間的一縱向距離與該感測裝置之一感測距離決定是否停止隊列； 其中，當該至少一成員車可行空間與該碰撞距離均不符合該避障安全條件時，該安全確認結果為一第三狀態，並驅動該至少一成員車端運算處理單元執行一避障取消緊急煞車步驟，且停止隊列。

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