CN102963358B - 有急动度限制时确定避撞机动路径的***和方法 - Google Patents

有急动度限制时确定避撞机动路径的***和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102963358B
CN102963358B CN201210317694.2A CN201210317694A CN102963358B CN 102963358 B CN102963358 B CN 102963358B CN 201210317694 A CN201210317694 A CN 201210317694A CN 102963358 B CN102963358 B CN 102963358B
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
curvature
constraint
optimal path
route
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210317694.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102963358A (zh
Inventor
N.K.莫什楚克
S-K.陈
C.T.扎戈斯基
A.差特吉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GM Global Technology Operations LLC filed Critical GM Global Technology Operations LLC
Publication of CN102963358A publication Critical patent/CN102963358A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102963358B publication Critical patent/CN102963358B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/167—Driving aids for lane monitoring, lane changing, e.g. blind spot detection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/18—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/20—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of steering systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/09—Taking automatic action to avoid collision, e.g. braking and steering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
    • B62D15/0265—Automatic obstacle avoidance by steering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • G01S2013/9318—Controlling the steering
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/165—Anti-collision systems for passive traffic, e.g. including static obstacles, trees
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/166—Anti-collision systems for active traffic, e.g. moving vehicles, pedestrians, bikes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及有急动度限制时确定避撞机动路径的***和方法。具体地，在车辆中，可以确定受到一个或多个约束所限制的最佳路径曲率。所述约束可以与侧向急动度以及一个或多个车辆动力学约束有关。可以基于该最佳路径曲率而确定绕开物体的最佳车辆路径。可以将最佳车辆路径输出给避撞控制***。避撞控制***可以使所述车辆采用某条路径。

Description

有急动度限制时确定避撞机动路径的***和方法
技术领域
本发明涉及基于例如传感器测量数据、车辆动力学（vehicledynamics）约束和其它信息的车辆避撞确定。
背景技术
许多车辆装备有半自主地或自主地控制车辆以避免碰撞或减轻碰撞严重程度的***和装置。例如，典型的避撞控制***可以提供碰撞前准备、当存在碰撞威胁时向驾驶员输出警告、应用自动制动、完全地或部分地控制车辆的车辆转向、以及/或者执行其它功能。
避撞控制***可以控制车辆的转向从而引导车辆绕开会对车辆造成碰撞威胁的物体。例如，避撞控制***可以基于传感器测量的数据来确定绕开物体的车辆路径，并且向自动车辆控制***提供经确定的车辆路径。典型的避撞车辆路径会使车辆乘员经受大的侧向加速度、急动度（例如，侧向加速度的变化率）、以及其它类型的负荷。
发明内容
在车辆中，可以确定受一个或多个约束所限制的最佳路径曲率。所述约束可以与侧向急动度以及一个或多个车辆动力学约束有关。基于最佳路径曲率，可以确定绕开物体的最佳车辆路径。可以将最佳车辆路径输出给避撞控制***。该避撞控制***可以使得车辆采用某条路径。
本发明还涉及以下技术方案。
方案1.一种方法，包括：
在车辆中确定受一个或多个约束限制的最佳路径曲率，所述约束与侧向急动度以及一个或多个车辆动力学约束有关；
基于所述最佳路径曲率而确定绕开物体的最佳车辆路径；以及
将所述最佳车辆路径输出给车辆避撞控制***。
方案2.如方案1所述的方法，其中，所述一个或多个车辆动力学约束包括侧向加速率约束。
方案3.如方案1所述的方法，其中，基于所述最佳路径曲率而确定绕开物体的最佳车辆路径包括：
确定一个或多个路径段；
确定一个或多个路点；以及
基于所述一个或多个路径段以及一个或多个路点而确定所述最佳路径曲率。
方案4.如方案3所述的方法，其中，所述一个或多个路径段包括由一个或多个二次函数以及一个或多个三次函数所定义的一个或多个路径段。
方案5.如方案1所述的方法，其中，在车辆中确定受一个或多个约束限制的最佳路径曲率，所述约束与侧向急动度以及一个或多个车辆动力学约束有关包括：
确定在所述车辆与所述物体之间的最小纵向距离；
确定包括一个或多个路径曲率段的分段线性最佳路径曲率；以及
确定一个或多个路点，其中所述一个或多个路点连接所述一个或多个路径曲率段。
方案6.如方案5所述的方法，其中，所述线性最佳路径曲率段的斜率受到轨迹曲率变化率约束的限制，并且所述线性最佳路径曲率段的值受到轨迹曲率约束的限制。
方案7.如方案5所述的方法，其中，所述最小纵向距离包括使在最佳路径曲率中行驶的车辆与所述物体之间的相对距离最小化的距离。
方案8.如方案1所述的方法，其中，基于所述最佳路径曲率而确定绕开物体的最佳车辆路径包括：
计算所述最佳路径曲率的二次积分；以及
基于所述最佳路径曲率的所述二次积分而确定所述最佳车辆路径。
方案9.如方案1所述的方法，其中，所述物体包括车辆。
方案10.一种***，包括：
存储器；以及
处理器，所述处理器用于：
确定受到一个或多个约束所限制的最佳路径曲率，所述约束与侧向急动度以及一个或多个车辆动力学约束有关；
基于所述最佳路径曲率而确定绕开物体的最佳车辆路径；以及
将所述最佳车辆路径输出给车辆避撞控制***。
方案11.如方案10所述的***，其中，所述一个或多个车辆动力学约束包括侧向加速度约束。
方案12.如方案10所述的***，其中，为了基于所述最佳路径曲率而确定绕开物体的最佳车辆路径，所述处理器：
确定一个或多个路径段；
确定一个或多个路点；以及
基于所述一个或多个路径段以及一个或多个路点而确定所述最佳路径曲率。
方案13.如方案12所述的***，其中，所述一个或多个路径段包括由一个或多个二次函数以及一个或多个三次函数所定义的一个或多个路径段。
方案14.如方案10所述的***，其中，为了确定受到一个或多个约束所限制的最佳路径曲率，所述约束与侧向急动度以及一个或多个车辆动力学约束有关，所述处理器：
确定所述车辆和所述物体之间的最小纵向距离；
确定包括一个或多个路径曲率段的分段线性最佳路径曲率；以及
确定一个或多个路点，其中，所述一个或多个路点连接所述一个或多个路径曲率段。
方案15.如方案10所述的***，其中，所述线性最佳路径曲率段的斜率受到轨迹曲率变化率约束的限制，并且所述线性最佳路径曲率段的值受到轨迹曲率约束的限制。
方案16.如方案10所述的***，其中，为了基于所述最佳路径曲率而确定绕开物体的最佳车辆路径，所述处理器：
计算所述最佳路径曲率的二次积分；以及
基于所述最佳路径曲率的所述二次积分而确定所述最佳车辆路径。
方案17.一种方法，包括：
在主车辆中计算受到侧向加速度约束和急动度约束限制的期望轨迹曲率；
基于所述期望轨迹曲率而计算绕开目标车辆的期望车辆路径；以及
将所述期望车辆路径传送给车辆避撞控制装置。
方案18.如方案17所述的方法，其中，在车辆中计算受到侧向加速度约束和急动度约束限制的期望轨迹曲率包括：
计算在所述主车辆和所述目标车辆之间的最小距离；
确定包括一个或多个路径曲率部分的分段线性期望轨迹曲率；以及
确定一个或多个断点，其中，所述一个或多个断点连接所述一个或多个路径曲率部分。
方案19.如方案17所述的方法，其中，基于所述期望轨迹曲率而计算绕开目标车辆的期望车辆路径包括：
计算一个或多个轨迹曲率部分；
利用非线性代数方程式求解技术而计算一个或多个断点；以及
基于所述一个或多个轨迹曲率部分以及一个或多个断点而计算所述期望车辆路径。
方案20.如方案17所述的方法，其中，基于所述期望轨迹曲率而计算绕开目标车辆的期望车辆路径包括：
计算所述期望轨迹曲率的二次积分；以及
基于所述期望轨迹曲率的所述二次积分而确定所述期望车辆路径。
附图说明
在本说明书的结论部分特别指出了并明确地要求保护被看作是本发明的主题。然而，通过参考以下的详细说明并结合附图，可以最佳地理解本发明的操作方法和组织以及本发明的目的、特征和优点。
图1是根据本发明一个实施例的具有避撞控制***的车辆的示意图。
图2是根据本发明一个实施例的避撞控制***的示意图。
图3是根据本发明各实施例的控制车辆沿最佳车辆路径行驶的避撞控制***的示意图。
图4是根据本发明各实施例的、表示绕开物体的最佳路径曲率的、路径曲率与时间或位置的关系图。
图5是根据本发明各实施例的、表示绕开物体的最佳车辆路径的、车辆侧向位置与车辆纵向位置的关系图。
图6是车辆侧向位置与车辆纵向位置的关系图，并且显示急动度约束会对车辆避撞机动（maneuver）产生影响。
图7是根据本发明各实施例的方法的流程图。
应当理解的是，为了说明的简单和清楚的目的，附图中所示的元件未必按比例绘制。例如，为了清楚起见，相对于其它元件，部分元件的尺寸可以被夸大。此外，在认为适当的情况下，附图中可以重复使用附图标记来表示相应或类似的元件。
具体实施方式
在以下的详细说明中，为了提供对本发明的透彻理解而展示了许多具体细节。然而，本领域技术人员将理解的是，可以在无这些具体细节的情况下实施本发明。在其它情况下，对于众所周知的方法、过程和部件并未作详细描述，以免使本发明难以理解。
除了另有具体说明，否则从下面的论述中可以明了，应理解的是在整个说明书中采用术语诸如“处理”、“运算”、“存储”、“确定”、“评估”、“计算”、“测量”、“提供”、“传送”等的论述是指计算机或计算***或者类似的电子计算装置的操作和/或过程，其对计算***的寄存器和/或存储器中的表示为物理（诸如电子）量的数据进行操纵和/或将该数据转换成计算***的存储器、寄存器或其它这种信息存储、传送或显示装置中的类似地表示为物理量的其它数据。
避撞控制***可以是半自主驾驶***，该***控制向例如自动转向、差动制动、自动制动、和/或其它***的输入。例如，该避撞控制***可以测量物体（例如，道路中的车辆、障碍物）相对于车辆（例如，主车辆或其它车辆）的相对位置。例如，物体相对于车辆的相对位置，可以表示相对于车辆（其中，在一些实施例中，“相对于车辆”可以表示相对于车辆内的特定点、相对于车辆内的全球定位***（GPS）***、相对于车辆的中心等）。如果主车辆与物体之间的相对距离在预定的距离内并且主车辆相对于该物体或其它参照物的相对速度在预定的值和/或范围内，那么避撞控制***可以确定该物体对车辆造成碰撞威胁。作为响应，避撞控制***可以向驾驶员输出信号（例如，可听到的警告）、向制动***输出命令以降低车辆速度、向自动转向***输出转向角命令、以及/或者执行其它操作。
根据一些实施例，如果检测到对主车辆造成碰撞威胁的物体，那么避撞控制***会首先向驾驶员输出信号。如果驾驶员不减小碰撞威胁，那么避撞控制***可以控制该车辆以避免碰撞或减轻碰撞的严重程度。避撞控制***可以输出控制命令给自动制动***、自动转向控制***、和/或其它***。例如，如果车辆和物体之间的相对距离小于预定的阈值，那么可以应用自动制动以避免碰撞。在一些实施例中，对于一些情况，避撞控制***可以确定车辆通过绕开物体行驶而能够避免碰撞。
根据一些实施例，避撞控制***可以计算出绕开物体的期望路径或最佳路径。一旦计算出该路径，则可以通过转向角控制、转向转矩控制、或者输出给自动转向控制***的其它命令，而引导车辆在期望路径中行驶。
例如，可以基于最佳路径曲率来确定或计算期望或最佳路径。例如，最佳路径曲率可以用距离和/或时间的分段线性函数（例如，分段线性最佳路径曲率）来表示、定义、或者可以是该函数。例如，该分段线性函数可以定义或表示路径或轨迹曲率（例如，用1/m的单位或其它单位表示）与时间之间的关系、路径或轨迹曲率与水平距离之间的关系、和/或路径或轨迹曲率与另一个参数或另一组参数之间的关系。在一些实施例中，分段线性函数可以满足一个或多个预定的曲率限制或约束、一个或多个曲率变化率（curvaturerate）限制或约束、和/或其它限制或约束或者用一个或多个预定的曲率限制或约束、一个或多个曲率变化率限制或约束、和/或其它限制或约束来定义。例如，曲率限制或约束可以表示车辆动力学约束或限制（诸如车辆侧向加速度限制或约束）或者与之相关。例如，对曲率变化率的限制可以表示车辆动力学约束或限制（诸如侧向加速率限制或约束）或者与之相关。例如，侧向加速率可以是车辆的侧向加速度的变化率或者说急动度。可以使用其它阈值。
根据一些实施例，可以基于所确定的最佳路径曲率来确定或计算最佳或期望的车辆路径。在一些实施例中，可以基于最佳路径曲率通过相对于纵向位置对最佳路径曲率进行两次积分（例如，确定或计算最佳路径曲率的二次积分（secondintegral））或者利用其它数学手段或方法来计算最佳或期望的车辆路径。例如，最佳车辆路径可以是、可以包括、可以取决于被各路点（waypoint）或各断点（breakpoint）分开的多个二次、三次和/或其它次的路径段或函数，或者由之定义。例如，路点或断点可以是最佳车辆路径曲线或其它曲线的特征发生变化的点，并且可以是定义最佳路径、最佳路径的一阶导数、最佳路径的二阶导数的函数是连续的点。例如，可以通过在路点（例如，在曲线段之间的点或过渡）处匹配用于最佳车辆路径、最佳车辆路径的一阶导数、和最佳车辆路径的二阶导数的各条件来确定各路点。
根据一些实施例，可以将最佳车辆路径输出给车辆避撞控制***、或者另一个车辆控制***。避撞控制***可以确定用于引导车辆在最佳或期望路径中行驶的一个或多个车辆转向角控制命令、转向转矩命令、或其它命令。例如，避撞控制***可以输出转向角控制命令、转向转矩命令、或者其它命令给电动助力转向（EPS）、主动前轮转向（AFS）、主动后轮转向、差动制动***、或者其它***，从而引导车辆在最佳车辆路径中行驶。
图1是根据本发明一个实施例的具有避撞控制***的车辆的示意图。车辆或主车辆10（例如，小汽车、卡车、或另一种车辆）可以包括避撞控制***或设备100。避撞控制***100可以与一个或多个自动车辆控制***、自主驾驶应用或者车辆自动转向***90一起或分开操作。例如，车辆自动转向***90可以是或者可以包括自适应车道居中、低速车道居中、车道保持辅助、和/或其它应用。一个或多个车辆自动转向***90可以是***100的部件，或者车辆自动转向***90可以与***100分开。当被投入使用时，车辆自动转向***90可以完全地或部分地控制车辆的转向，并且改变或减小驾驶员（例如，车辆的操作者）经由方向盘82和/或转向***的转向控制输入，所述转向***可以包括电动助力转向（EPS）***和/或其它部件。
一个或多个传感器可以附接到车辆10或者与车辆10关联。计算机视觉传感器（例如，摄像头）24、光探测和测距（LIDAR）传感器20（例如，激光雷达（LADAR）传感器）、无线电探测和测距（RADAR）传感器22、或者其它遥感装置可以获得允许***100确定或测量车辆10相对于物体（例如，其它车辆、目标车辆、车道标志、路肩、中央路栏、道路的边缘、和/或其它特征）的相对位置的数据。例如，摄像头24可以测量离物体和其它车辆的距离和/或物体（例如，可以造成碰撞威胁的物体）和其它车辆（例如，可以引起碰撞威胁的车辆10前面的车辆）的相对取向。例如，摄像头24可以测量车道偏离量、航向角、车道曲率，并且提供信息给***90。
在本发明的一个实施例中，车辆10可以包括一个或多个测量车辆转向输入、车辆转向状态、车辆转向参数、车辆动力学、驾驶员输入、或者其它车辆相关状态或测量值的装置或传感器。车辆动力学测量装置可以包括一个或多个转向角传感器70（例如，连接到方向盘82和/或转向***的另一个部件）。车辆动力学测量装置也可以包括一个或多个加速度计72、速度计74、车轮速度传感器76、惯性测量单元（IMU）78、换档位置传感器84、加速踏板位置传感器86、制动踏板位置传感器88、或者其它装置。车辆动力学测量装置可以测量驾驶员输入或者车辆动力学参数，包括车辆10的侧向加速度（即，角加速度或向心加速度）、纵向加速度、侧向急动度（例如，侧向加速度的变化率、颠簸（jolt）、晃动（surge）、倾斜（lurch））、纵向急动度、转向角、转向转矩、转向方向、横摆率、侧向和纵向速度、车轮转速和加速度、以及其它车辆动力学特性。例如，可以经由有线连接40（例如，控制器区域网络（CAN）总线、Flexray总线、以太网缆线）或无线连接，将所测量的车辆动力学、车辆状况、转向测量值、转向状况、或者驾驶员输入信息发送或传送给***100。***100或另一个***可以利用所测量的车辆动力学、车辆状况、转向测量值、转向状况、或者驾驶员输入信息数据来计算出最佳或期望的路径曲率、最佳或期望的车辆路径、和/或其它参数。
在本发明的一个实施例中，避撞控制***100可以包括安装在车辆仪表盘上、安装在乘客舱50中、或者安装在行李箱60中的计算装置。在替代实施例中，避撞控制***100可以位于车辆的另一部分中、可以位于车辆的多个部分中、或者可以让其所有或部分的功能位于远距离处（例如，在远程服务器中、或者在便携式计算设备（诸如蜂窝电话）中）。
虽然论述了各种传感器和输入，但在某些实施例中可以仅使用子集（例如一个）类型的传感器或输入。
图2是根据本发明一个实施例的避撞控制***的示意图。避撞控制***100可以包括一个或多个处理器或控制器110、存储器120、长期存储装置130、输入设备或输入区140、以及输出设备或输出区150。输入设备或输入区140可以是例如触摸屏、键盘、传声器、指示设备、或者其它设备。输出设备或输出区150可以是例如显示器、屏幕、音频装置（诸如扬声器或头戴式收话器）、或者其它设备。输入设备或输入区140以及输出设备或输出区150可以并入例如可以是***100一部分的触摸屏显示器和输入装置。
***100可以包括一个或多个数据库170，该数据库170可以包含例如侧向加速度极限值、曲率极限值、侧向加速率极限值（例如，侧向急动度极限值）、曲率变化率极限值、物体宽度（例如，目标车辆宽度）、车辆纵向速度、以及其它信息。数据库170可以全部地或部分地存储在存储器120、长期存储装置130、或者其它装置中。
处理器或控制器110可以是例如中央处理单元（CPU）、芯片或者任何合适的运算或计算装置。处理器或控制器110可以包括多个处理器，并且可以包括通用处理器和/或专用处理器（诸如图像处理芯片）。处理器110可以执行例如存储在存储器120或长期存储装置130中的代码或指令从而实施本发明的各实施例。
存储器120可以是或者可以包括例如：随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、动态随机存取存储器（DRAM）、同步动态随机存取存储器（SD-RAM）、双倍数据速率（DDR）内存芯片、闪速存储器、易失性存储器、非易失性存储器、高速缓冲存储器、缓冲器、短期记忆单元、长期记忆单元、或者其它合适的记忆单元或存储单元。存储器120可以是或者可以包括多个记忆单元。
长期存储装置130可以是或者可以包括例如：硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘（CD）驱动器、CD可记录（CD-R）驱动器、通用串行总线（USB）装置、或者其它合适的可移除和/或固定的存储单元，并且可以包括多个这种单元或者这种单元的组合。
图3是根据本发明各实施例的、控制车辆沿最佳车辆路径行驶的避撞控制***的示意图。在正常车辆运行期间，避撞控制***100可以是被动的或者在后台操作。例如，当车辆传感器数据表明即将发生碰撞的可能性、碰撞威胁、或者在其它时间，***100可以变为主动。例如，车辆10可能接近或遇到道路中的物体202（例如，车辆、静止物体、或者物体的其它障碍物或者车辆宽度204）。如果车辆10是在离造成碰撞威胁的物体202的预定距离内、在预定的速度范围内、和/或在预定的加速度范围内，那么***100或与车辆10关联的其它***可以例如向车辆10的驾驶员提供碰撞前准备和/或警告。给车辆10的驾驶员的警告可以是信号，例如：可听到的警告、警告灯或者其它形式的警告。如果驾驶员不减小碰撞威胁，那么避撞控制***100可以控制车辆10，例如通过自动转向控制、自动制动和/或其它控制或机动，从而避开障碍物202或者减轻车辆10与物体202之间的碰撞。例如，自动制动可以包括：普通或典型制动（例如，同时应用所有制动器）、差动制动（例如，独立于其它车轮制动器，应用各车轮上的制动器）、和/或另一种制动***或方法。例如，普通制动可以用于在纵向方向上控制车辆10。例如，差动制动可以用于在纵向方向和侧向方向上控制车辆10。
避撞控制***100采用哪种躲避机动或执行***（例如，自动转向、差动制动、自动制动、或其它***）可以基于例如车辆10的速度、车辆10与物体202之间的相对距离、道路中的其它物体、道路的尺寸、道路的曲率、和其它因素。例如，如果车辆10是在预定的转向机动阈值距离210内，那么车辆10不可能绕开障碍物202行驶，并且更有利的是应用自动制动以减小车辆10与物体202之间的碰撞速度。
根据一些实施例，避撞控制***100可以确定车辆10可以通过机动绕开物体而避免与物体202碰撞。例如，避撞控制***100可以确定或计算绕开物体202的最佳或期望车辆路径220。例如，最佳车辆路径220可以是在车辆10与物体202之间的最小距离下引导车辆10绕开物体202的路径。例如，最佳路径220可以使在避撞机动的起始或开始时的物体202与车辆10之间的纵向距离210最小化。最小纵向距离可以是使在最佳车辆路径220中行驶的车辆10与物体202之间的相对距离最小化的距离。在一些实施例中，可以将余量（例如，0.5米或者另一个值）包含或加在车辆10与物体202之间的最小距离中以考虑和/或补偿不确定性（例如，传感器测量误差、道路状况、车辆状况、和/或其它不确定性）。最佳路径220可以引导车辆10或者使车辆10转向而远离物体202并且进入目标轨迹（例如，进入目标车道230）。
例如，最佳车辆路径220可以是这样的路径：该路径在车辆10与物体202之间的最小距离下引导车辆10绕开物体202使得车辆避撞的侵入性最小并且仅当需要时被启动。在一些实施例中，沿最佳路径220的避撞机动会是使车辆乘员感觉不舒适的机动。
例如，可以通过使受车辆动力学（例如，侧向加速度、侧向加速率）和/或其它限制或约束的车辆10与物体202之间的纵向距离210最小化，而确定、计算和/或运算最佳路径220。例如，可以基于最佳车辆轨迹曲率或者最佳路径曲率来确定绕开物体的最佳路径220。最佳路径220可以沿着或者落于平滑曲线（例如，二次抛物曲线、和/或连续曲线，包括二次抛物线和/或其它次曲线或段）。
图4是根据本发明各实施例的、表示绕开物体的最佳路径曲率的、路径曲率与时间或位置的关系图。例如，可以基于最佳路径曲率310（例如，期望的轨迹曲率、期望的路径曲率）而确定最佳路径220。例如，最佳或期望的路径曲率310可以限定远离和/或绕开物体202的最佳车辆路径220的曲率或轨迹曲率。例如，最佳路径曲率310可以是路径曲率或轨迹曲率312（例如，以1/米（1/m）或其它单位表示）和时间314（例如，以秒或另一种时间单位表示）的函数或者与之相关。在一些实施例中，最佳路径曲率310可以是路径曲率或轨迹曲率312、和纵向距离316（例如，以米或其它距离单位表示）的函数或者与之相关。
例如，可以通过使在绕开物体202的车辆机动的起始时的车辆10与物体202之间的纵向距离210最小化而确定最佳路径曲率310，其中纵向距离210受到、受制于、和/或受限于一个或多个约束。例如，约束（例如，路径曲率约束322、路径曲率变化率约束320）可以与车辆动力学约束相关，车辆动力学约束例如可以包括：侧向加速度限制或约束、侧向加速率或急动度限制或约束、和/或其它参数。可以采用其它路径计算或确定方法。
可以采用其它限制或约束。
例如，可以基于传感器（例如，计算机视觉传感器24、LIDAR传感器20或者其它传感器）所测量的物体202（例如，目标车辆）相对于车辆10的相对位置（或者绝对位置），而确定车辆10与物体202之间的纵向距离210。可以基于所测量的物体202相对于车辆10的相对位置和/或纵向距离210而计算在绕开物体的机动的起始时的车辆10与物体202之间的最小纵向距离212。例如，最小纵向距离212可以是使在最佳车辆路径220中行驶的车辆10与物体202之间的相对距离最小化的距离。例如，可以基于车辆测试、车辆动力学特性和/或其它因素由***100计算或确定最小纵向距离212。
例如，侧向加速度约束可以是车辆动力学约束，并且可以在车辆动力学测试、制造、人因素研究期间以及/或者用其它方法来确定。例如，可以基于车辆稳定性和/或车辆动力学参数来确定侧向加速度约束。在一些实施例中，侧向加速度约束可以是6米/平方秒（m/s2）、另一个值、或者其它值范围。可以采用其它限制和/或约束。
例如，可以在车辆动力学测试、制造、人因素研究期间以及/或者利用其它方法来确定侧向加速率约束（例如，急动度、颠簸、晃动、或倾斜约束）。在一些实施例中，可以基于人安全研究来确定侧向加速率约束，并且可以是例如将不实质上损害和/或影响车辆乘员的车辆侧向加速率。例如，侧向加速率约束可以为1-2m/s3（例如，1-2g/s）、另一个值或者值范围。可以采用其它限制和/或约束。
根据一些实施例，可以利用例如如下方程式使路径曲率或轨迹曲率312与车辆侧向加速度和车辆纵向速度联系起来：
。
在一些实施例中，可以假设在避撞机动的整个过程中或期间，车辆纵向速度的值可以保持恒定或大致恒定。根据一些实施例，假设车辆纵向速度的值可以是恒定或大致恒定的，则可以确定定义轨迹曲率312的方程式的导数。在一些实施例中，可以利用例如如下方程式使路径曲率的变化率或路径曲率的时间导数与侧向加速率联系起来：
。
根据一些实施例，侧向加速率可以受限于侧向加速率约束。例如，可以利用例如如下方程式使路径曲率的变化率的值受限于侧向加速率约束和车辆纵向速度并且/或者与之联系起来：
例如，轨迹曲率变化率限制或约束322可以是轨迹曲率的最大变化率。例如，最佳路径曲率310的斜率的值可以受限于或者受制于轨迹曲率变化率约束322。
根据一些实施例，可以利用侧向加速度约束来限制侧向加速度。例如，可以利用例如如下方程式使轨迹曲率312受限于、受制于侧向加速度约束和车辆纵向速度，并且/或者与之联系起来：
例如，轨迹曲率限制或约束320可以是基于最大车辆侧向加速度、车辆纵向速度和/或其它变量的轨迹曲率的最大值。例如，最佳路径曲率310的值可以受限于或者受制于轨迹曲率限制320。
根据一些实施例，可以用轨迹曲率312和时间314，轨迹曲率312和纵向距离316，或者轨迹曲率312和其它变量的分段线性函数来定义最佳路径曲率310。例如，最佳路径曲率310可以包括多个用路点或断点（例如，路点350、352、354、356和/或358或者其它路点）连接的路径曲率段、轨迹曲率部分、或者曲率段（例如，路径曲率段330、332、334、336、338和/或340或者其它曲线段）。例如，路点可以是各曲线段之间的点或过渡、最佳路径曲率310的斜率或特征发生变化的点、和/或其它点。
根据一些实施例，在第一路径曲率段330和第二路径曲率段332期间，主车辆10可以增加到最大曲率或另一个曲率从而转向以远离物体202。在第三路径曲率段334期间，主车辆10可以例如已避开物体202并且可以减小曲率到最大负曲率或者其它曲率从而在避开物体202后纠正和/或补偿路径曲率。在第四路径曲率段336期间，例如，路径曲率可以保持恒定并且车辆10可以反转向以纠正车辆位置或使车辆位置对准在目标车道230中。在第五路径曲率段338期间，例如可以调整路径曲率从而与目标车道匹配。当然，可以采用其它路径曲率、车辆路径、和车辆机动。
根据一些实施例，第一路径曲率段330可以定义或表示避撞机动的开始。在第一路径曲率段330中，轨迹曲率312可以例如以等于或小于轨迹曲率变化率约束322的变化率或者另一变化率而增加到在第一路点350处的最大轨迹曲率值（例如，等于轨迹曲率约束320）或轨迹曲率值。第二路径曲率段332可以由第一路点350和第二路点352界定、处于第一路点350和第二路点352之间、或者在第一路点350和第二路点352之间。在第二路径曲率段332中轨迹曲率312可以例如是恒定的，并且可以例如等同于轨迹曲率约束320或者另一个轨迹曲率。
在可以开始于第二路点352的第三曲线段334中，轨迹曲率312可以以等于或小于轨迹曲率变化率约束322的变化率或另一变化率下降到在第三路点354处的最小轨迹曲率值（例如，轨迹曲率约束320）或者另一轨迹曲率值。在可以开始于第三路点354的第四曲线段336中，轨迹曲率312可以保持恒定在最小轨迹曲率值（例如，轨迹曲率约束320）或者另一个轨迹曲率值直到第四路点356。在可以开始于第四路点356的第五曲线段338中，轨迹曲率312可以以等于或小于轨迹曲率变化率约束322的变化率或另一变化率增加到第五路点358。可以开始于第五路点358的第六曲线段340可以取决于、沿着目标车道曲率或者由之定义。例如，可以用目标车道230（例如，与物体202相邻或靠近的车道、或者另一车道）和/或沿道路的路径的车道曲率来限定目标车道曲率。因此，路径曲率段（例如，段330、332、334、336、338和/或340）可以受限于轨迹曲率变化率约束322，并且线性最佳路径曲率段的值可以受限于轨迹曲率约束320。可以采用其它数量的路点和曲线段。
图5是根据本发明实施例的、表示绕开物体的最佳车辆路径的、车辆侧向位置与车辆纵向位置的关系图。可以在车辆10的参考坐标系（例如，基于车辆的坐标***）或者另一个参考坐标系中，限定绕开物体202的最佳或期望车辆路径220。例如，参考坐标系的原点可以是车辆10的重心（CG）或者车辆中的另一个位置。在一些实施例中，最佳车辆路径220可以是侧向偏离量、侧向位置、或者车辆侧向位置402和纵向位置或车辆纵向位置404的函数，或者与之相关。
根据一些实施例，可以基于最佳路径曲率310来确定或计算最佳车辆路径220。在一些实施例中，可以利用例如如下方程式使最佳车辆路径220与轨迹曲率312联系起来：
例如，可以使轨迹曲率312与最佳路径的二阶导数、最佳路径的一阶导数、以及有可能的其它参数或变量联系起来。根据一些实施例，可以基于最佳路径曲率310而计算出最佳路径220，最佳路径曲率310可以是轨迹曲率312、和纵向车辆位置316的函数，或者与之相关。例如，可以基于最佳曲率310通过相对于纵向位置316对最佳路径曲率310进行两次积分（例如，确定或计算最佳路径曲率310的二次积分）而计算出最佳路径220。通过相对于纵向位置316对最佳曲率310进行两次积分所获得的最佳车辆路径220可以例如是多个被各路点（例如，路点430、432、434、436、和/或438或者其它路点）分开的二次、三次和/或其它次的函数或路径段（例如，路径段或部分410、412、414、416、418和420和/或其它段或部分）。例如，可以通过在各路点（例如，在曲线段之间的点或过渡）处匹配用于最佳车辆路径220、最佳车辆路径的一阶导数、和最佳车辆路径的二阶导数的各条件而确定路点。
根据一些实施例，最佳路径220可以包括一个或多个路径段或部分。例如，第一路径段或部分410可以是定义从避撞机动的起始点（例如，纵向点=0或者另一个点）到第一路点430的最佳车辆路径220的三次函数（例如，三阶函数）或者其它类型的函数。例如，可以利用诸如如下方程式使第一路径段410与参数和纵向距离联系起来：
例如，可以利用诸如如下方程式使参数与侧向加速率约束（例如，急动度）和车辆纵向速度联系起来：
。
根据一些实施例，可以利用例如如下方程式使第一路点430与侧向加速度约束和侧向加速率约束（例如，急动度）和车辆纵向速度联系起来：
。
根据一些实施例，例如第二路径段或部分412可以是定义从第一路点430到第二路点432的最佳车辆路径220的二次函数（例如，二阶函数）或者其它类型的函数。例如，可以利用诸如如下方程式使第二路径段412与纵向距离、参数、参数、参数和第一路点430联系起来：
。
根据一些实施例，可以通过在第一路点430处匹配各条件（例如，最佳路径220的连续性、最佳路径的一阶导数和最佳路径的二阶导数）来确定或计算参数、参数和参数。例如，可以利用诸如如下方程式使参数、参数和参数与参数和第一路点430联系起来：
；；。
根据一些实施例，例如第三路径段或部分414可以是定义从第二路点432到第三路点434的最佳车辆路径220的三次函数（例如，三阶函数）或者其它类型的函数。例如，可以利用诸如如下方程式使第三路径段414与纵向距离、参数、参数、参数、参数和第二路点432联系起来：
。
根据一些实施例，例如，可以利用诸如如下方程式使第三路点434与第二路点432和第一路点430联系起来：
例如，可以通过确定第三路点434、第二路点432和第一路点430之间的关系而维持或近似最佳车辆路径220中的对称。
根据一些实施例，可以通过在第二路点432处匹配各条件（例如，最佳车辆路径220的连续性、最佳车辆路径的一阶导数、和最佳车辆路径的二阶导数）来确定或计算参数、参数、参数和参数。例如，可以利用诸如如下方程式使参数、参数、参数和参数与参数、参数、参数、参数、第一路点430和第二路点432联系起来：
；；；。
根据一些实施例，例如第四路径段或部分416可以是二次函数（例如，二阶函数）或者其它类型的函数，该函数定义从第三路点434到第四路点436的最佳车辆路径220。例如，可以利用诸如如下方程式使第四路径段416与纵向距离、参数、参数、参数和第三路点434联系起来：
。
根据一些实施例，可以通过在第三路点434处匹配各条件（例如，最佳车辆路径220的连续性、最佳车辆路径的一阶导数、和最佳车辆路径的二阶导数）而确定或计算参数、参数和参数。例如，可以利用诸如如下方程式使参数、参数和参数与参数、参数、参数、参数、第二路点432和第三路点434联系起来：
；。
根据一些实施例，例如第五路径段或部分418可以是定义从第四路点436到第五路点438的最佳车辆路径220的三次函数（例如，三阶函数）或者其它类型函数。例如，可以利用诸如如下方程式使第五路径段418与纵向距离、参数、参数、参数、参数和第四路点436联系起来：
。
根据一些实施例，可以通过在第四路点436处匹配各条件（例如，最佳车辆路径220的连续性、最佳车辆路径的一阶导数、和最佳车辆路径的二阶导数）而确定或计算参数、参数、参数和参数。例如，可以利用诸如如下方程式使参数、参数、参数和参数与参数、参数、参数、参数、第三路点434和第四路点436联系起来：
；；；。
根据一些实施例，例如第六路径段或部分420可以符合、取决于、以及/或者沿着目标车道路径的路径（例如，目标车道230或者目标车道中心线）。例如，目标车道路径可以是或者可以限定与物体202相邻/靠近的车道的路径。例如，可以利用诸如如下方程式使第六路径段420与目标车道路径联系起来：
。
根据一些实施例，例如可以用二次函数（例如，二阶函数）或者其它类型的函数来描述或表示目标车道路径（例如，目标车道230或者目标车道中心线）。在一些实施例中，可以利用例如如下方程式使目标车道路径与车道曲率、车道航向、车道偏离量和第五路点438联系起来：
。
根据一些实施例，可以通过在第五路点438处匹配各条件（例如，最佳路径220的连续性、最佳路径的一阶导数、和最佳路径的二阶导数）来确定或计算第三路点434、第四路点436和第五路点438。例如，可以利用诸如如下方程式使第四路点436和第五路点438与参数、参数、参数、参数、车道曲率、车道航向和车道偏离量联系起来：
。
利用上述方程式，例如可以利用诸如如下方程式，以第四路点436、车道曲率、参数和参数，或者可替代地，以第四路点436、车道曲率、车辆纵向速度、侧向加速度约束和侧向加速率约束（例如，急动度）来表示第五路点438：
。
根据一些实施例，可以利用联立方程式求解技术、联立非线性方程式求解技术、数值方法、代数方法、或者另一种数学方法来确定或计算第二路点432、第四路点436和第五路点438。例如，可以以第四路点436和/或其它变量或参数来表示第二路点432。在一些实施例中，第二路点432与第四路点436之间的关系可以是线性（例如，一阶）或者其它阶的关系。为了确定第二路点432和/或其它路点，可以采用联立非线性方程式求解技术或者另一种数学方法来计算或确定关于第二路点432的二次方程式。例如，可以利用数值求解技术或另一种数学方法来确定二次方程式的各系数。例如，可以通过明确地求解二次方程式来确定第二路点432。例如，可以基于第二路点432和第一路点430来确定或计算第三路点434。
根据一些实施例，最佳路径220可以是相对于时间和/或纵向位置连续可微的函数，并且可以包括第一路径段410、第二路径段412、第三路径段414、第四路径段416、第五路径段418和第六路径段420。在各路点（例如，路点430、432、434、436、和/或438或者其它路点）处每个路径段可以例如连接到相邻的路径段或者与相邻的路径段相交。例如，可以将最佳或期望的车辆路径220输出或传送给车辆避撞控制***或设备100。
图6是车辆侧向位置相对于车辆纵向位置的关系图，并且显示急动度约束会对车辆避撞机动产生影响。关系图500表示在多个模拟的避撞机动期间的示例性车辆路径。例如，关系图部分510和关系图部分520可以表示以纵向速度或者100千米/小时（kph）的速度或者另一个速度或速率行驶的车辆。关系图部分510可以表示在具有针对侧向加速率或急动度的约束或限制（例如，4g/秒、或者另一个值）的避撞机动期间的车辆路径。关系图部分530可以表示在具有针对侧向加速率或急动度的约束或限制（例如，2g/秒或者另一个值）的避撞机动期间的车辆路径。关系图部分520可以表示在无针对侧向加速率（例如，急动度）的约束或限制的避撞机动期间的车辆路径。由关系图部分530所表示的车辆路径（例如，具有2g/秒的急动度限制或约束的车辆路径）会是比由关系图部分510所表示的车辆路径（例如，具有4g/秒的急动度限制或约束的车辆路径）更平稳的路径。由关系图部分510所表示的车辆路径（例如，具有急动度约束的车辆路径）会是比由关系图部分520所表示的车辆路径（例如，无急动度约束的车辆路径）更平稳的路径。减小急动度约束或限制或约束可以例如提高最佳车辆路径220的平稳性。降低急动度约束可以例如增加车辆10机动绕开物体202所需要的时间量。例如，由关系图部分530所表示的车辆路径会比由关系图部分510所表示的车辆路径需要更大量的时间和纵向距离来机动绕开物体202（例如，为了避免与物体碰撞）。例如，由关系图部分510所表示的车辆路径会比由关系图部分520所表示的车辆路径需要更大量的的时间（例如，0.4～0.6秒或者另一个时间）和纵向距离来机动绕开物体202（例如，为了避免与物体发生碰撞）。因此，减小急动度约束值可以导致更平稳的车辆路径220，但会需要更多的时间来机动绕开物体202。当然，其它车辆以及其它实施例可以对应于具有不同数据的图形。
图7是根据本发明各实施例的方法的流程图。在操作600中，可以确定受一个或多个约束（例如，图4的轨迹曲率约束320和轨迹曲率变化率约束322）所限制的最佳路径曲率（例如，图4的最佳路径曲率310）。所述约束可以与侧向急动度以及一个或多个车辆动力学约束（例如，侧向加速度约束）有关。例如，最佳路径曲率310可以包括一个或多个路径段（例如，图4的路径曲率段330、332、334、336、338和/或340）以及一个或多个路点（例如，图4的路点350、352、354、356和/或358）。
在操作610中，可以基于最佳路径曲率来确定绕开物体（例如，图3的物体202）的最佳车辆路径（例如，图3的最佳车辆路径220）。
在操作620中，可以将最佳车辆路径输出给避撞控制***（例如，图1的避撞控制***或装置100）。
在操作630中，避撞控制***可以使（例如，经由EPS或AFS）车辆采取某条路径。
可以采用其它或不同系列的操作。
本发明的实施例可以包括用于执行本文中所述操作的装置。这种装置可以为期望的目的而特别构造，或者可以包括被存储在计算机中的计算机程序选择性激活或再配置的计算机或处理器。这种计算机程序可以存储在计算机可读或处理器可读非暂时性存储介质、任何类型的盘（包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘）、只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、电可编程只读存储器（EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、磁卡或光卡、或者适于存储电子指令的任何其它类型介质中。应当理解的是，可以利用多种编程语言来实施本文中所描述的本发明的教导。本发明的实施例可包括一个物件，诸如非暂时性计算机或处理器可读非暂时性存储介质，例如编码、包含或存储指令（例如计算机可执行指令）的存储器、盘驱动器、或USB闪速存储器，所述指令在被处理器或控制器执行时使处理器或控制器实施本文中所公开的方法。所述指令可使处理器或控制器执行实施本文中所公开方法的过程。
本文中公开了不同的实施例。某些实施例的特征可以与其它实施例的特征相结合；因此，某些实施例可以是多个实施例的各特征的组合。前面已以说明和描述为目的给出了对本发明实施例的描述。它并非意图是详尽无遗的、或者意图将本发明限制于所公开的精确形式。本领域技术人员应当理解的是，根据上述教导许多修改、变更、替换、变化和等同物是可行的。因此，应该理解的是，所附权利要求意图覆盖落在本发明真实精神内的所有上述修改和变化。

Claims (17)

1.一种用于车辆的避撞控制方法，包括：
在车辆中确定受一个或多个约束限制的最佳路径曲率，所述约束与一个或多个车辆动力学约束有关；
基于所述最佳路径曲率而确定绕开物体的最佳车辆路径；以及
将所述最佳车辆路径输出给车辆避撞控制***；
其中，基于所述最佳路径曲率而确定绕开物体的最佳车辆路径包括：
确定一个或多个路径段；
确定一个或多个路点；以及
基于所述一个或多个路径段以及一个或多个路点而确定所述最佳路径曲率。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个车辆动力学约束包括侧向加速率约束。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个路径段包括由一个或多个二次函数以及一个或多个三次函数所定义的一个或多个路径段。
4.如权利要求1所述的方法，其中，在车辆中确定受一个或多个约束限制的最佳路径曲率，所述约束与侧向急动度以及一个或多个车辆动力学约束有关包括：
确定在所述车辆与所述物体之间的最小纵向距离；
确定包括一个或多个路径曲率段的分段线性最佳路径曲率；以及
确定一个或多个路点，其中所述一个或多个路点连接所述一个或多个路径曲率段。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述分段线性最佳路径曲率的路径曲率段的斜率受到轨迹曲率变化率约束的限制，并且所述分段线性最佳路径曲率的路径曲率段的值受到轨迹曲率约束的限制。
6.如权利要求4所述的方法，其中，所述最小纵向距离包括使在最佳路径曲率中行驶的车辆与所述物体之间的相对距离最小化的距离。
7.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述最佳路径曲率而确定绕开物体的最佳车辆路径包括：
计算所述最佳路径曲率的二次积分；以及
基于所述最佳路径曲率的所述二次积分而确定所述最佳车辆路径。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述物体包括车辆。
9.一种用于车辆的避撞控制***，包括：
存储器；以及
处理器，所述处理器用于：
确定受到一个或多个约束所限制的最佳路径曲率，所述约束与一个或多个车辆动力学约束有关；
基于所述最佳路径曲率而确定绕开物体的最佳车辆路径；以及
将所述最佳车辆路径输出给车辆避撞控制***；
其中，为了基于所述最佳路径曲率而确定绕开物体的最佳车辆路径，所述处理器：
确定一个或多个路径段；
确定一个或多个路点；以及
基于所述一个或多个路径段以及一个或多个路点而确定所述最佳路径曲率。
10.如权利要求9所述的***，其中，所述一个或多个车辆动力学约束包括侧向加速度约束。
11.如权利要求9所述的***，其中，所述一个或多个路径段包括由一个或多个二次函数以及一个或多个三次函数所定义的一个或多个路径段。
12.如权利要求9所述的***，其中，为了确定受到一个或多个约束所限制的最佳路径曲率，所述约束与侧向急动度以及一个或多个车辆动力学约束有关，所述处理器：
确定所述车辆和所述物体之间的最小纵向距离；
确定包括一个或多个路径曲率段的分段线性最佳路径曲率；以及
确定一个或多个路点，其中，所述一个或多个路点连接所述一个或多个路径曲率段。
13.如权利要求12所述的***，其中，所述分段线性最佳路径曲率的路径曲率段的斜率受到轨迹曲率变化率约束的限制，并且所述分段线性最佳路径曲率的路径曲率段的值受到轨迹曲率约束的限制。
14.如权利要求9所述的***，其中，为了基于所述最佳路径曲率而确定绕开物体的最佳车辆路径，所述处理器：
计算所述最佳路径曲率的二次积分；以及
基于所述最佳路径曲率的所述二次积分而确定所述最佳车辆路径。
15.一种用于车辆的避撞控制方法，包括：
在主车辆中计算受到侧向加速度约束和急动度约束限制的期望轨迹曲率；
基于所述期望轨迹曲率而计算绕开目标车辆的期望车辆路径；以及
将所述期望车辆路径传送给车辆避撞控制装置；
其中，基于所述期望轨迹曲率而计算绕开目标车辆的期望车辆路径包括：
计算一个或多个轨迹曲率部分；
利用非线性代数方程式求解技术而计算一个或多个断点；以及
基于所述一个或多个轨迹曲率部分以及一个或多个断点而计算所述期望车辆路径。
16.如权利要求15所述的方法，其中，在车辆中计算受到侧向加速度约束和急动度约束限制的期望轨迹曲率包括：
计算在所述主车辆和所述目标车辆之间的最小距离；
确定包括一个或多个路径曲率部分的分段线性期望轨迹曲率；以及
确定一个或多个断点，其中，所述一个或多个断点连接所述一个或多个路径曲率部分。
17.如权利要求15所述的方法，其中，基于所述期望轨迹曲率而计算绕开目标车辆的期望车辆路径包括：
计算所述期望轨迹曲率的二次积分；以及
基于所述期望轨迹曲率的所述二次积分而确定所述期望车辆路径。
CN201210317694.2A 2011-08-31 2012-08-31 有急动度限制时确定避撞机动路径的***和方法 Active CN102963358B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/222,499 2011-08-31
US13/222499 2011-08-31
US13/222,499 US9318023B2 (en) 2011-08-31 2011-08-31 System and method for collision avoidance maneuver path determination with jerk limit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102963358A CN102963358A (zh) 2013-03-13
CN102963358B true CN102963358B (zh) 2016-03-23

Family

ID=47665477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210317694.2A Active CN102963358B (zh) 2011-08-31 2012-08-31 有急动度限制时确定避撞机动路径的***和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9318023B2 (zh)
CN (1) CN102963358B (zh)
DE (1) DE102012214990B4 (zh)

Families Citing this family (87)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8509982B2 (en) 2010-10-05 2013-08-13 Google Inc. Zone driving
JP5786941B2 (ja) * 2011-08-25 2015-09-30 日産自動車株式会社 車両用自律走行制御システム
JP5708456B2 (ja) * 2011-11-21 2015-04-30 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
US9669828B2 (en) 2012-06-01 2017-06-06 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Cooperative driving and collision avoidance by distributed receding horizon control
US8781721B2 (en) * 2012-06-06 2014-07-15 Google Inc. Obstacle evaluation technique
JP5927054B2 (ja) * 2012-06-11 2016-05-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両の走行制御装置
DE102012215562B4 (de) * 2012-09-03 2024-03-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Bestimmen einer Ausweichtrajektorie für ein Kraftfahrzeug sowie Sicherheitseinrichtung oder Sicherheitssystem
EP2759897B1 (en) * 2013-01-24 2019-04-24 Volvo Car Corporation Method and arrangement for determining a trajectory
DE102013001229A1 (de) * 2013-01-25 2014-07-31 Wabco Gmbh Verfahren zum Ermitteln eines Auslöekriteriums für eine Bremsung und ein Notbremssystem zur Durchführung des Verfahrens
DE102013205877B4 (de) * 2013-04-03 2023-08-31 Continental Autonomous Mobility Germany GmbH Verfahren und Sicherheitsvorrichtung zum sicheren Betrieb eines Kraftfahrzeugs
DE102013207658A1 (de) * 2013-04-26 2014-10-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen eines Fahrspurverlaufes einer Fahrspur
DE102013009252A1 (de) * 2013-06-03 2014-12-04 Trw Automotive Gmbh Steuergerät und Verfahren für eine Notfall-Lenkunterstützungsfunktion
US9199668B2 (en) * 2013-10-28 2015-12-01 GM Global Technology Operations LLC Path planning for evasive steering maneuver employing a virtual potential field technique
US9174672B2 (en) 2013-10-28 2015-11-03 GM Global Technology Operations LLC Path planning for evasive steering maneuver in presence of target vehicle and surrounding objects
US10773642B2 (en) 2013-11-06 2020-09-15 Frazier Cunningham, III Vehicle driver nudge system
JP5988171B2 (ja) * 2013-11-29 2016-09-07 アイシン精機株式会社 車両挙動制御装置および車両挙動制御システム
DE102013224508A1 (de) * 2013-11-29 2015-06-03 Ford Global Technologies, Llc Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Bewertung der Gefahr der Kollision eines Fahrzeuges mit einem Objekt
US9499139B2 (en) 2013-12-05 2016-11-22 Magna Electronics Inc. Vehicle monitoring system
US9809219B2 (en) * 2014-01-29 2017-11-07 Continental Automotive Systems, Inc. System for accommodating a pedestrian during autonomous vehicle operation
US9555801B2 (en) 2014-03-05 2017-01-31 Denso International America, Inc. Active steering safety system
EP2942250B1 (en) * 2014-05-08 2017-02-01 Volvo Car Corporation Method for determining an evasive path for a host vehicle
EP2942251B1 (en) 2014-05-08 2017-04-05 Volvo Car Corporation Method for providing an object prediction representation
DE102014210174B4 (de) * 2014-05-28 2024-05-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Bestimmen eines kritischen Fahrzeugzustands und einer Fahrzeugmindestentfernung
EP3181420B1 (en) * 2014-08-11 2018-12-19 Nissan Motor Co., Ltd Travel control device and method for vehicle
US9321461B1 (en) 2014-08-29 2016-04-26 Google Inc. Change detection using curve alignment
EP3202631B1 (en) * 2014-09-29 2018-12-05 Nissan Motor Co., Ltd Travel control device and travel contrl method
US9248834B1 (en) 2014-10-02 2016-02-02 Google Inc. Predicting trajectories of objects based on contextual information
US9573623B2 (en) 2015-01-08 2017-02-21 GM Global Technology Operations LLC Collision avoidance control integrated with electric power steering controller and rear steer
US10139826B2 (en) * 2015-04-24 2018-11-27 Autonomous Solutions Inc. Apparatus and method for controlling a vehicle
DE102015208790A1 (de) * 2015-05-12 2016-11-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Bestimmen einer Trajektorie für ein Fahrzeug
US20180165974A1 (en) * 2015-05-29 2018-06-14 Anthony Bonkoski Vehicle collision prevention
JP6613795B2 (ja) * 2015-10-16 2019-12-04 株式会社デンソー 表示制御装置および車両制御装置
US10202144B2 (en) 2015-12-08 2019-02-12 Ford Global Technologies, Llc Vehicle curvature determination
DE102015016531A1 (de) * 2015-12-18 2017-06-22 Adam Opel Ag Fahrerassistenzsystem und Verfahren zur Kollisionsvermeidung
US9857795B2 (en) * 2016-03-24 2018-01-02 Honda Motor Co., Ltd. System and method for trajectory planning for unexpected pedestrians
US9701307B1 (en) * 2016-04-11 2017-07-11 David E. Newman Systems and methods for hazard mitigation
WO2017217256A1 (ja) * 2016-06-15 2017-12-21 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両制御装置
US20180052470A1 (en) * 2016-08-18 2018-02-22 GM Global Technology Operations LLC Obstacle Avoidance Co-Pilot For Autonomous Vehicles
KR101846734B1 (ko) * 2016-11-09 2018-05-18 현대자동차주식회사 운전 상태 판단 장치 및 방법
US10699305B2 (en) 2016-11-21 2020-06-30 Nio Usa, Inc. Smart refill assistant for electric vehicles
US20180143641A1 (en) * 2016-11-23 2018-05-24 Futurewei Technologies, Inc. Motion controlling method for an autonomous vehicle and a computer device
CN106739128B (zh) * 2016-12-20 2018-05-01 武汉理工大学 一种基于急动度的伺服冲压速度控制方法
JP6677178B2 (ja) * 2017-01-13 2020-04-08 トヨタ自動車株式会社 運転支援装置
JP6911434B2 (ja) * 2017-03-23 2021-07-28 株式会社アイシン 車両走行支援装置
JP6558393B2 (ja) 2017-04-06 2019-08-14 トヨタ自動車株式会社 進路設定装置及び進路設定方法
US10725470B2 (en) * 2017-06-13 2020-07-28 GM Global Technology Operations LLC Autonomous vehicle driving systems and methods for critical conditions
CN107672588B (zh) * 2017-08-29 2020-05-08 广州小鹏汽车科技有限公司 一种自动泊车路径障碍物碰撞检测方法、装置及***
US10239451B1 (en) * 2017-09-05 2019-03-26 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for providing relative lane assignment of objects at distances from the vehicle
CN107867290B (zh) * 2017-11-07 2019-07-12 长春工业大学 一种考虑运动障碍物的汽车紧急避撞分层式控制方法
JP7193234B2 (ja) * 2018-02-06 2022-12-20 京セラ株式会社 物体検出装置、物体検出システム
US10864910B2 (en) 2018-05-16 2020-12-15 GM Global Technology Operations LLC Automated driving systems and control logic using sensor fusion for intelligent vehicle control
US10838423B2 (en) 2018-08-07 2020-11-17 GM Global Technology Operations LLC Intelligent vehicle navigation systems, methods, and control logic for deriving road segment speed limits
US10761535B2 (en) 2018-08-21 2020-09-01 GM Global Technology Operations LLC Intelligent vehicle navigation systems, methods, and control logic for multi-lane separation and trajectory extraction of roadway segments
KR101964858B1 (ko) * 2018-10-08 2019-08-13 주식회사 만도 충돌 방지 장치 및 충돌 방지 방법
US11059479B2 (en) * 2018-10-08 2021-07-13 Mando Corporation Collision avoidance apparatus and collision avoidance method
US10908613B2 (en) * 2018-10-15 2021-02-02 Baidu Usa Llc Optimal longitudinal trajectory generation under varied lateral acceleration constraints
JP7183521B2 (ja) * 2018-11-30 2022-12-06 マツダ株式会社 経路候補設定システム及び経路候補設定方法
CN109784526B (zh) * 2018-12-05 2023-02-28 阿波罗智能技术(北京)有限公司 通行路径的规划方法、装置、设备及可读存储介质
US10820349B2 (en) 2018-12-20 2020-10-27 Autonomous Roadway Intelligence, Llc Wireless message collision avoidance with high throughput
US10816635B1 (en) 2018-12-20 2020-10-27 Autonomous Roadway Intelligence, Llc Autonomous vehicle localization system
US11161501B2 (en) * 2019-01-07 2021-11-02 Toyota Research Insititute, Inc. System and method for optimizing a path for obstacle evasion for a vehicle
US20200241541A1 (en) * 2019-01-28 2020-07-30 GM Global Technology Operations LLC System and method of an algorithmic solution to generate a smooth vehicle velocity trajectory for an autonomous vehicle with spatial speed constraints
US11226620B2 (en) 2019-02-08 2022-01-18 GM Global Technology Operations LLC Automated driving systems and control logic with enhanced longitudinal control for transitional surface friction conditions
US11052914B2 (en) 2019-03-14 2021-07-06 GM Global Technology Operations LLC Automated driving systems and control logic using maneuver criticality for vehicle routing and mode adaptation
JP7354295B2 (ja) * 2019-05-23 2023-10-02 ストリートスコープ，インコーポレイテッド 車両信号を処理して挙動危険性の測度を計算するための装置及び方法
US10713950B1 (en) 2019-06-13 2020-07-14 Autonomous Roadway Intelligence, Llc Rapid wireless communication for vehicle collision mitigation
US10939471B2 (en) 2019-06-13 2021-03-02 David E. Newman Managed transmission of wireless DAT messages
US10820182B1 (en) 2019-06-13 2020-10-27 David E. Newman Wireless protocols for emergency message transmission
TWI680365B (zh) * 2019-06-25 2019-12-21 孟菁 高爾夫球場路徑導引系統
US11300677B2 (en) 2019-07-08 2022-04-12 GM Global Technology Operations LLC Automated driving systems and control logic for host vehicle velocity estimation using wide aperture radar
US11351987B2 (en) * 2019-09-13 2022-06-07 Intel Corporation Proactive vehicle safety system
CN110723141B (zh) * 2019-09-20 2020-12-18 江苏大学 一种车辆主动避撞***及其避撞方式切换方法
JP7307647B2 (ja) * 2019-09-27 2023-07-12 日立Astemo株式会社 車両制御装置、車両制御方法、及び車両制御システム
TWI743583B (zh) * 2019-11-05 2021-10-21 孟菁 高爾夫球場路徑導引系統
US11487122B1 (en) 2020-10-30 2022-11-01 Michael Ross Boone Human-powered advanced rider assistance system
US11153780B1 (en) 2020-11-13 2021-10-19 Ultralogic 5G, Llc Selecting a modulation table to mitigate 5G message faults
US11685262B2 (en) 2020-12-03 2023-06-27 GM Global Technology Operations LLC Intelligent motor vehicles and control logic for speed horizon generation and transition for one-pedal driving
US11212831B1 (en) 2020-12-04 2021-12-28 Ultralogic 5G, Llc Rapid uplink access by modulation of 5G scheduling requests
US11752881B2 (en) 2021-01-20 2023-09-12 GM Global Technology Operations LLC Intelligent vehicles and control logic for brake torque request estimation for cooperative brake system control
JP7468409B2 (ja) * 2021-03-01 2024-04-16 トヨタ自動車株式会社 車両衝突回避支援装置
EP4116163A1 (en) * 2021-07-05 2023-01-11 Rimac Automobiles Ltd. Controlling motion of a vehicle
CN113428136B (zh) * 2021-07-23 2022-10-14 国汽智控(北京)科技有限公司 泊车方法、装置及电子设备
CN114185272B (zh) * 2021-12-03 2024-07-19 成都信息工程大学 一种基于模型预测控制的具有预览特性的自适应速度智能车辆路径跟踪方法
US12014552B2 (en) 2021-12-07 2024-06-18 GM Global Technology Operations LLC Intelligent vehicle systems and control logic for incident prediction and assistance in off-road driving situations
US20230242118A1 (en) * 2022-02-01 2023-08-03 Ford Global Technologies, Llc Vehicle local motion planning
US12024025B2 (en) 2022-02-11 2024-07-02 GM Global Technology Operations LLC Intelligent motor systems and control logic for creating heat with constant offset torque in stationary vehicles
EP4357213A1 (en) * 2022-10-17 2024-04-24 Zenseact AB A method for determining whether an automatic collision avoidance steering maneuver should be executed or not

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7626533B2 (en) * 2002-07-15 2009-12-01 Automotive Systems Laboratory, Inc. Road curvature estimation system

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10036276A1 (de) 2000-07-26 2002-02-07 Daimler Chrysler Ag Automatisches Brems- und Lenksystem für ein Fahrzeug
US7016783B2 (en) * 2003-03-28 2006-03-21 Delphi Technologies, Inc. Collision avoidance with active steering and braking
DE102006034254A1 (de) 2005-09-15 2007-04-12 Continental Teves Ag & Co. Ohg Verfahren und Vorrichtung zum Durchführen eines Ausweichmanövers
US8355842B2 (en) 2005-09-15 2013-01-15 Continental Teves Ag & Co. Ohg Method and device for steering a motor vehicle
US8983765B2 (en) * 2006-10-11 2015-03-17 GM Global Technology Operations LLC Method and system for lane centering control
AT507035B1 (de) * 2008-07-15 2020-07-15 Airbus Defence & Space Gmbh System und verfahren zur kollisionsvermeidung
US8725474B2 (en) * 2008-10-01 2014-05-13 Navteq B.V. Bezier curves for advanced driver assistance system applications
DE102009020649A1 (de) 2009-05-08 2010-11-18 Daimler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug durch Ausweichen vor einem Hindernis
EP2280241A3 (en) * 2009-07-30 2017-08-23 QinetiQ Limited Vehicle control
US20110098922A1 (en) * 2009-10-27 2011-04-28 Visteon Global Technologies, Inc. Path Predictive System And Method For Vehicles

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7626533B2 (en) * 2002-07-15 2009-12-01 Automotive Systems Laboratory, Inc. Road curvature estimation system

Also Published As

Publication number Publication date
DE102012214990A1 (de) 2013-02-28
DE102012214990B4 (de) 2023-12-14
US20130054128A1 (en) 2013-02-28
US9318023B2 (en) 2016-04-19
CN102963358A (zh) 2013-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102963358B (zh) 有急动度限制时确定避撞机动路径的***和方法
CN102975768B (zh) 用于自动车道对中期间的平滑转向超控过渡的***和方法
DE102013206815B4 (de) System für eine Fahrzeugquersteuerung
CN102774419B (zh) 在车道自动对中过程中用于增强的转向优先控制检测的***和方法
CN107128314B (zh) 用于牵引车辆的增强的车辆横向控制
US10427678B2 (en) System and method for low speed lateral control of a vehicle
CN102975716B (zh) 用于在自动化车道对中过程中的速度自适应转向超驰检测的***和方法
DE102012212301B4 (de) Verfahren zur verbesserten Fahrzeugsteuerung
CN107346136B (zh) 越野自主驾驶
US20170247032A1 (en) System and method for providing a corrected lane following path through a curve for trailering vehicles
US9771072B2 (en) Vehicle control system and method for self-control driving thereof
CN102765385A (zh) 用于调节车道对中转向控制的平滑度的***和方法
CN103359114A (zh) 用于车辆侧向控制的***和方法
CN106061814A (zh) 对超过lcc的转向转矩限制的预先警报
CN108622183B (zh) 用于状况相关的had或adas车轮转角控制器的设备和方法
CN102765422A (zh) 用于调节车道居中转向控制的平滑度的***和方法
US11505191B2 (en) Vehicle traveling control device
EP2364891B1 (en) Method for threat assessment in a vehicle
US11299137B2 (en) Lateral control for vehicle wireless charging guidance
JP2024073390A (ja) 自律走行のための車両制御装置及び方法
CN116601066A (zh) 用于机动车辆的自动转向的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant