CN108536148A

CN108536148A - 一种新的车辆自动驾驶方法

Info

Publication number: CN108536148A
Application number: CN201810369749.1A
Authority: CN
Inventors: 陈明; 陈锋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-04-17
Filing date: 2018-04-17
Publication date: 2018-09-14

Abstract

一种新的车辆自动驾驶方法，采用本方法的自动驾驶车辆延自己的行驶路线行驶时，会不断寻找具备引导条件的前方车辆，找到后就作为自己的引导车，利用自己的车载自动驾驶***控制本车对该引导车实施跟随行驶，跟随行驶时保持同车道并趋近于本车的最小安全刹车距离，当引导车丧失引导条件后停止跟随并重新寻找新的引导车，此时引导车对障碍物的规避行为可以使本车清晰准确的感知到障碍物的存在、因此提高了本车对障碍物的感知能力，即使引导车与障碍物发生了物理碰撞，本车还可以利用两车之间的最小安全刹车距离安全刹停，因此本自动驾驶方法显著提高了自动驾驶车辆的安全性，同时还可以适当降低现有自动驾驶车辆的硬件性能使成本随之降低。

Description

一种新的车辆自动驾驶方法

技术领域

本发明涉及一种新的车辆自动驾驶方法，属于汽车领域。

背景技术

现有自动驾驶方法都需要借助车载自动驾驶***直接去感知障碍物，然后才能实施规避。现有方法的问题在于车辆自动驾驶***的感知能力会受到成本的限制，如果要求本车辆能感知很强，将导致车载自动驾驶***成本飙升；只要稍微降低障碍物感知能力就可以显著降低成本，但是这样又可能影响行驶安全，因此实现自动驾驶的高安全性和低成本是一对矛盾。为此，有些现有技术的自动驾驶方法中提出了利用车联网技术，让其它车辆上传前方障碍物信息给后车共享，但是这种车联网共享的障碍物信息对后面很远处的车辆显然不具有唯一性与实时性。

为了解决上述问题，本发明提出一种新的车辆自动驾驶方法，该方法可以提高自动驾驶车辆对障碍物的感知能力，从而提高自动驾驶安全性，也可以使自动驾驶车辆成本降低。

本发明描述了一种新的车辆自动驾驶方法，具体步骤如下：

步骤S1、在数字地图上输入目的地数据并生成行驶路线，本车获得该行驶路线数据；

步骤S2、本车延数字地图生成的行驶路线行驶，同时开始寻找该行驶路线上符合引导条件的前方车辆；

步骤S3、如果前方车辆至少能够满足与本车行驶方向相同的引导条件，则该前方车辆就成为本车的引导车，本车就可以启动跟车模式，反之则不能启动跟车模式；

步骤S4、启动跟车模式后，本车在车载自动驾驶***控制下跟随引导车在同一车道行驶，并且与引导车之间的距离大于且趋近于本车的最小安全刹车距离，如果引导车突然丧失引导条件，则本车也随之退出跟车模式；

步骤S5、重复步骤S2、步骤S3、步骤S4，直至抵达目的地。

本发明的有益效果是这样的：采用本方法的自动驾驶车辆延自己的行驶路线行驶时，会不断寻找具备引导条件的前方车辆，找到后就作为自己的引导车，利用自己的车载自动驾驶***控制本车对该引导车实施跟随行驶，跟随行驶时保持同车道并趋近于本车的最小安全刹车距离，当引导车丧失引导条件后停止跟随并重新寻找新的引导车。可见，本方法是一种在自己的行驶路线上主动地“寻找、跟随、跟随结束、再寻找”的自动驾驶方法；与此相对照的是，在现有自动驾驶方法中车载自动驾驶***探测到前方车辆后的控制逻辑是尽力规避被探测到的前方车辆，所以现有技术是一种随机的“发现、规避、超越”的自动驾驶方法。也就是说现有技术把前方车辆当成对自己的危害或威胁、属于最好不要遇到的东西；而本方法是把前方车辆当成有助自己安全行驶的必要伙伴，属于需要努力去寻找的东西。本方法给自动驾驶带来的好处：第一是，由于本车是紧随引导车在同车道行驶，因此本车可以根据引导车的行驶行为变化判断前方障碍物情况，例如当引导车遇到障碍物时必然会减速或者变线规避，这就相当于提前为本车发出了准确的障碍物预警信号，本车利用车载自动驾驶***完全可以精确检测出引导车的这种减速或变线行为，从而使本车能够明确感知到自己车道前方存在需要规避的障碍物，同时由于本车与引导车之间还保持至少一个最小安全刹车距离，所以本车对该障碍物具有充足的反应时间和足够的刹停距离，从而显著提高本车自动驾驶的安全性。第二点好处是：由于本车跟随引导车同车道行驶，此时引导车就像本车前部的物理延伸，一旦引导车规避障碍物失败后发生物理碰撞，本车仍然可以利用两车之间的最小安全刹车距离实现刹停或规避，可见采用本方法的自动驾驶车辆显然具有极高的安全性。第三点好处是：可以降低现有车载自动驾驶***硬件成本。例如可以适当降低车载自动驾驶***障碍物传感器的技术指标使成本随之降低，同时利用本方法对由此导致的安全性下降予以弥补，从而使车辆的整体安全性不变，这样就实现了降低自动驾驶车辆成本的目的。第四点好处是：解决了车联网共享障碍物信息时唯一性不足和实时性不高的难题，其原理在于采用了本方法的车辆都是利用车载自动驾驶***紧跟引导车在同车道以最小安全刹车距离编队行驶，因此引导车通过车联网分享给编队后车的实时障碍物信息几乎等效于编队后车把自己的障碍物传感器安在了前方几十米远处的探测效果，或者几乎等效于编队后车把自己的障碍物传感器的探测距离提高了几十米远的探测效果，因此这样的障碍物信息对后车来说显然实时性与唯一性都显著提高。

附图说明

附图1是本发明的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征、优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明。在下面的描述中将阐述很多具体细节，目的在于帮助本领域技术人员更充分地理解本发明，但是显然本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的前提下以更多不同于本实施例具体描述的其它方式来修改和实施，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

附图1是本发明所述的一种新的车辆自动驾驶方法的流程图，具体包括如下步骤：

步骤S1、在数字地图上输入目的地数据并生成行驶路线，本车获得该行驶路线数据。

该步骤的目的在于为本车输入行驶路线，该行驶路线是实施本方法后续若干步骤的基础数据，例如正确寻找引导车、正确跟随引导车行驶等环节都需要使用该行驶路线数据。例如本车行驶到岔路口时，如果前面有两辆车分别驶向岔路口的两边，那么只有驶向本车行驶路线方向的那个岔路口的前车才可以作为引导车。

采用本方法的本自动驾驶车辆(以下简称：本车)在公路上的行驶行为特征是：首先按数字地图规划的行驶路线行驶，然后在这条行驶路线上主动寻找引导车、跟随引导车、跟随结束后再寻找、再跟随，从而实现多辆引导车接替引导或分段引导行驶，显然这是一种全新的自动驾驶行驶行为。这种基于自身行驶路线去主动寻找并跟随前车的特征是本方法区别于现有ACC自适应巡航控制(Adaptive Cruise Control)***的关键，因为现有ACC自适应巡航控制***虽然也能跟随前方车辆行驶，但这种跟随只是一种被动的车距保持并不会考虑自身目的地问题，也不会考虑自己的行驶路线问题，更不会基于自己的行驶路线去主动寻找、判断、选择某一辆前车来作为引导车，这是二者的本质区别。

在数字地图上输入目的地数据并生成行驶路线的行为可以发生在汽车的车载导航***上、也可以发生在与车联网数据连接的智能手机或其它智能终端上，该车联网服务器会根据智能手机或其它智能终端输入的目的地数据结合数字地图生成行驶路线，并通过车联网发送到本车。

步骤S2、本车延数字地图生成的行驶路线行驶，同时开始寻找该行驶路线上符合引导条件的前方车辆。

该步骤指的是本车开始延数字地图生成的行驶路线上路行驶，此时可以是基于现有自动驾驶方法的行驶行为、也可以是基于人工驾驶的行驶行为甚至遥控驾驶均可，同时开始寻找该行驶路线上符合引导条件的前方车辆。该寻找能力可以利用本车的车载自动驾驶***的感知能力，也可以利用车联网服务器的数据和计算能力。显然，当前的车载自动驾驶***对感知汽车这样特征鲜明的物体完全能够可靠工作，即使适当降低障碍物传感器的技术指标也仍然足以感知汽车这种特征鲜明的障碍物，但是对于其它异形、小型、低反射、低反差物体现有障碍物传感器的感知能力还有较大不确定性，这就是现有自动驾驶技术安全性不足的主要原因。

现在车联网已经逐渐普及，很多车辆都具有车联网能力，因此与车联网数据连接的本车及其它车辆不仅可以向采用本方法的车辆网服务器上传自己的车辆品牌、车辆性能参数、驾驶员资质、行驶路线等静态信息，还可以在行驶的时候上传自己的实时位置、实时速度、实时行驶方向、各种传感器的感知数据等等信息。特别是例如激光雷达等高端传感器产生的环境感知数据和障碍物感知数据等，如果也能够上传到采用本方法的车联网服务器并分享给后面的被引导车辆，将显著提高跟随引导车行驶的被引导车辆的安全性。虽然不是每一辆车都有激光雷达等高端传感器，但是至少可以上传自己的实时位置数据和行驶路线，这样就可以满足车联网服务器为本车寻找引导车的计算工作对数据的需求。因此，步骤S2还需要本车及其它车辆与车辆网数据连接，并且至少上传自己的实时位置数据和行驶路线到车联网服务器。

步骤S3、如果前方车辆至少能够满足与本车行驶方向相同的引导条件，则该前方车辆就成为本车的引导车，本车就可以启动跟车模式，反之则不能启动跟车模式。

该步骤指的是：前方车辆至少需要与本车行驶方向相同才能作为本车的引导车。当然与本车行驶方向相同是最低条件，例如在行驶方向相同的基础上如果前方车辆与本车行驶速度也相近将更加适合作为本车的引导车。在此基础上，如果前方车辆与本车还能够具有较近的距离将更加适合作为本车的引导车。当找到适合本车的引导车后，本车就具备了启动跟车模式的条件；如果找不到符合条件的前方车辆，本车就继续独立行驶同时继续寻找。

判断前方车辆是否具备引导条件，可以借助本车的车载自动驾驶***直接实施。此时车载自动驾驶***利用自身传感器和处理器就可以判断出本车到前方车辆的实时距离数据，从而可以计算出前方车辆相对本车是逆向行驶还是同向行驶以及车速等，这是现有车载自动驾驶***已经具备的最基本能力，因此其计算过程在此不再具体赘述。

此外，车联网服务器也可以用于判断前方车辆是否具备引导条件，具体方法是：车联网服务器根据步骤S2上传的本车及其它车辆实时位置数据和行驶路线计算出车辆行驶方向和彼此距离，选择行驶方向相同并且位于本车前方距离近的作为引导车，并通过车联网向两车均发出匹配成功的信息后，本车就可以启动跟车模式了。显然根据实时位置数据和行驶路线计算车辆的行驶方向、速度、路径、路程等的具体方法早已属于现有技术，早已在百度地图、***地图、各种汽车导航仪产品中广泛应用，是本领域技术人员应知应会的基本知识，故在此不需重复描述具体计算过程。如果具备引导条件的车辆不只一辆，那么车联网服务器可以根据步骤S2上传的这些车辆的行驶路线数据找出其中与本车行驶路线重叠最多的一辆作为最适合的引导车。

步骤S4、启动跟车模式后，本车在车载自动驾驶***控制下跟随引导车在同一车道行驶，并且与引导车之间的距离大于且趋近于本车的最小安全刹车距离，如果引导车突然丧失引导条件，则本车也随之退出跟车模式。

该步骤中所述的跟车模式指的是本车对引导车实施跟随行驶，并且该跟随行驶过程中本车与引导车同车道行驶、距离大于且趋近于本车的最小安全刹车距离。该跟车模式可以通过手动启动或自动启动：其中手动启动指的是由本车驾驶员根据车载自动驾驶***成功找到引导车后的反馈信号人工启动车载自动驾驶***的跟车模式来控制本车跟随引导车行驶；自动启动指的是本车在接收到车联网服务器发送的匹配成功信息后自动触发车载自动驾驶***的跟车模式来控制本车跟随引导车行驶；当然如果本车的车载自动驾驶***成功找到引导车后也可以自动触发自身的跟车模式。跟车模式要求本车与引导车在同一车道行驶的目的显然是为了最大限度地实现引导车为本车开道和预警的效果；同时保持大于且趋近于本车的最小安全刹车距离的目的显然是为本车采取紧急制动或规避措施预留出安全空间，但是这个距离越近越好，这是因为两车彼此距离越远中间可能***其它车辆或其它意外因素越多，这个距离越近其它车辆就越难以***并且减少其它意外因素的效果也越好。当然，本车在车载自动驾驶***控制下的跟车距离显然是一个动态变化的过程，在路况允许的时候可以尽量缩小跟车距离，反之跟车距离会加大，所以这是一个不断趋近于本车的最小安全刹车距离的动态行为。显然准确安全控制跟车距离对现有车载自动驾驶***是最简单、最容易、没有任何实施难度的基本能力。在本车跟随引导车行驶的过程中，引导车可能因与本车目的地不同或其它因素而脱离本车的行驶路线，此时本车的车载自动驾驶***会自动退出跟车模式，从而避免被脱离本车行驶路线的引导车带到其它地方。此时，本车仍然可以继续在车载自动驾驶***的控制下独立行驶也可以转为驾驶员人工驾驶，为重新寻找下一辆引导车创造条件。

跟车模式启动后，利用车联网和车联网服务器还可以为该引导车和本车实施计收付费工作，具体方法是：本车启动引导模式后，由车联网服务器至少根据引导车和本车上传的位置数据对本车的跟车行为实施计收费，并向引导车绑定账户实施费用支付。其具体计费规则及价格由车辆网或其它运营该引导服务项目的运营企业自行制定，例如可以按跟随行驶的里程计费、按照跟随行驶的时间计费、按跟随行驶的时间与里程的函数计费、按引导车为本车通过车辆网共享的障碍物信息量计费等等均可。上述计费规则例子中涉及的跟随行驶里程、跟随行驶时间都可以根据本车及引导车上传到车联网服务器的一系列位置数据计算后得出。其原理是：每辆车上传的一系列位置数据都可以绘制成一条移动路径，其中两车在收到车联网服务器发送的匹配成功的信息后移动路径重合部分的行驶里程显然就是本车跟随行驶的里程，这段重合路径所对应的时间就是本车跟随行驶的时间，在这个时间段内本车收到的来自引导车的障碍物信息的数量就是引导车为本车共享的障碍物信息的数量。可见，车联网服务器至少可以根据引导车和本车上传的位置数据对本车的跟随行驶行为实施计费，当然如果还能上传其它计收费信息会更好。当完成对本车的跟随行驶行为的计费工作后，显然对本车以及引导车绑定的电子支付账号进行扣款或支付都是很简单的现有技术，完全可以利用现在常见常用的电子支付手段来实施，具体不再赘述。对引导车付费的好处在于：可以提高引导车的引导主动性与积极性，使两车编队行驶更加默契。如果引导车本身也是一辆自动驾驶车辆的话，还可以用该引导收益来补偿采购运营这些自动驾驶车辆所付出的高昂成本，甚至实现盈利。

步骤S5、重复步骤S2、步骤S3、步骤S4，直至抵达目的地。

该步骤指的是本车在按照行驶路线驶向自己目的地的路上，很难找到一辆与自己行驶路线自始至终都完全相同的车，即使真的偶然遇到了一辆这样的车，本车也很难自始至终跟随该车行驶直到目的地。因此，本方法在实际应用时一般都会多次切换引导车，这种多次切换引导车的过程就相当于有人在沿途安排了多辆引导车接替引导本车的过程，在这些引导车的接替引导下本车就可以更安全地抵达自己的目的地。显然，这种多次切换引导车的行为就是多次重复步骤S2、步骤S3、步骤S4的过程。在切换引导车的间隙阶段，也就是当上一辆引导车脱离本车行驶路线后、下一辆引导车还未找到或未开始引导的这个时段，本车既可以利用自身的车载自动驾驶***实施传统自动驾驶行驶，也可以转为人工驾驶或者遥控驾驶，直至找到下一辆引导车并开始跟随它行驶为止。一般情况下，在路上遇到同向行驶车辆的概率很高，因此采用了本方法的自动驾驶车辆在路上行驶的时候，主要是以引导车引导下的自动驾驶行驶为主、以车载自动驾驶***独立自动驾驶为辅助，这比全程都只能依靠车载自动驾驶***独立自动驾驶的现有技术安全性显然更高。

本方法比利用4G、5G通讯网络等无线移动网络的遥控驾驶技术显然更安全，这是因为遥控驾驶的远程控制者显然并未身处实际交通环境中，即使发生车祸也不会伤及该遥控驾驶的远程控制者，因此他们并不是交通事故的最大利益攸关方；但是本方法中涉及的引导车与此截然不同，引导车的驾驶者本身也身处实际道路环境中，是交通事故的最大利益攸关方之一，因此对于由驾驶员亲自驾驶的引导车来说，驾驶员绝对会全力以赴首先保证自身及车辆安全，那么跟在后面的本车显然将更加安全。如果引导车也是一辆自动驾驶或无人驾驶车辆，由于目前的车载自动驾驶***的障碍物探测能力和识别能力无法保证100％准确，因此一旦引导车出现障碍物识别失败引发碰撞，跟在后面的本车仍然可以利用跟车时预留的最小安全刹车距离实施刹车或规避确保自身安全。

可见，本方法在安全性方面已经明显优于现有自动驾驶方法和基于4G、5G通讯网络的遥控驾驶方法，但是这种高安全性并不是通过提高自动驾驶***的障碍物传感器性能指标达成的，这对本来就已经因为高昂价格而难以进入消费级市场的自动驾驶车辆来说意义重大。这是因为现有自动驾驶技术使用的障碍物传感器价格已经达到汽车价格的十倍以上，但是仍然碰撞事故频发、安全性堪忧。在这种情况下，再以提升障碍物传感器性能指标的方法换取安全性的提升，将导致车辆成本进一步飙升，这是不可接受的。此时，只有采用本方法才能够在保持现有自动驾驶车辆障碍物传感器性能不改变的前题下实现安全性的提升，显然这是具有重大意义的。

本方法的另一个用途是降低现有自动驾驶车辆的成本。因为现有自动驾驶技术的安全性已经能够满足低速自动驾驶或者简单路况自动驾驶等特定场景的使用要求，但是所用障碍物传感器价格太高。如果适当降低障碍物传感器性能指标要求，其价格会大幅度降低，但同时也会降低车辆对障碍物的感知能力、进而降低自动驾驶安全性，此时就可以利用本方法来补偿，从而实现降低自动驾驶车辆成本，但安全性不降的目的。

以上仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出更多变形及改进等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种新的车辆自动驾驶方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤S5、重复步骤S2、步骤S3、步骤S4，直至抵达目的地。

2.根据独立权利要求1所述的一种新的车辆自动驾驶方法，其特征是：所述步骤S2还需要本车及其它车辆与车辆网数据连接，并且至少上传自己的实时位置数据和行驶路线到车联网服务器。

3.根据独立权利要求1所述的一种新的车辆自动驾驶方法，其特征是：所述步骤S3还需要车联网服务器根据本车及其它车辆上传的实时位置数据和行驶路线计算出车辆行驶方向和彼此距离，选择行驶方向相同并且位于本车前方距离近的作为引导车，并通过车联网向两车均发出匹配成功的信息后，本车就可以启动跟车模式。

4.根据独立权利要求1所述的一种新的车辆自动驾驶方法，其特征是：所述步骤S4还可以在本车启动引导模式后，由车联网服务器至少根据引导车和本车上传的位置数据对本车的跟车行为实施计收费，并向引导车绑定账户实施费用支付。

5.根据独立权利要求2所述的一种新的车辆自动驾驶方法，其特征是：所述步骤S2还可以把具备激光雷达的前方车辆的激光雷达数据上传到车联网服务器，并通过车联网分享给后面被引导的本车。