CN109445428A - 自动驾驶车辆的变道方法、装置及具有其的自动驾驶车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动驾驶车辆的变道方法、装置及具有其的自动驾驶车辆，其中，方法包括以下步骤：检测自动驾驶车辆的当前行驶车道信息；判断当前行驶车道信息是否满足变道条件；如果满足变道条件，则控制自动驾驶车辆向满足变道条件的相邻车道变道。该方法根据自动驾驶车辆当前行驶车道信息判断是否可以进行变道，并在可以进行变道时，控制自动驾驶车辆变道，从而有效避免变道带来的行车安全问题，有效提高变道的可靠性，使得行车更加安全可靠，提升使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及自动驾驶车辆技术领域，特别涉及一种自动驾驶车辆的变道方法、装置及 具有其的自动驾驶车辆。
背景技术
自动驾驶车辆会依据毫米波雷达或者前视摄像头等传感器自动的感知车辆周围的环境， 以实时评估本车与车辆或行人的潜在碰撞危险，如果车辆需要进行变道超车，且自动驾驶 车辆检测不存在潜在危险，则可以进行变道超车。
然而，自动驾驶车辆在进行变道超车时，仅仅通过车身周围的传感器来评估车辆前后 周围的路况信息，来确定在当前车辆状态下，是否允许车辆进行变道，往往容易忽略其他 影响变道的因素，一旦变道时机不合适，则会危及行车安全，变道可靠性较差，大大降低 了车辆的安全性和可靠性，降低使用体验。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种自动驾驶车辆的变道方法，该方法可以有效避 免变道带来的行车安全问题，有效提高变道的可靠性，使得行车更加安全可靠，提升使用 体验。
本发明的另一个目的在于提出一种自动驾驶车辆的变道装置。
本发明的再一个目的在于提出一种自动驾驶车辆。
为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种自动驾驶车辆的变道方法，包括以 下步骤：检测所述自动驾驶车辆的当前行驶车道信息；判断所述当前行驶车道信息是否满 足变道条件；如果满足所述变道条件，则控制所述自动驾驶车辆向满足所述变道条件的相 邻车道变道。
本发明实施例的自动驾驶车辆的变道方法，根据自动驾驶车辆当前行驶车道信息判断 是否可以进行变道，并在可以进行变道时，控制自动驾驶车辆变道，从而有效避免变道带 来的行车安全问题，有效提高变道的可靠性，使得行车更加安全可靠，提升使用体验。
另外，根据本发明上述实施例的自动驾驶车辆的变道方法还可以具有以下附加的技术 特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，在检测所述当前行驶车道信息之前，还包括： 接收变道指令；或者，检测前方车辆的间距和行驶趋势；如果所述间距小于预设间距，且 所述行驶趋势为渐近趋势，则生成所述变道指令。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述检测所述自动驾驶车辆的当前行驶车道信 息，进一步包括：检测所述当前行驶车道的边缘信息；根据所述边缘信息确认当前车道和 左相邻车道和/或右相邻车道；检测所述左相邻车道和/或所述右相邻车道的当前行驶车辆的 运动状态。
进一步地，在本发明的一个实施例中，其中，如果所述变道指令为左转向，则所述左 相邻车道的当前行驶车辆的运动状态满足预设条件，则判定满足所述变道条件；如果所述 变道指令为右转向，则所述右相邻车道的当前行驶车辆的运动状态满足预设条件，则判定 满足所述变道条件。
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：检测自动驾驶车辆的车辆制动***、 动力传动***和转向***的当前状态；如果所述车辆制动***、动力传动***和转向*** 中任一项的当前状态为不可用状态，则禁止转向，并发出警示信号。
为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种自动驾驶车辆的变道装置，包括： 检测模块，用于检测所述自动驾驶车辆的当前行驶车道信息；判断模块，用于判断所述当 前行驶车道信息是否满足变道条件；控制模块，用于在满足所述变道条件时，控制所述自 动驾驶车辆向满足所述变道条件的相邻车道变道。
本发明实施例的自动驾驶车辆的变道装置，根据自动驾驶车辆当前行驶车道信息判断 是否可以进行变道，并在可以进行变道时，控制自动驾驶车辆变道，从而有效避免变道带 来的行车安全问题，有效提高变道的可靠性，使得行车更加安全可靠，提升使用体验。
另外，根据本发明上述实施例的自动驾驶车辆的变道装置还可以具有以下附加的技术 特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：变道指令生成模块，用于接收变道指 令，或者，检测前方车辆的间距和行驶趋势，并在所述间距小于预设间距，且所述行驶趋势为渐近趋势时，生成所述变道指令。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述检测模块进一步用于检测所述当前行驶车 道的边缘信息，且根据所述边缘信息确认当前车道和左相邻车道和/或右相邻车道，并检测 所述左相邻车道和/或所述右相邻车道的当前行驶车辆的运动状态。
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：预警模块，用于检测自动驾驶车辆的 车辆制动***、动力传动***和转向***的当前状态，在所述车辆制动***、动力传动系 统和转向***中任一项的当前状态为不可用状态时，禁止转向，并发出警示信号。
为达到上述目的，本发明再一方面实施例提出了一种自动驾驶车辆，包括上述的自动 驾驶车辆的变道装置。本发明实施例的自动驾驶车辆可以有效避免变道带来的行车安全问 题，有效提高变道的可靠性，使得行车更加安全可靠，提升使用体验。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明 显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和 容易理解，其中：
图1为根据本发明一个实施例的；
图2为根据本发明一个具体实施例一的自动驾驶车辆的变道方法的模拟状况图；
图3为根据本发明一个具体实施例二的自动驾驶车辆的变道方法的模拟状况图；
图4为根据本发明一个具体实施例的自动驾驶车辆的变道方法在不同车速下车辆最小制动距离的数据通拟合曲线图；
图5为根据本发明一个具体实施例的自动驾驶车辆的变道方法在考虑通信延迟下的不同车速下车辆的最小制动距离的数据通拟合曲线图；
图6为根据本发明一个实施例的自动驾驶车辆的变道装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的自动驾驶车辆的变道方法、装置及自动 驾驶车辆，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的自动驾驶车辆的变道方法。
图1是本发明一个实施例的自动驾驶车辆的变道方法的流程图。
如图1所示，该自动驾驶车辆的变道方法包括以下步骤：
在步骤S101中，检测自动驾驶车辆的当前行驶车道信息。
可以理解的是，本发明实施例可以根据毫米波雷达或者前视摄像头等传感器检测自动 驾驶车辆周围的环境，因此来确定当前行驶车道信息，比如，当前行驶车道信息可以包括 车辆前后是否存在车辆，与当前车道上行驶的相邻车辆之间的车距，与当前车道上行驶的 相邻车辆是否有转向的趋势等信息。
进一步地，在本发明的一个实施例中，检测自动驾驶车辆的当前行驶车道信息，进一 步包括：检测当前行驶车道的边缘信息；根据边缘信息确认当前车道和左相邻车道和/或右 相邻车道；检测左相邻车道和/或右相邻车道的当前行驶车辆的运动状态。
可以理解的是，自动驾驶车辆可以通过毫米波雷达传感器的数据来确定本车前进方向 一侧道路的两个边缘，这些边缘通常是道路护栏等道路设施，并通过这些边缘，可以确定 本车道相邻车道是否存在，并且，在存在相邻车道时，同时检测相邻车道上车辆的当前行 驶状态，进一步确定当前行驶车道信息，比如，当前行驶车道信息还可以包括相邻车道上 车辆是否有加速或者减速的趋势，是否有变道趋势等信息，从而根据这些信息进行自动驾 驶车辆下一步的转向判断。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在检测当前行驶车道信息之前，还包括：接收 变道指令；或者，检测前方车辆的间距和行驶趋势；如果间距小于预设间距，且行驶趋势为渐近趋势，则生成变道指令。
可以理解的是，在自动驾驶车辆检测到与前方车辆行驶间距过小且前方车辆存在减速 的情况时，自动驾驶车辆会根据上述情况自动生成变道指令，以避免可能存在的行车隐患， 比如，可能由于两车行车距过小而发生碰撞的危险，本发明实施例通过及时的生成变道指 令，从而可以通过及时的变道避免可能存在的碰撞危险，提升行车的安全可靠性。当然， 在自动驾驶车辆也可以根据接收到的变道指令进行变道。
在步骤S102中，判断当前行驶车道信息是否满足变道条件。
可以理解的是，本发明实施例可以通过分布四周的毫米波雷达传感器感知的本车辆周 围车道的环境信息，如果检测到当前车道不存在左右相邻车道，则不满足变道条件，不进 行变道；如果可以检测到左右相邻车道，则可以根据具体变道指令进行变道。
进一步地，在本发明的一个实施例中，其中，如果变道指令为左转向，则左相邻车道 的当前行驶车辆的运动状态满足预设条件，则判定满足变道条件；如果变道指令为右转向， 则右相邻车道的当前行驶车辆的运动状态满足预设条件，则判定满足变道条件。
可以理解的是，车辆运动状态可以包括加速、减速、均速或者变道等。本发明实施例 根据检测的当前车辆周围车道的环境信息，对左右两车道的车辆运动状态进行分析并做出 本车是否可以变道的判断。下面将通过具体实施例对在接收到左转向和右转向的转向指令 时如何进行转向进行详细阐述。
举例而言，如果变道指令为左转向，则根据当前行驶车道信息判断是否满足左转向的 变道条件，比如，(1)仅在自动驾驶车辆的左前方存在车辆，则根据左前方车辆当前运动 状态判断自动驾驶车辆是否满足左变道条件，如果自动驾驶且左前方行驶车辆有减速的趋 势时，则不满足左变道的条件，不能左变道；如果左前方行驶车辆加速、均速或者变道等， 即不会影响本发明实施例的自动驾驶车辆左变道的情况时，则判定自动驾驶车辆满足左转 向条件。(2)仅在自动驾驶车辆的左后方存在车辆时，则根据左后方车辆当前运动状态判 断自动驾驶车辆是否满足左变道条件，如果左后方行驶车辆存在加速趋势时，则不满足左 变道的条件，不能左变道；如果左后方行驶车辆存在减速、均速或者变道情况时，即不会 影响本发明实施例的自动驾驶车辆左变道的情况时，则判定自动驾驶车辆满足左转向条件。 另外，自动驾驶车辆的左前方和左后方均存在车辆时，本领域技术人员可以根据实际情况 设置左转向具体的满足条件，为避免冗余在此不做赘述。
如果变道指令为右转向，则根据当前行驶车道信息判断是否满足左转向的变道条件， 比如，(1)仅在自动驾驶车辆的右前方存在车辆，则根据右前方车辆当前运动状态判断自 动驾驶车辆是否满足右变道条件，如果自动驾驶且右前方行驶车辆有减速的趋势时，则不 满足右变道的条件，不能右变道；如果右前方行驶车辆加速、均速或者变道等，即不会影响本发明实施例的自动驾驶车辆右变道的情况时，则判定自动驾驶车辆满足右转向条件。(2)仅在自动驾驶车辆的右后方存在车辆时，则根据右后方车辆当前运动状态判断自动驾驶车辆是否满足右变道条件，如果右后方行驶车辆存在加速趋势时，则不满足右变道的条件，不能右变道；如果右后方行驶车辆存在减速、均速或者变道情况时，即不会影响本发 明实施例的自动驾驶车辆右变道的情况时，则判定自动驾驶车辆满足右转向条件。另外， 自动驾驶车辆的右前方和右后方均存在车辆时，本领域技术人员可以根据实际情况设置右转向具体的满足条件，为避免冗余在此不做赘述。
进一步地，在进行左转向和右转向时，正前方和正后方的车辆也会影响转向，比如， 正前方车辆减速转向时或者正后方车辆加速转向时或者其他可能影响自动驾驶车辆转向的 情况时，此时，自动驾驶车辆不满足转向的条件，不进行转向，从而有效保证行车的安全。 当然本领域技术人员可以根据实际行车中的多种情况设置满足转向的具体条件，为避免冗 余，在此不再一一赘述。
在步骤S103中，如果满足变道条件，则控制自动驾驶车辆向满足变道条件的相邻车 道变道。
可以理解的是，在自动驾驶车辆满足变道的条件时，则控制车辆左变道或者右变道，从而根据具体的变道请求安全变道，提升行车安全的同时，大大提升了用户的使 用体验。
进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括：检测自动驾驶车辆的车辆制动***、 动力传动***和转向***的当前状态；如果车辆制动***、动力传动***和转向***中任 一项的当前状态为不可用状态，则禁止转向，并发出警示信号。
可以理解的是，如果检测到因车辆存在问题而不能转向时，本发明实施例的自动驾驶 车辆则会禁止车辆进行转向，并给用户发出提醒，同时，本发明实施例可以通过车内显示 屏进行提醒，比如，显示屏显示“禁止转向”字样，从而提醒用户车辆存在故障，请及时的 检修；或者结合车内语音进行提醒，比如，在上述情况发生时，语音播报“禁止转向，请及时检修车辆”，从而有效及时提醒用户，避免因车辆故障而导致行车安全问题，大大提升车辆的可靠性，提升用户使用体验。
下面将通过具体实施例并结合图2和图3对自动驾驶车辆的变道方法进行进一步说明。
一、首先，通过前向毫米波雷达1和侧向毫米波雷达3识别车辆运动方向车道边缘11。 这些边缘信息可以是城市道路上铁质的铁栅栏或是高速公路上的铁质隔离带，也会是路边 的具有一定间距的铁质道路设施。通过边缘信息提取出本车道可行驶区域最大宽度MaxD freespace。
二、通过前向毫米波雷达1和侧向毫米波雷达3来探测本车与可能存在的本车道最接 近车辆6、左、右侧车道后方车辆8、本车道第二接近车辆9、左、右侧车道前方车辆10。
三、确定本车是否是行驶在最靠近车道边缘的单车道上。
一般单车道宽度Dlane〉＝3米，如果本车与车道边缘的距离小于等于2米且从摄像头2 确认的数据本车在当前车道的车道线内，则判定本车行驶在最靠近车道边缘11的车道内。 进一步的，通过本车7和车道边缘的横向相对位置关系来确定本车是在本方向车道的最左 侧或最右侧。如果不满足上述规则，则判定本车行驶在中间的任一车道内。
四、确定车道是否可以变道(以***向左转为例)
1.通过三的判断，如果本车行驶在最靠近车道边缘11的最左侧或最右侧车道，那么 本车仅可以向靠近车道中间方向进行转向。
2.通过三的判断，如果本车行驶在任一中间车道内，满足一定条件后均可向相邻车道 进行转向变道。
2.1 通过雷达1和雷达3对车道周围车辆进行跟踪，通过卡尔曼滤波确定车辆的行驶轨 迹。通过对一下情况逐一判断来确定车辆是否可以进行向该方向车道进行变道。
2.1.1 判断本车与本车道前车6；
如果本车7行驶速度V7〉V6；
且本车7与前车6TTC(Time to collision，相对距离/相对速度)>＝2s；
且A7(7的加速度)〉＝1.2*A6(6的加速度)；
且本车道前车6向左侧的速度分量<＝5kph；
则进行下一步的判断。
2.1.2 判断前车6与本车道第二接近车辆9
如果6和9TTC〉2s且相对距离>＝30m；
则进行下一步的判断。
2.1.3 判断本车7与左侧后方车辆8
如果本车7与左侧后方车辆8TTC〉＝2.5s；
且两车纵向距离Dlong>＝20m；
且A8(8的加速度)<＝3m/s2s；
则进行下一步的判断。
2.1.4 判断本车7与左侧车道前方最近车辆10
首先，对车辆进行不同速度下的制动实验，将得到的数据绘制成制动距离和速度的曲 线。实验的初始速度为5km/h，以5km/h为增量，最大实验速度为180km/h。实验在干燥的 柏油路面进行。从而得到某一速度下的最小制动距离MinDstop。将得到的数据通拟合得到 曲线如图4所示。
同时出于安全考虑，将相对距离扩大15米，如图5所示。
如果当前本车7与左侧车道前方最近车辆10的纵向距离和相对速度落在上图实线内或 曲线以上区域，则进行下一步。
五、四中完成判断后，则本车7可以进行转向。
六、本***以100ms的频率来输出判定结果。
七、同时***应检测车辆状态，在车辆制动***、动力传动***、转向***其中有一 个当前处于不可用状态时，***不应发出可转向的指令。
根据本发明实施例提出的自动驾驶车辆的变道方法，根据自动驾驶车辆当前行驶车道 信息判断是否可以进行变道，并在可以进行变道时，控制自动驾驶车辆变道，从而有效避 免变道带来的行车安全问题，有效提高变道的可靠性，使得行车更加安全可靠，提升使用 体验。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的自动驾驶车辆的变道装置。
图6是本发明一个实施例的自动驾驶车辆的变道装置的结构示意图。
如图6所示，该自动驾驶车辆的变道装置100包括：检测模块110、判断模块120和控制模块130。
其中，检测模块110用于检测自动驾驶车辆的当前行驶车道信息。判断模块120用于 判断当前行驶车道信息是否满足变道条件。控制模块130用于在满足变道条件时，控制自 动驾驶车辆向满足变道条件的相邻车道变道。本发明实施例的装置100根据自动驾驶车辆 当前行驶车道信息判断是否可以进行变道，并在可以进行变道时，控制自动驾驶车辆变道， 从而有效避免变道带来的行车安全问题，有效提高变道的可靠性，使得行车更加安全可靠， 提升使用体验。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的装置100还包括：变道指令生 成模块。其中，变道指令生成模块用于接收变道指令，或者，检测前方车辆的间距和行驶趋势，并在间距小于预设间距，且行驶趋势为渐近趋势时，生成变道指令。
进一步地，在本发明的一个实施例中，检测模块110进一步用于检测当前行驶车道的 边缘信息，且根据边缘信息确认当前车道和左相邻车道和/或右相邻车道，并检测左相邻车 道和/或右相邻车道的当前行驶车辆的运动状态。
进一步地，在本发明的一个实施例中，本发明实施例的装置100还包括：预警模块。其中，预警模块用于检测自动驾驶车辆的车辆制动***、动力传动***和转向***的当前状态，在车辆制动***、动力传动***和转向***中任一项的当前状态为不可用状态时，禁止转向，并发出警示信号。
需要说明的是，前述对自动驾驶车辆的变道方法实施例的解释说明也适用于该实施例 的自动驾驶车辆的变道装置，此处不再赘述。
根据本发明实施例提出的自动驾驶车辆的变道装置，根据自动驾驶车辆当前行驶车道 信息判断是否可以进行变道，并在可以进行变道时，控制自动驾驶车辆变道，从而有效避 免变道带来的行车安全问题，有效提高变道的可靠性，使得行车更加安全可靠，提升使用 体验。
此外，本发明实施例还提出了一种自动驾驶车辆，包括上述的自动驾驶车辆的变道装 置。本发明实施例的自动驾驶车辆可以有效避免变道带来的行车安全问题，有效提高变道 的可靠性，使得行车更加安全可靠，提升使用体验。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者 隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐 含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三 个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包 含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须 针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一 个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合 和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例 进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种自动驾驶车辆的变道方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测所述自动驾驶车辆的当前行驶车道信息；
判断所述当前行驶车道信息是否满足变道条件；以及
如果满足所述变道条件，则控制所述自动驾驶车辆向满足所述变道条件的相邻车道变道。
2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆的变道方法，其特征在于，在检测所述当前行驶车道信息之前，还包括：
接收变道指令；
或者，检测前方车辆的间距和行驶趋势；
如果所述间距小于预设间距，且所述行驶趋势为渐近趋势，则生成所述变道指令。
3.根据权利要求2所述的自动驾驶车辆的变道方法，其特征在于，所述检测所述自动驾驶车辆的当前行驶车道信息，进一步包括：
检测所述当前行驶车道的边缘信息；
根据所述边缘信息确认当前车道和左相邻车道和/或右相邻车道；
检测所述左相邻车道和/或所述右相邻车道的当前行驶车辆的运动状态。
4.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆的变道方法，其特征在于，其中，
如果所述变道指令为左转向，则所述左相邻车道的当前行驶车辆的运动状态满足预设条件，则判定满足所述变道条件；
如果所述变道指令为右转向，则所述右相邻车道的当前行驶车辆的运动状态满足预设条件，则判定满足所述变道条件。
5.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆的变道方法，其特征在于，还包括：
检测自动驾驶车辆的车辆制动***、动力传动***和转向***的当前状态；
如果所述车辆制动***、动力传动***和转向***中任一项的当前状态为不可用状态，则禁止转向，并发出警示信号。
6.一种自动驾驶车辆的变道装置，其特征在于，包括：
检测模块，用于检测所述自动驾驶车辆的当前行驶车道信息；
判断模块，用于判断所述当前行驶车道信息是否满足变道条件；以及
控制模块，用于在满足所述变道条件时，控制所述自动驾驶车辆向满足所述变道条件的相邻车道变道。
7.根据权利要求6所述的自动驾驶车辆的变道装置，其特征在于，还包括：
变道指令生成模块，用于接收变道指令，或者，检测前方车辆的间距和行驶趋势，并在所述间距小于预设间距，且所述行驶趋势为渐近趋势时，生成所述变道指令。
8.根据权利要求7所述的自动驾驶车辆的变道装置，其特征在于，所述检测模块进一步用于检测所述当前行驶车道的边缘信息，且根据所述边缘信息确认当前车道和左相邻车道和/或右相邻车道，并检测所述左相邻车道和/或所述右相邻车道的当前行驶车辆的运动状态。
9.根据权利要求6所述的自动驾驶车辆的变道装置，其特征在于，还包括：
预警模块，用于检测自动驾驶车辆的车辆制动***、动力传动***和转向***的当前状态，在所述车辆制动***、动力传动***和转向***中任一项的当前状态为不可用状态时，禁止转向，并发出警示信号。
10.一种自动驾驶车辆，其特征在于，包括：如权利要求6-9任一项所述的自动驾驶车辆的变道装置。
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