CN112937584B - 一种自动换道控制方法、装置及汽车 - Google Patents

一种自动换道控制方法、装置及汽车 Download PDF

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CN112937584B CN202110351789.5A CN202110351789A CN112937584B CN 112937584 B CN112937584 B CN 112937584B CN 202110351789 A CN202110351789 A CN 202110351789A CN 112937584 B CN112937584 B CN 112937584B
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    • B60WCONJOINT 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
    • B60W30/00Purposes 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
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Abstract

本专利涉及了一种自动换道控制方法、装置及汽车,以实现车辆的自动超车换道。该自动换道控制方法,包括:基于采集到的本车前方预定距离范围内的道路信息,对本车当前所在车道和本车相邻车道内的车流速度分别进行求解;基于求解得到的所有车流速度,求解表征本车朝向相邻车道内进行安全换道的超车分数;基于求解得到的超车分数,判断本车能否换道;若确定本车能换道,则进行目标车道选择,并控制本车朝向目标车道进行自动换道。

Description

一种自动换道控制方法、装置及汽车
技术领域
本专利属于自动驾驶领域,具体涉及一种自动换道控制方法、装置及汽车。
背景技术
随着人工智能技术、多传感器融合技术以及控制决策技术的发展,对于自动驾驶汽车的需求也越来越强烈。按照自动驾驶汽车的使用场景、技术能力等,可以分为L1到L5无个等级。其中L2为高级驾驶辅助,L3等级为有条件自动驾驶,L4等级为限定区域的完全自动驾驶,L5为完全的自动驾驶。
目前产业界正聚焦于L2-L3级别自动驾驶技术的量产,在该级别下主要针对的是城市快速路、高速路场景下有限的自动驾驶能力。包括了车道对中行驶、车辆自适应巡航、车辆自动变道等主要功能。
对于高速公路等结构化道路的点对点自动驾驶任务,除了基本的车道对中和车辆自适应巡航以外,还要求自动驾驶***具备自动上下匝道、自动切换互动行驶、自动超车换道等能力。其中自动超车换道功能指的是,在导航路径开启时,本车行驶车道有行驶缓慢的车辆,而相邻车道车流速度较快时,本车能自动执行超车换道指令,以提升整体的通行效率。为了给用户带来良好的使用体验,自动超车换道的时机需要尽可能的贴近驾驶员自身的意图,所以自动超车换道的决策方法就显得尤为重要。
发明内容
本专利涉及了一种自动换道控制方法、装置及汽车,以实现车辆的自动超车换道。
本发明的技术方案为:
本发明实施例提供了一种自动换道控制方法,包括:
基于采集到的本车前方预定距离范围内的道路信息,对本车当前所在车道和本车相邻车道内的车流速度分别进行求解;
基于求解得到的所有车流速度,求解表征本车朝向相邻车道内进行安全换道的超车分数;
基于求解得到的超车分数,判断本车能否换道;
若确定本车能换道,则进行目标车道选择,并控制本车朝向目标车道进行自动换道。
优选地,对本车相邻车道的车流速度的求解步骤包括:
若本车左侧存在相邻车道,则通过公式:
Figure BDA0003002339920000021
计算本车左侧相邻车道的车流速度LeftLaneSpeed;其中,α1和β1为权重系数,α1与β1的和为1;LeftLaneObjnLongV表示本车左侧相邻车道内在本车前方的第n个目标的纵向速度;LeftLaneObj1LongV表示本车左侧相邻车道内在本车前方且与本车纵向距离最近的目标的纵向速度;
若本车右侧存在相邻车道,则通过公式:
Figure BDA0003002339920000022
计算本车右侧相邻车道的车流速度RightLaneSpeed;其中,α2和β2为权重系数,α2与β2的和为1;RightLaneObjnLongV表示本车右侧相邻车道内在本车前方的第m个前方目标的纵向速度;RightLaneObj1LongV表示本车右侧相邻车道内在本车前方且与本车纵向距离最近的前方目标的纵向速度;
对本车当前所在车道的车流速度进行求解的步骤包括:
若本车当前所在车道前方存在目标,则取本车当前所在车道内与本车纵向距离最近的前方目标的纵向速度HostLaneObj1LongV本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed;
若本车当前所在车道前方不存在目标,则取本车当前所在车道的最大限速值为本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed。
优选地,求解表征本车朝向相邻车道内进行安全换道的超车分数的步骤包括:
基于求解得到的所有车流速度,求解每一类预设换道策略分别对应的决策分数;
通过公式:
Figure BDA0003002339920000031
计算超车分数FinalScore,其中,t1为当前时刻,T为预设的时间窗口常数,dt为采样间隔时间,dt的取值范围0.1s-0.2s;w为遗忘因子系数,w的取值范围为0.8-1.0;Score为每一类预设换道策略分别对应的决策分数之和。
优选地,所述预设换道策略包括四种,分别为:使车辆快速换道的第一类预设换道策略、使车辆远离大车的第二类策略、使车辆保持中间车道行驶的第三类策略和使车辆远离汇流道行驶的第四类策略;基于求解得到的所有车流速度,求解每一类预设换道策略分别对应的决策分数的步骤包括:
在本车当前所在车道的车流速度小于相邻车道的车流速度时,基于本车车速、本车当前车道的车流速度和相邻车道的车流速度,确定第一类预设换道策略对应的第一决策分数SpeedFlowScore;否则,确定第一类预设换道策略对应的第一决策分数SpeedFlowScore为零;
在确定本车当前所在车道内与本车纵向距离最近的前方车辆类型为大车和相邻车道内与本车纵向距离最近的前方车辆类型不为大车时,基于本车当前车道的车流速度和相邻车道的车流速度,确定第二类预设换道策略对应的第二决策分数CargoScore;否则,确定第二类预设换道策略对应的第二决策分数CargoScore为零;
在确定本车当前所在车道不为预定义车道且当前道路中、预定义车道及靠近预定义车道的其它车道都不为匝道或汇流车道时,基于本车当前车道的车流速度和相邻车道的车流速度,确定第三类预设换道策略对应的第三决策分数CenterLaneScore;否则,确定第三类预设换道策略对应的第三决策分数CenterLaneScore为零;
在确本车当前所在车道的前方为汇流道时,基于本车当前车道的车流速度和相邻车道的车流速度,确定第四类预设换道策略对应的第四决策分数ConfluenceLaneScore;否则,确定第四类预设换道策略对应的第四决策分数ConfluenceLaneScore为零。
优选地,确定第一类预设换道策略对应的第一决策分数的步骤包括:
通过公式:
Figure BDA0003002339920000041
计算速度偏差值百分比SpeedDiffPercent;其中,LaneSpeed为目标车道的车流速度,LaneSpeed=(LeftLaneSpeed or RightLaneSpeed);
HostLaneSpeed为本车当前所在车道的车流速度;HostVehicleSpeed为本车车速;
再基于速度偏差值百分比SpeedDiffPercent和第一决策分数SpeedFlowScore的第一预定对应关系表,查表确定第一决策分数SpeedFlowScore;
其中,速度偏差值百分比SpeedDiffPercent与第一决策分数SpeedFlowScore正相关。
优选地,确定第二类预设换道策略对应的第二决策分数CargoScore的步骤包括:
若相邻车道的车流速度LaneSpeed大于或等于本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed,基于相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值和第二决策分数CargoScore的第二预定对应关系表,查表确定第二决策分数CargoScore;
其中,第二预定关系表中,相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值越大,第二决策分数CargoScore越大;
确定第四决策分数ConfluenceLaneScore的步骤包括:
若相邻车道的车流速度LaneSpeed大于或等于本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed,则基于相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值和第四决策分数ConfluenceLaneScore的第四预定对应关系表,查表确定第四决策分数ConfluenceLaneScore;
其中,第四预定关系表中,相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值越大,第四决策分数ConfluenceLaneScore越大。
优选地,若当前道路仅具有两条车道,则将当前道路中的右侧车道确定为预定义车道,确定第三决策分数CenterLaneScore的步骤包括:
若相邻车道的车流速度LaneSpeed大于或等于本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed,基于相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值和第三决策分数CenterLaneScore的第三预定对应关系表,确定第三决策分数CenterLaneScore;
若当前道路具有三条及以上车道,则将当前道路的中间车道为预定义车道,确定第三决策分数CenterLaneScore的步骤包括:
若相邻车道的车流速度LaneSpeed大于或等于本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed,基于相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值和第三决策分数CenterLaneScore的第三预定对应关系表,确定第三决策分数CenterLaneScore。
优选地,基于求解得到的超车分数,判断本车能否换道的步骤包括:
若所述超车分数大于或等于预设阈值,则确定本车能进行换道;
进行目标车道选择,并控制本车朝向目标车道进行自动换道的步骤包括:
若本车只有一条相邻车道,则将所述相邻车道确定为目标车道,并控制本车按照预设逻辑生成换道至目标车道的换道线路并进行自动换道;
若本车具有两条相邻车道,且在确定左侧相邻车道对应的超车分数和右侧相邻车道对应的超车分数都满足使本车换道的条件时,将左侧相邻车道确定为目标车道,并控制本车按照预设逻辑生成换道至目标车道的换道线路并进行自动换道;
若本车具有两条相邻车道,且在确定左侧相邻车道对应的超车分数或右侧相邻车道对应的超车分数满足使本车换道的条件时,将满足使本车换道的相邻车道确定为目标车道,并控制本车按照预设逻辑生成换道至目标车道的换道线路并进行自动换道。
本发明实施例还提供了一种自动换道控制装置,包括:
第一求解模块,用于基于采集到的本车前方预定距离范围内的道路信息,对本车当前所在车道和本车相邻车道内的车流速度分别进行求解;
第二求解模块,用于基于求解得到的所有车流速度,求解表征本车朝向相邻车道内进行安全换道的超车分数;
判断模块,用于基于求解得到的超车分数,判断本车能否换道;
控制模块,用于若确定本车能换道,则进行目标车道选择,并控制本车朝向目标车道进行自动换道。
本发明实施例还提供了一种汽车,包括上述的自动换道控制装置。
本发明的有益效果为:(1)、利用量产的角雷达、摄像头等传感器获取环境信息,进行自动换道的决策,方案可靠、成熟、成本可控;(2)、自动换道方法计算效率高,满足车载计算的性能要求。(3)、自动换道的决策结果贴近驾驶员的意图,用户体验好。(4)、自动换道决策风格可通过参数进行标定,能够较好的反映保守、普通、激进等驾驶员风格。
附图说明
图1为本发明的逻辑流程图。
具体实施方式
参照图1,本发明实施例提供了自动换道控制方法,在车辆处于自动换道模式条件下,包括:
A.环境信息处理
获取周围环境中的各车辆目标的信息(包括车辆目标的位置、速度、类型(大车,小车,摩托车等类型)),周围车道线的信息(包括车道线系数、长度、类型),地图信息(当前道路的前方匝道信息、前方汇流道信息、车道定位、车道数量、道路限速)、导航路径(上下匝道信息)等信息。
B.对当前道路上的各车道的车流速度进行计算
B1、当本车的左侧具有相邻车道时,计算本车左侧相邻车道的车流速度LeftLaneSpeed的公式为:
Figure BDA0003002339920000071
上述公式中,LeftLaneObjnLongV代表左侧相邻车道前方的目标n的纵向速度(具体是指左侧相邻车道前方距离最近的目标车辆之前的其它目标),其中LeftLaneObj1LongV代表左侧相邻车道内的离本车纵向距离最近的左侧车道前方目标的纵向速度。α1和β1代表权重因数,一般取0.8,α1与β1的和为1。
当识别到左侧相邻车道的前方不存在目标(即本车的传感范围内未检测到目标)时,则左侧相邻车道的车流速度等于该左侧相邻车道的最大道路限速值。
B2、计算本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed:
HostLaneSpeed=HostLaneObj1LongV,
上述HostLaneObj1LongV代表离本车纵向距离最近的本车车道前方目标的纵向速度。当本车当前所在车道的前方不存在目标(即本车的传感范围内未检测到目标)时,则本车当前所在车道的车流速度等于本车当前所在车道的最大道路限速值。
B3、计算本车所在车道的右侧相邻车道的车流速度RightLaneSpeed,通过公式:
Figure BDA0003002339920000081
计算,其中,上述RightLaneObjnLongV代表右侧车道前方的目标m的纵向速度(具体是指右侧相邻车道前方距离最近的目标车辆之前的其它目标),其中RightLaneObj1LongV代表右侧相邻车道内的离本车纵向距离最近的右侧车道前方目标的纵向速度。,α2和β2为权重系数,α2与β2的和为1。
当识别到右侧相邻车道的前方不存在目标(即本车的传感范围内未检测到目标)时,则右侧相邻车道的车流速度等于该右侧相邻车道的最大道路限速值。
C.进行自动换道的超车分数计算。
根据各类预设换道策略,计算相应的决策分数。预设换道策略包括:
1、使本车超越前方行驶缓慢车辆的第一类预设换道策略;2、使本车远离当前车道内的前方大车的第二类预设换道策略;3、使本车优先在中间车道内行驶的第三类预设换道策略;4、使本车远离汇流道行驶的第四类预设换道策略。
本实施例步骤C1至C5中,将以本车只有一条左侧相邻车道为事例进行说明。
当本车具有左侧相邻车道和右侧相邻车道时,则依据下述C1至C4需要分别计算左侧相邻车道对应的超车分数和右侧相邻车道对应的超车分数。然后,通过步骤C5分别判断左侧相邻车道和右侧相邻车道分别对应的超车分数能否满足使车辆进行换道的条件,若都满足,则选择左侧相邻车道作为目标车道;若都不满足,则判断不能进行自动换道;若其中一个分数满足,则选择满足的该车道作为目标车道。具体来说,上述的步骤C包括:
C1、针对第一类预设换道策略,计算第一决策分数SpeedFlowScore。
针对于第一类预设换道策略来说,由于本车当前所在车道的车流速度缓慢,而本车左侧相邻车道的车流速度较快(即本车的左侧相邻车道的车流速度大于本车当前所在车道的车流速度)时,生成一个第一决策分数SpeedFlowScore。
具体来说,按照如下步骤执行:
1)、计算速度偏差值百分比SpeedDiffPercent:
Figure BDA0003002339920000091
上述HostVehicleSpeed为本车的当前车速。
对SpeedDiffPercent进行查表(该表为第一预定对应关系表),得到第一决策分数SpeedFlowScore。理论上SpeedDiffPercent越大则SpeedFlowScore也越大,即速度偏差值百分比SpeedDiffPercent与第一决策分数SpeedFlowScore正相关。
此外,对于第一类预设换道策略,若本车当前所在车道的车流速度大于或等于左侧相邻车道的车流速度,则将该第一决策分数的结果置零。
同理,针对本车所在车道的右侧相邻车道,可以通过上述同样的原理得到一个第一决策分数。
C2、针对第二类预设换道策略,计算对应的第二决策分数CargoScore。具体来说,当本车当前所在车道内前方与本车纵向距离最近的车辆类型为大车时且左侧相邻车道内前方与本车纵向距离最近的车辆类型不为大车时;若左侧相邻车道的车流速度LeftLaneSpeed大于本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed,则基于相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值和第二决策分数CargoScore的第二预定对应关系表,查表确定生成一个第二决策分数CargoScore。生成该第二决策分数CargoScore需要满足:
1)、本车当前所在车道的前方与本车的纵向距离最近的目标类型为大车,而左侧相邻车道的前方与本车的纵向距离最近的目标类型不为大车;
2)、左侧相邻车道的车流速度LeftLaneSpeed大于本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed,且差值越大则CargoScore也越大。
当不满足上述两个条件,则将第二决策分数CargoScore的值取值为0。
C3、针对第三类预设换道策略,计算对应的第三决策分数CenterLaneScore。
具体来说,若当前道路仅具有两条车道,则将当前道路中的右侧车道确定为预定义车道(本实施例中,该预定义车道是指中间车道)。此时,若满足:
1)、当本车行驶在中间车道的左侧,且前方一定距离内本车所在车道的右侧不存在匝道和汇流道;
2)、右侧车道的车流速度LeftLaneSpeed大于本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed。
若满足上述关系,则基于相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值和第三决策分数CenterLaneScore的第三预定对应关系表,确定第三决策分数CenterLaneScore。
其中,在该第三预定对应关系表中,该差值越大,对应的第三决策分数CenterLaneScore。
针对当前道路只有2条车道的方案,若不满足上述的条件1)和2),则将第三决策分数CenterLaneScore的取值设为0。
若当前道路具有三条及以上车道,则将当前道路的中间车道为预定义车道(中间车道)。如果当前道路存在三条及以上车道,则定义左侧第二车道为中间车道),此时,若满足:
1)当本车行驶在中间车道的右侧,且前方一定距离内本车所在车道的左侧不存在匝道和汇流道;
2)、本车的行驶速度大于等于当前道路最大限速值的90%以上;
3)、右侧相邻车道的车流速度LeftLaneSpeed大于本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed。
则基于相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值和第三决策分数CenterLaneScore的第三预定对应关系表,确定第三决策分数CenterLaneScore。且差值越大则CenterLaneScore也越大。
针对当前道路只有3条车道的方案,若不满足上述的条件1)至3),则将第三决策分数CenterLaneScore的取值设为0。
C4、针对第四类预设换道策略,计算对应的第四决策分数ConfluenceLaneScore。当车辆的地图信息给出本车当前所在车道的前方一定距离有车流汇入,生成一个第四决策分数ConfluenceLaneScore,生成该第四决策分数ConfluenceLaneScore需要满足:
1)、地图信息给出前方一定距离右侧有车流汇入,本车道为即将汇流车道;
2)、左侧相邻车道的车流速度LeftLaneSpeed大于本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed。
基于相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值和第四决策分数ConfluenceLaneScore的第四预定对应关系表,查表确定第四决策分数ConfluenceLaneScore;
其中,第四预定关系表中,相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值越大,第四决策分数ConfluenceLaneScore越大。
C5、基于上述得到的决策分数SpeedFlowScore、CargoScore、CenterLaneScore、ComfluenceLaneScore求和得到当前时刻的决策分数Score,对过去一段时间T的决策分数求和得到自动换道所需的超车分数FinalScore:
Figure BDA0003002339920000121
其中,上述t1为当前时刻,T为时间窗口常数(一般取10s-20s),dt为采样间隔时间(为了减少内存使用率,采样间隔时间不宜过小,一般取0.1s-0.2s),w为遗忘因子系数,距离当前时刻越久,则分数Score递减,w取值范围为0.8-1.0。
D、产生自动超车换道指令(以向左换道决策为例)
利用上面步骤C5得到的超车分数,与提前设置的阈值JudgeScore进行比对。如果超过阈值,且满足向左换道的基本条件和安全条件,则产生一个向左自动换道指令:
1)、满足向左自动换道的安全条件(与周围车辆目标无碰撞风险、车道线清晰、本车车速满足条件、道路曲率满足条件等)
2)/自动超车换道决策分数FinalScore大于或等于阈值JudgeScore。要说明的是,出于驾驶习惯和安全的考虑,实际道路行驶过程中驾驶员更倾向于向左超车而非向右超车。所以向右换道阈值应为向左换道阈值的1.5倍到2.0倍为宜。
D、自动换道执行
自动换道控制***接收到朝向目标车道进行换道的自动换道指令后,生成自动换道轨迹(生成方式为现有技术),并控制车辆完成相应方向换道。
本发明实施例还提供了一种自动换道控制装置,包括:
第一求解模块,用于基于采集到的本车前方预定距离范围内的道路信息,对本车当前所在车道和本车相邻车道内的车流速度分别进行求解;
第二求解模块,用于基于求解得到的所有车流速度,求解表征本车朝向相邻车道内进行安全换道的超车分数;
判断模块,用于基于求解得到的超车分数,判断本车能否换道;
控制模块,用于若确定本车能换道,则进行目标车道选择,并控制本车朝向目标车道进行自动换道。
本发明实施例还提供了包含上述的自动换道控制装置的汽车。

Claims (9)

1.一种自动换道控制方法,其特征在于,包括:
基于采集到的本车前方预定距离范围内的道路信息,对本车当前所在车道和本车相邻车道内的车流速度分别进行求解;
基于求解得到的所有车流速度,求解表征本车朝向相邻车道内进行安全换道的超车分数;
基于求解得到的超车分数,判断本车能否换道;
若确定本车能换道,则进行目标车道选择,并控制本车朝向目标车道进行自动换道;
对本车相邻车道的车流速度的求解步骤包括:
若本车左侧存在相邻车道,则通过公式:
Figure FDA0003575869740000011
计算本车左侧相邻车道的车流速度LeftLaneSpeed;其中,α1和β1为权重系数,α1与β1的和为1;LeftLaneObjnLongV表示本车左侧相邻车道内在本车前方的第n个目标的纵向速度;LeftLaneObj1LongV表示本车左侧相邻车道内在本车前方且与本车纵向距离最近的目标的纵向速度;
若本车右侧存在相邻车道,则通过公式:
Figure FDA0003575869740000012
计算本车右侧相邻车道的车流速度RightLaneSpeed;其中,α2和β2为权重系数,α2与β2的和为1;RightLaneObjnLongV表示本车右侧相邻车道内在本车前方的第m个前方目标的纵向速度;RightLaneObj1LongV表示本车右侧相邻车道内在本车前方且与本车纵向距离最近的前方目标的纵向速度;
对本车当前所在车道的车流速度进行求解的步骤包括:
若本车当前所在车道前方存在目标,则取本车当前所在车道内与本车纵向距离最近的前方目标的纵向速度HostLaneObj1LongV本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed;
若本车当前所在车道前方不存在目标,则取本车当前所在车道的最大限速值为本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,求解表征本车朝向相邻车道内进行安全换道的超车分数的步骤包括:
基于求解得到的所有车流速度,求解每一类预设换道策略分别对应的决策分数;
通过公式:
Figure FDA0003575869740000021
计算超车分数FinalScore,其中,t1为当前时刻,T为预设的时间窗口常数,dt为采样间隔时间,dt的取值范围0.1s-0.2s;w为遗忘因子系数,w的取值范围为0.8-1.0;Score为每一类预设换道策略分别对应的决策分数之和。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述预设换道策略包括四种,分别为:使车辆快速换道的第一类预设换道策略、使车辆远离大车的第二类策略、使车辆保持中间车道行驶的第三类策略和使车辆远离汇流道行驶的第四类策略;基于求解得到的所有车流速度,求解每一类预设换道策略分别对应的决策分数的步骤包括:
在本车当前所在车道的车流速度小于相邻车道的车流速度时,基于本车车速、本车当前车道的车流速度和相邻车道的车流速度,确定第一类预设换道策略对应的第一决策分数SpeedFlowScore;否则,确定第一类预设换道策略对应的第一决策分数SpeedFlowScore为零;
在确定本车当前所在车道内与本车纵向距离最近的前方车辆类型为大车和相邻车道内与本车纵向距离最近的前方车辆类型不为大车时,基于本车当前车道的车流速度和相邻车道的车流速度,确定第二类预设换道策略对应的第二决策分数CargoScore;否则,确定第二类预设换道策略对应的第二决策分数CargoScore为零;
在确定本车当前所在车道不为预定义车道且当前道路中、预定义车道及靠近预定义车道的其它车道都不为匝道或汇流车道时,基于本车当前车道的车流速度和相邻车道的车流速度,确定第三类预设换道策略对应的第三决策分数CenterLaneScore;否则,确定第三类预设换道策略对应的第三决策分数CenterLaneScore为零;
在确本车当前所在车道的前方为汇流道时,基于本车当前车道的车流速度和相邻车道的车流速度,确定第四类预设换道策略对应的第四决策分数ConfluenceLaneScore;否则,确定第四类预设换道策略对应的第四决策分数ConfluenceLaneScore为零。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,确定第一类预设换道策略对应的第一决策分数的步骤包括:
通过公式:
Figure FDA0003575869740000031
计算速度偏差值百分比SpeedDiffPercent;其中,LaneSpeed为目标车道的车流速度,LaneSpeed=(LeftLaneSpeed or RightLaneSpeed);HostLaneSpeed为本车当前所在车道的车流速度;HostVehicleSpeed为本车车速;
再基于速度偏差值百分比SpeedDiffPercent和第一决策分数SpeedFlowScore的第一预定对应关系表,查表确定第一决策分数SpeedFlowScore;
其中,速度偏差值百分比SpeedDiffPercent与第一决策分数SpeedFlowScore正相关。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,确定第二类预设换道策略对应的第二决策分数CargoScore的步骤包括:
若相邻车道的车流速度LaneSpeed大于或等于本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed,基于相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值和第二决策分数CargoScore的第二预定对应关系表,查表确定第二决策分数CargoScore;
其中,第二预定关系表中,相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值越大,第二决策分数CargoScore越大;
确定第四决策分数ConfluenceLaneScore的步骤包括:
若相邻车道的车流速度LaneSpeed大于或等于本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed,则基于相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值和第四决策分数ConfluenceLaneScore的第四预定对应关系表,查表确定第四决策分数ConfluenceLaneScore;
其中,第四预定关系表中,相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值越大,第四决策分数ConfluenceLaneScore越大。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,
若当前道路仅具有两条车道,则将当前道路中的右侧车道确定为预定义车道,确定第三决策分数CenterLaneScore的步骤包括:
若相邻车道的车流速度LaneSpeed大于或等于本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed,基于相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值和第三决策分数CenterLaneScore的第三预定对应关系表,确定第三决策分数CenterLaneScore;
若当前道路具有三条及以上车道,则将当前道路的中间车道为预定义车道,确定第三决策分数CenterLaneScore的步骤包括:
若相邻车道的车流速度LaneSpeed大于或等于本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed,基于相邻车道的车流速度LaneSpeed和本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed的差值和第三决策分数CenterLaneScore的第三预定对应关系表,确定第三决策分数CenterLaneScore。
7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,基于求解得到的超车分数,判断本车能否换道的步骤包括:
若所述超车分数大于或等于预设阈值,则确定本车能进行换道;
进行目标车道选择,并控制本车朝向目标车道进行自动换道的步骤包括:
若本车只有一条相邻车道,则将所述相邻车道确定为目标车道,并控制本车按照预设逻辑生成换道至目标车道的换道线路并进行自动换道;
若本车具有两条相邻车道,且在确定左侧相邻车道对应的超车分数和右侧相邻车道对应的超车分数都满足使本车换道的条件时,将左侧相邻车道确定为目标车道,并控制本车按照预设逻辑生成换道至目标车道的换道线路并进行自动换道;
若本车具有两条相邻车道,且在确定左侧相邻车道对应的超车分数或右侧相邻车道对应的超车分数满足使本车换道的条件时,将满足使本车换道的相邻车道确定为目标车道,并控制本车按照预设逻辑生成换道至目标车道的换道线路并进行自动换道。
8.一种自动换道控制装置,其特征在于,包括:
第一求解模块,用于基于采集到的本车前方预定距离范围内的道路信息,对本车当前所在车道和本车相邻车道内的车流速度分别进行求解;
第二求解模块,用于基于求解得到的所有车流速度,求解表征本车朝向相邻车道内进行安全换道的超车分数;
判断模块,用于基于求解得到的超车分数,判断本车能否换道;
控制模块,用于若确定本车能换道,则进行目标车道选择,并控制本车朝向目标车道进行自动换道;
第一求解模块具体用于:
若本车左侧存在相邻车道,则通过公式:
Figure FDA0003575869740000061
计算本车左侧相邻车道的车流速度LeftLaneSpeed;其中,α1和β1为权重系数,α1与β1的和为1;LeftLaneObjnLongV表示本车左侧相邻车道内在本车前方的第n个目标的纵向速度;LeftLaneObj1LongV表示本车左侧相邻车道内在本车前方且与本车纵向距离最近的目标的纵向速度;
若本车右侧存在相邻车道,则通过公式:
Figure FDA0003575869740000062
计算本车右侧相邻车道的车流速度RightLaneSpeed;其中,α2和β2为权重系数,α2与β2的和为1;RightLaneObjnLongV表示本车右侧相邻车道内在本车前方的第m个前方目标的纵向速度;RightLaneObj1LongV表示本车右侧相邻车道内在本车前方且与本车纵向距离最近的前方目标的纵向速度;
对本车当前所在车道的车流速度进行求解的步骤包括:
若本车当前所在车道前方存在目标,则取本车当前所在车道内与本车纵向距离最近的前方目标的纵向速度HostLaneObj1LongV本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed;
若本车当前所在车道前方不存在目标,则取本车当前所在车道的最大限速值为本车当前所在车道的车流速度HostLaneSpeed。
9.一种汽车,其特征在于,包括权利要求8所述的自动换道控制装置。
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