CN113548050A - 车辆行驶控制方法、装置、***和存储介质 - Google Patents

车辆行驶控制方法、装置、***和存储介质 Download PDF

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CN113548050A CN202010294342.4A CN202010294342A CN113548050A CN 113548050 A CN113548050 A CN 113548050A CN 202010294342 A CN202010294342 A CN 202010294342A CN 113548050 A CN113548050 A CN 113548050A
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王博
郭继舜
唐寿星
张志德
李秦
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Abstract

本发明公开了一种车辆行驶控制方法，包括：获取在本车辆前方的目标车辆当前的行驶信息；行驶信息包括纵向行驶状态信息及横向行驶状态信息；纵向行驶状态信息包括行驶车速和位置信息；根据行驶信息确定目标车辆当前的行驶工况；基于与行驶工况对应的且为预设的期望跟车车速计算策略，并根据行驶车速和本车辆与目标车辆的纵向距离，计算出与行驶工况对应的期望跟车车速；纵向距离是根据目标车辆当前的位置信息及本车辆的当前的位置信息计算得到的；根据期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。本发明还提供了车辆行驶控制装置、***和存储介质。采用本发明实施例，能够提高复杂工况下的自动跟车行驶过程中的安全性。

Description

车辆行驶控制方法、装置、***和存储介质
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆行驶控制方法、装置、***及车辆。
背景技术
自动跟车规划控制技术是自动驾驶车辆的关键技术之一，其要尽可能满足复杂工况下的行车安全性。现有的自动跟车行驶的主流控制方案中，均是基于前车的一些纵向状态信息进行跟车行驶行为判断，纵向状态信息如前车车速、前车位置、前车加减速度等。但是，现有的自动跟车行驶方案中忽略了横向方向的一些信息量，不能很好地预判前车的一些横向行为，如切入、切出、转向以及前车紧急制动等横向危险行为，从而不能满足更多复杂工况下的自动跟车的行驶安全。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种车辆行驶控制方法、装置、***和存储介质，能够提高复杂工况下的自动跟车行驶过程中的安全性。
为实现上述目的，本发明实施例提供了一种车辆行驶控制方法，包括：
获取在本车辆前方的目标车辆当前的行驶信息；所述行驶信息包括纵向行驶状态信息及横向行驶状态信息；所述纵向行驶状态信息包括行驶车速和位置信息；
根据所述行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况；所述行驶工况包括与所述纵向行驶状态信息对应的纵向行驶行为工况和与所述横向行驶状态信息对应的横向行驶行为工况；
基于与所述行驶工况对应的且为预设的期望跟车车速计算策略，并根据所述行驶车速和本车辆与所述目标车辆的纵向距离，计算出与所述行驶工况对应的期望跟车车速；所述纵向距离是根据目标车辆当前的所述位置信息及本车辆的当前的位置信息计算得到的；
根据所述期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。
作为上述方案的改进，所述行驶信息由所述目标车辆采集并发送过来。
作为上述方案的改进，所述纵向行驶状态信息还包括所述目标车辆的加速度及制动踏板信号；则，所述根据所述行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况，包括：
根据所述目标车辆的加速度和所述制动踏板信号，确定所述目标车辆的纵向行驶行为工况；其中，所述纵向行驶行为工况包括加速行驶工况、匀速行驶工况、减速行驶工况、常规减速制动工况和紧急制动工况。
作为上述方案的改进，所述根据所述加速度和所述制动踏板信号，确定所述目标车辆的纵向行驶行为工况，包括：
当所述目标车辆的加速度大于或等于预设的第一加速度阈值，确定所述目标车辆处于加速行驶工况；
当所述目标车辆的加速度小于所述第一加速度阈值且大于或等于预设的第二加速度阈值，确定所述目标车辆处于匀速行驶工况；
当所述目标车辆的加速度小于所述第二加速度阈值且大于或等于预设的第三加速度阈值，且所述制动踏板信号小于或等于预设的第一制动阈值，确定所述目标车辆处于减速行驶工况；
当所述目标车辆的加速度小于所述第三加速度阈值且大于或等于预设的第四加速度阈值，或所述制动踏板信号大于所述第一制动阈值且小于或等于预设的第二制动阈值，确定所述目标车辆处于常规减速制动工况；
当所述目标车辆的加速度小于所述第四加速度阈值，或所述制动踏板信号大于所述第二制动阈值，确定所述目标车辆处于紧急制动工况。
作为上述方案的改进，所述横向行驶状态信息包括所述目标车辆的航向角；则，所述根据所述行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况，还包括：
根据所述目标车辆的位置信息和本车辆的位置信息计算所述目标车辆和本车辆之间的横向距离；
根据所述目标车辆的航向角和本车辆的航向角计算所述目标车辆和本车辆之间的航向角夹角；
根据所述横向距离和所述航向角夹角确定所述目标车辆的横向行驶行为工况；其中，所述横向行驶行为工况包括切入本车车道行为工况、切出本车车道行为工况及本车车道行驶行为工况。
作为上述方案的改进，所述横向行驶状态信息还包括转向灯信号和方向盘转角；则，所述根据所述横向距离和所述航向角夹角确定所述目标车辆的横向行驶行为工况，包括：
根据所述横向距离判断所述目标车辆和本车辆是否处于同一车道；
当所述目标车辆和本车辆处于不同车道时，根据所述横向距离的变化率和所述航向角夹角确定所述目标车辆的切入本车车道行为工况的类型；其中，所述切入本车车道行为工况的类型包括：强烈切入倾向行为工况及一般切入倾向行为工况；
当所述目标车辆和本车辆处于同一车道时，根据所述转向灯信号确定所述目标车辆的切出本车车道行为工况的类型，并根据所述航向角夹角和所述目标车辆的方向盘转角确定所述目标车辆的本车车道行驶行为工况的类型；其中，所述切出本车车道行为工况的类型包括：向左切出本车车道行为工况及向右切出本车车道行为工况；所述本车车道行驶行为工况的类型包括：在本车车道直线行驶工况和在本车车道转向进入弯道行驶工况。
作为上述方案的改进，所述根据所述横向距离的变化率和所述航向角夹角确定所述目标车辆的切入本车车道行为工况的类型，包括：
当所述横向距离的变化率大于或等于预设的第一横向距离变化率阈值，或所述航向角夹角大于或等于预设的第一航向角夹角阈值，确定所述目标车辆处于强烈切入倾向行为工况；
当所述横向距离的变化率小于所述第一横向距离变化率阈值且大于或等于预设的第二横向距离变化率阈值，且所述航向角夹角小于所述第一航向角夹角阈值且大于或等于预设的第二航向角夹角阈值，确定所述目标车辆处于一般切入倾向行为工况。
作为上述方案的改进，所述根据所述转向灯信号确定所述目标车辆的切出本车车道行为工况的类型，具体包括：
当所述转向灯信号为左转信号时，确定所述目标车辆处于向左切出本车车道行为工况；
当所述转向灯信号为右转信号时，确定所述目标车辆处于向右切出本车车道行为工况。
作为上述方案的改进，若所述转向灯信号为无转向信号，所述根据所述航向角夹角和所述目标车辆的方向盘转角确定所述目标车辆的本车车道行驶行为工况的类型，包括：
当所述目标车辆的方向盘转角大于或等于预设的方向盘转角阈值，或所述航向角夹角大于或等于预设的第三航向角夹角阈值，确定所述目标车辆处于本车车道转向进入弯道行驶工况；
当所述目标车辆的方向盘转角小于所述方向盘转角阈值，或所述航向角夹角小于所述第三航向角夹角阈值，确定所述目标车辆处于在本车车道直线行驶工况。
作为上述方案的改进，所述基于与所述行驶工况对应的且为预设的期望跟车车速计算策略，并根据所述行驶车速和本车辆与所述目标车辆的纵向距离，计算出与所述行驶工况对应的期望跟车车速，包括：
根据本车辆的当前车速、预设的跟车时间阈值和预设的最小安全距离，计算期望跟车相对距离；
根据所述纵向距离、所述期望跟车相对距离、所述目标车辆的行驶车速、本车辆设定的巡航车速、所述目标车辆的第一车速权重系数和本车辆的第二车速权重系数，计算所述期望跟车车速；其中，所述第一车速权重系数和所述第二车速权重系数的取值根据所述期望跟车车速计算策略设定。
作为上述方案的改进，所述根据所述期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶，包括：
根据所述期望跟车车速计算本车辆的期望跟车加速度；
将所述期望跟车加速度转化为控制本车辆跟车行驶的控制量；
根据所述控制量控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。
作为上述方案的改进，本车辆为电动车辆，当所述期望跟车加速度为正值时，所述控制量包括驱动扭矩；则，所述将所述期望跟车加速度转化为控制本车辆行驶的控制量，包括：
根据本车辆的质量和加速度构建本车辆的纵向动力学方程；
根据所述纵向动力学方程计算本车辆的前馈力矩；
将所述期望跟车加速度和本车辆的实际加速度的偏差进行PID反馈控制调节，得到反馈力矩；
将所述前馈力矩和所述反馈力矩的和作为本车辆的所述驱动扭矩。
作为上述方案的改进，当所述期望跟车加速度为负值时，所述控制量包括制动百分比；则，所述将所述期望跟车加速度转化为控制本车辆行驶的控制量，包括：
通过查询预设关系表获取与所述期望跟车加速度和本车辆的当前车速对应的前馈制动百分比；其中，所述预设关系表记录有本车辆的车速和期望跟车加速度两者与前馈制动百分比之间的对应关系；
将所述期望跟车加速度和本车辆的实际加速度的偏差进行PID反馈控制调节，得到反馈制动百分比；
将所述前馈制动百分比和所述反馈制动百分比的和作为本车辆的所述制动百分比。
作为上述方案的改进，进行PID反馈控制调节的控制调节参数与本车辆当前识别出的驾驶员的驾驶风格对应；其中，所述控制调节参数与所述驾驶风格的对应关系为预设的；所述控制调节参数为预先通过对驾驶员的驾驶习惯进行自适应学习而得到的。
为实现上述目的，本发明实施例还提供了一种车辆行驶控制装置，包括：
行驶信息获取模块，用于获取在本车辆前方的目标车辆当前的行驶信息；所述行驶信息包括纵向行驶状态信息及横向行驶状态信息；所述纵向行驶状态信息包括行驶车速和位置信息；
行驶工况确定模块，用于根据所述行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况；所述行驶工况包括与所述纵向行驶状态信息对应的纵向行驶行为工况和与所述横向行驶状态信息对应的横向行驶行为工况；
期望跟车车速计算模块，用于基于与所述行驶工况对应的且为预设的期望跟车车速计算策略，并根据所述行驶车速和本车辆与所述目标车辆的纵向距离，计算出与所述行驶工况对应的期望跟车车速；所述纵向距离是根据目标车辆当前的所述位置信息及本车辆的当前的位置信息计算得到的；
行驶控制模块，用于根据所述期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。
为实现上述目的，本发明实施例还提供一种车辆行驶控制***，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一实施例所述的车辆行驶控制方法。
为实现上述目的，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述任一实施例所述的车辆行驶控制方法。
与现有技术相比，本发明实施例公开的车辆行驶控制方法、装置、***和存储介质，通过获取在本车辆前方的目标车辆当前的行驶信息，从而根据行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况，并根据所述行驶车速和本车辆与所述目标车辆的纵向距离，计算出与所述行驶工况对应的期望跟车车速，能够建立目标车辆和本车辆的跟车条件关系，规划出各种工况下的期望跟车车速，以根据所述期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。由于在计算所述期望跟车车速中，考虑了横向行驶状态信息的影响，并且还结合了目标车辆的横向行驶行为工况，在目标车辆突发横向行为变化时，依然能够得到相对稳定的跟车策略，解决了现有行驶控制方法中，忽略了横向方向的信息量导致不能很好地预判前车的一些横向行为，从而不能满足更多复杂工况下的自动跟车的行驶安全的问题，可以在自动跟车的行驶控制中，有效地提高复杂工况下的自动跟车行驶过程中的安全性，且有效提高道路的行车效率。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种车辆行驶控制方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的本车辆的驱动控制器原理图；
图3是本发明实施例提供的本车辆的制动控制器原理图；
图4是本发明实施例提供的另一种车辆行驶控制方法的流程图；
图5是本发明实施例提供的一种车辆行驶控制装置的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种车辆行驶控制***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，图1是本发明实施例提供的一种车辆行驶控制方法的流程图，所述车辆行驶控制方法包括步骤S1～S4。
S1、获取在本车辆前方的目标车辆当前的行驶信息；
S2、根据所述行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况；
S3、基于与所述行驶工况对应的且为预设的期望跟车车速计算策略，并根据所述行驶车速和本车辆与所述目标车辆的纵向距离，计算出与所述行驶工况对应的期望跟车车速；
S4、根据所述期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。
值得说明的是，本发明实施例所述的车辆行驶控制方法可以由本车辆中的车载终端执行实现，所述车载终端是车辆监控管理***的前端设备，集成了数据处理和数据通信等多项功能，具有强大的业务调度功能和数据处理能力。可选地，本车辆为电动车。
本车辆在实施所述车辆行驶控制方法时，预先与目标车辆建立通信连接。示例性的，本车辆与所述目标车辆利用车联网技术的车-车通信技术(V2V)进行信号传输，进行信号传输所用到的通信设备包括但不限于车载DSRC(Dedicated Short RangeCommunications，专用短程通信技术)无线通信设备、LTE-V通信设备以及新型5G通信设备。在所述目标车辆上配置车-车通信设备发送端以及GPS惯导***等，同时在本车辆配置车-车通信设备接收端，接收来自车-车通信设备发送端传输的行驶信息，通过所述目标车辆的车-车通信设备，可以传输所述目标车辆行驶信息，从而实现本车辆-目标车辆之间的信息交互。
具体地，在步骤S1中，所述行驶信息包括纵向行驶状态信息及横向行驶状态信息。
所述纵向行驶状态信息包括所述目标车辆的行驶车速、位置信息、加速度及制动踏板信号。在一种可选的实施方式中，所述行驶信息由所述目标车辆采集并通过所述车-车通信设备发送过来，所述目标车辆上设有速度传感器、GPS定位装置和制动信号采集装置，所述速度传感器用于获取所述行驶车速和加速度，所述GPS定位装置用于获取所述位置信息，所述制动信号采集装置用于采集所述制动踏板信号。在另一种可选的实施方式中，所述行驶信息中的部分信息通过所述目标车辆采集并发送过来，另一部分信息可由本车辆采集，比如本车辆可以采集所述目标车辆的位置信息，通过以本车辆为原点构建坐标系以计算所述目标车辆的位置信息。
所述横向行驶状态信息包括所述目标车辆的航向角、转向灯信号、方向盘转角和横摆角。所述横向行驶状态信息可通过在所述目标车辆的对应位置处设置采集装置采集。
本发明实施例中充分利用车联网技术的优势获取更多的目标车辆行驶信息，引入更多其他已有方法未引入或较少引入的信息来进行自动跟车控制，如目标车辆的加减速度、制动踏板信号、转向灯信号、横摆角速度等。利用车联网技术获取尽可能多的前车信号可解决在自车传感器信息缺失情况下而无法通过传感器获取前车信息的情况下的自动跟车行驶。
可选地，本车辆在获取所述目标车辆发送过来的行驶信息后，因为所述行驶信息可能带有较大噪声干扰，因此要对接收到的所述行驶信息进行滤波处理。所用的滤波处理方法包括但不限于一阶低通滤波或滑动均值滤波等。
在本发明实施例中，优先采用滑动均值滤波对所述行驶信息进行滤波处理，滑动均值滤波既可以降低所述行驶信息的噪声，也可以使所述行驶信息在一定周期内尽可能地平滑，可以避免跟车控制受到所述行驶信息的影响而频繁切换或振荡等，具体的滑动均值滤波如下：
Figure BDA0002451616360000091
其中，para为接收到的所述目标车辆的行驶信息；t表示当前时刻；T为控制周期；n为滑动时窗数。
具体地，在步骤S2中，所述行驶工况包括与所述纵向行驶状态信息对应的纵向行驶行为工况和与所述横向行驶状态信息对应的横向行驶行为工况。在进行跟车决策中，根据接收到的目标车辆行驶信息，根据一定的辨识规则在线辨识出目标车辆的纵向行驶行为工况和横向行驶行为工况，从而可以应对更多复杂的工况，保证跟车安全。
可选地，所述根据所述行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况，包括：
S21、根据所述目标车辆的加速度和所述制动踏板信号，确定所述目标车辆的纵向行驶行为工况；其中，所述纵向行驶行为工况包括加速行驶工况、匀速行驶工况、减速行驶工况、常规减速制动工况和紧急制动工况。
可选地，步骤S21包括步骤S211～S215:
S211、当所述目标车辆的加速度axf大于或等于预设的第一加速度阈值λa1g，即满足：axf≥λa1g，确定所述目标车辆处于加速行驶工况；
S212、当所述目标车辆的加速度axf小于所述第一加速度阈值λa1g且大于或等于预设的第二加速度阈值λa2g，即满足：λa2g≤axf<λa1g，确定所述目标车辆处于匀速行驶工况；
S213、当所述目标车辆的加速度axf小于所述第二加速度阈值λa2g且大于或等于预设的第三加速度阈值λa3g，且所述制动踏板信号BrkPedPst小于或等于预设的第一制动阈值F1，即满足：λa3g≤axf<λa2g且BrkPedPst≤F1，确定所述目标车辆处于减速行驶工况；
S214、当所述目标车辆的加速度axf小于所述第三加速度阈值λa3g且大于或等于预设的第四加速度阈值λa4g，或所述制动踏板信号BrkPedPst大于所述第一制动阈值F1且小于或等于预设的第二制动阈值F2，即满足：λa4g≤axf<λa3g或F1<BrkPedPst≤F2，确定所述目标车辆处于常规减速制动工况；
S215、当所述目标车辆的加速度axf小于所述第四加速度阈值λa4g，或所述制动踏板信号BrkPedPst大于所述第二制动阈值F2，即满足：axf<λa4g或BrkPedPst＞F2，确定所述目标车辆处于紧急制动工况。
其中，g为重力加速度，为9.81m/s；λa1、λa2、λa3、λa4分别为所述目标车辆的加速度判断阈值系数，λa1>λa2>λa3>λa4，λa1、λa2、λa3、λa4初定的取值分别为0～0.05、-0.05～0、-0.15～-0.1、-0.5～-0.3，具体参数可根据实车跟车效果进行标定修正；F1<F2，F1、F2初定的取值分别为0～5％、45％～55％，同样，具体参数可根据实车跟车效果进行标定修正。
本发明实施例中引入所述目标车辆的制动踏板信号是为了可以提前预判所述目标车辆的制动行为，因为从驾驶员踩下踏板有踏板信号后到所述目标车辆产生相应的减速度后，期间会存在一定的延迟，对于一些高速等危险工况，这些延迟会对本车辆行车安全造成一定影响，所以本发明考虑加入所述目标车辆的制动踏板信号BrkPedPst与前车加减速axf对纵向行驶行为工况进行综合判断。
可选地，所述根据所述行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况，还包括：
S22、根据所述目标车辆的位置信息和本车辆的位置信息计算所述目标车辆和本车辆之间的横向距离；根据所述目标车辆的航向角和本车辆的航向角计算所述目标车辆和本车辆之间的航向角夹角；根据所述横向距离和所述航向角夹角确定所述目标车辆的横向行驶行为工况；其中，所述横向行驶行为工况包括切入本车车道行为工况、切出本车车道行为工况及本车车道行驶行为工况。
可选地，步骤S22中，根据所述横向距离和所述航向角夹角确定所述目标车辆的横向行驶行为工况，包括步骤S221～S223:
S221、根据所述横向距离判断所述目标车辆和本车辆是否处于同一车道；
S222、当所述目标车辆和本车辆处于不同车道时，根据所述横向距离的变化率和所述航向角夹角确定所述目标车辆的切入本车车道行为工况的类型；其中，所述切入本车车道行为工况的类型包括：强烈切入倾向行为工况及一般切入倾向行为工况；
S223、当所述目标车辆和本车辆处于同一车道时，根据所述转向灯信号确定所述目标车辆的切出本车车道行为工况的类型，并根据所述航向角夹角和所述目标车辆的方向盘转角确定所述目标车辆的本车车道行驶行为工况的类型；其中，所述切出本车车道行为工况的类型包括：向左切出本车车道行为工况及向右切出本车车道行为工况；所述本车车道行驶行为工况的类型包括：在本车车道直线行驶工况和在本车车道转向进入弯道行驶工况。
本发明实施例首先根据本车辆的位置信息以及目标车辆的位置信息计算出本车辆与目标车辆的横向距离及方向角。然后根据计算出的横向距离先判断目标车辆在本车辆的同一车道还是相邻左右车道，当判断出目标车辆不在本车辆同一车道内时，则进一步判断目标车辆是否有切入本车车道趋势行为的监控，切入行为主要根据接收到的目标车辆的航向角及横向距离的变化率综合判断，将目标车辆的航向角与本车辆的航向角做偏差得到两车之间的车辆航向角夹角△ψ，然后结合横向距离的变化率Y'对切入行为进行综合判断。
具体地，步骤S222中，所述根据所述横向距离的变化率和所述航向角夹角确定所述目标车辆的切入本车车道行为工况的类型，包括步骤S201～S202：
S201、当所述横向距离的变化率Y'大于或等于预设的第一横向距离变化率阈值Υ1，或所述航向角夹角△ψ大于或等于预设的第一航向角夹角阈值ζ1，即满足Y'≥Υ1或△ψ≥ζ1，确定所述目标车辆处于强烈切入倾向行为工况；
S203、当所述横向距离的变化率Y'小于所述第一横向距离变化率阈值Υ1且大于或等于预设的第二横向距离变化率阈值Υ2，且所述航向角夹角△ψ小于所述第一航向角夹角阈值ζ1且大于或等于预设的第二航向角夹角阈值ζ2，即满足Υ2≤Y'<Υ1且ζ2≤△ψ<ζ1，确定所述目标车辆处于一般切入倾向行为工况。
其中，ζ1>ζ2，ζ1、ζ2初定的取值分别为15°、5°，具体参数可根据实车切入判断效果进行标定修正；Υ1>Υ2，Υ1、Υ2初定的取值分别为1.2m/s、0.6m/s，具体参数可根据实车切入判断效果进行标定修正。进一步地，当所述横向距离的变化率和所述航向角夹角均不满足上述步骤时，判断所述目标车辆在一定周期内无切入倾向行为。
具体地，步骤S223中，所述根据所述转向灯信号确定所述目标车辆的切出本车车道行为工况的类型，包括步骤S203～S204：
S203、当所述转向灯信号为左转信号时，确定所述目标车辆处于向左切出本车车道行为工况；
S204、当所述转向灯信号为右转信号时，确定所述目标车辆处于向右切出本车车道行为工况。
具体地，步骤S223中，若所述转向灯信号为无转向信号，所述根据所述航向角夹角和所述目标车辆的方向盘转角确定所述目标车辆的本车车道行驶行为工况的类型，包括步骤S205～S206：
S205、当所述目标车辆的方向盘转角δf大于或等于预设的方向盘转角阈值η1，或所述航向角夹角△ψ大于或等于预设的第三航向角夹角阈值ζ3，即满足δf≥η1或△ψ≥ζ3，确定所述目标车辆处于在本车车道转向进入弯道行驶工况；
S206、当所述目标车辆的方向盘转角δf小于所述方向盘转角阈值η1，或所述航向角夹角△ψ小于所述第三航向角夹角阈值ζ3，即满足δf<η1或△ψ<ζ3，确定所述目标车辆处于在本车车道直线行驶工况。
其中，η1初定取值为8°,ζ3初定取值为3°，具体取值本发明不做限定，可根据实车判断效果进行标定修正。
具体地，在步骤S3中，所述基于与所述行驶工况对应的且为预设的期望跟车车速计算策略，并根据所述行驶车速和本车辆与所述目标车辆的纵向距离，计算出与所述行驶工况对应的期望跟车车速；包括步骤S31～S32。
S31、根据本车辆的当前车速、预设的跟车时间阈值和预设的最小安全距离，计算期望跟车相对距离，满足以下公式：
ddes＝tgapvego+dmin 公式(2)；
其中，vego为本车辆的当前车速；tgap为预设的跟车时间阈值，取值在1s-2s之间；ddes为预设的最小安全距离。
S32、根据所述纵向距离、所述期望跟车相对距离、所述目标车辆的行驶车速、本车辆设定的巡航车速、所述目标车辆的第一车速权重系数和本车辆的第二车速权重系数，计算所述期望跟车车速，满足以下公式：
Figure BDA0002451616360000141
其中，vxf为所述目标车辆的行驶车速；vset为本车辆设定的巡航车速；df为所述纵向距离；K1为所述目标车辆的第一车速权重系数，根据所述期望跟车车速计算策略进行取值；σ1为本车辆的第二车速权重系数，根据所述期望跟车车速计算策略进行取值。
所述期望跟车车速计算策略与所述行驶工况对应，所述期望跟车车速计算策略制定了K1和σ1权重系数根据所述行驶工况的对应关系。K1和σ1的参考取值具体如下：
S301、当所述目标车辆与本车辆处于不同车道时，且在一定周期内所述目标车辆无切入倾向行为，则取值：K1＝0，σ1＝1，即本车辆按设定的巡航车速巡航行驶；
S302、当所述目标车辆与本车辆处于不同车道时，且所述纵向距离满足df≥1.2ddes(即满足安全距离，在这个距离外无需对前车的切入倾向进行判断及相应)，则取值：K1＝0，σ1＝1；
S303、当所述目标车辆与本车辆处于不同车道时，且所述目标车辆处于一般切入倾向行为工况，且所述纵向距离满足df<1.2ddes时，则取值：K1＝0，σ1可取0.9～0.98，即本车辆对一般切入行为做一定防御应对，适当降低自车车速；
S304、当所述目标车辆与本车辆处于不同车道时，且所述目标车辆处于强烈切入倾向行为工况，且所述纵向距离满足df<1.2ddes时，则取值：K1＝0，σ1可取0.8～0.9，即本车辆对强烈切入行为做一定防御应对，适当降低自车车速；
S305、当所述目标车辆和本车辆处于同一车道时，且所述目标车辆处于在本车车道直线行驶工况，则进一步结合所述纵向距离与所述最小安全距离的关系以及纵向驾驶行为工况进行判断取值：
a)当所述纵向距离与所述最小安全距离的关系满足df≥1.2ddes，则取值参考表1：
表1不同目标车辆纵向行驶行为工况下K1与σ1的取值
目标车辆纵向行驶行为工况 κ<sub>1</sub> σ<sub>1</sub>
加速行驶工况 0 1
匀速行驶工况 1.1 0
减速行驶工况 1.05 0
常规减速制动工况 1.02 0
紧急制动工况 1 0
b)当所述纵向距离与所述最小安全距离的关系满足1.05ddes≤df<1.2ddes，则取值参考表2：
表2不同目标车辆纵向行驶行为工况下K1与σ1的取值
目标车辆纵向行驶行为工况 κ<sub>1</sub> σ<sub>1</sub>
加速行驶工况 1.1 0
匀速行驶工况 1.05 0
减速行驶工况 1.02 0
常规减速制动工况 1 0
紧急制动工况 0.95 0
c)当所述纵向距离与所述最小安全距离的关系满足0.95ddes≤df<1.05ddes，则取值参考表3：
表3不同目标车辆纵向行驶行为工况下K1与σ1的取值
目标车辆纵向行驶行为工况 κ<sub>1</sub> σ<sub>1</sub>
加速行驶工况 1.02 0
匀速行驶工况 1 0
减速行驶工况 0.95 0
常规减速制动工况 0.9 0
紧急制动工况 0.85 0
d)当所述纵向距离与所述最小安全距离的关系满足df<0.95ddes，则取值参考表4：
表4不同目标车辆纵向行驶行为工况下K1与σ1的取值
目标车辆纵向行驶行为工况 κ<sub>1</sub> σ<sub>1</sub>
加速行驶工况 1 0
匀速行驶工况 0.95 0
减速行驶工况 0.9 0
常规减速制动工况 0.85 0
紧急制动工况 0.75 0
S306、当所述目标车辆和本车辆处于同一车道时，且所述目标车辆处于切出本车车道行为工况，则取值：κ1＝0，σ1＝1，即本车辆按设定的巡航车速巡航行驶；
S307、当所述目标车辆和本车辆处于同一车道时，且所述目标车辆处于在本车车道转向进入弯道行驶工况，则先根据接收到的所述目标车辆的行驶车速vxf和横摆角速度ωrf得到所述目标车辆进入的弯道半径，然后根据所述弯道半径修正所述第一车速权重系数K1和所述第二车速权重系数σ1，以满足本车辆在弯道上行驶的舒适性和安全性等要求，具体为：
a)先计算所述目标车辆进入的弯道半径：
Figure BDA0002451616360000161
b)根据计算出的弯道半径得到K1和σ1的取值参考表5：
表5不同弯道半径下K1与σ1的取值
半径R<sub>f</sub> κ<sub>1</sub> σ<sub>1</sub>
R<sub>f</sub>≥500m 0.95～1 0
200m≤R<sub>f</sub>&lt;500m 0.8～0.95 0
R<sub>f</sub>&lt;200m 0.5～0.8 0
值得说明是，上述各工况下的权重系数可最后根据实车跟车测试进行修正标定，得到权重系数查表值。本发明实施例根据辨识出的目标车辆的不同行驶行为工况，引入判断阈值系数和车速权重系数等，可实现工况的提前预判和提前防御或应对等，保证跟车安全且更好实现自动跟车行驶的拟人化。
具体地，在步骤S4中，根据所述期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。
在一种可选的实施方式中，在得到所述期望跟车车速后，本车辆即可根据所述期望跟车车速调整本车辆的当前车速，以使本车辆根据所述期望跟车车速对所述目标车辆进行跟车行驶。
在另一种可选的实施方式中，在得到所述期望跟车车速后，通过计算加速度并将加速度转化为控制量的方式去控制本车辆行驶。此时，所述根据所述期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶，包括步骤S41～S43：
S41、根据所述期望跟车车速计算本车辆的期望跟车加速度；
S42、将所述期望跟车加速度转化为控制本车辆跟车行驶的控制量；
S43、根据所述控制量控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。
示例性的，得到所述期望跟车车速后，即可计算出与其对应的期望跟车加速度，然后通过加速度控制器将所述期望跟车加速度转化为可直接输出给底层控制器VCU和ESP的控制量。
可选的，当所述期望跟车加速度为正值时，即期望加速时，所述控制量包括驱动扭矩，此时本车辆调用驱动控制器，所述驱动控制器的原理如图2所示。图中的axdes为所述期望跟车加速度，TFB为反馈力矩，TFF为前馈力矩，ax为本车辆的加速度，Tm为驱动扭矩。此时，所述将所述期望跟车加速度转化为控制本车辆行驶的控制量，包括S401～S404：
S401、根据本车辆的质量和加速度构建本车辆的纵向动力学方程，满足以下公式：
max＝Fx-Faero-Fr-mgsinθ 公式(5)；
其中，m为本车辆的质量；ax为本车辆的加速度；θ为道路坡度；Faero为空气阻力；Fr为滚动阻力；Fx为纵向驱动力；
其中，Fx满足以下公式：
Figure BDA0002451616360000181
其中，rw为自车车轮半径；
S402、根据所述纵向动力学方程计算本车辆的前馈力矩，满足以下公式：
TFF＝rW(max+Faero+Fr+mgsinθ) 公式(7)；
S403、将所述期望跟车加速度和本车辆的实际加速度的偏差进行PID反馈控制调节，得到反馈力矩，满足以下公式：
Figure BDA0002451616360000182
其中，kp、ki、kd分别为PID反馈控制的比例控制参数、积分控制参数和微分控制参数；
S404、将所述前馈力矩和所述反馈力矩的和作为本车辆的所述驱动扭矩，满足以下公式：
Tm＝TFF+TFB 公式(9)。
可选的，当所述期望跟车加速度为负值时，即期望减速时，所述控制量包括制动百分比，此时本车辆调用制动控制器，所述制动控制器的原理如图3所示。图中的axdes为所述期望跟车加速度；BrkFF为前馈控制得到的期望制动百分比，即前馈制动百分比；BrkFB为反馈控制得到的期望制动百分比，即反馈制动百分比；ax为本车辆的加速度，Brk为制动百分比。此时，所述将所述期望跟车加速度转化为控制本车辆行驶的控制量，包括S405～S407：
S405、通过查询预设关系表获取与所述期望跟车加速度和本车辆的当前车速对应的前馈制动百分比；其中，所述预设关系表记录有本车辆的车速和期望跟车加速度两者与前馈制动百分比之间的对应关系；
示例性的，所述预设关系表是根据实车标定测试采集得到的，测试员每次保持一定驾驶车速，如10km/h，分别施加一定的制动百分比或制动踏板位置(5％、10％、15％、20％...至100％梯度增加)，通过车载加速度传感器信号可获取到一定车速下对应制动百分比下的车辆减速度，然后每次依次梯度增大至15km/h、20km/h直至60km/h以上更高车速，重复上述施加制动百分比得到制动减速度的步骤，从而得到车速-制动百分比-减速度(即本车辆的车速-期望跟车加速度-前馈制动百分比)的三维表格，从而，将本车辆的当前车速和期望跟车加速度为查表模型输入，可以通过查表得到前馈制动百分比。
S406、将所述期望跟车加速度和本车辆的实际加速度的偏差进行PID反馈控制调节，得到反馈制动百分比；该PID反馈控制调节与步骤S403相同，在此不再赘述；
S407、将所述前馈制动百分比和所述反馈制动百分比的和作为本车辆的所述制动百分比，满足以下公式：
Brk＝BrkFB+BrkFF 公式(10)。
进一步的，进行PID反馈控制调节的控制调节参数与本车辆当前识别出的驾驶员的驾驶风格对应；其中，所述控制调节参数与所述驾驶风格的对应关系为预设的；所述控制调节参数为预先通过对驾驶员的驾驶习惯进行自适应学习而得到的，所述控制调节参数包括：比例控制参数、积分控制参数和微分控制参数。在现有技术中采用单一固定的控制参数控制车辆跟踪期望车速难以保证对不同驾驶员的适配性，而采用自适应学习在线实时辨识驾驶员的驾驶风格，可以适配该驾驶员的跟车风格，更符合拟人化的自动驾驶。
示例性的，采用自适应学习在线实时辨识驾驶员的驾驶风格，然后在线映射出一套控制参数来适配该驾驶员的跟车风格，进而实现拟人化的自动驾驶。具体实现方式为：
①驾驶员先人工驾驶车辆一段时间后，自动跟车***会在线实时辨识驾驶员的驾驶风格，如激进型驾驶员、稳健型驾驶员、保守型驾驶员等；
②采用自适应学习映射出的一套适配各自驾驶员风格的控制参数，然后根据不同的驾驶员风格进行控制参数切换，如激进型风格的比例控制参数kp偏大，稳健型的比例控制参数kp适中，保守型的比例控制参数kp偏小等。
值得说明的是，本发明实施例中采用自适应学习根据驾驶员风格控制PID反馈环节的控制调节参数，从而改变所述控制量(驱动扭矩或制动百分比)，而所述控制量又能反过来调节本车辆的所述期望跟车加速度。因此，上述步骤S41中所述根据所述期望跟车车速计算本车辆的期望跟车加速度，包括：根据所述期望跟车车速以及所述自适应学习在线整定出的控制参数计算本车辆的期望跟车加速度。
进一步的，上述步骤S1～S4的过程可参考图4。
与现有技术相比，本发明实施例公开的车辆行驶控制方法，通过获取在本车辆前方的目标车辆当前的行驶信息，从而根据行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况，并根据所述行驶车速和本车辆与所述目标车辆的纵向距离，计算出与所述行驶工况对应的期望跟车车速，能够建立目标车辆和本车辆的跟车条件关系，规划出各种工况下的期望跟车车速，以根据所述期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。由于在计算所述期望跟车车速中，考虑了横向行驶状态信息的影响，并且还结合了目标车辆的横向行驶行为工况，在目标车辆突发横向行为变化时，依然能够得到相对稳定的跟车策略，解决了现有行驶控制方法中，忽略了横向方向的信息量导致不能很好地预判前车的一些横向行为，从而不能满足更多复杂工况下的自动跟车的行驶安全的问题，可以在自动跟车的行驶控制中，有效地提高复杂工况下的自动跟车行驶过程中的安全性，且有效提高道路的行车效率。
参见图5，图5是本发明实施例提供的一种车辆行驶控制装置10的结构示意图；所述车辆行驶控制装置10，包括：
行驶信息获取模块11，用于获取在本车辆前方的目标车辆当前的行驶信息；所述行驶信息包括纵向行驶状态信息及横向行驶状态信息；所述纵向行驶状态信息包括行驶车速和位置信息；
行驶工况确定模块12，用于根据所述行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况；所述行驶工况包括与所述纵向行驶状态信息对应的纵向行驶行为工况和与所述横向行驶状态信息对应的横向行驶行为工况；
期望跟车车速计算模块13，用于基于与所述行驶工况对应的且为预设的期望跟车车速计算策略，并根据所述行驶车速和本车辆与所述目标车辆的纵向距离，计算出与所述行驶工况对应的期望跟车车速；所述纵向距离是根据目标车辆当前的所述位置信息及本车辆的当前的位置信息计算得到的；
行驶控制模块14，用于根据所述期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。
值得说明的是，本发明实施例所述的车辆行驶控制装置10可以为本车辆中的车载终端，所述车载终端是车辆监控管理***的前端设备，集成了数据处理和数据通信等多项功能，具有强大的业务调度功能和数据处理能力。可选地，本车辆为电动车。
本车辆预先与目标车辆建立通信连接。示例性的，本车辆与所述目标车辆利用车联网技术的车-车通信技术(V2V)进行信号传输，进行信号传输所用到的通信设备包括但不限于车载DSRC(Dedicated Short Range Communications，专用短程通信技术)无线通信设备、LTE-V通信设备以及新型5G通信设备。
所述行驶信息包括纵向行驶状态信息及横向行驶状态信息。
所述纵向行驶状态信息包括所述目标车辆的行驶车速、位置信息、加速度及制动踏板信号。在一种可选的实施方式中，所述行驶信息由所述目标车辆采集并通过所述车-车通信设备发送过来，所述目标车辆上设有速度传感器、GPS定位装置和制动信号采集装置，所述速度传感器用于获取所述行驶车速和加速度，所述GPS定位装置用于获取所述位置信息，所述制动信号采集装置用于采集所述制动踏板信号。在另一种可选的实施方式中，所述行驶信息中的部分信息通过所述目标车辆采集并发送过来，另一部分信息可由本车辆采集，比如本车辆可以采集所述目标车辆的位置信息，通过以本车辆为原点构建坐标系以计算所述目标车辆的位置信息。
所述横向行驶状态信息包括所述目标车辆的航向角、转向灯信号、方向盘转角和横摆角。所述横向行驶状态信息可通过在所述目标车辆的对应位置处设置采集装置采集。
可选地，在所述行驶信息获取模块11获取所述目标车辆发送过来的行驶信息后，因为所述行驶信息可能带有较大噪声干扰，因此要对接收到的所述行驶信息进行滤波处理。所用的滤波处理方法包括但不限于一阶低通滤波或滑动均值滤波等。
在本发明实施例中，优先采用滑动均值滤波对所述行驶信息进行滤波处理，滑动均值滤波既可以降低所述行驶信息的噪声，也可以使所述行驶信息在一定周期内尽可能地平滑，可以避免跟车控制受到所述行驶信息的影响而频繁切换或振荡等，具体的滑动均值滤波如下：
Figure BDA0002451616360000221
其中，para为接收到的所述目标车辆的行驶信息；t表示当前时刻；T为控制周期；n为滑动时窗数。
所述行驶工况包括与所述纵向行驶状态信息对应的纵向行驶行为工况和与所述横向行驶状态信息对应的横向行驶行为工况。在进行跟车决策中，根据接收到的目标车辆行驶信息，根据一定的辨识规则在线辨识出目标车辆的纵向行驶行为工况和横向行驶行为工况，从而可以应对更多复杂的工况，保证跟车安全。
可选地，所述行驶工况确定模块12包括：
纵向行驶行为工况确定单元121，用于根据所述目标车辆的加速度和所述制动踏板信号，确定所述目标车辆的纵向行驶行为工况；其中，所述纵向行驶行为工况包括加速行驶工况、匀速行驶工况、减速行驶工况、常规减速制动工况和紧急制动工况。
横向行驶行为工况确定单元122，用于根据所述目标车辆的位置信息和本车辆的位置信息计算所述目标车辆和本车辆之间的横向距离；根据所述目标车辆的航向角和本车辆的航向角计算所述目标车辆和本车辆之间的航向角夹角；根据所述横向距离和所述航向角夹角确定所述目标车辆的横向行驶行为工况；其中，所述横向行驶行为工况包括切入本车车道行为工况、切出本车车道行为工况及本车车道行驶行为工况。
可选地，所述纵向行驶行为工况确定单元121具体用于：
当所述目标车辆的加速度大于或等于预设的第一加速度阈值，确定所述目标车辆处于加速行驶工况；
当所述目标车辆的加速度小于所述第一加速度阈值且大于或等于预设的第二加速度阈值，确定所述目标车辆处于匀速行驶工况；
当所述目标车辆的加速度小于所述第二加速度阈值且大于或等于预设的第三加速度阈值，且所述制动踏板信号小于或等于预设的第一制动阈值，确定所述目标车辆处于减速行驶工况；
当所述目标车辆的加速度小于所述第三加速度阈值且大于或等于预设的第四加速度阈值，或所述制动踏板信号大于所述第一制动阈值且小于或等于预设的第二制动阈值，确定所述目标车辆处于常规减速制动工况；
当所述目标车辆的加速度小于所述第四加速度阈值，或所述制动踏板信号大于所述第二制动阈值，确定所述目标车辆处于紧急制动工况。
可选地，所述横向行驶行为工况确定单元122具体用于：
根据所述横向距离判断所述目标车辆和本车辆是否处于同一车道；
当所述目标车辆和本车辆处于不同车道时，根据所述横向距离的变化率和所述航向角夹角确定所述目标车辆的切入本车车道行为工况的类型；其中，所述切入本车车道行为工况的类型包括：强烈切入倾向行为工况及一般切入倾向行为工况；
当所述目标车辆和本车辆处于同一车道时，根据所述转向灯信号确定所述目标车辆的切出本车车道行为工况的类型，并根据所述航向角夹角和所述目标车辆的方向盘转角确定所述目标车辆的本车车道行驶行为工况的类型；其中，所述切出本车车道行为工况的类型包括：向左切出本车车道行为工况及向右切出本车车道行为工况；所述本车车道行驶行为工况的类型包括：在本车车道直线行驶工况和在本车车道转向进入弯道行驶工况。
所述根据所述横向距离的变化率和所述航向角夹角确定所述目标车辆的切入本车车道行为工况的类型，包括：
当所述横向距离的变化率大于或等于预设的第一横向距离变化率阈值，或所述航向角夹角大于或等于预设的第一航向角夹角阈值，确定所述目标车辆处于强烈切入倾向行为工况；
当所述横向距离的变化率小于所述第一横向距离变化率阈值且大于或等于预设的第二横向距离变化率阈值，且所述航向角夹角小于所述第一航向角夹角阈值且大于或等于预设的第二航向角夹角阈值，确定所述目标车辆处于一般切入倾向行为工况。
所述根据所述转向灯信号确定所述目标车辆的切出本车车道行为工况的类型，包括：
当所述转向灯信号为左转信号时，确定所述目标车辆处于向左切出本车车道行为工况；
当所述转向灯信号为右转信号时，确定所述目标车辆处于向右切出本车车道行为工况。
若所述转向灯信号为无转向信号，所述根据所述航向角夹角和所述目标车辆的方向盘转角确定所述目标车辆的本车车道行驶行为工况的类型，包括：
当所述目标车辆的方向盘转角大于或等于预设的方向盘转角阈值，或所述航向角夹角大于或等于预设的第三航向角夹角阈值，确定所述目标车辆处于本车车道转向进入弯道行驶工况；
当所述目标车辆的方向盘转角小于所述方向盘转角阈值，或所述航向角夹角小于所述第三航向角夹角阈值，确定所述目标车辆处于在本车车道直线行驶工况。
所述期望跟车车速计算模块13，用于根据本车辆的当前车速、预设的跟车时间阈值和预设的最小安全距离，计算期望跟车相对距离；根据所述纵向距离、所述期望跟车相对距离、所述目标车辆的行驶车速、本车辆设定的巡航车速、所述目标车辆的第一车速权重系数和本车辆的第二车速权重系数，计算所述期望跟车车速；其中，所述第一车速权重系数和所述第二车速权重系数的取值根据所述期望跟车车速计算策略设定。
所述行驶控制模块14，包括：
期望跟车加速度计算单元141，根据所述期望跟车车速计算本车辆的期望跟车加速度；
期望跟车加速度转化单元142，用于将所述期望跟车加速度转化为控制本车辆跟车行驶的控制量；
跟车行驶控制单元143，用于根据所述控制量控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。
当所述期望跟车加速度为正值时，所述控制量包括驱动扭矩；则，所述跟车行驶控制单元143，用于：
根据本车辆的质量和加速度构建本车辆的纵向动力学方程；
根据所述纵向动力学方程计算本车辆的前馈力矩；
将所述期望跟车加速度和本车辆的实际加速度的偏差进行PID反馈控制调节，得到反馈力矩；
将所述前馈力矩和所述反馈力矩的和作为本车辆的所述驱动扭矩。
当所述期望跟车加速度为负值时，所述控制量包括制动百分比；则，所述跟车行驶控制单元143，还用于：
通过查询预设关系表获取与所述期望跟车加速度和本车辆的当前车速对应的前馈制动百分比；其中，所述预设关系表记录有本车辆的车速和期望跟车加速度两者与前馈制动百分比之间的对应关系；
将所述期望跟车加速度和本车辆的实际加速度的偏差进行PID反馈控制调节，得到反馈制动百分比；
将所述前馈制动百分比和所述反馈制动百分比的和作为本车辆的所述制动百分比。
可选地，进行PID反馈控制调节的控制调节参数与本车辆当前识别出的驾驶员的驾驶风格对应；其中，所述控制调节参数与所述驾驶风格的对应关系为预设的；所述控制调节参数为预先通过对驾驶员的驾驶习惯进行自适应学习而得到的。
本发明实施例所述的车辆行驶控制装置10中各个模块的工作过程请参考上述实施例所述的车辆行驶控制方法的工作过程，在此不再赘述。
与现有技术相比，本发明实施例公开的车辆行驶控制装置10，通过获取在本车辆前方的目标车辆当前的行驶信息，从而根据行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况，并根据所述行驶车速和本车辆与所述目标车辆的纵向距离，计算出与所述行驶工况对应的期望跟车车速，能够建立目标车辆和本车辆的跟车条件关系，规划出各种工况下的期望跟车车速，以根据所述期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。由于在计算所述期望跟车车速中，考虑了横向行驶状态信息的影响，并且还结合了目标车辆的横向行驶行为工况，在目标车辆突发横向行为变化时，依然能够得到相对稳定的跟车策略，解决了现有行驶控制方法中，忽略了横向方向的信息量导致不能很好地预判前车的一些横向行为，从而不能满足更多复杂工况下的自动跟车的行驶安全的问题，可以在自动跟车的行驶控制中，有效地提高复杂工况下的自动跟车行驶过程中的安全性，且有效提高道路的行车效率。
参见图6，图6是本发明实施例提供的一种车辆行驶控制***20的结构示意图；车辆行驶控制***20包括：处理器21、存储器22以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，例如行驶控制程序。所述处理器21执行所述计算机程序时实现上述各个测试方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S1～S4。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如行驶信息获取模块11。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器22中，并由所述处理器21执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述车辆行驶控制***20中的执行过程。例如，所述计算机程序可以被分割成行驶信息获取模块11、行驶工况确定模块12、期望跟车车速计算模块13和行驶控制模块14，各模块具体功能如下：
所述行驶信息获取模,11，用于获取在本车辆前方的目标车辆当前的行驶信息；所述行驶信息包括纵向行驶状态信息及横向行驶状态信息；所述纵向行驶状态信息包括行驶车速和位置信息；
所述行驶工况确定模块12，用于根据所述行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况；所述行驶工况包括与所述纵向行驶状态信息对应的纵向行驶行为工况和与所述横向行驶状态信息对应的横向行驶行为工况；
所述期望跟车车速计算模块13，用于基于与所述行驶工况对应的且为预设的期望跟车车速计算策略，并根据所述行驶车速和本车辆与所述目标车辆的纵向距离，计算出与所述行驶工况对应的期望跟车车速；所述纵向距离是根据目标车辆当前的所述位置信息及本车辆的当前的位置信息计算得到的；
所述行驶控制模块14，用于根据所述期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。
所述车辆行驶控制***20可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述车辆行驶控制***20可包括，但不仅限于，处理器21、存储器22。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是图像增强设备的示例，并不构成对车辆行驶控制***20的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述车辆行驶控制***20还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器21可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器21是所述车辆行驶控制***20的控制中心，利用各种接口和线路连接整个车辆行驶控制***20的各个部分。
所述存储器22可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器21通过运行或执行存储在所述存储器22内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器22内的数据，实现所述车辆行驶控制***20的各种功能。所述存储器22可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述车辆行驶控制***20集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
本发明实施例3公开的汽车的行驶控制装置和可读存储介质，通过获取车辆所处环境的图像信息，从而得到所述车辆的位置信息，所述位置信息包括所述车辆与前方车辆的车距信息，以及所述车辆与车道中心的偏移信息。并获取所述车辆的行驶状态信息，从而根据所述位置信息和所述行驶状态信息，通过强化学习模型得到相应的控制策略。由于在计算所述控制策略的过程中，考虑了所述车距信息与所述偏移信息的影响，并且还结合了所述行驶状态信息，通过强化学习进行计算，在所述前方车辆的行驶发生突发性变化时，依然能够得到相对稳定的控制策略，解决了现有行驶控制方法中，前车行驶发生突发性变化时，容易对本车的行驶控制造成较大影响的问题，可以在自动跟车的行驶控制中，有效地提高车辆在行驶过程中的稳定性和安全性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种车辆行驶控制方法，其特征在于，包括：
获取在本车辆前方的目标车辆当前的行驶信息；所述行驶信息包括纵向行驶状态信息及横向行驶状态信息；所述纵向行驶状态信息包括行驶车速和位置信息；
根据所述行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况；所述行驶工况包括与所述纵向行驶状态信息对应的纵向行驶行为工况和与所述横向行驶状态信息对应的横向行驶行为工况；
基于与所述行驶工况对应的且为预设的期望跟车车速计算策略，并根据所述行驶车速和本车辆与所述目标车辆的纵向距离，计算出与所述行驶工况对应的期望跟车车速；所述纵向距离是根据目标车辆当前的所述位置信息及本车辆的当前的位置信息计算得到的；
根据所述期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。
2.如权利要求1所述的车辆行驶控制方法，其特征在于,所述行驶信息由所述目标车辆采集并发送过来。
3.如权利要求2所述的车辆行驶控制方法，其特征在于,所述纵向行驶状态信息还包括所述目标车辆的加速度及制动踏板信号；则，所述根据所述行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况，包括：
根据所述目标车辆的加速度和所述制动踏板信号，确定所述目标车辆的纵向行驶行为工况；其中，所述纵向行驶行为工况包括加速行驶工况、匀速行驶工况、减速行驶工况、常规减速制动工况和紧急制动工况。
4.如权利要求3所述的车辆行驶控制方法，其特征在于,所述根据所述加速度和所述制动踏板信号，确定所述目标车辆的纵向行驶行为工况，包括：
当所述目标车辆的加速度大于或等于预设的第一加速度阈值，确定所述目标车辆处于加速行驶工况；
当所述目标车辆的加速度小于所述第一加速度阈值且大于或等于预设的第二加速度阈值，确定所述目标车辆处于匀速行驶工况；
当所述目标车辆的加速度小于所述第二加速度阈值且大于或等于预设的第三加速度阈值，且所述制动踏板信号小于或等于预设的第一制动阈值，确定所述目标车辆处于减速行驶工况；
当所述目标车辆的加速度小于所述第三加速度阈值且大于或等于预设的第四加速度阈值，或所述制动踏板信号大于所述第一制动阈值且小于或等于预设的第二制动阈值，确定所述目标车辆处于常规减速制动工况；
当所述目标车辆的加速度小于所述第四加速度阈值，或所述制动踏板信号大于所述第二制动阈值，确定所述目标车辆处于紧急制动工况。
5.如权利要求2至4中任一项所述的车辆行驶控制方法，其特征在于，所述横向行驶状态信息包括所述目标车辆的航向角；则，所述根据所述行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况，还包括：
根据所述目标车辆的位置信息和本车辆的位置信息计算所述目标车辆和本车辆之间的横向距离；
根据所述目标车辆的航向角和本车辆的航向角计算所述目标车辆和本车辆之间的航向角夹角；
根据所述横向距离和所述航向角夹角确定所述目标车辆的横向行驶行为工况；其中，所述横向行驶行为工况包括切入本车车道行为工况、切出本车车道行为工况及本车车道行驶行为工况。
6.如权利要求5所述的车辆行驶控制方法，其特征在于，所述横向行驶状态信息还包括转向灯信号和方向盘转角；则，所述根据所述横向距离和所述航向角夹角确定所述目标车辆的横向行驶行为工况，包括：
根据所述横向距离判断所述目标车辆和本车辆是否处于同一车道；
当所述目标车辆和本车辆处于不同车道时，根据所述横向距离的变化率和所述航向角夹角确定所述目标车辆的切入本车车道行为工况的类型；其中，所述切入本车车道行为工况的类型包括：强烈切入倾向行为工况及一般切入倾向行为工况；
当所述目标车辆和本车辆处于同一车道时，根据所述转向灯信号确定所述目标车辆的切出本车车道行为工况的类型，并根据所述航向角夹角和所述目标车辆的方向盘转角确定所述目标车辆的本车车道行驶行为工况的类型；其中，所述切出本车车道行为工况的类型包括：向左切出本车车道行为工况及向右切出本车车道行为工况；所述本车车道行驶行为工况的类型包括：在本车车道直线行驶工况和在本车车道转向进入弯道行驶工况。
7.如权利要求6所述的车辆行驶控制方法，其特征在于,所述根据所述横向距离的变化率和所述航向角夹角确定所述目标车辆的切入本车车道行为工况的类型，包括：
当所述横向距离的变化率大于或等于预设的第一横向距离变化率阈值，或所述航向角夹角大于或等于预设的第一航向角夹角阈值，确定所述目标车辆处于强烈切入倾向行为工况；
当所述横向距离的变化率小于所述第一横向距离变化率阈值且大于或等于预设的第二横向距离变化率阈值，且所述航向角夹角小于所述第一航向角夹角阈值且大于或等于预设的第二航向角夹角阈值，确定所述目标车辆处于一般切入倾向行为工况。
8.如权利要求6所述的车辆行驶控制方法，其特征在于,所述根据所述转向灯信号确定所述目标车辆的切出本车车道行为工况的类型，包括：
当所述转向灯信号为左转信号时，确定所述目标车辆处于向左切出本车车道行为工况；
当所述转向灯信号为右转信号时，确定所述目标车辆处于向右切出本车车道行为工况。
9.如权利要求8所述的车辆行驶控制方法，其特征在于,若所述转向灯信号为无转向信号，所述根据所述航向角夹角和所述目标车辆的方向盘转角确定所述目标车辆的本车车道行驶行为工况的类型，包括：
当所述目标车辆的方向盘转角大于或等于预设的方向盘转角阈值，或所述航向角夹角大于或等于预设的第三航向角夹角阈值，确定所述目标车辆处于本车车道转向进入弯道行驶工况；
当所述目标车辆的方向盘转角小于所述方向盘转角阈值，或所述航向角夹角小于所述第三航向角夹角阈值，确定所述目标车辆处于在本车车道直线行驶工况。
10.如权利要求1至4中任一项所述的车辆行驶控制方法，其特征在于，所述基于与所述行驶工况对应的且为预设的期望跟车车速计算策略，并根据所述行驶车速和本车辆与所述目标车辆的纵向距离，计算出与所述行驶工况对应的期望跟车车速，包括：
根据本车辆的当前车速、预设的跟车时间阈值和预设的最小安全距离，计算期望跟车相对距离；
根据所述纵向距离、所述期望跟车相对距离、所述目标车辆的行驶车速、本车辆设定的巡航车速、所述目标车辆的第一车速权重系数和本车辆的第二车速权重系数，计算所述期望跟车车速；其中，所述第一车速权重系数和所述第二车速权重系数的取值根据所述期望跟车车速计算策略设定。
11.如权利要求至4中任一项所述的车辆行驶控制方法，其特征在于，所述根据所述期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶，包括：
根据所述期望跟车车速计算本车辆的期望跟车加速度；
将所述期望跟车加速度转化为控制本车辆跟车行驶的控制量；
根据所述控制量控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。
12.如权利要求11所述的车辆行驶控制方法，其特征在于，本车辆为电动车辆，当所述期望跟车加速度为正值时，所述控制量包括驱动扭矩；则，所述将所述期望跟车加速度转化为控制本车辆行驶的控制量，包括：
根据本车辆的质量和加速度构建本车辆的纵向动力学方程；
根据所述纵向动力学方程计算本车辆的前馈力矩；
将所述期望跟车加速度和本车辆的实际加速度的偏差进行PID反馈控制调节，得到反馈力矩；
将所述前馈力矩和所述反馈力矩的和作为本车辆的所述驱动扭矩。
13.如权利要求11所述的车辆行驶控制方法，其特征在于，当所述期望跟车加速度为负值时，所述控制量包括制动百分比；则，所述将所述期望跟车加速度转化为控制本车辆行驶的控制量，包括：
通过查询预设关系表获取与所述期望跟车加速度和本车辆的当前车速对应的前馈制动百分比；其中，所述预设关系表记录有本车辆的车速和期望跟车加速度两者与前馈制动百分比之间的对应关系；
将所述期望跟车加速度和本车辆的实际加速度的偏差进行PID反馈控制调节，得到反馈制动百分比；
将所述前馈制动百分比和所述反馈制动百分比的和作为本车辆的所述制动百分比。
14.如权利要求12或13所述的车辆行驶控制方法，其特征在于，进行PID反馈控制调节的控制调节参数与本车辆当前识别出的驾驶员的驾驶风格对应；其中，所述控制调节参数与所述驾驶风格的对应关系为预设的；所述控制调节参数为预先通过对驾驶员的驾驶习惯进行自适应学习而得到的。
15.一种车辆行驶控制装置，其特征在于，包括：
行驶信息获取模块，用于获取在本车辆前方的目标车辆当前的行驶信息；所述行驶信息包括纵向行驶状态信息及横向行驶状态信息；所述纵向行驶状态信息包括行驶车速和位置信息；
行驶工况确定模块，用于根据所述行驶信息确定所述目标车辆当前的行驶工况；所述行驶工况包括与所述纵向行驶状态信息对应的纵向行驶行为工况和与所述横向行驶状态信息对应的横向行驶行为工况；
期望跟车车速计算模块，用于基于与所述行驶工况对应的且为预设的期望跟车车速计算策略，并根据所述行驶车速和本车辆与所述目标车辆的纵向距离，计算出与所述行驶工况对应的期望跟车车速；所述纵向距离是根据目标车辆当前的所述位置信息及本车辆的当前的位置信息计算得到的；
行驶控制模块，用于根据所述期望跟车车速，控制本车辆对所述目标车辆的跟车行驶。
16.一种车辆行驶控制***，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至14中任意一项所述的车辆行驶控制方法。
17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至14中任意一项所述的车辆行驶控制方法。
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