CN113696902A - 车辆控制***、方法、计算机设备、介质及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆控制***、车辆控制方法、计算机设备、计算机可读存储介质及车辆。按照本发明一个方面的车辆控制***包括：自动驾驶控制模块，其配置成基于车辆环境信息、车辆状态信息以及车辆目的地信息来实时地生成第一规划信息和第二规划信息，其中所述第二规划信息用于安全停车；以及车辆动态控制模块，其配置成实时地接收来自所述自动驾驶控制模块的所述第一规划信息和所述第二规划信息，以基于所述接收的第一规划信息生成第一控制指令或者基于所述接收的第二规划信息生成第二控制指令。

Description

车辆控制***、方法、计算机设备、介质及车辆
技术领域
本发明涉及车辆控制领域，并且更具体地涉及一种车辆控制***、车辆控制方法、计算机设备、计算机存储介质及车辆。
背景技术
随着人们对安全和舒适驾驶体验的不断追求，自动驾驶技术已经成为汽车的新发展方向。自动驾驶技术依靠计算机视觉、雷达、监控装置和全球定位***等协同合作，使得车辆可以在不需要人类主动操作的情况下实现自动行驶、转向和制动等操作。
自动驾驶技术主要依靠自动驾驶控制器发送车辆横向控制指令和纵向控制指令来控制车辆操作。然而，当自动驾驶控制器发生故障而不能发送车辆横向控制指令和纵向控制指令时，车辆将发生安全事故，例如与其他车辆发生碰撞、驶出车道等。因此，如何避免因自动驾驶控制器发生故障而导致的车辆安全事故是至关重要的。
在目前的车辆自动驾驶***中，通常设置有主自动驾驶控制器和辅助自动驾驶控制器，在主自动驾驶控制器发生故障的情况下辅助自动驾驶控制器可以接管主自动驾驶控制器来控制车辆进行安全停车。然而，辅助自动驾驶控制器的设置额外地增加了自动驾驶***设计的花费时间、复杂性和成本。此外，主自动驾驶控制器和辅助自动驾驶控制器也存在同时发生故障的可能性，因此辅助自动驾驶控制器的设置也不能完全保证自动驾驶车辆行驶的安全性。
发明内容
为了解决或至少缓解以上问题中的一个或多个，提供了以下技术方案。
按照本发明的第一方面，提供一种车辆控制***，其包括：自动驾驶控制模块，其配置成基于车辆环境信息、车辆状态信息以及车辆目的地信息来实时地生成第一规划信息和第二规划信息，其中所述第二规划信息用于安全停车；以及车辆动态控制模块，其配置成实时地接收来自所述自动驾驶控制模块的所述第一规划信息和所述第二规划信息，以基于所述接收的第一规划信息生成第一控制指令或者基于所述接收的第二规划信息生成第二控制指令。
根据本发明一实施例所述的车辆控制***，其中所述车辆动态控制模块进一步配置成：实时地检测与所述自动驾驶控制模块之间的通信状态和所述自动驾驶控制模块的运行状态，以确定所述自动驾驶控制模块是否发生故障；以及在确定所述自动驾驶控制模块未发生故障时基于所述接收的第一规划信息生成第一控制指令，以及在确定所述自动驾驶控制模块发生故障时基于所述接收的第二规划信息生成第二控制指令。
根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的车辆控制***，其中所述车辆动态控制模块进一步配置成：当检测到与所述自动驾驶控制模块之间的通信状态和所述自动驾驶控制模块的运行状态中的至少一个异常时确定所述自动驾驶控制模块发生故障；以及当检测到与所述自动驾驶控制模块之间的通信状态和所述自动驾驶控制模块的运行状态正常时确定所述自动驾驶控制模块未发生故障。
根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的车辆控制***，其中所述车辆控制***进一步包括：横向控制模块，其配置成基于来自所述车辆动态控制模块的所述第一控制指令或所述第二控制指令来控制所述车辆转向；以及纵向控制模块，其配置成基于来自所述车辆动态控制模块的所述第一控制指令或所述第二控制指令来控制所述车辆加速/减速。
根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的车辆控制***，其中所述第一控制指令包括转向角和加速/减速值，所述车辆动态控制模块进一步配置成：将所述转向角发送到所述横向控制模块来控制所述车辆转向；以及将所述加速/减速值发送到所述纵向控制模块来控制所述车辆加速/减速。
根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的车辆控制***，其中所述车辆动态控制模块进一步包括路径跟踪子模块，所述路径跟踪子模块配置成基于所述第二规划信息执行路径跟踪操作以生成第二控制指令。
根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的车辆控制***，其中所述路径跟踪子模块进一步配置成通过以下步骤来基于所述第二规划信息执行路径跟踪操作以生成第二控制指令：基于车辆当前位置信息、车速和偏航角来确定车辆跟踪所述第二规划信息所需的转向角偏差和速度偏差；基于所述确定的车辆跟踪所述第二规划信息所需的转向角偏差和速度偏差来生成所述第二控制指令，所述第二控制指令包括转向角控制量和加速/减速值控制量；以及基于所述转向角控制量来控制所述横向控制模块并且基于所述加速/减速值控制量来控制所述纵向控制模块，使得所述车辆按照所述第二规划信息行驶到安全停车位置。
按照本发明的第二方面，提供一种车辆控制方法，其包括以下步骤：基于车辆环境信息、车辆状态信息以及车辆目的地信息来实时地生成第一规划信息和第二规划信息，其中所述第二规划信息用于安全停车；实时地检测车辆动态控制模块与自动驾驶控制模块之间的通信状态和所述自动驾驶控制模块的运行状态，以确定所述自动驾驶控制模块是否发生故障；以及在确定所述自动驾驶控制模块未发生故障时基于所述第一规划信息生成第一控制指令，以及在确定所述自动驾驶控制模块发生故障时基于所述第二规划信息生成第二控制指令。
根据本发明一实施例所述的车辆控制方法，其中进一步包括：当检测到车辆动态控制模块与自动驾驶控制模块之间的通信状态和所述自动驾驶控制模块的运行状态中的至少一个异常时确定所述自动驾驶控制模块发生故障；以及当检测到车辆动态控制模块与自动驾驶控制模块之间的通信状态和所述自动驾驶控制模块的运行状态正常时确定所述自动驾驶控制模块未发生故障。
根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的车辆控制方法，其中所述第一控制指令包括转向角和加速/减速值，所述方法进一步包括：利用所述转向角来控制所述车辆转向；以及利用所述加速/减速值来控制所述车辆加速/减速。
根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的车辆控制方法，其中进一步包括：基于所述第二规划信息执行路径跟踪操作以生成第二控制指令。
根据本发明一实施例或以上任一实施例的所述的车辆控制方法，其中通过以下步骤来基于所述第二规划信息执行路径跟踪操作以生成第二控制指令：基于车辆当前位置信息、车速和偏航角来确定车辆跟踪所述第二规划信息所需的转向角偏差和速度偏差；基于所述确定的车辆跟踪所述第二规划信息所需的转向角偏差和速度偏差来生成第二控制指令，所述第二控制指令包括转向角控制量和加速/减速值控制量；以及基于所述转向角控制量来控制所述车辆转向并且基于所述加速/减速值控制量来控制所述车辆加速/减速，使得所述车辆按照所述第二规划信息行驶到安全停车位置
根据本发明的第三方面，提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序可被计算机执行以实现根据本发明第二方面所述的车辆控制方法的步骤。
根据本发明的第四方面，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现根据本发明第二方面所述的车辆控制方法的步骤。
根据本发明的第五方面，提供一种车辆，所述车辆包括根据本发明第一方面所述的车辆控制***。
附图说明
本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。在所述附图中：
图1为按照本发明的一个实施例的车辆控制***的框图。
图2为按照本发明的一个实施例的车辆控制方法的流程图。
图3为按照本发明的一个实施例的路径跟踪的示意图。
图4为按照本发明的一个实施例的计算机设备的框图。
具体实施方式
在本说明书中，参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的各实施例旨在使本文的公开全面完整，以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。
诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。
需要说明的是，术语“车辆”在本发明中广泛地解释为包括任何移动物体，包括例如飞行器、船只、航天器、汽车、卡车、厢式货车、半挂车、摩托车、高尔夫球车、越野车辆、仓库运输车辆或农用车以及行驶在轨道上的车辆，例如电车或火车以及其它有轨车辆。本发明中的“车辆”通常可以包括动力***、传感器***、控制***、***设备和计算机***。在其它实施例中，车辆可以包括更多、更少或者不同的***。
在下文中，将参考附图详细地描述根据本发明的各示例性实施例。
图1为按照本发明的一个实施例的车辆控制***的框图。如图1中所示，车辆控制***10包括自动驾驶控制模块110、车辆动态控制模块120、横向控制模块130和纵向控制模块140。
自动驾驶控制模块110配置成基于车辆环境信息、车辆状态信息以及车辆目的地信息来实时地生成第一规划信息和第二规划信息，其中第一规划信息用于自动驾驶车辆的正常行驶，以及第二规划信息用于自动驾驶车辆的安全停车。可选地，第一规划信息和第二规划信息可以包括但不限于路径规划信息和轨迹规划信息。在一个示例中，第一规划信息可以实现为轨迹规划信息，而第二规划信息可以实现为路径规划信息。在另一个示例中，第一规划信息可以实现为路径规划信息，而第二规划信息可以实现为轨迹规划信息。然而，本领域技术人员可以理解的是，第一规划信息和第二规划信息的实现方式不限于以上所述的实现方式，在不脱离本发明的范围的情况下，第一规划信息和第二规划信息可以以任何其他的规划方式来实现。
作为示例，车辆环境信息可以包括但不限于：车辆当前所处环境中的车道线信息、车道数、道路边界信息、道路行驶参数、交通信号、绿化带信息以及障碍物信息等。车辆状态信息可以包括但不限于：车辆的速度、加速度、偏航角等。车辆目的地信息可以包括但不限于：车辆在正常行驶过程中期望到达的目的地以及车辆在安全停车时期望到达的目的地。
在一个实施例中，自动驾驶控制模块110可以基于车辆环境信息、车辆状态信息以及车辆目的地信息，采用规划信息控制算法，结合车辆动力学模型和运动学模型，实时地生成车辆的第一规划信息和第二规划信息两者。在本文中，采用规划信息控制算法实时地生成车辆的第一规划信息和第二路径的过程可以参考相关技术，在此不再赘述。
车辆动态控制模块120配置成实时地接收来自自动驾驶控制模块110的第一规划信息和第二规划信息，以基于接收的第一规划信息生成第一控制指令或者基于接收的第二规划信息生成第二控制指令。可选地，车辆动态控制模块120进一步配置成实时地检测与自动驾驶控制模块110之间的通信状态和自动驾驶控制模块110的运行状态，以确定自动驾驶控制模块110是否发生故障；以及在确定自动驾驶控制模块110未发生故障时基于接收的第一规划信息生成第一控制指令，以及在确定自动驾驶控制模块110发生故障时基于接收的第二规划信息生成第二控制指令。可以理解的是，自动驾驶控制模块110的故障可以包括但不限于：供电丢失、硬件失效、软件报错等。可选地，车辆动态控制模块120进一步配置成当检测到与自动驾驶控制模块110之间的通信状态和自动驾驶控制模块110的运行状态中的至少一个异常时确定自动驾驶控制模块110发生故障；以及当检测到与自动驾驶控制模块110之间的通信状态和自动驾驶控制模块110的运行状态正常时确定自动驾驶控制模块110未发生故障。
在一个实施例中，第一控制指令可以包括转向角和加速/减速值，车辆动态控制模块120进一步配置成将转向角发送到横向控制模块130来控制车辆转向；以及将加速/减速值发送到纵向控制模块140来控制车辆加速/减速。
在另一个实施例中，车辆动态控制模块120可以根据第一规划信息以及当前转向角计算出转向角控制指令，以发送到横向控制模块130来控制车辆转向。作为示例，横向控制模块130可以实现为电子动力转向机构（EPS，Electrical Power Steering）。在另一个实施例中，车辆动态控制模块120可以根据第一规划信息、当前车速以及目标车速计算出加速/减速控制指令（例如，挡位控制指令、加速指令或制动指令），以发送到纵向控制模块140来控制车辆加速/减速。作为示例，纵向控制模块140可以实现为发动机/电机控制单元和制动控制单元。
车辆动态控制模块120进一步包括路径跟踪子模块（图1中未示出），所述路径跟踪子模块配置成基于第二规划信息执行路径跟踪操作以生成第二控制指令。可选地，路径跟踪子模块进一步配置成通过以下步骤来基于第二规划信息执行路径跟踪操作以生成第二控制指令：基于车辆当前位置信息、车速和偏航角来确定车辆跟踪第二规划信息所需的转向角偏差和速度偏差；基于所述确定的车辆跟踪第二规划信息所需的转向角偏差和速度偏差来生成第二控制指令，所述第二控制指令包括转向角控制量和加速/减速值控制量；以及基于转向角控制量来控制横向控制模块130并且基于加速/减速值控制量来控制纵向控制模块140，使得车辆按照第二规划信息行驶到安全停车位置。
在一个实施例中，在基于以上第二规划信息执行路径跟踪操作的过程中，路径跟踪子模块可以配置为获取第二规划信息中的路径包含的离散点位置信息和车辆的当前位置信息、当前速度和当前偏航角，并且利用所述获取的第二规划信息中的路径包含的离散点位置信息和车辆的当前位置信息、当前速度和当前偏航角来执行路径跟踪操作。具体而言，车辆动态控制模块120可以配置为根据第二规划信息中的路径包含的离散点位置信息和车辆的当前位置信息来确定车辆的目标偏航角；根据车辆当前偏航角、目标偏航角、当前速度来确定车辆的目标转向角；根据第二规划信息中的路径包含的离散点位置信息和当前偏航角来确定车辆的目标速度；根据所述确定的车辆的目标转向角和目标速度来分别生成转向角控制量和加速/减速值控制量；以及基于所述生成的转向角控制量来控制横向控制模块130并且基于所述生成的加速/减速值控制量来控制纵向控制模块140，使得车辆按照所述第二规划信息行驶到安全停车位置。
在另一个实施例中，在基于以上第二规划信息执行路径跟踪操作的过程中，路径跟踪子模块可以配置为：获取第二规划信息中的路径包含的离散点位置信息和车辆的当前位置信息、当前速度和当前偏航角；选择第二规划信息中的路径包含的离散点位置中距离车辆的当前位置最近的离散点作为目标跟踪点；确定车辆当前位置（例如后轴位置）到目标跟踪点的前视距离l d；确定车辆当前车身姿态与目标跟踪点的夹角α；基于下式来确定车辆的目标转向角δ(t)：
δ(t)=tan-1(
Figure DEST_PATH_IMAGE001
)
其中L表示车辆轴距，α(t)表示t时刻车身姿态与目标跟踪点的夹角；基于车辆的当前速度和期望速度来确定车辆的目标速度；根据所述确定的车辆的目标转向角和目标速度来分别生成转向角控制量和加速/减速值控制量；以及基于所述生成的转向角控制量来控制横向控制模块130并且基于所述生成的加速/减速值控制量来控制纵向控制模块140，使得车辆按照所述第二规划信息行驶到安全停车位置。
本领域技术人员可以理解的是，以上路径跟踪操作的过程的实施例仅作为示例说明，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，根据本发明的路径跟踪子模块可以利用其他路径跟踪方式来基于所述第二规划信息执行路径跟踪操作，以生成第二控制指令来控制横向控制模块130和纵向控制模块140，使得车辆按照所述第二规划信息行驶到安全停车位置。
根据本发明的一个方面的车辆控制***10能够应用于车辆的自动驾驶过程中，在车辆的正常行驶过程中，自动驾驶控制模块110能够实时地生成用于车辆正常行驶的规划信息和在自动驾驶控制模块110发生故障的情况下用于安全停车的规划信息两者并且同时发送到车辆动态控制模块120，从而确保了在自动驾驶控制模块110发生故障的情况下，无需额外的自动驾驶控制模块的控制，车辆动态控制模块120便能够基于先前接收的用于安全停车的规划信息执行路径跟踪操作，从而控制车辆行驶到安全停车位置。
通过上述车辆控制***10，能够仅利用单个自动驾驶控制模块110实现在自动驾驶控制模块110发生故障的情况下的自动驾驶车辆的安全停车，从而在降低自动驾驶***设计的复杂性和成本的同时提高车辆自动驾驶的安全性。
图2为按照本发明的一个实施例的车辆控制方法的流程图。
在步骤210中，基于车辆环境信息、车辆状态信息以及车辆目的地信息来实时地生成第一规划信息和第二规划信息，其中第一规划信息用于自动驾驶车辆的正常行驶，以及第二规划信息用于自动驾驶车辆的安全停车。可选地，第一规划信息和第二规划信息可以包括但不限于路径规划信息和轨迹规划信息。在一个示例中，第一规划信息可以实现为轨迹规划信息，而第二规划信息可以实现为路径规划信息。在另一个示例中，第一规划信息可以实现为路径规划信息，而第二规划信息可以实现为轨迹规划信息。然而，本领域技术人员可以理解的是，第一规划信息和第二规划信息的实现方式不限于以上所述的实现方式，在不脱离本发明的范围的情况下，第一规划信息和第二规划信息可以以任何其他的规划方式来实现。
作为示例，车辆环境信息可以包括但不限于：车辆当前所处环境中的车道线信息、车道数、道路边界信息、道路行驶参数、交通信号、绿化带信息以及障碍物信息等。车辆状态信息可以包括但不限于：车辆的速度、加速度、偏航角等。车辆目的地信息可以包括但不限于：车辆在正常行驶过程中期望到达的目的地以及车辆在安全停车时期望到达的目的地。
在一个实施例中，可以基于车辆环境信息、车辆状态信息以及车辆目的地信息，采用规划信息控制算法，结合车辆动力学模型和运动学模型，实时地生成车辆的第一规划信息和第二规划信息两者。在本文中，采用规划信息控制算法实时地生成车辆的第一规划信息和第二路径的过程可以参考相关技术，在此不再赘述。
在步骤220中，实时地检测车辆动态控制模块与自动驾驶控制模块之间的通信状态和自动驾驶控制模块的运行状态，以确定自动驾驶控制模块是否发生故障；以及在确定自动驾驶控制模块未发生故障时进入步骤230以基于第一规划信息生成第一控制指令，以及在确定自动驾驶控制模块发生故障时进入步骤240以基于第二规划信息生成第二控制指令。可以理解的是，自动驾驶控制模块的故障可以包括但不限于：供电丢失、硬件失效、软件报错等。可选地，当检测到车辆动态控制模块与自动驾驶控制模块之间的通信状态和自动驾驶控制模块的运行状态中的至少一个异常时确定所述自动驾驶控制模块发生故障；以及当检测到车辆动态控制模块与自动驾驶控制模块之间的通信状态和自动驾驶控制模块的运行状态正常时确定所述自动驾驶控制模块未发生故障。
在一个实施例中，第一控制指令可以包括转向角和加速/减速值，可以利用转向角来控制车辆转向，以及可以利用加速/减速值来控制车辆加速/减速。
在另一个实施例中，可以根据第一规划信息以及当前转向角计算出转向角控制指令，以利用转向角控制指令来控制所述车辆转向。在另一个实施例中，可以根据第一规划信息、当前车速以及目标车速计算出加速/减速控制指令（例如，挡位控制指令、加速指令或制动指令），以利用加速/减速控制指令来控制车辆加速/减速。
在步骤240中，可以基于第二规划信息执行路径跟踪操作以生成第二控制指令。可选地，通过以下步骤来基于第二规划信息执行路径跟踪操作以生成第二控制指令：基于车辆当前位置信息、车速和偏航角来确定车辆跟踪第二规划信息所需的转向角偏差和速度偏差；基于所述确定的车辆跟踪第二规划信息所需的转向角偏差和速度偏差来生成第二控制指令，所述第二控制指令包括转向角控制量和加速/减速值控制量；以及基于转向角控制量来控制车辆转向并且基于加速/减速值控制量来控制车辆加速/减速，使得所述车辆按照所述第二规划信息行驶到安全停车位置。
在一个实施例中，在基于以上第二规划信息执行路径跟踪操作的过程中，可以获取第二规划信息中的路径包含的离散点位置信息和车辆的当前位置信息、当前速度和当前偏航角，并且利用所述获取的第二规划信息中的路径包含的离散点位置信息和车辆的当前位置信息、当前速度和当前偏航角来执行路径跟踪操作。具体而言，可以根据第二规划信息中的路径包含的离散点位置信息和车辆的当前位置信息来确定车辆的目标偏航角；根据车辆当前偏航角、目标偏航角、当前速度来确定车辆的目标转向角；根据第二规划信息中的路径包含的离散点位置信息和当前偏航角来确定车辆的目标速度；根据所述确定的车辆的目标转向角和目标速度来分别生成转向角控制量和加速/减速值控制量；以及基于所述生成的转向角控制量来控制车辆转向并且基于所述生成的加速/减速值控制量来控制车辆加速/减速，使得车辆按照所述第二规划信息行驶到安全停车位置。
在另一个实施例中，在基于以上第二规划信息执行路径跟踪操作的过程中，可以获取第二规划信息中的路径包含的离散点位置信息和车辆的当前位置信息、当前速度和当前偏航角；选择第二规划信息中的路径包含的离散点位置中距离车辆的当前位置最近的离散点作为目标跟踪点；确定车辆当前位置（例如后轴位置）到目标跟踪点的前视距离l d；确定车辆当前车身姿态与目标跟踪点的夹角α；基于下式来确定车辆的目标转向角δ(t)：
δ(t)=tan-1(
Figure 527015DEST_PATH_IMAGE001
)
其中L表示车辆轴距，α(t)表示t时刻车身姿态与目标跟踪点的夹角；基于车辆的当前速度和期望速度来确定车辆的目标速度；根据所述确定的车辆的目标转向角和目标速度来分别生成转向角控制量和加速/减速值控制量；以及基于所述生成的转向角控制量来控制车辆转向并且基于所述生成的加速/减速值控制量来控制车辆加速/减速，使得车辆按照所述第二规划信息行驶到安全停车位置。
本领域技术人员可以理解的是，以上路径跟踪操作的过程的实施例仅作为示例说明，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以利用其他路径跟踪方式来基于所述第二规划信息执行路径跟踪操作，以生成第二控制指令来控制车辆转向以及加速/减速，使得车辆按照所述第二规划信息行驶到安全停车位置。
根据本发明的一个方面的车辆控制方法能够应用于车辆的自动驾驶过程中，在车辆的正常行驶过程中，该方法能够实时地生成用于车辆正常行驶的规划信息和在自动驾驶控制模块发生故障的情况下用于安全停车的规划信息两者，从而确保了在自动驾驶控制模块发生故障的情况下，无需额外的自动驾驶控制模块的控制，便能够基于先前接收的用于安全停车的规划信息执行路径跟踪操作，从而控制车辆行驶到安全停车位置。
通过上述车辆控制方法，能够仅利用单个自动驾驶控制模块实现在自动驾驶控制模块发生故障的情况下的自动驾驶车辆的安全停车，从而在降低自动驾驶***设计的复杂性和成本的同时提高车辆自动驾驶的安全性。
图3为按照本发明的一个实施例的路径跟踪的示意图。
如图3中所示，作为示例，用于安全停车的规划信息中的路径信息由多个坐标点(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)、(x4,y4)、(x5,y5)、(x6,y6)来表示。在基于用于安全停车的规划信息执行路径跟踪操作的过程中，基于车辆当前位置信息、车速和偏航角来确定车辆跟踪用于安全停车的路径所需的转向角偏差和速度偏差；基于所述确定的车辆跟踪用于安全停车的路径所需的转向角偏差和速度偏差来生成转向角控制量和加速/减速值控制量；以及基于所述生成的转向角控制量来控制横向控制模块并且基于所述生成的加速/减速值控制量来控制纵向控制模块，使得所述车辆沿着用于安全停车的规划信息行驶到安全停车位置。
在一个实施例中，基于车辆的当前位置信息来在多个坐标点(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)、(x4,y4)、(x5,y5)、(x6,y6)中选择跟踪点，其中该跟踪点是多个坐标点中距离车辆的当前位置最近且位于车辆行驶方向前方的点；基于车辆的当前位置信息、用于安全停车的路径以及选择的跟踪点，确定车辆跟踪选择的跟踪点的横向误差和航向误差；利用Stanley控制器，根据横向误差和航向误差确定车辆的转向角控制量，以及基于所述确定的车辆的转向角控制量来控制横向控制模块，使得所述车辆沿着用于安全停车的规划信息行驶到安全停车位置。本领域技术人员可以理解的是，Stanley控制器是基于Stanley算法设计的用于自动驾驶车辆路径追踪的控制器，Stanley算法是一种基于几何追踪的方法，是一种基于横向跟踪误差(Cross-Track Error)的非线性反馈函数，并且能实现横向跟踪误差指数收敛于0。
本领域技术人员可以理解的是，以上路径跟踪操作的过程的实施例仅作为示例说明，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以利用其他路径跟踪方式来基于用于安全停车的规划信息执行路径跟踪操作，以生成第二控制指令来控制车辆转向以及加速/减速，使得车辆按照用于安全停车的规划信息行驶到安全停车位置。
图4为按照本发明的一个方面的用于实现本发明的车辆控制方法的计算机设备的框图。如图4所示，计算机设备400包括存储器410和处理器420。虽然未图示，但是计算机设备400还包括存储在存储器410上并可在处理器420上运行的计算机程序。处理器420执行所述计算机程序时实现例如图2所示的按照本发明的一个方面的车辆控制方法的各个步骤。
另外，如上所述，本发明也可以被实施为一种计算机存储介质，在其中存储有用于使计算机执行按照本发明的一个方面的车辆控制方法的程序。
在此，作为计算机存储介质，能采用盘类（例如，磁盘、光盘等）、卡类（例如，存储卡、光卡等）、半导体存储器类（例如，ROM、非易失性存储器等）、带类（例如，磁带、盒式磁带等）等各种方式的计算机存储介质。
根据本发明提出的车辆控制***和车辆控制方法，能够仅利用单个自动驾驶控制模块实现在自动驾驶控制模块发生故障的情况下的自动驾驶车辆的安全停车，从而在降低自动驾驶***设计的复杂性和成本的同时提高车辆自动驾驶的安全性。
提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本发明及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本发明的各个方面或者将本发明局限于所公开的精确形式。

Claims (15)

1.一种车辆控制***，其特征在于，所述***包括：
自动驾驶控制模块，其配置成基于车辆环境信息、车辆状态信息以及车辆目的地信息来实时地生成第一规划信息和第二规划信息，其中所述第二规划信息用于安全停车；以及
车辆动态控制模块，其配置成实时地接收来自所述自动驾驶控制模块的所述第一规划信息和所述第二规划信息，以基于所述接收的第一规划信息生成第一控制指令或者基于所述接收的第二规划信息生成第二控制指令。
2.根据权利要求1所述的车辆控制***，其中所述车辆动态控制模块进一步配置成：
实时地检测与所述自动驾驶控制模块之间的通信状态和所述自动驾驶控制模块的运行状态，以确定所述自动驾驶控制模块是否发生故障；以及
在确定所述自动驾驶控制模块未发生故障时基于所述接收的第一规划信息生成第一控制指令，以及在确定所述自动驾驶控制模块发生故障时基于所述接收的第二规划信息生成第二控制指令。
3.根据权利要求2所述的车辆控制***，其中所述车辆动态控制模块进一步配置成：
当检测到与所述自动驾驶控制模块之间的通信状态和所述自动驾驶控制模块的运行状态中的至少一个异常时确定所述自动驾驶控制模块发生故障；以及
当检测到与所述自动驾驶控制模块之间的通信状态和所述自动驾驶控制模块的运行状态正常时确定所述自动驾驶控制模块未发生故障。
4.根据权利要求1所述的车辆控制***，其中所述车辆控制***进一步包括：
横向控制模块，其配置成基于来自所述车辆动态控制模块的所述第一控制指令或所述第二控制指令来控制所述车辆转向；以及
纵向控制模块，其配置成基于来自所述车辆动态控制模块的所述第一控制指令或所述第二控制指令来控制所述车辆加速/减速。
5.根据权利要求4所述的车辆控制***，其中所述第一控制指令包括转向角和加速/减速值，所述车辆动态控制模块进一步配置成：
将所述转向角发送到所述横向控制模块来控制所述车辆转向；以及
将所述加速/减速值发送到所述纵向控制模块来控制所述车辆加速/减速。
6.根据权利要求4所述的车辆控制***，其中所述车辆动态控制模块进一步包括路径跟踪子模块，所述路径跟踪子模块配置成基于所述第二规划信息执行路径跟踪操作以生成第二控制指令。
7.根据权利要求6所述的车辆控制***，其中所述路径跟踪子模块进一步配置成通过以下步骤来基于所述第二规划信息执行路径跟踪操作以生成第二控制指令：
基于车辆当前位置信息、车速和偏航角来确定车辆跟踪所述第二规划信息所需的转向角偏差和速度偏差；
基于所述确定的车辆跟踪所述第二规划信息所需的转向角偏差和速度偏差来生成所述第二控制指令，所述第二控制指令包括转向角控制量和加速/减速值控制量；以及
基于所述转向角控制量来控制所述横向控制模块并且基于所述加速/减速值控制量来控制所述纵向控制模块，使得所述车辆按照所述第二规划信息行驶到安全停车位置。
8.一种车辆控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
基于车辆环境信息、车辆状态信息以及车辆目的地信息来实时地生成第一规划信息和第二规划信息，其中所述第二规划信息用于安全停车；
实时地检测车辆动态控制模块与自动驾驶控制模块之间的通信状态和所述自动驾驶控制模块的运行状态，以确定所述自动驾驶控制模块是否发生故障；以及
在确定所述自动驾驶控制模块未发生故障时基于所述第一规划信息生成第一控制指令，以及在确定所述自动驾驶控制模块发生故障时基于所述第二规划信息生成第二控制指令。
9.根据权利要求8所述的车辆控制方法，其中进一步包括：
当检测到车辆动态控制模块与自动驾驶控制模块之间的通信状态和所述自动驾驶控制模块的运行状态中的至少一个异常时确定所述自动驾驶控制模块发生故障；以及
当检测到车辆动态控制模块与自动驾驶控制模块之间的通信状态和所述自动驾驶控制模块的运行状态正常时确定所述自动驾驶控制模块未发生故障。
10.根据权利要求8所述的车辆控制方法，其中所述第一控制指令包括转向角和加速/减速值，所述方法进一步包括：
利用所述转向角来控制所述车辆转向；以及
利用所述加速/减速值来控制所述车辆加速/减速。
11.根据权利要求8所述的车辆控制方法，其中所述方法进一步包括：
基于所述第二规划信息执行路径跟踪操作以生成第二控制指令。
12.根据权利要求11所述的车辆控制方法，其中通过以下步骤来基于所述第二规划信息执行路径跟踪操作以生成第二控制指令：
基于车辆当前位置信息、车速和偏航角来确定车辆跟踪所述第二规划信息所需的转向角偏差和速度偏差；
基于所述确定的车辆跟踪所述第二规划信息所需的转向角偏差和速度偏差来生成第二控制指令，所述第二控制指令包括转向角控制量和加速/减速值控制量；以及
基于所述转向角控制量来控制所述车辆转向并且基于所述加速/减速值控制量来控制所述车辆加速/减速，使得所述车辆按照所述第二规划信息行驶到安全停车位置。
13.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质包括指令，所述指令在运行时执行权利要求8至12中任一项所述的方法。
14.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求8至12中任一项所述的方法。
15.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的车辆控制***。
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