CN114103993A - 车辆的驾驶控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种驾驶控制装置和方法,该方法可包括:收集与本车辆相关的行驶信息和与其它车辆相关的行驶信息,其中,与本车辆相关的行驶信息包括本车辆的行驶车道和车辆宽度,与其它车辆相关的行驶信息包括本车辆周围的至少一个其它车辆的行驶车道和车辆宽度;基于与其它车辆相关的行驶信息,生成指示其它车辆在相应行驶车道中的位置的一个以上的假想线;基于假想线,计算本车辆需要在本车辆的行驶车道中偏转的偏转值;以及基于计算的偏转值,确定本车辆的行驶路径。
Description
本申请要求于2020年9月1日提交的申请号为10-2020-0111048的韩国专利申请的优先权,该韩国专利申请的全部内容为了所有目的通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于在偏转驾驶时容易地确定偏转值并提高驾驶稳定性和乘坐舒适性的驾驶控制装置及方法。
背景技术
通常,自动驾驶车辆识别行驶车道的两侧车道线并在识别的两侧车道线的中央部分行驶。此外,自动驾驶车辆在考虑附近车辆或障碍物的情况下在车道内生成候选路径,并且为了避免与障碍物碰撞并确保安全,自动驾驶车辆可以通过在不偏离车道线的范围内选择局部路径来偏离车道的中央部分行驶。
在传统的偏转驾驶的情况下,偏转值是利用超过与附近车辆的安全距离的距离作为参数来确定的。这种传统的偏转驾驶方法存在的问题是,随着车辆和道路变得复杂,确定偏转值的逻辑复杂度增加,并且当诸如正常行驶、变道以及交叉路口的驾驶环境发生变化时,由于偏转值的不连续性,驾驶路径不自然地波动。如果将车道线的侵入程度用作确定偏转值的基准,则存在以下问题:即使在车道宽度狭窄的区段内能够预见与其它车辆逐渐靠近的情况下,本车辆也无法提前作出反应。
本发明背景部分中公开的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解,并且不应视为该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的暗示。
发明内容
本发明的各个方面旨在提供一种即使在各种车辆以复杂模式存在的道路上也能够利用简单的方法确定偏转值的驾驶控制装置和方法。
即使在驾驶环境发生变化,例如在直路、弯曲道路、变道和交叉路口的情况下,也可以通过应用相同的参数并连续确定偏转值,从而保持平滑的驾驶状态。
通过示例性实施例解决的技术问题不限于以上技术问题,并且对于本领域技术人员来说,本文未描述的其它技术问题从以下描述中将变得明显。
为了实现这些目的和其它优点并且根据本发明,如本文所体现和广泛描述的,一种驾驶控制方法包括:收集与本车辆相关的行驶信息和与其它车辆相关的行驶信息,其中与本车辆相关的行驶信息包括本车辆的行驶车道和车辆宽度,与其它车辆相关的行驶信息包括本车辆周围的至少一个其它车辆的行驶车道和车辆宽度;基于与其它车辆相关的行驶信息,生成指示其它车辆在相应行驶车道中的位置的一个以上的假想线;基于假想线,计算本车辆需要在本车辆的行驶车道中偏转的偏转值;以及基于计算的偏转值,确定本车辆的行驶路径。
在本发明的另一方面中,一种驾驶控制装置包括:第一确定器,被配置为收集与本车辆相关的行驶信息和与其它车辆相关的行驶信息,其中与本车辆相关的行驶信息包括本车辆的行驶车道和车辆宽度,与其它车辆相关的行驶信息包括本车辆周围的至少一个其它车辆的行驶车道和车辆宽度;第二确定器,被配置为基于与其它车辆相关的行驶信息,生成指示其它车辆在相应行驶车道中的位置的一个以上的假想线,基于假想线计算本车辆需要在本车辆的行驶车道中偏转的偏转值,并基于偏转值确定本车辆的行驶路径;以及驾驶控制器,被配置为基于计算的行驶路径来控制本车辆。
本发明的方法和装置具有其它特征和优点,这些特征和优点将从一起用于解释本发明的某些原理的并入本文的附图和以下具体实施方式中变得明显或在附图和具体实施方式中更详细地阐述。
附图说明
图1是根据本发明的各种示例性实施例的驾驶控制装置的示意框图;
图2是示出图1的偏转路径生成器的配置示例的框图;
图3是示出图1的驾驶控制器的配置示例的框图;
图4是根据本发明的各种示例性实施例的驾驶控制方法的示意性流程图;
图5是根据本发明的各种示例性实施例的偏转路径生成器的控制流程图;
图6是根据本发明的各种示例性实施例的驾驶控制器的控制流程图;
图7、图8和图9是用于说明根据本发明的各种示例性实施例的提取偏转目标对象的方法的示图;
图10、图11、图12和图13是用于说明根据本发明的各种示例性实施例的生成假想线的方法的示图;
图14、图15和图16是用于说明根据本发明的各种示例性实施例的聚类方法的示图;
图17是说明确定最终偏转路径的方法的示图;以及
图18、图19、图20、图21和图22是示出在各种驾驶环境中生成的偏转路径的示例的示图。
可以理解的是,附图不一定按比例绘制,而是呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。如本文所包括的本发明的特定设计特征,包括例如特定尺寸、取向、位置和形状,将由特别预期的应用和使用环境部分地确定。
在附图中,附图标记在附图的几幅图中指代本发明的相同或等同部分。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各种实施例,其示例在附图中示出并在下面描述。尽管将结合本发明的示例性实施例来描述本发明,但是应当理解的是,本描述不旨在将本发明限制于那些示例性实施例。另一方面,本发明旨在不仅涵盖本发明的示例性实施例,而且涵盖可以包括在由所附权利要求书限定的本发明的思想和范围内的各种替代、修改、等同形式和其它实施例。
在下文中,将参照附图详细描述本发明的示例性实施例,以易于本领域技术人员实施。然而,本发明可以被不同地实施,并且不限于本文描述的示例性实施例。在附图中,为了清楚地描述本发明,将省略与本发明的描述无关的部分,并且在整个说明书中相似的部分由相似的附图标记表示。
在整个说明书中,当某个部分“包括”某个组件时,这并不表示排除其它组件,除非有相反的描述,否则还可以包括其它组件。在整个附图中将利用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。
根据本发明的各种示例性实施例,考虑到偏转驾驶的原因是其它车辆的表面靠近本车辆驾驶的车道,可以基于其它车辆偏离相邻车道的距离、车道的宽度和车辆的宽度来确定与本车辆需要偏转的程度相对应的偏转值。在此,可以利用本车辆的控制点有效且直观地生成偏转路径,该控制点通过在与其它车辆对称的相对车道中生成假想车辆,然后将其它车辆和假想车辆的轮廓点的中点彼此连接而形成。因此,即使各种车辆以复杂的模式存在,也可以像实际驾驶员的手动驾驶一样沿着平滑的偏转路径执行自动驾驶,从而提高乘坐舒适性和驾驶稳定性。
在下文中,将参照附图描述根据本发明的各种示例性实施例的车辆的驾驶控制装置。首先,将描述在说明书和附图中使用的主要术语。
本车辆:自己的车辆
另一车辆,其它车辆:除本车辆以外的车辆
附近车辆:由本车辆中设置的传感器检测的、除本车辆之外的车辆
在前车辆:在本车辆正前方驾驶的附近车辆
驾驶车道:本车辆当前驾驶的车道
目标车道:本车辆意图移动到的车道
目标车道车辆:在目标车道驾驶的附近车辆
图1是根据本发明的各种示例性实施例的驾驶控制装置的示意框图。
参照图1,根据本发明的各种示例性实施例的驾驶控制装置可以包括传感器100、通信器110、地图传输模块118、驾驶环境确定器120、偏转路径生成器200和驾驶控制器300。
传感器100可以检测位于本车辆的前方、侧方和后方的至少一个附近车辆,并且可以检测每个附近车辆的位置、速度和加速度。传感器100可以包括设置在本车辆的前侧、侧面和后侧的各种传感器,包括激光雷达(LIDAR,光检测和测距)102、摄像头104和雷达106。
激光雷达102可以测量本车辆和附近车辆之间的距离。激光雷达102可以通过测量照射激光脉冲后从附近车辆反射的激光脉冲的到达时间来确定反射点的空间位置坐标,并且可以检查到本车辆与附近车辆的距离、附近车辆的形状等。
摄像头104可以通过图像传感器获取本车辆周围区域的图像。摄像头104可以包括图像处理器,用于对获取的图像执行图像处理,例如去除噪声、调节图像质量和饱和度以及压缩文件。
雷达106可以测量本车辆和附近车辆之间的距离。雷达106可以通过向附近车辆发射电磁波并接收从附近车辆反射的电磁波来确认包括相对于附近车辆的距离、方向和高度的信息。
通信器110可以接收用于检测本车辆和其它车辆的位置的多条信息。通信器110可以包括接收用于识别本车辆的位置的多条信息的各种装置,诸如车辆到一切(V2X)112、控制器局域网(CAN)114和全球定位***(GPS)116。
地图传输模块118可以提供能够区分各车道的详细地图。详细地图可以以数据库(DB)的形式存储,可以利用无线通信定期自动更新或由用户手动更新,并且可以包括关于每个车道的合并区段的信息(例如,包括合并区段的位置信息和每个合并区段的法定最高速度信息)、每个位置的道路信息、道路分行(off-ramp)信息和交叉路口信息。
驾驶环境确定器120可以基于通过传感器100、地图传输模块118和通信器110获取的信息,将与本车辆和其它车辆相关的对象信息融合到详细地图中并输出结果。驾驶环境确定器120可以包括对象融合模块122、道路信息融合模块124和本车辆位置识别模块126。
本车辆位置识别模块126可以输出与本车辆相关的详细位置信息。本车辆位置识别模块126可以将传感器100检测到的信息与通过通信器110收集的与本车辆相关的全球定位***(GPS)信息以及地图传输模块118提供的详细地图信息进行比较,并且一起输出与本车辆相关的位置信息和位置识别可靠性信息。
道路信息融合模块124可以输出本车辆周围区域的详细地图。道路信息融合模块124可以利用位置识别信息和详细地图信息将关于本车辆周围区域的详细地图的信息输出到对象融合模块122。
对象融合模块122可以将融合对象信息输出到偏转路径生成器200。对象融合模块122可以利用传感器100检测到的信息和本车辆周围区域的详细地图信息来融合对象和详细地图,并输出结果。
偏转路径生成器200可以通过接收将对象与详细地图融合而获得的信息确定在本车辆周围行驶的附近车辆之中引起偏转的偏转目标对象,并基于所选定的车辆偏离相邻车道的距离、车道宽度和车辆宽度来确定本车辆需要偏转的偏转值,以生成偏转路径。驾驶控制器300可以基于从偏转路径生成器200输出的偏转路径确定本车辆的驾驶路径以控制驾驶状态。偏转路径生成器200和驾驶控制器300可以如图2和图3的框图所示地配置。
图2是示出图1的偏转路径生成器200的配置示例的框图。
偏转路径生成器200可以基于从驾驶环境确定器120输出的对象融合详细地图,利用周围正在行驶的车辆偏离相邻车道的距离、车道宽度和车辆宽度确定本车辆需要进行偏转的偏转值,从而生成偏转路径。
参照图2,偏转路径生成器200可以包括偏转目标对象提取模块210、对象假想线提取模块212、偏转对象聚类模块214和偏转路径生成模块216。
偏转目标对象提取模块210可以在融合到详细地图的对象之中提取导致本车辆偏转的偏转目标对象。偏转目标对象提取模块210的输入可以是与本车辆的附近车辆的位置/速度/地图信息相关的融合信息。当在本车辆的相邻车道中行驶的对象从相应车道的中央部分偏离并朝向本车辆偏转行驶时,偏转目标对象提取模块210可以将该对象提取为偏转目标对象。
对象假想线提取模块212可以提取所提取的偏转目标对象与本车辆的行驶车道最近的点,并且可以基于与本车辆的行驶车道最近的点来输出平行于本车辆的行驶车道的假想线。当确定偏转值时,在对象假想线提取模块212提取的假想线可以用作参考线。
偏转对象聚类模块214可以根据预设基准对偏转目标对象进行分组。可以防止通过根据预设基准将多个偏转目标对象处理为一组而生成不自然的偏转路径。
偏转路径生成模块216可以通过偏转对象聚类信息输出与一组最终偏转值对应的偏转路径。偏转路径生成模块216的输入可以对应于集群的数量和关于每个集群的信息。当确定最终的偏转路径时,偏转路径生成模块216可以以曲线的形式生成偏转路径,该曲线通过将集群中与本车辆的行驶车道最近的左侧车道的假想线和最近的右侧车道的假想线的中线与本车辆的行驶车道平滑连接而形成。
图3是示出图1的驾驶控制器300的配置示例的框图。驾驶控制器300可以基于由偏转路径生成器200确定的偏转路径来控制本车辆的自动驾驶。
参照图3,驾驶控制器300可以包括速度曲线生成模块316、驾驶路径生成模块314、控制参数输出模块312和控制器310。
速度曲线生成模块316可以基于由偏转路径生成模块216输入的偏转路径生成最终速度曲线。
驾驶路径生成模块314可以基于速度曲线生成模块316生成的速度曲线和由偏转路径生成模块216输入的偏转路径来输出最终驾驶路径。
控制参数输出模块312可以基于驾驶路径生成模块314输出的驾驶路径和速度曲线来输出实际作为控制器的输入要传输的控制参数。因此,控制器310可以根据控制参数控制车辆的自动驾驶。
图4是根据本发明各种示例性实施例的驾驶控制方法的示意性流程图。
进行初始化以确定在偏转区段中的偏转值(S110)之后,偏转路径生成器200可以从与对象融合的详细地图中提取偏转目标对象(S112)。偏转目标对象可以是与详细地图融合的对象之中的引起本车辆偏转的对象。例如,可以在与本车辆的行驶车道相邻的车道行驶的对象之中提取距本车辆的行驶车道线小于参考距离的其它车辆作为偏转目标对象。
偏转路径生成器200可以基于提取的偏转目标对象提取假想线(S114)。可以基于本车辆的行驶车道与偏转目标对象最近点来平行于本车辆的行驶车道线生成假想线。
因此,可以将相近的偏转目标对象分组为一组并且执行偏转聚类(S116)。
可以为每个聚类组计算最终偏转偏移(S118)。
可以通过应用计算的偏转偏移值来生成本车辆的行驶车道中的偏转控制路径(S120)。
可以生成用于在偏转控制路径上行驶的速度曲线(S122)。
可以根据生成的速度曲线输出控制参数(S124)。
如上所述,在根据本发明的各种示例性实施例的驾驶控制方法中,可以基于在本车辆周围行驶的其它车辆之中偏离车道中央部分的偏转目标车辆生成假想线,并且可以沿着假想线在本车辆的行驶车道中生成偏转控制路径,因此,即使各种车辆以复杂的模式存在,也可以容易地生成平滑的偏转路径。
图5是根据本发明的各种示例性实施例的偏转路径生成器200的控制流程图。
偏转路径生成器200可以在与详细地图融合的对象之中提取导致本车辆偏转的对象(S210)。偏转路径生成器200可以从与本车辆相邻的车辆的位置/速度/地图相关的融合信息中提取导致本车辆偏转的对象,并且输出所提取的对象的列表。
当偏转目标对象被提取时,可以基于每个偏转目标对象与本车辆的最近点输出平行于本车辆的行驶车道线的假想线(S212)。因此,可以将本车辆的行驶车道的假想线的外侧处理为被偏转目标对象占据的区域。
因此,可以根据预定基准将偏转目标对象聚类为一组(S214)。例如,当偏转目标对象的车辆之间的距离小于阈值时,可以将偏转目标对象聚类为一个集群。
偏转路径生成器200可以最终基于偏转对象聚类信息输出偏转路径(S216)。
图6是根据本发明的各种示例性实施例的驾驶控制器300的控制流程图。
驾驶控制器300可以基于从偏转路径生成器200输入的偏转路径生成速度曲线(S310)。
可以基于所生成的速度曲线和从偏转路径生成器200输入的偏转路径来生成驾驶路径(S312)。
可以基于驾驶路径和速度曲线生成要输入到控制器的控制参数(S314)。
图7、图8和图9是用于说明根据本发明的各种示例性实施例的提取偏转目标对象的方法的示图。
首先,参照图7和图8,将描述驾驶员偏转驾驶的原因和生成偏转路径的原理。
图7示出本车辆A在第一车道(车道1)中行驶而其它车辆a在第二车道(车道2)中行驶的状态的示例。当第二车道(车道2)的其它车辆a沿着车道的中央部分行驶时,本车辆A也可以沿着第一车道(车道1)的中央部分③行驶。相反,当第二车道(车道2)的其它车辆a偏离相应车道的中央部分并朝向本车辆A的相邻车道线②偏转行驶或由于其它车辆a的宽度大而靠近相邻车道线②行驶时,本车辆A也可能偏离车道的中央部分并朝向远离其它车辆a的车道线①偏转行驶。
图8示出其它车辆a和b在本车辆A的相对的两侧行驶的情况的示例。当在相对的两侧的其它车辆a和b偏转行驶时,本车辆A可以沿着具有最小空间风险的路径行驶。即,本车辆A可以在不偏离行驶车道(车道2)的车道线①、②的范围内,沿着通过两车辆a、b的中央部分的路径偏转行驶。
因此,在相邻车道中行驶的其它车辆之中,偏离车道的中央部分并且朝向本车辆的行驶车道偏转行驶的车辆可以被处理为引起偏转驾驶的对象。
图9是用于说明根据本发明的各种示例性实施例的提取偏转目标对象的方法的示图。
用于提取偏转目标对象的偏转目标对象提取模块210可以从驾驶环境确定器120接收关于本车辆的相邻车辆的位置、速度以及详细地图的融合信息。为了提取偏转目标对象,偏转目标对象提取模块210可以确认本车辆A的相邻车辆a、b、c和d的行驶车道是否是本车辆的行驶车道(车道2)的相邻车道(车道1和车道3)。当确认是相邻车辆a、b、c和d时,可以将在参考距离D(m)内靠近本车辆A的行驶车道(车道2)的车道线①和②的车辆b和c提取为偏转目标对象。
可以根据车道的宽度、车道的特性等不同地设置参考距离D(m)。为了提高偏转目标对象的提取精度,可以将N个样本之中侵入n个以上样本的车辆提取为偏转目标对象。偏转目标对象提取模块210可以生成并输出偏转目标对象,即需要本车辆偏转的目标车辆的列表。
图10、图11、图12和图13是用于说明根据本发明的各种示例性实施例的生成假想线的方法的示图。对象假想线提取模块212可以通过从偏转目标对象提取模块210接收偏转目标对象,即需要本车辆偏转的目标车辆的列表来生成假想线。图10示出当车辆在直路上行驶时生成假想线的方法。图11示出当车辆在弯曲道路上行驶时生成假想线的方法。图12示出当其它车辆在相对的两侧车道行驶时生成假想线的方法。图13示出当其它车辆在一侧车道上行驶时生成假想线的方法。
图10是示出车辆在直路上行驶时生成的假想线的示例的示图。图11是示出车辆在弯曲道路上行驶时生成的假想线的示例的示图。
参照图10和图11,从偏转目标对象提取模块210提供的偏转目标对象可以是在预定参考距离D(m)内靠近本车辆A的行驶车道(车道2)的车道线①和②的车辆a和b。
对象假想线提取模块212可以基于需要本车辆A偏转的目标车辆a和b中的与本车辆A最接近的最外侧点生成平行于本车辆的行驶车道(车道2)的直线(参照图10)或曲线(参照图11)作为对象假想线Vl和V2。
此处,当传感器100等的输入值不准确并且需要本车辆偏转的目标车辆a和b的轮廓频繁抖动时,可以应用通过从对象的后保险杠的中央部分平行移动车辆的预定宽度而获得的假想线。
对象假想线提取模块212可以分别生成并输出需要本车辆A偏转的目标车辆a和b的假想线V1和V2。假想线V1和V2可以用于计算本车辆A实际需要偏转的值。
图12示出当其它车辆在相对的两侧车道行驶时计算假想线的中线的方法的示例。当车辆出现在相对的两侧时,本车辆可以行驶在两车辆的中央部分。
当需要本车辆偏转的目标车辆a和b分别行驶在本车辆的行驶车道(车道2)的相对的两侧车道(车道1和车道3)时,可以分别基于两车辆a和b的最***线生成假想线V1和V2。因此,可以求出两车辆a和b的假想线V1和V2的中点。此处,可以利用两车辆a和b的车道宽度L0、L1和L2、车辆宽度D0和D1以及车辆偏离车道的距离S0和S1来确定中点,这可以利用以下等式1表示。
<等式1>
在此,为了降低空间风险,偏转值可以被调节为使得随着车辆行驶的区段的车道宽度减小,车辆在相对方向上更多地偏转行驶。此外,偏转值可以被调节为使得随着车辆宽度增大,车辆在其相对方向上更多地偏转行驶。偏转值可以被调节为使得随着车辆更多地偏离车道并且更靠近本车辆的行驶车道(车道2),车辆在其相对方向上更多地偏转行驶。相反,可以忽略在与有效方向相对的方向上的偏转。例如,即使相对车道的宽度较宽,本车辆也可以仅执行所需的偏转而不是朝向相应的车道偏转。
图13示出当其它车辆在一侧车道上行驶时计算假想线的中线的方法的示例。当车辆仅存在于一侧车道中时,可以在与车道间隔开相对车道中车辆宽度的一半的位置处生成假想线。
当需要本车辆偏转的目标车辆b在基于本车辆的行驶车道(车道2)的任一车道(车道3)中行驶时,可以基于需要本车辆偏转的目标车辆b的最***线生成假想线V2。可以在与没有车辆的相对车道(车道1)中的中线间隔开的位置处生成假想线V1。因此,可以基于偏转目标对象b偏离车道(车道3)的中央部分的距离S和相对的两侧车道的宽度来确定本车辆偏转的程度,这可以利用下面的等式2表示。
<等式2>
在此,可以忽略在与有效方向相反的方向上的偏转。例如,即使相对车道的宽度较宽,本车辆也可以仅执行所需的偏转而不是朝向相应的车道偏转。
图14、图15和图16是用于说明根据本发明的各种示例性实施例的聚类方法的示图。偏转对象聚类模块214可以从对象假想线提取模块212接收需要本车辆偏转的目标车辆的信息和假想线的信息。偏转对象聚类模块214可以基于预定基准执行将对象分组为一组的聚类,以防止在为每个对象计算偏转值时以锯齿形生成不自然的偏转路径。可以不同地设置用于对对象进行聚类的基准。图14是用于说明基于对象之间的距离执行聚类的示例性实施例的示图。图15是用于说明基于对象的左右位置执行聚类的示例性实施例的示图。图16是用于说明基于本车辆的预期横向速度执行聚类的示例性实施例的示图。
图14是用于说明基于对象之间的距离的聚类方法的示图。
当偏转目标对象之间的距离小于阈值时,偏转对象聚类模块214可以将相应的对象分组为一组。即,当第N个偏转目标对象距第(N+1)个偏转目标对象在距离T(m)内时,两个对象可以被分组为一个对象。当第(N+1)个偏转目标对象距第(N+2)个偏转目标对象在距离T(m)内时,第N、第(N+1)和第(N+2)个偏转目标对象可以分组为一个对象。在该方法中,可以对总共N_max个偏转目标对象重复执行聚类,并且可以将N_max扩展到所有偏转目标对象的数量。聚类完成之后,在确定偏转路径时,在集群中距本车辆的行驶车道最近的左侧车道的假想线和最近的右侧车道的假想线的中线可以是一个因素。
参照图14,可以基于对象之间的距离对靠近本车辆A的行驶车道的车辆a、b、c、d和e执行聚类。
当车辆a与最靠近其的车辆b之间的距离d1大于阈值Tm(d1>Tm)时,不可以将两辆车辆分组成一个集群。因此,车辆a可以归类为集群1,车辆b可以归类为集群2。
当车辆b和最靠近其的车辆c之间的距离d2小于阈值Tm(d2<Tm)时,可以将两辆车辆分组成一个集群。因此,车辆c和车辆b可以被归类为集群2。
当车辆c和最靠近其的车辆d之间的距离d3大于阈值Tm(d3>Tm)时,不可以将两辆车辆分组成一个集群。因此,车辆d可以被归类为集群3。
当车辆e和车辆d之间的距离小于阈值Tm时,车辆e和车辆d可以被归类为集群3。
如上所述,当基于对象之间的距离执行聚类时,可以生成集群1、集群2和集群3。当聚类完成时,偏转对象聚类模块214可以向偏转路径生成模块216输出关于集群的总数的信息和每个集群的信息。集群信息的组成可以包括集群中的偏转目标对象的数量、关于集群中的偏转目标对象的信息(速度、位置和地图信息)以及关于假想线的信息。因此,当偏转路径生成模块216确定偏转路径时,在集群中距本车辆的行驶车道最近的左侧车道的假想线和最近的右侧车道的假想线的中线可以是一个因素。
图15是用于说明对位于左右车道的对象进行聚类的方法的示图。
偏转对象聚类模块214可以将位于本车辆A的左侧和右侧的两个对象分组成一个集群。当第N个偏转目标对象和第(N+1)个偏转目标对象分别存在于基于本车辆的行驶车道的左右车道中时,这两个对象可以被分组成一个集群。当第(N+1)个偏转目标对象和第(N+2)个偏转目标对象分别存在于基于本车辆的行驶车道的左右车道中时,第N、第(N+1)和第(N+2)个偏转目标对象可以被分组成一个集群。以本方式,可以对总共N_max个偏转目标对象重复执行聚类,并且N_max可以扩展到所有偏转目标对象的数量。在聚类完成之后,在确定偏转路径时,在集群中距本车辆的行驶车道最近的左侧车道的假想线和最近的右侧车道的假想线的中线可以是一个因素。
参照图15,可以基于对象的左右位置对靠近本车辆A的行驶车道的车辆a、b、c、d和e执行聚类。
基于本车辆A,车辆a位于右侧,但左侧没有车辆。因此,车辆a可以从集群中排除。
基于本车辆A,车辆b位于右侧,车辆c位于左侧。因此,车辆b和车辆c可以被分组到集群1中。
基于本车辆A,车辆c位于左侧,车辆d位于右侧。因此,车辆d和车辆c可以被分组到集群1中。
基于本车辆A,车辆e位于右侧,而左侧没有车辆。因此,车辆e可以从集群中排除。
如上所述,可以通过基于位于左右车道中的对象执行聚类来生成集群1。
图16是用于说明本车辆的预期横向速度大于阈值时的聚类方法的示图。
当预期本车辆的预期横向速度大于阈值时,偏转对象聚类模块214可以执行聚类。当本车辆分别响应于第N个偏转目标对象和第(N+1)个偏转目标对象时,如果本车辆的预期横向速度大于阈值,则这两个对象可以被分组成一个集群。当本车辆分别响应于第(N+1)个对象和第(N+2)个偏转目标对象时,如果本车辆的预期横向速度大于阈值,则第N、第(N+1)和第(N+2)个对象可以分组成一个集群。以本方式,可以对总共N_max个偏转目标对象重复执行聚类,并且N_max可以扩展到所有偏转目标对象的数量。
参照图16,可以基于本车辆的预期横向速度靠近对本车辆A的行驶车道的车辆a、b、c、d和e进行聚类。
当本车辆分别响应于车辆a和车辆b时,如果本车辆A的预期横向速度大于阈值,则车辆a和车辆b可以被分组到集群1中。
当本车辆分别响应于车辆b和车辆c时,如果本车辆A的预期横向速度大于阈值,则车辆c也可以被分组到集群1中。
当本车辆分别响应于车辆c和车辆d时,如果本车辆A的预期横向速度小于阈值,则车辆d可以被分组到集群2中。
如上所述,可以通过基于本车辆的预期横向速度执行聚类来生成集群1和集群2。
偏转对象聚类模块214可以利用上述三种方法中的一种或者可以利用其两种以上的互补组合。当聚类完成时,偏转对象聚类模块214可以向偏转路径生成模块216输出关于集群的总数的信息和关于每个集群的信息。集群信息的组成可以包括集群中的偏转目标对象的数量、关于集群中的偏转目标对象的信息(速度、位置和地图信息)以及关于假想线的信息。因此,当偏转路径生成模块216确定偏转路径时,在集群中距本车辆的行驶车道最近的左侧车道的假想线和最近的右侧车道的假想线的中线可以是一个因素。
图17是用于说明确定最终偏转路径的方法的示图。
偏转路径生成模块216可以基于集群的数量和关于每个集群的信息来确定最终偏转路径。当最终偏转路径被确定时,偏转路径生成模块216可以以曲线的形式生成最终偏转路径,该曲线通过将集群中与本车辆的行驶车道最近的左侧车道的假想线和最近的右侧车道的假想线的中线与本车辆的行驶车道平滑连接而形成。连接假想线的中线和车道的方法不限于特定方法,并且可以利用各种方法。例如,可以利用包括贝塞尔曲线、B样条曲线、NURBS、三次样条的方法,将形成假想线中线的均匀点和车道中线上的均匀点作为控制点来确定最终偏转路径。
图18、图19、图20、图21和图22是示出在各种驾驶环境中生成的偏转路径的示例的示图。
图18是示出当偏转目标对象仅在一侧车道上行驶时生成的偏转路径的示例的示图。
当对象仅存在于一侧时,可以考虑车辆的实际中心驾驶环境而不是使用安全距离参数来生成偏转路径。当偏转目标车辆b和c基于本车辆的行驶车道(车道2)在右车道(车道3)中行驶时,可以基于偏转目标车辆b和c的最***线生成假想线。在没有车辆的相对车道(车道1)中,可以在与中线间隔车辆宽度(W1)的一半(W1/2)的位置处生成假想线。
最终偏转路径可以以曲线的形式生成,该曲线通过将本车辆的行驶车道(车道2)的中线与车道1的假想线和车道3的假想线的中线平滑连接而形成。
图19是示出当偏转目标对象在相对的两侧车道中行驶并且每个对象在其纵向方向上与本车辆隔开参考距离行驶时的偏转路径的示例的示图。
当在相对的两侧车道上行驶的偏转目标对象a和b之间的纵向距离dl等于或大于参考距离时,对象a和b可以被确定为独立对象。
当确定对象a和b为独立对象时,可以针对偏转目标车辆a仅在基于本车辆的行驶车道(车道2)的右车道(车道3)中行驶的情况和偏转目标车辆b仅在基于本车辆的行驶车道(车道2)的左侧车道(车道1)中行驶的情况的每一种情况生成假想线,以生成偏转路径。
即,因为偏转目标车辆a在基于本车辆的行驶车道(车道2)的右侧车道(车道3)中行驶,所以可以基于偏转目标车辆a的最***线生成假想线。可以在没有车辆的相对车道(车道1)中,在与中线间隔车辆宽度(W1)的一半(W1/2)的位置处生成假想线。
因为偏转目标车辆b在基于本车辆的行驶车道(车道2)的左侧车道(车道1)中行驶,所以可以基于偏转目标车辆b的最***线生成假想线。可以在没有车辆的相对车道(车道3)中,在与中线间隔车辆宽度(W2)的一半(W2/2)的位置处生成假想线。
因为偏转目标车辆c在基于本车辆的行驶车道(车道2)的右侧车道(车道3)中行驶,所以可以基于偏转目标车辆c的最***线生成假想线。可以在没有车辆的相对车道(车道1)中,在与中线间隔车辆宽度(W3)的一半(W3/2)的位置处生成假想线。
最终偏转路径可以以曲线的形式生成,该曲线通过将本车辆的行驶车道(车道2)的中线、基于对象a生成的假想线的中线、基于对象b生成的假想线的中线以及基于对象c生成的假想线的中线平滑连接而形成。
图20是示出当偏转目标对象在相对的两侧车道中行驶并且在其纵向方向上彼此间隔小于参考距离的距离行驶时生成的偏转路径的示例的示图。
当在相对的两侧车道上行驶的偏转目标对象b和c的纵向距离d2等于或大于参考距离时,对象b和c可以被确定为一组。
当对象b和c被确定为一组时,如果对象b和c分别行驶在本车辆的行驶车道(车道2)的相对的两侧车道(车道1和车道3)中,则可以分别基于两车辆b和c的最***线生成假想线。因此,可以确定两车辆b和c的假想线的中点。
因为偏转目标车辆d在基于本车辆的行驶车道(车道2)的右侧车道(车道3)中行驶,所以可以基于偏转目标车辆c的最***线生成假想线。可以在没有车辆的相对车道(车道1)中,在与中线间隔车辆宽度(W1)的一半(W1/2)的位置处生成假想线。
最终偏转路径可以以曲线的形式生成,该曲线通过将本车辆的行驶车道(车道2)的中线、两车辆b和c的假想线的中线以及基于对象d生成的假想线的中线平滑连接而形成。
图21是示出当本车辆改变行驶车道时生成的偏转路径的示例的示图。
参照图21,当本车辆改变行驶车道时,可以通过控制路径的对称运动生成与实际详细地图信息相同的车道(车道2)并确定偏转目标车辆b行驶在基于本车辆A行驶的变更车道(车道2)的左侧车道(车道1)来生成偏转路径。
因此,可以基于偏转目标车辆b的最***线生成假想线,并在没有车辆的相对车道中,在与中线间隔车辆宽度(W1)的一半(W1/2)的位置处生成假想线,以生成相对的两侧假想线的中线作为最终偏转路径。
图22是示出在交叉路口处生成偏转路径的方法的示例的示图。
参照图22,在交叉路口的偏转目标车辆可以是在红绿灯处等待的静止车辆。即,当本车辆A在交叉路口行驶时,如果检测到靠近本车辆A的行驶车道(车道2)的偏转目标对象,即静止车辆,则可以考虑偏转目标对象来生成偏转路径。
因此,可以基于偏转目标车辆(静止车辆)的最***线生成假想线,并在没有车辆的相对车道中,在与中线间隔车辆宽度(W1)的一半(W1/2)的位置处生成假想线,以生成相对假想线的中线作为最终偏转路径。
如上所述,根据本发明的各种示例性实施例,可以通过在本车辆的附近驾驶车辆之中选择偏转目标并利用基于偏转目标对象的最外点且平行于本车辆的行驶车道的假想线来确定本车辆需要偏转的偏转值,从而可使用简单的方法来确定偏转值。因此,即使各种车辆以复杂的模式存在,例如直路、弯曲道路、变道和交叉路口,也可以容易地生成偏转路径,从而像实际驾驶员的手动驾驶一样沿着平滑的偏转路径执行自动驾驶。即使驾驶环境发生变化,例如在直路、弯曲道路、变道和交叉路口的情况下,也可以基于其它辆车偏离相邻车道的距离、车道的宽度、车辆的宽度连续确定偏转值,并且本车辆实际通过车辆最***线的中点,从而确保驾驶稳定性。
根据如上配置的与本发明的至少各种示例性实施例相关的驾驶控制装置和方法,可以通过基于其它车辆偏离相邻车道的距离、车道宽度和车辆宽度确定本车辆需要偏转的偏转值,从而可以使用简单的方法确定偏转值。因此,即使各种车辆以复杂的模式存在,也可以像实际驾驶员的手动驾驶一样沿着平滑的偏转路径执行自动驾驶,从而提高乘坐舒适性。
即使驾驶环境发生变化,例如在直路、弯曲道路、变道和交叉路口的情况下,也可以基于其它车辆偏离相邻车道的距离、车道宽度和车辆宽度连续确定偏转值,并且本车辆实际通过车辆***线的中点,从而确保驾驶稳定性。
本领域技术人员将理解的是,利用本发明可以实现的效果不限于上文描述的效果,并且本发明的其它优点将从详细描述中更清楚地理解。
此外,与诸如“控制器”、“控制单元”、“控制装置”或“控制模块”等的控制装置相关的术语是指包括存储器和被配置为执行被解释为算法结构的一个或多个步骤的处理器的硬件装置。存储器存储算法步骤,并且处理器执行算法步骤以执行根据本发明的各种示例性实施例的方法的一个或多个过程。根据本发明的示例性实施例的控制装置可以通过被配置为存储用于控制车辆的各种组件的操作的算法或关于用于执行算法的软件命令的数据的非易失性存储器和被配置为利用存储在存储器中的数据来执行上述操作的处理器来实现。存储器和处理器可以是单独的芯片。可选地,存储器和处理器可以集成在单个芯片中。处理器可以实现为一个或多个处理器。处理器可包括各种逻辑电路和运算电路,可以根据存储器提供的程序处理数据,并且可以根据处理结果生成控制信号。
控制装置可以是由预定程序操作的至少一个微处理器,该预定程序可以包括用于执行包括在本发明的上述各种示例性实施例中的方法的一系列命令。
本发明还可以体现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质是可以存储随后可由计算机***读取的数据的任意数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括硬盘驱动器(HDD)、固态硬盘(SSD)、硅磁盘驱动器(SDD)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置等以及作为载波(例如,通过互联网传输)的实施方式。
在本发明的各种示例性实施例中,上述每个操作可以由控制装置执行,并且控制装置可以由多个控制装置或集成的单个控制装置配置。
在本发明的各种示例性实施例中,控制装置可以以硬件或软件的形式来实现,或者可以以硬件和软件的组合来实现。
为了方便解释和准确限定所附权利要求,参照在附图中显示的示例性实施例的特征的位置,利用术语“上部的”、“下部的”、“内部的”、“外部的”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“后面”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“之内”、“之外”、“向前”和“向后”来描述这些特征。将进一步理解的是,术语“连接”或其派生词既指直接连接又指间接连接。
此外,术语“固定连接”表示固定连接的构件总是以相同的速度旋转。此外,术语“可选择地连接”表示“当可选择地连接的构件没有相互接合时,可选择地连接的构件单独旋转;当可选择地连接的构件相互接合时,可选择地连接的构件以相同的速度旋转;当可选择地连接的构件中至少一个是静止构件且其余可选择地连接的构件与静止构件接合时,可选择地连接的构件是静止的”。
为了说明和描述的目的,给出了本发明的特定示例性实施例的前述描述。这些描述并非旨在穷举本发明或将本发明限制为所公开的精确形式,并且显然,根据以上教导,许多修改和变化是可能的。选择和描述示例性实施例以解释本发明的某些原理及其实际应用,以使本领域的其它技术人员能够实施和利用本发明的各个示例性实施例及其各种替代形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等同内容来限定。
Claims (19)
1.一种驾驶控制方法,包括以下步骤:
收集与本车辆相关的行驶信息和与其它车辆相关的行驶信息,其中与本车辆相关的行驶信息包括本车辆的行驶车道和车辆宽度,与其它车辆相关的行驶信息包括本车辆周围的至少一个其它车辆的行驶车道和车辆宽度;
根据与其它车辆相关的行驶信息,生成指示其它车辆在相应行驶车道中的位置的一个以上的假想线;
基于假想线,计算本车辆需要在本车辆的行驶车道中偏转的偏转值;以及
基于所计算的偏转值,确定本车辆的行驶路径。
2.根据权利要求1所述的驾驶控制方法,进一步包括以下步骤:
执行根据预定基准将生成所述假想线的一个以上的其它车辆分组为一个组的聚类,并将所述组中包括的假想线之中最靠近本车辆的假想线确定为相应组的假想线。
3.根据权利要求1所述的驾驶控制方法,其中,
生成所述一个以上的假想线的步骤包括以下步骤:
生成通过最靠近本车辆的其它车辆的点并平行于本车辆的车道线的线并作为所述假想线。
4.根据权利要求3所述的驾驶控制方法,其中,
生成所述一个以上的假想线的步骤包括以下步骤:
当其它车辆行驶在本车辆的行驶车道的相对的两侧相邻车道中时,
在本车辆的行驶车道的一侧相邻车道中,针对距本车辆行驶的车道的车道线小于参考距离的其它车辆生成第一假想线;以及
在本车辆的行驶车道的另一侧相邻车道中,针对距本车辆行驶的车道的车道线小于所述参考距离的其它车辆生成第二假想线。
5.根据权利要求3所述的驾驶控制方法,其中,
生成所述一个以上的假想线的步骤包括以下步骤:
当其它车辆仅行驶在本车辆的行驶车道的相邻车道之中的一个车道中时,
在其它车辆行驶的车道中,生成通过最靠近本车辆的其它车辆的点并平行于本车辆的车道线的线作为第一假想线;以及
在没有车辆行驶的车道中,在从所述车道的中线朝向本车辆间隔其它车辆的车辆宽度的一半的位置处生成第二假想线。
6.根据权利要求2所述的驾驶控制方法,其中,
执行聚类的步骤包括以下步骤:
当其它车辆之间的距离小于参考距离时,将相应的其它车辆分组成一个组。
7.根据权利要求2所述的驾驶控制方法,其中,
执行聚类的步骤包括以下步骤:
当其它车辆分别存在于基于本车辆的相对的两侧车道中时,将其它车辆分组成一个组。
8.根据权利要求2所述的驾驶控制方法,其中,
执行聚类的步骤包括以下步骤:
当本车辆相对于每个其它车辆的预期横向速度大于阈值时,将其它车辆分组成一个组。
9.根据权利要求3所述的驾驶控制方法,其中,
计算所述偏转值的步骤包括以下步骤:
将相对于在本车辆的行驶车道的一侧相邻车道中生成的第一假想线和在本车辆的行驶车道的另一侧相邻车道中生成的第二假想线具有相同距离的点的位置计算为所述偏转值。
10.根据权利要求9所述的驾驶控制方法,进一步包括以下步骤:
基于本车辆的行驶车道的宽度、其它车辆的行驶车道的宽度、所述假想线与相应车道之间的距离、本车辆的车辆宽度或其它车辆的车辆宽度中的至少一个来校正所计算的偏转值。
11.根据权利要求1所述的驾驶控制方法,其中,
确定所述行驶路径的步骤包括以下步骤:
利用贝塞尔曲线、B样条曲线、NURBS、三次样条之中的任意一种曲线生成方法,将形成一个以上的假想线的中线的点和形成本车辆的行驶车道的中线的点作为控制点来确定所述行驶路径。
12.一种非暂时性计算机可读记录介质,其上记录有用于执行权利要求1-11中的任一项所述的方法的程序。
13.一种驾驶控制装置,包括:
第一确定器,收集与本车辆相关的行驶信息和与其它车辆相关的行驶信息,其中与本车辆相关的行驶信息包括本车辆的行驶车道和车辆宽度,与其它车辆相关的行驶信息包括本车辆周围的至少一个其它车辆的行驶车道和车辆宽度;
第二确定器,基于与其它车辆相关的行驶信息,生成指示其它车辆在相应行驶车道中的位置的一个以上的假想线,基于假想线计算本车辆需要在本车辆的行驶车道中偏转的偏转值,并基于所述偏转值确定本车辆的行驶路径;以及
驾驶控制器,基于所计算的行驶路径来控制本车辆。
14.根据权利要求13所述的驾驶控制装置,其中,
与本车辆相关的行驶信息进一步包括与本车辆相关的位置信息、速度信息和加速度信息中的至少一个或本车辆的行驶车道的宽度或者本车辆的车辆宽度,并且
与其它车辆相关的行驶信息进一步包括与其它车辆相关的位置信息、速度信息和加速度信息中的至少一个或其它车辆的行驶车道的宽度或者其它车辆的车辆宽度。
15.根据权利要求14所述的驾驶控制装置,其中,
所述第一确定器包括:
本车辆位置识别模块,利用地图信息输出与本车辆相关的位置信息;
道路信息融合模块,输出与本车辆相关的位置信息和与本车辆周围区域相关的所述地图信息;以及
对象融合模块,将包括本车辆和其它车辆的对象信息与所述地图信息融合并输出所融合的信息。
16.根据权利要求14所述的驾驶控制装置,其中,
所述第二确定器包括:
偏转目标对象提取模块,基于所述第一确定器的确定结果,提取在本车辆的行驶车道的相邻车道中并距本车辆行驶的车道的车道线小于参考距离的其它车辆作为偏转目标对象;
对象假想线提取模块,生成通过最靠近本车辆的其它车辆的点并平行于本车辆的车道线的线作为假想线;
偏转目标对象聚类模块,根据预设基准将生成所述假想线的一个以上的其它车辆分组为一个组;以及
偏转路径生成模块,基于形成在本车辆的行驶车道的一侧相邻车道和另一侧邻车道中生成的相对的两侧假想线的中线的点以及形成本车辆的行驶车道的中线的点生成偏转路径。
17.根据权利要求16所述的驾驶控制装置,其中,
当其它车辆行驶在本车辆的行驶车道的相对的两侧相邻车道中时,所述对象假想线提取模块在本车辆的行驶车道的一侧相邻车道中,针对距本车辆行驶的车道的车道线小于参考距离的其它车辆生成第一假想线,以及在本车辆的行驶车道的另一侧相邻车道中,针对距本车辆行驶的车道的车道线小于所述参考距离的其它车辆生成第二假想线。
18.根据权利要求16所述的驾驶控制装置,其中,
当其它车辆仅行驶在本车辆的行驶车道的相邻车道之中的一个车道中时,所述对象假想线提取模块在其它车辆行驶的车道中,生成通过最靠近本车辆的其它车辆的点并平行于本车辆的车道线的线作为第一假想线,以及在没有车辆行驶的车道中,在从所述车道的中线朝向本车辆间隔其它车辆的车辆宽度的一半的位置处生成第二假想线。
19.根据权利要求16所述的驾驶控制装置,其中,
所述偏转目标对象聚类模块利用以下方法中的至少一个来将一个以上的其它车辆分组成一个组,即,当其它车辆之间的距离小于参考距离时将相应的其它车辆分组成一个组的方法、当其它车辆分别存在于基于本车辆的相对的两侧车道中时将其它车辆分组成一个组的方法或者当本车辆相对于每个其它车辆的预期横向速度大于阈值时将其它车辆分组成一个组的方法。
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