CN116946178A - 车辆***和动态路径构建的相关方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于在自主操作模式下控制车辆的车辆以及相关***和方法。一种方法涉及识别车辆附近的一个或多个规避区域，确定用于完成侧向操纵以规避一个或多个规避区域中的优先规避区域的最后期限，至少部分地基于最后期限获得用于侧向操纵的初始参考侧向轨迹，根据初始参考侧向轨迹自主地操作车辆上的一个或多个致动器，以及此后获得车辆的一个或多个更新的参考侧向轨迹。其中，根据所述一个或多个更新的参考侧向轨迹代替所述初始参考侧向轨迹来自主地操作所述车辆上的所述一个或多个致动器。

Description

车辆***和动态路径构建的相关方法

技术领域

本技术领域总体上涉及车辆***，并且更具体地涉及用于车辆的自主操作以满足侧向操纵最后期限的动态侧向路径构造。

背景技术

自主车辆是能够在很少或没有用户输入的情况下感测其环境并导航的车辆。自主车辆使用诸如雷达、激光雷达、图像传感器等的感测装置来感测其环境。自主车辆***还使用来自全球定位***(GPS)技术、导航***、车辆到车辆通信、车辆到基础设施技术和/或线控驱动***的信息来导航车辆。

车辆自动化已经被分类为范围从零(对应于具有完全人工控制的无自动化)到五(对应于无人工控制的完全自动化)的数值水平。各种自动化驾驶员辅助***(诸如巡航控制、自适应巡航控制和停车辅助***)对应于较低的自动化水平，而真正的“无人驾驶”车辆对应于较高的自动化水平。

由于现实环境中的不同变量的绝对数量，自主车辆控制***可能遇到在决策过程期间可能需要辅助的环境或场景。例如，可能遇到道路建设、道路封闭和其他障碍物或场景，其抑制控制***在车道边界或寻求遵守的其他限制或约束的背景下获得如何自主地操作车辆的解决方案的能力。在较低级别的自动化***(例如，三级或更低级别)中，这样的场景可能要求驾驶员或其他车辆乘员在一些情况下可以手动控制或操作车辆，这在某种程度上与自动化的意图相反地给骑车人带来负担。因此，期望提供车辆控制***和方法，所述车辆控制***和方法能够自主地解决其中对等待时间或延迟的担忧阻碍实现如何自主地操作车辆的令人满意的解决方案的场景。结合附图和前述技术领域和背景技术，从随后的详细说明书和所附权利要求中，本发明其他期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

提供了用于车辆的装置和用于在自主操作模式下控制车辆的相关方法。在一个方面，一种在自主操作模式下控制车辆的方法涉及：由与车辆相关联的控制器识别车辆附近的一个或多个规避区域，由控制器确定用于完成侧向操纵以规避一个或多个规避区域中的优先规避区域的最后期限，由控制器至少部分地基于最后期限获得用于侧向操纵的初始参考侧向轨迹，由控制器根据初始参考侧向轨迹自主地操作车辆上的一个或多个致动器，以及此后，由所述控制器获得所述车辆的一个或多个更新的参考侧向轨迹，其中，所述控制器根据所述一个或多个更新的参考侧向轨迹代替所述初始参考侧向轨迹来自主地操作所述车辆上的所述一个或多个致动器。

在一个方面，获得初始参考侧向轨迹涉及使用用于完成侧向操纵的最后期限从与车辆相关联的数据存储器中维护的查找表获得初始参考侧向轨迹信息。在另一方面，该方法涉及由控制器确定在根据初始参考侧向轨迹自主地操作车辆上的一个或多个致动器之后完成侧向操纵的更新的最后期限。其中，获得所述一个或多个更新的参考侧向轨迹包括使用所述更新的最后期限从所述查找表获得更新的参考侧向轨迹信息，并且所述控制器根据与所述更新的参考侧向轨迹信息相对应的更新的参考侧向轨迹代替所述初始参考侧向轨迹来自主地操作所述车辆上的所述一个或多个致动器。在另一方面，该方法涉及由控制器识别车辆的当前姿态与初始参考侧向轨迹之间的偏差，该偏差大于轨迹更新阈值。其中，获得所述一个或多个更新的参考侧向轨迹包括：当所述偏差大于所述轨迹更新阈值并且所述控制器根据与所述更新的参考侧向轨迹信息相对应的更新的参考侧向轨迹代替所述初始参考侧向轨迹来自主地操作所述车辆上的所述一个或多个致动器时，从所述查找表获得更新的参考侧向轨迹信息。

在另一方面，该方法涉及由控制器确定在根据初始参考侧向轨迹自主地操作车辆上的一个或多个致动器之后用于完成侧向操纵的更新的最后期限，其中，获得一个或多个更新的参考侧向轨迹包括使用更新的最后期限获得更新的参考侧向轨迹，并且控制器根据更新的参考侧向轨迹而不是初始参考侧向轨迹自主地操作车辆上的一个或多个致动器。在另一方面，根据初始参考侧向轨迹自主地操作车辆上的一个或多个致动器包括：引导***将初始参考侧向轨迹作为输入路线信息输入到车辆控制***，该车辆控制***被配置为根据输入路线信息生成用于车辆上的一个或多个致动器的控制信号。在又一方面，该方法涉及由控制器将一个或多个规避区域中的优先规避区域识别为一个或多个规避区域中预期车辆相对于一个或多个规避区域中的其他规避区域在时间上最早到达的相应规避区域。在又一方面，确定用于完成侧向操纵的最后期限包括基于车辆与优先规避区域之间的距离以及车辆相对于与优先规避区域相关联的第二速度的速度来计算车辆的当前姿态与优先规避区域之间的估计行进时间量。

提供了一种用于车辆的装置，其包括用于维护侧向规划信息的查找表的数据存储器、车辆上的一个或多个感测装置、车辆上的一个或多个致动器以及控制器，所述控制器通过处理器至少部分地基于来自车辆上的一个或多个感测装置的传感器数据来识别车辆附近的一个或多个规避区域，确定用于完成侧向操纵以规避一个或多个规避区域中的优先规避区域的最后期限，至少部分地基于所述最后期限从所述查找表获得用于所述侧向操纵的第一侧向规划信息，并且根据与所述第一侧向规划信息相对应的参考侧向轨迹自主地操作所述车辆上的一个或多个致动器。在一个方面中，控制器在根据参考侧向轨迹自主地操作车辆上的一个或多个致动器之后从查找表获得车辆的更新的侧向规划信息，并且此后根据代替参考侧向轨迹的与更新的侧向规划信息相对应的更新的参考侧向轨迹自主地操作车辆上的一个或多个致动器。在另一方面，控制器在根据参考侧向轨迹自主地操作车辆上的一个或多个致动器之后确定用于完成侧向操纵的更新的最后期限，使用更新的最后期限从查找表获得更新的侧向规划信息，并且此后根据代替参考侧向轨迹的与更新的侧向规划信息相对应的更新的参考侧向轨迹自主地操作车辆上的一个或多个致动器。

在另一方面，控制器识别车辆的当前姿态与参考侧向轨迹之间的大于轨迹更新阈值的偏差，当偏差大于轨迹更新阈值时从查找表获得更新的侧向规划信息，并且此后根据与更新的侧向规划信息相对应的更新的参考侧向轨迹代替参考侧向轨迹来自主地操作车辆上的一个或多个致动器。在另一方面，控制器包括引导***，该引导***将第一侧向规划信息作为输入路线信息输入到车辆控制***，该车辆控制***被配置为生成用于车辆上的一个或多个致动器的控制信号，以根据输入路线信息实现参考侧向轨迹。在又一方面，控制器将一个或多个规避区域中的优先规避区域识别为一个或多个规避区域中预期车辆相对于一个或多个规避区域中的其他规避区域在时间上最早到达的相应规避区域。在又一方面，控制器通过基于车辆与优先规避区域之间的距离以及车辆相对于与优先规避区域相关联的第二速度的速度来计算车辆的当前姿态与优先规避区域之间的估计行进时间量，来确定用于完成侧向操纵的最后期限。

还提供了一种用于非暂时性计算机可读介质的装置。所述计算机可读介质上存储有可执行指令，所述可执行指令在由处理器执行时可配置为使所述处理器：识别车辆附近的一个或多个规避区域，确定用于完成侧向操纵以规避所述一个或多个规避区域中的优先规避区域的最后期限，至少部分地基于所述最后期限来获得用于所述侧向操纵的初始参考侧向轨迹，根据所述初始参考侧向轨迹自主地操作所述车辆上的一个或多个致动器，以及此后，获得所述车辆的一个或多个更新的参考侧向轨迹，并且根据所述一个或多个更新的参考侧向轨迹代替所述初始参考侧向轨迹来自主地操作所述车辆上的所述一个或多个致动器。在一个方面，可执行指令使处理器使用用于完成侧向操纵的最后期限从与车辆相关联的数据存储器中维护的查找表获得初始参考侧向轨迹。在另一方面，可执行指令使处理器在根据初始参考侧向轨迹自主地操作车辆上的一个或多个致动器之后确定用于完成侧向操纵的更新的最后期限，其中，获得一个或多个更新的参考侧向轨迹包括使用更新的最后期限获得更新的参考侧向轨迹，并且处理器根据更新的参考侧向轨迹代替初始参考侧向轨迹自主地操作车辆上的一个或多个致动器。在另一方面，可执行指令使处理器将一个或多个规避区域中的优先规避区域识别为一个或多个规避区域中预期车辆相对于一个或多个规避区域中的其他规避区域在时间上最早到达的相应规避区域。在又一方面，可执行指令使处理器通过基于车辆与优先规避区域之间的距离和车辆相对于与优先规避区域相关联的第二速度的速度计算车辆的当前姿态与优先规避区域之间的估计行进时间量来确定用于完成侧向操纵的最后期限。

附图说明

在下文中将结合以下附图描述示例性方面，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是示出根据各种实施例的用于车辆的自主车辆控制***的框图；

图2是根据各种实施例的适于由图1的车辆的自主车辆控制***实现的自动驾驶***(ADS)的框图；

图3描绘了根据本文描述的一个或多个方面的适合于由图1的自主车辆控制***中的图2的ADS实现的基于最后期限的侧向操纵过程的流程图；

图4描绘了根据本文描述的一个或多个方面的适合于由图2的ADS结合图3的基于最后期限的侧向操纵过程实现的轨迹更新过程的流程图；以及

图5-6描绘了根据本文描述的一个或多个方面的图3的基于最后期限的侧向操纵过程的示例实现方式的示例性场景的不同状态的序列。

具体实施方式

以下详细的说明书本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制应用和用途。此外，不旨在受前面的介绍、发明内容或以下详细说明书中呈现的任何明示或暗示的理论的约束。如本文所使用的，术语模块是指单独地或以任何组合的任何硬件、软件、固件、电子控制部件、处理逻辑和/或处理器设备，包括但不限于：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专用或组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能的其他合适的部件。

现在参考图1，根据一个或多个实施例，所示的自主车辆控制***100以考虑由车载传感器28、40检测到的物体或障碍物的方式确定用于沿着路线自主地操作车辆10的计划，如下面更详细地描述的。在这方面，车辆10上的控制模块相对于彼此和/或车辆10校准不同类型的车载传感器28、40，从而允许来自那些不同类型的车载传感器28、40的数据基于校准在空间上彼此相关联或以其他方式彼此相关联，以用于物体检测、物体分类和所产生的车辆10的自主操作的目的。

如图1所示，车辆10通常包括底盘、车身14以及在车身14的相应拐角附近旋转地联接到底盘的前轮16和后轮18。车身14布置在底盘上并且基本上包围车辆10的部件，并且车身14和底盘可以共同形成框架。

在示例性实施例中，车辆10是自主车辆或以其他方式配置为支持一个或多个自主操作模式，并且控制***100结合到车辆10(下文中称为车辆10)中。车辆10在所示实施例中被描绘为乘用车，但是应当理解，也可以使用任何其他车辆，包括摩托车、卡车、运动型多用途车辆(SUVs)休闲车(RVs)、船舶、飞机等。在示例性实施例中，车辆10是所谓的二级自动化***。二级***表示“部分驾驶自动化”，是指自动驾驶***在特定场景中控制转向、加速和制动的驾驶模式特定性能，同时驾驶员始终保持警觉并主动监督自动驾驶***，并且能够提供驾驶员支持以控制主要驾驶任务。

如图所示，车辆10通常包括推进***20、传动***22、转向***24、制动***26、传感器***28、致动器***30、至少一个数据存储装置32、至少一个控制器34和通信***36。在各种实施例中，推进***20可以包括内燃机、诸如牵引马达的电机和/或燃料电池推进***。传动***22被配置为根据可选择的速度比将动力从推进***20传递到车轮16、18。根据各种实施例，变速器***22可包括步进比自动变速器、无级变速器或其他适当的变速器。制动***26被配置为向车轮16、18提供制动扭矩。在各种实施例中，制动***26可以包括摩擦制动器、线制动、诸如电机的再生制动***和/或其他适当的制动***。转向***24影响车轮16、18的位置。虽然出于说明性目的被描绘为包括方向盘，但是在本公开的范围内设想的一些实施例中，转向***24可以不包括方向盘。

传感器***28包括感测车辆10的外部环境和/或内部环境的可观察条件的一个或多个感测装置40a-40n。感测装置40a-40n可以包括但不限于雷达、激光雷达、全球定位***、光学相机、热相机、超声传感器和/或其他传感器。致动器***30包括一个或多个致动器装置42a-42n，其控制一个或多个车辆特征，例如但不限于推进***20、传动***22、转向***24和制动***26。在各种实施例中，车辆特征还可以包括内部和/或外部车辆特征，例如但不限于门、行李箱和客舱特征，例如空气、音乐、照明等(未编号)。

数据存储装置32存储用于自动控制车辆10的数据。在各种实施例中，数据存储装置32存储可导航环境的所定义地图。在各种实施例中，定义的地图可以由远程***预定义并从远程***获得。例如，所定义的地图可以由远程***组装并传送到车辆10(无线地和/或以有线方式)并存储在数据存储装置32中。可以理解，数据存储装置32可以是控制器34的一部分，与控制器34分离，或者是控制器34的一部分和单独***的一部分。

控制器34包括至少一个处理器44和计算机可读存储设备或介质46。处理器44可以是任何定制的或市售的处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、与控制器34相关联的若干处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片组的形式)、宏处理器、其任何组合、或通常用于执行指令的任何设备。计算机可读存储设备或介质46可以包括例如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和保活存储器(KAM)中的易失性和非易失性存储。KAM是持久或非易失性存储器，其可用于在处理器44断电时存储各种操作变量。计算机可读存储设备或介质46可以使用多种已知存储器设备中的任何一种来实现，诸如PROMs(可编程只读存储器)、EPROMs(电PROM)、EEPROMs(电可擦除PROM)、闪存或能够存储数据的任何其他电、磁、光或组合存储器设备，其中一些数据表示由控制器34用于控制车辆10的可执行指令。

指令可以包括一个或多个单独的程序，每个程序包括用于实现逻辑功能的可执行指令的有序列表。当由处理器44执行时，指令接收和处理来自传感器***28的信号，执行用于自动控制车辆10的部件的逻辑、计算、方法和/或算法，并且生成到致动器***30的控制信号以基于逻辑、计算、方法和/或算法自动控制车辆10的部件。尽管图1中仅示出了一个控制器34，但是车辆10的实施例可以包括任何数量的控制器34，其通过任何合适的通信介质或通信介质的组合进行通信，并且协作以处理传感器信号，执行逻辑、计算、方法和/或算法，并生成控制信号以自动控制车辆10的特征。

在各种实施例中，控制器34的一个或多个指令体现在控制***100中(例如，在数据存储元件46中)，并且当由处理器44执行时，使处理器44获得从成像和测距装置40捕获或生成的数据，并利用捕获的环境数据来确定用于自主操作车辆10的命令，如下面更详细地描述的。在一个或多个示例性实施例中，数据存储元件46保持侧向规划信息的查找表，该查找表可用于确定用于侧向操纵到相邻车道中的相应侧向参考轨迹。当处理器44支持的正常车辆引导或控制方案遇到时间敏感的侧向操纵的最后期限或其他时间约束时，处理器44利用或以其他方式参考侧向规划信息和所得到的参考侧向轨迹来确定用于自主操作车辆10的命令，以避免必须在有限的时间段内求解命令的车辆路径。

仍然参考图1，在示例性实施例中，通信***36被配置为通过通信网络向和从其他实体48无线地传送信息，所述通信网络诸如但不限于其他车辆(“V2V”通信)、基础设施(“V2I”通信)、远程***和/或个人设备。在示例性实施例中，通信***36是被配置为经由使用IEEE 802.11标准的无线局域网(WLAN)或通过使用蜂窝数据通信进行通信的无线通信***。然而，诸如专用短程通信(DSRC)信道的附加或替代通信方法也被认为在本公开的范围内。DSRC信道是指专门为汽车用途设计的单向或双向短程到中程无线通信信道以及相应的一组协议和标准。

通信***36所利用的通信网络可以包括无线载波***，诸如蜂窝电话***，其包括多个蜂窝塔(未示出)、一个或多个移动交换中心(未示出)以及将无线载波***与陆地通信***连接所需的任何其他联网组件，并且无线载波***可以实现任何合适的通信技术，包括例如诸如CDMA(例如，CDMA2000)、LTE(例如，4G LTE或5G LTE)、GSM/GPRS的数字技术或其他当前或新兴的无线技术。另外或替代地，可以利用卫星通信***形式的第二无线载波***来提供使用一个或多个通信卫星(未示出)和上行链路发射站(未示出)的单向或双向通信，包括但不限于卫星无线电服务、卫星电话服务等。一些实施方式可以利用陆地通信***，诸如包括用于提供硬有线电话(hardwired telephony)、分组交换数据通信和互联网基础设施的公共交换电话网络(PSTN)的传统的基于陆地的电信网络。陆地通信***的一个或多个区段可以通过使用标准有线网络、光纤或其他光网络、电缆网络、电力线、其他无线网络(诸如无线局域网(WLANs)提供宽带无线接入(BWA)的网络)或其任何组合来实现。

现在参考图2，根据各种实施例，控制器34实现自动驾驶***(ADS)70。也就是说，控制器34的合适的软件和/或硬件部件(例如，处理器44和计算机可读存储装置46)用于提供与车辆10结合使用的自动驾驶***70，例如，以自动控制各种致动器30，从而分别控制车辆加速、转向和制动，而无需人为干预。

在各种实施例中，自动驾驶***70的指令可以按功能或***来组织。例如，如图2所示，自动驾驶***70可以包括传感器融合***74、定位***76、引导***78和车辆控制***80。如可以理解的，在各种实施例中，指令可以被组织成任何数量的***(例如，组合、进一步划分等)，因为本公开不限于本示例。

在各种实施例中，传感器融合***74合成和处理传感器数据，并预测车辆10的环境的对象和特征的存在、位置、分类和/或路径。在各种实施例中，传感器融合***74可以合并来自多个传感器的信息，包括但不限于相机、激光雷达、雷达和/或任何数量的其他类型的传感器。在本文描述的一个或多个示例性实施例中，传感器融合***74使用与相应相机和参考系的配对相关联的校准转换参数值将图像数据与激光雷达点云数据、车辆参考系或一些其他参考坐标系相关联，以将激光雷达点与像素位置相关联，为图像数据分配深度，识别图像数据和激光雷达数据中的一个或多个中的物体，或以其他方式合成相关联的图像数据和激光雷达数据。换句话说，从传感器融合***74提供给车辆控制***80的传感器输出(例如，检测到的物体和/或它们相对于车辆10的位置的标记)反映相机图像、激光雷达点云数据等之间的校准和关联或以其他方式受其影响。

定位***76处理传感器数据以及其他数据以确定车辆10相对于环境的位置(例如，相对于地图的本地位置、相对于道路车道的精确位置、车辆航向、速度等)。引导***78处理传感器数据以及其他数据，以在给定当前传感器数据和车辆姿态的情况下确定车辆10要遵循的路径。然后，车辆控制***80根据所确定的路径生成用于控制车辆10的控制信号。在各种实施例中，控制器34实现机器学习技术以辅助控制器34的功能，诸如特征检测/分类、障碍物缓解、路线遍历、地图绘制、传感器集成、地面实况确定等。

在一个或多个实现方式中，引导***78包括运动规划模块，该运动规划模块生成用于在车辆沿着路线行进时控制车辆的运动规划。运动规划模块包括纵向解算器模块，该纵向解算器模块生成纵向运动规划输出，用于例如通过使车辆在未来沿着路线的一个或多个位置处加速或减速以保持期望的速度或速率来控制车辆在大致行进方向上沿着路线的移动。运动规划模块还包括侧向解算器模块，该侧向解算器模块生成侧向运动规划输出，用于控制车辆沿着路线的侧向运动，以改变大致行驶方向，例如，通过在未来沿着路线的一个或多个位置处使车辆转向(例如，以保持车辆在车道内居中、改变车道等)。纵向和侧向计划输出对应于提供给车辆控制***80的命令(或计划)路径输出，用于控制车辆致动器30，以实现车辆10沿着与纵向和侧向计划对应的路线的移动。

在正常操作期间，纵向解算器模块尝试优化在行驶方向上的车辆速度(或速率)、在行驶方向上的车辆加速度以及在行驶方向上的车辆加速度的导数(在本文中可替代地称为车辆的纵向加速度变化率)，并且侧向解算器模块尝试优化转向角、转向角的变化率以及转向角的加速度或二阶导数(在本文中可替代地称为车辆的侧向加速度变化率(lateraljerk))中的一个或多个。在这方面，转向角可以与路径或路线的曲率相关，并且转向角、转向角的变化率和转向角的加速度或二阶导数中的任何一个可以由侧向解算器模块单独地或组合地优化。

在示例性实施方式中，纵向解算器模块接收或以其他方式获得车辆的当前或瞬时姿态，其包括车辆的当前位置或地点、车辆的当前取向、车辆的当前速度或速率以及车辆的当前加速度。使用车辆的当前位置或地点，纵向解算器模块还检索或以其他方式获得路线信息，该路线信息包括关于给定当前姿态并且加上一些附加缓冲距离或时间段(例如，未来12秒)车辆正在行驶的路线的信息，例如，当前和未来道路坡度或节距、当前和未来道路曲率、当前和未来车道信息(例如，车道类型、边界和其他约束或限制)以及与道路相关联的其他约束或限制(例如，例如最小和最大速度限制、高度或重量限制等)。路线信息可以从例如车载数据存储元件32、在线数据库或其他实体获得。在一个或多个实施例中，侧向路线信息可以包括由侧向解算器模块输出的规划侧向路径命令，其中纵向和侧向解算器模块迭代地导出沿着路线的最佳行进计划。

纵向解算器模块还接收或以其他方式获得与车辆的路线和当前姿态相关的当前障碍物数据，其可以包括例如车辆或未来路线附近的物体或障碍物的地点或位置、尺寸、取向或航向、速度、加速度和其他特性。纵向解算器模块还接收或以其他方式获得纵向车辆约束数据，该纵向车辆约束数据表征或以其他方式限定车辆用于纵向移动的运动或物理能力，诸如例如最大加速度和最大纵向加速度变化率(maximum longitudinal jerk)、最大减速度等。纵向车辆约束数据可以特定于每个特定车辆，并且可以从车载数据存储元件32或从联网数据库或其他实体48、52、54获得。在一些实施例中，可以基于车辆的当前质量、车辆上的当前燃料量、车辆的历史或近期性能和/或潜在的其他因素动态地或基本上实时地计算或以其他方式确定纵向车辆约束数据416。在一个或多个实施例中，相对于侧向路径、侧向车辆约束数据和/或由侧向解算器模块进行的确定来计算或确定纵向车辆约束数据。例如，通过计算作为路径曲率和最大侧向加速度的函数的最大纵向速度(其本身可能受到骑乘者偏好或车辆动力学的约束)，可以通过路径曲率和最大侧向加速度在特定位置处约束最大纵向速度。在这方面，在路径弯曲程度相对较高(例如，急转弯)的位置处，可以相应地限制最大纵向速度，以保持沿着曲线的舒适或可实现的侧向加速度。

使用到纵向解算器模块的各种输入，纵向解算器模块通过优化一些纵向成本变量或其组合(例如，最小化行进时间、最小化燃料消耗、最小化加速度变化率等)来计算或以其他方式确定在一些预测时域(例如，12秒)内沿着路线行进的纵向计划(例如，作为时间的函数的未来的计划速度、加速度和加速度变化率值)。通过以确保车辆在可能的程度上符合纵向骑乘偏好信息，同时还符合车道边界或其他路线约束并避免与对象或障碍物碰撞的方式从当前姿态改变车辆的速度或速率来实现。在这方面，在许多情况下，由纵向解算器模块生成的所得纵向计划不违反与用户相关联的最大车辆速度、最大车辆加速度、最大减速度和最大纵向加速度变化率设置，同时还遵守与用户相关联的以下距离或缓冲区。也就是说，在一些情况下，违反一个或多个纵向骑乘偏好设定可能是必要的，以避免碰撞、符合交通信号等，在这种情况下，纵向解算器模块可以尝试维持尽可能多的用户特定纵向骑乘偏好设定的符合性。因此，所得到的纵向计划通常符合用户的纵向骑乘偏好信息，但不一定严格地符合用户的纵向骑乘偏好信息。

以类似的方式，侧向解算器模块接收或以其他方式获得当前车辆姿态和相关路线信息以及障碍物数据，以用于确定预测范围内的侧向行驶计划解。侧向解算器模块还接收或以其他方式获得侧向车辆约束数据，该侧向车辆约束数据表征或以其他方式限定车辆的用于侧向移动的运动或物理能力，诸如例如最大转向角或转向角范围、最小转弯半径、转向角的最大变化率等。侧向车辆约束数据也可以特定于每个特定车辆，并且可以从车载数据存储元件32或从联网数据库或其他实体48、52、54获得。侧向解算器模块还可以接收或以其他方式获得用户特定的侧向骑乘偏好信息，其包括例如转向速率的用户特定值或设置(例如，转向角的最大变化速率、转向角的最大加速度等)、侧向加速度变化率等。侧向骑乘偏好信息还可以包括用户特定的距离或缓冲区，诸如例如距车道边界的最小和/或最大距离、对象或障碍物之间的最小侧向缓冲区或侧向分离距离等，以及潜在的其他用户特定的车道偏好(例如，优选的行驶车道)。

使用到侧向解算器模块的各种输入，侧向解算器模块通过优化一些侧向成本变量或其组合(例如，最小化与道路中心的偏离、最小化路径的曲率、最小化侧向加速度变化率等)来计算或以其他方式确定在一些预测时域(例如，50米)内的未来位置处沿着路线行进的侧向计划。通过以确保车辆在可能的程度上符合侧向行驶偏好信息，同时还符合车道边界或其他路线约束并避免与物体或障碍物碰撞的方式改变转向角或车辆车轮角度。

在正常操作期间，侧向解算器模块可以利用来自纵向解算器模块的纵向行程计划以及路线信息和障碍物数据来确定如何在预测时域内从当前姿态转向车辆，同时尝试符合侧向骑行偏好信息。在这方面，最终由运动规划模块输出的所得纵向和侧向行进计划符合尽可能多的用户乘坐偏好，同时通过改变车辆的速度、加速度/减速度(纵向和/或侧向)、加速度变化率(纵向和/或侧向)、转向角和转向角变化率中的一个或多个来优化成本变量并避免碰撞。由运动规划模块输出的纵向行进计划包括相对于用于在纵向预测时域内操作车辆的时间的一系列规划速度和加速度命令(例如，接下来12秒的速度计划)，并且类似地，由运动规划模块输出的侧向行进计划包括相对于用于在根据纵向行进计划(例如，接下来50米的转向计划)操作时在侧向预测时域内转向车辆的距离或位置的一系列规划转向角和转向率。纵向和侧向计划输出被提供给车辆控制***80，车辆控制***80可以利用车辆定位信息并采用其自己的控制方案来生成控制输出，该控制输出通过改变提供给致动器30的速度和转向命令来将车辆定位信息调节到纵向和侧向计划，从而改变车辆10的速度和转向以模拟或以其他方式实现纵向和侧向计划。

如下面更详细描述的，在示例性实施方式中，引导***78支持免提自主操作模式，该免提自主操作模式在其被启用时控制转向、加速和制动，并且操作以提供车道居中，同时使用由传感器融合***74提供的当前传感器数据(或障碍物数据)和由定位***76提供的当前车辆姿态来保持驾驶员选择的速度和/或相对于其他车辆的跟随距离(或间隙时间)。在自主操作模式中，当引导***78检测到、识别出或以其他方式确定存在用于进行侧向操纵以避免在车辆10附近检测到意外障碍物或其他物体的最后期限时，引导***78启动或以其他方式实现基于最后期限的侧向操纵过程以覆盖预先存在的路线信息并向侧向解算器提供参考侧向轨迹，该参考侧向轨迹被配置为导致侧向解算器以试图实现参考侧向轨迹的方式改变转向角或车轮角度，从而确保车辆在最后期限之前完成侧向操纵，而不考虑任何侧向行驶偏好信息、成本优化或其他迭代优化。换句话说，所命令的侧向轨迹可能违反一个或多个侧向骑乘偏好设置，以确保侧向操纵在最后期限之前完成。在这种情况下，纵向解算器模块计算或以其他方式确定用于沿着命令的侧向轨迹行进的纵向计划(例如，通过以确保车辆尽可能符合纵向行驶偏好信息同时还避免与物体或障碍物碰撞的方式从当前姿态改变车辆的速度或速率)。在这方面，由纵向解算器模块生成的所得纵向计划也可能违反纵向骑乘偏好设定，以便遵守所命令的侧向计划，同时还遵守其他约束(例如，与驾驶员的自主操作模式的构造相关联的期望速度和/或跟随距离)。

在启动基于最后期限的侧向操纵过程之后，引导***78基于最近的车辆姿态和/或相对于根据需要执行的基于最后期限的侧向操纵的进度来动态地更新和调整命令的参考侧向轨迹和对应的侧向计划，从而获得更新的侧向轨迹，该更新的侧向轨迹被配置为确保侧向操纵在基于最近的车辆姿态的最后期限之前完成。在这方面，在基于由车辆控制***80实现或执行的最近车辆姿态导致的初始实现的侧向计划不够激进(例如，关于基于最后期限的侧向操纵的进度量小于预期)的情况下，引导***78可以识别更激进的更新的参考侧向轨迹，以更好地确保侧向操纵在最后期限之前完成。另一方面，在初始侧向计划过于激进的情况下(例如，相对于基于最后期限的侧向操纵的进度量大于预期)，引导***78可以识别不太激进的更新的参考侧向轨迹，以改善乘客舒适度或乘坐性，同时仍然确保侧向操纵在最后期限之前完成。附加地或替代地，引导***78还响应于用于完成侧向操纵的最后期限的变化(例如，基于最近的车辆姿态、传感器融合***74对检测到的物体或障碍物的变化等)动态地更新和调整参考侧向轨迹，从而确保侧向操纵在最后期限之前完成，同时适当地放松侧向操纵以尽可能地保持乘客舒适性或乘坐性。

图3描绘了基于最后期限的侧向操纵过程300的示例性实施方式，其适于由车辆上的控制模块(例如，由车辆10中的控制器34支持的ADS 70的引导***78)实施，以确保响应于检测到的障碍物、物体或其他事件而在时间最后期限内相对于原始规划的行驶路线执行侧向操纵。出于说明性目的，以下说明书可以参考上面结合图1-2提到的元件。虽然基于最后期限的侧向操纵过程300的部分可以由车辆***的不同元件执行，但是为了解释的目的，本文可以主要在基于最后期限的侧向操纵过程300的上下文中描述主题，该过程300主要由与车辆10相关联的控制器34实现的ADS 70的引导***78执行。在一个或多个示例性方面中，结合下面在图4的上下文中更详细描述的轨迹更新过程400来执行基于最后期限的侧向操纵过程300。

在示例性实施方式中，当ADS 70识别或以其他方式检测到侧向操纵事件的发生时，例如，响应于驾驶员手动启动车道变换(例如，通过操纵转向信号开关)或自动地响应于检测到道路中的障碍物或其他物体(例如，基于由传感器融合***74输出的检测到的物体数据)，启动或以其他方式执行基于最后期限的侧向操纵过程300。在一些实施方式中，基于最后期限的侧向操纵过程300还可以响应于有噪声的传感器数据或者响应于检测到主车辆没有沿着期望车道中心行驶而自动启动，在这种情况下，基于最后期限的侧向操纵过程300可以被启动以侧向操纵主车辆以在阈值时间段内收敛于行驶车道的期望中心线上。

基于最后期限的侧向操纵过程300在302处检测或以其他方式标识车辆附近的一个或多个规避区域，并且在304处标识或以其他方式确定时域中的最高优先规避区域。在这方面，规避区域通常表示由物体、障碍物、环境危险、道路危险等占据的区域，其将由所有权车辆10规避，其中基于最后期限的侧向操纵过程300将最高优先级规避区域识别为在时域中最靠近车辆10的规避区域，即，具有车辆预期相对于其他规避区域到达相应规避区域的最小到达时间差(或最早到达时间)的规避区域。使得如果车辆10在该时间差内没有完成侧向操纵的执行，则预期车辆10在时间上最快、最早或最早地到达最高优先级规避区域(或与其相关联的物体或障碍物)。换句话说，最高优先级规避区域可以不与在距离方面最靠近车辆10的物体或障碍物相关联，而是与在行驶时间或当前时间点与在给定车辆10的当前速度的情况下预期车辆10到达物体或障碍物时的最后期限时间点之间的时间差方面最靠近车辆10的物体或障碍物相关联。

在示例性实施方式中，ADS 70和/或引导***78分析来自传感器融合***74的传感器输出，以识别车辆10附近的任何物体或障碍物，并基于车辆10的速度相对于相应物体的速度来计算或以其他方式确定车辆10和相应物体之间的估计时间量。例如，对于在所有权车辆10前方行驶的另一车辆，ADS70和/或引导***78可以分析来自传感器融合***74的输出，以确定所有权车辆10和该另一车辆之间的相对距离以及另一车辆的速度(或相对速度)，这又用于将所有权车辆10和另一车辆之间的距离转换成所有权车辆10到达另一车辆所需的相应估计行驶时间量(例如，通过将距离除以相对速度)。因此，由于相对速度接近零，以与所有权车辆10基本相同的速度在所有权车辆10的相同方向上移动的另一车辆可以在时域中与所有权车辆10具有相对大的差异或距离。另一方面，对于静止物体，ADS 70和/或引导***78分析来自传感器融合***74的输出，以确定自有车辆10和静止物体之间的相对距离，并将该距离转换为到达静止物体所需的相应估计行驶时间量(例如，通过将距离除以自有车辆10的速度)。因此，在一些场景中，可以基于时域中相对于更靠近车辆10但在与所有权车辆10基本相同的方向上行驶的其他车辆或对象的距离，将更远离所有权车辆10的静止对象指定为最高优先级规避区域。

在识别最高优先级规避区域之后，基于最后期限的侧向操纵过程300在306处基于最高优先级规避区域计算或以其他方式确定用于完成侧向操纵的最后期限。为了确定用于完成侧向操纵的最后期限时间点，ADS 70和/或引导***78基于车辆10与最高优先级规避区域之间的距离以及车辆10相对于与最高优先级规避区域相关联的速度的相对速度来计算或以其他方式确定车辆10在当前时间点的当前姿态与预期车辆10在未来时间点到达最高优先级规避区域时之间的估计行进时间量。另外，根据实施方式，可以通过从到达最高优先级规避区域所需的估计行驶时间量中减去缓冲时间量来确定侧向操纵最后期限，以提供一些额外的避让裕度，或者替代地，通过在基于车辆10的相对速度将该调整距离转换为时域中的对应行驶时间量之前，从车辆10和与最高优先级规避区域相关联的物体或障碍物之间的估计距离中减去缓冲距离裕度量来确定侧向操纵最后期限。也就是说，在其他实现方式中，到达最高优先级规避区域所需的估计行进时间量可以用作侧向操纵最后期限，而无需任何附加缓冲区、裕度或其他调整。

在图3所示的基于最后期限的侧向操纵过程300的所示实现方式中，在308处，基于最后期限的侧向操纵过程300确定与侧向操纵最后期限相对应的时间点是否已经从基于最后期限的侧向操纵过程300的先前迭代更新或以其他方式改变，如下面更详细描述的。在这方面，基于最后期限的侧向操纵过程300可以将侧向操纵最后期限添加到当前时间戳以确定用于完成侧向操纵的时间点，并且将所得到的时间点存储或以其他方式维持为参考侧向操纵最后期限。此后，在基于最后期限的侧向操纵过程300的后续迭代期间，基于最后期限的侧向操纵过程300可以将在306处确定的更新的侧向操纵最后期限添加到更新的当前时间戳，以确定所得到的时间点是否与来自基于最后期限的侧向操纵过程300的前一次迭代的参考侧向操纵最后期限匹配。

当基于最后期限的侧向操纵过程300确定存在更新的侧向操纵最后期限时，在基于最后期限的侧向操纵过程300的初始迭代期间和/或在基于最后期限的侧向操纵过程300的一个或多个后续迭代期间，在310处，基于最后期限的侧向操纵过程300识别、获得或以其他方式确定用于满足侧向操纵最后期限并在最高优先级规避区域周围导航车辆的参考侧向轨迹。在这方面，在示例性实施例中，ADS 70和/或引导***78利用查找表(例如，保持在数据存储元件46中)来获得定义实现参考侧向轨迹的车辆姿态和朝向的序列的信息，该参考侧向轨迹确保车辆在最后期限之前完成侧向操纵，该参考侧向轨迹根据侧向操纵最后期限(或在要完成侧向操纵之前剩余的时间量)、车辆10的当前速度、车辆10相对于当前行驶车道和/或目的地行驶车道的当前航向，以及可能的其他输入变量。

在一个或多个实施方式中，查找表可配置成接收完成侧向操纵所需的时间量(例如，在到达侧向操纵最后期限之前剩余的时间量)、车辆10的当前速度以及指示相对于正在执行的侧向操纵的进度量的一个或多个度量(例如，下面在408处更详细描述的变化率)作为输入。来自查找表的输出被实现为参考侧向轨迹，该参考侧向轨迹包括在当前车辆位置之前的一个或多个前瞻控制点处的允许侧向变化量(例如，侧向位置、车辆航向和路径曲率)，然后车辆控制***80(以及分别为侧向和纵向解算器模块)利用该参考侧向轨迹和由查找表输出的对应侧向规划信息来构建运动规划。在这方面，查找表输出预期或期望侧向操纵随时间的特定进展量。如下面更详细描述的，当车辆的后续侧向位置未能实现预期的侧向前进量时，利用查找表来动态地获得更新的参考侧向轨迹和对应的侧向路径规划信息(例如，侧向位置、车辆航向和路径曲率)，以更积极地操纵车辆以便满足最后期限。另一方面，当车辆的后续侧向位置超过预期侧向前进量时，还可以利用查找表来动态地获得更新的侧向路径规划信息，当侧向前进量指示车辆足够可能满足最后期限时，该更新的侧向路径规划信息放松侧向操纵以改善乘客舒适度。

仍然参考图3，在识别出用于在由最高优先级规避区域规定的侧向操纵最后期限之前实现侧向操纵的参考侧向轨迹之后，基于最后期限的侧向操纵过程300在312处向车辆控制***输入、传输或以其他方式提供参考侧向轨迹以用于实现和执行。在这方面，引导***78向车辆控制***80提供参考侧向轨迹，该参考侧向轨迹确保车辆在最后期限之前完成侧向操纵，作为命令的侧向路线，该命令的侧向路线将由侧向解算器利用以达到用于实现参考侧向轨迹的一系列转向角、转向角变化率值、转向角加速度值和/或类似值。如上所述，车辆控制***80的纵向解算器可以利用由侧向解算器输出的所得侧向计划来计算或以其他方式确定用于在尽可能的程度上沿着参考侧向轨迹行进的对应纵向计划，同时还避免与物体或障碍物碰撞。以这种方式，车辆控制***80根据由引导***78提供的参考侧向轨迹自主地控制车辆10上的致动器30，以尝试在最后期限之前完成侧向操纵。

在示例性实施方式中，基于最后期限的侧向操纵过程300重复，直到侧向操纵完成或者不再存在任何侧向操纵最后期限(例如，由于变化的条件)。在这方面，当车辆10沿着参考侧向轨迹自主地操作时，基于最后期限的侧向操纵过程300可以在302处动态地识别或以其他方式确定更新的规避区域，在304和306处识别更新的最高优先级规避区域和用于完成侧向操纵的对应的更新的最后期限，然后在308处确定由最高优先级规避区域指示的更新的侧向操纵最后期限是否已经相对于基于最后期限的侧向操纵过程300的先前迭代改变。在这方面，当车辆10试图穿过参考侧向轨迹时，由于车辆10附近的其他车辆或物体相对于车辆10移动，因此用于完成侧向操纵的最后期限可以在时间上向前或向后移动。因此，当用于完成侧向操纵的最后期限改变时，基于最后期限的侧向操纵过程300在308处获得更新的参考侧向轨迹，该更新的参考侧向轨迹更激进以便满足相对于前一个最后期限在时间上向前移动的更新的侧向操纵最后期限，或者可替代地，该更新的参考侧向轨迹更宽松以便满足相对于前一个最后期限在时间上向后移动的更延迟的更新的侧向操纵最后期限。以这种方式，基于最后期限的侧向操纵过程300在执行侧向操纵期间动态地调整参考侧向轨迹，以确保侧向操纵在最后期限之前完成。也就是说，在基于最后期限的侧向操纵过程300不能在308处获得能够满足侧向操纵最后期限的参考侧向轨迹的情况下，基于最后期限的侧向操纵过程300可以自动退出并生成提示驾驶员恢复对车辆10的手动控制的一个或多个警报或用户通知，或者ADS 70可以以其他方式发起一个或多个补救动作。

仍然参考图3，当侧向操纵最后期限从基于最后期限的侧向操纵过程300的一次迭代到下一次迭代保持不变时，基于最后期限的侧向操纵过程300在314处基于执行侧向操纵的进展量或速率来动态地调整或以其他方式更新参考侧向轨迹，如下面在图4的上下文中更详细地描述的。在这方面，ADS 70和/或引导***78有效地监测车辆控制***80关于实施先前提供的参考侧向轨迹的行为，以验证或以其他方式确认车辆控制***80正在沿着该轨迹保持对车辆10的控制，并且当当前进度量相对于先前提供的参考侧向轨迹偏离超过阈值时，动态地调整或以其他方式更新参考侧向轨迹以使其或多或少地激进。以这种方式，即使当侧向操纵最后期限保持不变时，当车辆控制***80实施先前提供的参考侧向轨迹指示车辆控制***80可能无法在规定最后期限内完成侧向操纵时，ADS 70和/或引导***78也可以迭代地将参考侧向轨迹调整为更激进，或者替代地，当车辆控制***80对先前提供的参考侧向轨迹的实施指示车辆控制***80足够可能在侧向操纵最后期限之前完成侧向操纵时，ADS 70和/或引导***78可以迭代地调整参考侧向轨迹以使其更放松，以改善乘客舒适性或乘坐性。

图4描绘了轨迹更新过程400的示例性实现方式，轨迹更新过程400适合于在314处与基于最后期限的侧向操纵过程300结合使用，以动态地调整参考侧向轨迹以确保在最后期限之前完成侧向操纵。出于说明性目的，以下说明书可以参考上面结合图1-2提到的元件。虽然轨迹更新过程400的部分可以由车辆***的不同元件执行，但是为了解释的目的，本文可以主要在轨迹更新过程400的上下文中描述主题，轨迹更新过程400主要由与车辆10相关联的控制器34实现的ADS 70的引导***78执行。

轨迹更新过程400通过在402处计算或以其他方式确定当前车辆姿态偏离当前参考轨迹的量并且在404处确定偏差是否超过阈值偏差量而开始。在侧向操纵最后期限保持不变(例如，在314处从308开始)的基于最后期限的侧向操纵过程300的每次迭代期间，实现轨迹更新过程400的ADS 70和/或引导***78将由定位***76输出的当前车辆姿态和/或其他车辆定位信息与先前提供的参考侧向轨迹(例如，在310处获得并在312处输入到车辆控制***80)进行比较，以计算或以其他方式确定当前车辆姿态偏离先前提供的参考侧向轨迹多少。当当前车辆姿态已经保持在先前提供的参考侧向轨迹上或者在与先前提供的参考侧向轨迹的阈值偏差量内时，轨迹更新过程400确定车辆控制***80正在充分地执行先前提供的参考侧向轨迹以在最后期限之前完成侧向操纵并退出，同时保持先前提供的参考侧向轨迹不变(例如，在312处保持先前提供的参考侧向轨迹作为对车辆控制***80的输入)。

当在404处当前车辆姿态偏离先前提供的参考侧向轨迹超过轨迹更新阈值量时，轨迹更新过程400在406处识别或以其他方式确定车道变换操纵是否正在进行中。换句话说，ADS 70和/或引导***78识别或以其他方式确定基于最后期限的侧向操纵过程300是否由驾驶员或其他人类用户请求车道变换发起，而不是基于检测到的物体、障碍物、危险或其他意外道路状况自动发起基于最后期限的侧向操纵过程300。当车道变换操纵正在进行时，轨迹更新过程400在400处计算或以其他方式确定与车道变换操纵的进展相关联的变化率。在这方面，ADS 70和/或引导***78确定在最近的控制周期之后已经完成的车道变换操纵的百分比相对于在最近的控制周期开始时完成的车道变换操纵的百分比。

在410处，轨迹更新过程400确定与车道变换操纵相关联的变化率是否大于侧向操纵阈值，该侧向操纵阈值指示车道变换操纵被过于积极地执行并且可能导致与先前提供的参考侧向轨迹的偏离(例如，在402和404处)。例如，道路的倾斜或弯曲、风或其他环境因素可能导致车辆10偏离由车辆控制***80实现的先前提供的参考侧向轨迹。当与变道操纵相关联的变化率大于指示变道操纵过于突然地执行的侧向操纵阈值时，轨迹更新过程400在412处基于与变道操纵进度相关联的变化率来计算或以其他方式确定查找表的一个或多个调整输入，以放松用于侧向操纵的参考侧向轨迹并改善乘客舒适度或乘坐性。

在414处，在调整查找表的一个或多个输入变量之后，轨迹更新过程400使用经调整的查找表输入来识别、获得或以其他方式确定更新的参考侧向轨迹，以满足侧向操纵最后期限并在最高优先级规避区域周围导航车辆。例如，以与上述类似的方式，ADS 70和/或引导***78利用调整后的输入变量以及侧向操纵最后期限和潜在的其他输入变量来搜索或以其他方式查询查找表，以获得定义车辆姿态和航向序列的信息，该车辆姿态和航向序列实现更新的参考侧向轨迹，该更新的参考侧向轨迹确保车辆在最后期限之前以更宽松的侧向操纵(例如，减小的转向角、减小的转向角的变化率、减小的侧向加速度变化率)完成侧向操纵。引导***78以与上述类似的方式将在414处获得的更新的参考侧向轨迹输入或以其他方式提供给车辆控制***80，作为用于在312处实现和执行的侧向路线信息。

另一方面，当与变道操纵相关联的变化率小于侧向操纵阈值并且可能导致在相反方向上与先前提供的参考侧向轨迹的偏离(例如，通过变道太慢)时，轨迹更新过程400在416处基于与变道操纵进度相关联的变化率计算或以其他方式确定查找表的一个或多个调整输入，以增加侧向操纵并使侧向操纵的参考侧向轨迹更激进。以类似的方式，轨迹更新过程400在414处使用经调整的查找表输入来识别、获得或以其他方式确定用于满足侧向操纵最后期限并在最高优先级规避区域周围导航车辆的更激进的更新的参考侧向轨迹，即，实现更新的参考侧向轨迹的车辆姿态和航向的序列，该更新的参考侧向轨迹确保车辆在最后期限之前以增加的侧向操纵(例如，增加的转向角、增加的转向角的变化率、增加的侧向加速度变化率)完成侧向操纵。然后，引导***78以与上述类似的方式将在414处获得的更新的参考侧向轨迹输入或以其他方式提供给车辆控制***80，作为用于在312处实现和执行的侧向路线信息。

仍然参考图4，在406处，当轨迹更新过程400确定车道变换操纵未在进行中时，轨迹更新过程400以与上述类似的方式在414处使用调整的输入从查找表获得对应的更新的参考轨迹的侧向规划信息之前，在418处基于前一周期内的侧向操纵进度的变化来计算或以其他方式确定查找表的一个或多个调整的输入。例如，当针对除车道改变之外的事情自动启动侧向操纵时(例如，响应于有噪声的传感器数据或响应于检测到主车辆没有沿着期望的车道中心行驶等)，可以计算或以其他方式确定侧向操纵进度的变化，以反映当前车辆姿态(例如，侧向位置、航向和曲率)朝向与行驶车道的新的或更新的中心线对齐前进的速度。在这方面，当前车辆姿态和/或由定位***76输出的其他车辆定位信息相对于前一次迭代之间的关系用于基于该关系缩放或以其他方式调整查找表的一个或多个输入变量。因此，当从一次迭代到下一次迭代相对于参考轨迹的侧向移动的量相对较小时，ADS 70和/或引导***78可以计算或以其他方式确定一个或多个调整后的查找表输入变量，以增加侧向操纵的速率或量。另一方面，当从一次迭代到下一次迭代相对于参考轨迹的侧向移动的量相对较大时，ADS 70和/或引导***78可以计算或以其他方式确定一个或多个调整后的查找表输入变量，以减小侧向操纵的速率或量。

借助于与图3的基于最后期限的侧向操纵过程300一致的轨迹更新过程400，可以根据需要从一个控制周期到下一个控制周期动态地和/或迭代地调整侧向参考轨迹(例如，基于侧向操纵最后期限的变化或与先前提供的轨迹的偏差)，直到收敛或以其他方式到达可以由车辆控制***80实现或以其他方式执行而不偏离超过轨迹更新阈值的侧向参考轨迹(例如，在404处)。以这种方式，基于最后期限的侧向操纵过程300确保侧向操纵在最后期限之前完成，同时适当地放松侧向操纵以减少乘客不适并保持可乘性。

在示例性实施方式中，由基于最后期限的侧向操纵过程300和轨迹更新过程400使用的查找表包括侧向规划信息，其形式为侧向车辆位置的允许量(或可允许的变化量)，车辆航向和侧向路径曲率在未来的不同前瞻控制点处被允许，其由侧向解算器模块使用以根据侧向规划信息在运行中导出对应的侧向参考轨迹。通过基于侧向操纵进度的量(或与先前的侧向规划信息的偏离)迭代地调整侧向规划信息，在执行侧向操纵期间动态地更新或调整车辆的侧向路径以确保满足最后期限，从而允许自动驾驶***保持车辆的自主操作，而不需要驾驶员或另一车辆乘员的干预来完成侧向操纵。也就是说，在其他实施方式中，查找表可以保持多个不同的潜在参考轨迹，用于在给定当前车辆姿态和侧向操纵进度的情况下满足侧向操纵最后期限，从而覆盖或避免侧向解算器模块。

图5至图6描绘了示出车辆502处的图3的基于最后期限的侧向操纵过程300的示例性场景序列，车辆502可以是车辆10的实例。图5描绘了车辆502在另一车辆504后面沿着第一车道520内的路线行驶同时在二级自主操作模式下操作的初始状态500，二级自主操作模式试图将车辆502以用户定义的速度保持在当前行驶车道520内基本上居中，受到其他用户定义的或用户可配置的约束(例如，与其他车辆的分离距离等)。图5描绘了规避区域506，其对应于在当前行驶车道520内已经检测到障碍物或其他危险的区域，例如，用于道路建设的交通障碍，导致车道520合并到相邻车道530中。响应于检测到或以其他方式识别当前车道520中的物体区域，车辆502处的ADS 70的引导***78自动启动基于最后期限的侧向操纵过程300以执行侧向操纵，从而通过改变到相邻车道530来在检测到的物体区域周围导航。也就是说，基于最后期限的侧向操纵过程300可以响应于侧向操纵的潜在最后期限的其他标记(例如，驾驶员或其他用户操纵转向信号开关以发起车道变换)而如图5-6的上下文中所描绘的那样类似地实现。

如上面在图3的上下文中所描述的，ADS 70和/或引导***78识别与在车辆前方检测到的另一车辆504相对应的第一规避区域和与当前行驶车道520内的检测到的物体或障碍物相对应的第二规避区域506(例如，在302处)。ADS 70和/或引导***78从传感器融合***74获得指示车辆502、504之间的距离505和另一车辆504相对于自有车辆502的相对速度的信息，并将距离505转换成自有车辆502到达另一车辆504所需的时间量的相应估计。类似地，ADS 70和/或引导***78从传感器融合***74获得指示自有车辆502与对应于规避区域506的检测到的物体之间的距离507的信息，并且将距离507转换成自有车辆502到达规避区域506所需的时间量的对应估计，例如，通过在规避区域506静止时将距离507除以自有车辆502的速度。因此，自有车辆502到达与道路封闭相关联的规避区域506所需的估计时间量小于自有车辆502到达以与自有车辆502基本上相同的速度行进的另一车辆504所需的时间量，并且因此，与当前行进车道520中的检测到的对象相关联的规避区域506被识别为最高优先级规避区域(例如，在304处)。

在将规避区域506识别为最高优先级规避区域之后，ADS 70和/或引导***78计算或以其他方式确定用于完成围绕规避区域的侧向操纵的对应最后期限(例如，在306处)，并且然后利用操纵最后期限来获得与用于侧向操纵到相邻车道530中的初始参考侧向轨迹510相对应的侧向规划信息，以通过在最后期限时间点之前将车道从当前车道520改变到相邻车道530来导航车辆502围绕规避区域506(例如，在310处)。参考侧向轨迹510的初始侧向规划信息被输入或以其他方式提供给车辆控制***80，车辆控制***80又自主地操作车辆502以执行对应于参考侧向轨迹510的侧向操纵，如上所述。

图6描绘了在执行参考侧向轨迹510期间车辆502的更新状态600，其中另一车辆504已经改变车道以在道路封闭周围导航，这导致当另一车辆504不再在自有车辆502前方时，车辆控制***80增加自有车辆502的速度(或减小减速度)。在这方面，图6描绘了基于最后期限的侧向操纵过程300基于自有车辆502和规避区域506之间的减小的距离607来识别在时间上更早的更新的侧向操纵最后期限的场景(例如，在308处)。结果，ADS 70和/或引导***78利用更新的操纵最后期限来获得更新的侧向轨迹信息，该更新的侧向轨迹信息包括更新的前瞻控制点620(以及与其相关联的对应的车辆航向和路径曲率)，从而产生用于将车辆502与相邻车道530的中心线对准的对应的更新的参考侧向轨迹610(例如，在310处)。更新的参考侧向轨迹610比先前的侧向轨迹510更激进，以通过执行侧向操纵以比当前参考侧向轨迹510更快地将车道从当前车道520改变到相邻车道530来确保车辆502在规避区域506周围导航，否则这将由先前确定的前瞻控制点630和相关联的车辆航向和路径曲率决定。然后，更新的参考侧向轨迹信息代替先前的参考侧向轨迹信息被输入或以其他方式提供给车辆控制***80，这又导致车辆控制***80沿着更新的参考侧向轨迹610代替侧向轨迹510更积极地自主地操作车辆502，以完成从初始车道520到相邻车道530的侧向操纵，并确保侧向操纵在更新的侧向操纵最后期限之前完成，从而确保车辆502规避了规避区域506。以这种方式，通过利用预定义的侧向轨迹规划信息的查找表迭代地调整侧向参考轨迹以考虑车辆控制***80的真实世界性能，基于最后期限的侧向操纵过程300确保侧向操纵在由动态和不可预测的道路状况决定的特定最后期限内完成，而不受可行驶性约束的约束并且不以计算上可行的方式引入延迟。

虽然在前述详细说明书中已经呈现了至少一个示例性方面，但是应当理解，存在大量的变型。还应当理解，一个或多个示例性方面仅是示例，并不旨在以任何方式限制本公开内容的范围、适用性或配置。相反，前述详细说明书将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例性方面的方便的路线图。应当理解，在不脱离如所附权利要求及其法律等同物中阐述的本公开的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种在自主操作模式下控制车辆的方法，所述方法包括：

由与所述车辆相关联的控制器识别所述车辆附近的一个或多个规避区域；

由所述控制器确定用于完成侧向操纵以规避所述一个或多个规避区域中的优先规避区域的最后期限；

由所述控制器至少部分地基于所述最后期限来获得用于所述侧向操纵的初始参考侧向轨迹；

由所述控制器根据所述初始参考侧向轨迹自主地操作所述车辆上的一个或多个致动器；以及

此后，由所述控制器获得所述车辆的一个或多个更新的参考侧向轨迹，其中，所述控制器根据所述一个或多个更新的参考侧向轨迹代替所述初始参考侧向轨迹来自主地操作所述车辆上的所述一个或多个致动器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述初始参考侧向轨迹包括：使用用于完成所述侧向操纵的所述最后期限，从与所述车辆相关联的数据存储器中维护的查找表获得初始参考侧向轨迹信息。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：在根据所述初始参考侧向轨迹自主地操作所述车辆上的所述一个或多个致动器之后，由所述控制器确定用于完成所述侧向操纵的更新的最后期限，其中：

获得所述一个或多个更新的参考侧向轨迹包括：使用所述更新的最后期限从所述查找表获得更新的参考侧向轨迹信息；以及

控制器根据与更新的参考侧向轨迹信息相对应的更新的参考侧向轨迹代替初始参考侧向轨迹来自主地操作车辆上的一个或多个致动器。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括：由所述控制器识别所述车辆的当前姿态与所述初始参考侧向轨迹之间的偏差，所述偏差大于轨迹更新阈值，其中：

获得所述一个或多个更新的参考侧向轨迹包括：当所述偏差大于所述轨迹更新阈值时，从所述查找表获得更新的参考侧向轨迹信息；以及

控制器根据与更新的参考侧向轨迹信息相对应的更新的参考侧向轨迹代替初始参考侧向轨迹来自主地操作车辆上的一个或多个致动器。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在根据所述初始参考侧向轨迹自主地操作所述车辆上的所述一个或多个致动器之后，由所述控制器确定用于完成所述侧向操纵的更新的最后期限，其中：

获得所述一个或多个更新的参考侧向轨迹包括：使用所述更新的最后期限来获得更新的参考侧向轨迹；以及

控制器根据更新的参考侧向轨迹代替初始参考侧向轨迹来自主地操作车辆上的一个或多个致动器。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述初始参考侧向轨迹自主地操作所述车辆上的所述一个或多个致动器包括：引导***将所述初始参考侧向轨迹作为输入路线信息输入到车辆控制***，所述车辆控制***被配置为根据所述输入路线信息生成用于所述车辆上的所述一个或多个致动器的控制信号。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括由所述控制器将所述一个或多个规避区域中的所述优先规避区域识别为所述一个或多个规避区域中预期所述车辆相对于所述一个或多个规避区域中的其他规避区域在时间上最早到达的相应规避区域。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定用于完成所述侧向操纵的所述最后期限包括：基于所述车辆与所述优先规避区域之间的距离以及所述车辆相对于与所述优先规避区域相关联的第二速度的速度来计算所述车辆的当前姿态与所述优先规避区域之间的估计行进时间量。

9.一种车辆，包括：

数据存储器，用于维护侧向规划信息的查找表；

所述车辆上的一个或多个感测装置；

所述车辆上的一个或多个致动器；以及

控制器，所述控制器通过处理器至少部分地基于来自所述车辆上的所述一个或多个感测装置的传感器数据来识别所述车辆附近的一个或多个规避区域，确定用于完成侧向操纵以规避所述一个或多个规避区域中的优先规避区域的最后期限，至少部分地基于所述最后期限从所述查找表获得所述侧向操纵的第一侧向规划信息，以及根据对应于第一侧向规划信息的参考侧向轨迹自主地操作车辆上的一个或多个致动器。

10.如权利要求9所述的车辆，其中，所述控制器在根据所述参考侧向轨迹自主地操作所述车辆上的一个或多个致动器之后，从所述查找表获得车辆的更新的侧向规划信息，并且此后根据代替所述参考侧向轨迹的与所述更新的侧向规划信息相对应的更新的参考侧向轨迹自主地操作所述车辆上的所述一个或多个致动器。