[發(fā)明專利]自動(dòng)駕駛車輛的換道控制方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710497273.5
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107215339B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪燦雄
• 申請（專利權(quán)）人: 地殼機(jī)器人科技有限公司
• 主分類號: B60W30/18
• 分類號: B60W30/18;B60W10/20
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 宋南

1.一種自動(dòng)駕駛車輛的換道控制方法，其特征在于，包括：

當(dāng)監(jiān)測到車輛行進(jìn)前方出現(xiàn)障礙物時(shí)，根據(jù)所述障礙物與車輛之間的距離和當(dāng)前路況，確定可行駛區(qū)域；

根據(jù)所述車輛的橫向車寬和所述障礙物與車輛之間的距離，調(diào)整所述車輛的引導(dǎo)軌跡；

判斷調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡是否位于所述可行駛區(qū)域內(nèi)；

如果是，根據(jù)調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡上的路徑點(diǎn)，采用梯度下降法確定方向盤轉(zhuǎn)角；

根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角輸出控制信號，控制電機(jī)帶動(dòng)方向盤和車輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

其中，采用梯度下降法確定方向盤轉(zhuǎn)角的步驟，包括：

根據(jù)調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡上的各個(gè)路徑點(diǎn)和車輛的當(dāng)前航向角確定航向偏差角Δθ；

計(jì)算對應(yīng)于第i個(gè)路徑點(diǎn)的方向盤的目標(biāo)轉(zhuǎn)角

其中，k為預(yù)設(shè)的比例系數(shù)，wi為所述引導(dǎo)軌跡上的第i個(gè)路徑點(diǎn)與車輛之間的橫向距離，hi為所述引導(dǎo)軌跡上的第i個(gè)路徑點(diǎn)與車輛之間的縱向距離，Δθ_i為所述引導(dǎo)軌跡上的第i個(gè)路徑點(diǎn)的航向偏差角；

采用梯度比例下降函數(shù)f(x_i)＝-0.1x_i-1²+26x_i-1-506，優(yōu)化方向盤的目標(biāo)轉(zhuǎn)角，得到方向盤轉(zhuǎn)角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定可行駛區(qū)域的步驟，包括：

根據(jù)所述障礙物與車輛之間的距離和當(dāng)前路況，將極坐標(biāo)系下的柵格區(qū)分為障礙物柵格和無障礙物柵格；

將連續(xù)的無障礙物柵格組成的可行駛扇區(qū)作為初步可行駛區(qū)域；

從所述初步可行駛區(qū)域中選取可行使區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述將連續(xù)的無障礙物柵格組成的可行駛扇區(qū)作為初步可行駛區(qū)域的步驟，包括：

組合連續(xù)的無障礙物柵格，得到至少一個(gè)可行駛扇區(qū)；

從所述可行駛扇區(qū)中隨機(jī)選取一個(gè)可行駛扇區(qū)，作為初步可行駛區(qū)域；或者，從所述可行駛扇區(qū)中選取最大的可行駛扇區(qū)，作為初步可行駛區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，從所述初步可行駛區(qū)域中選取可行使區(qū)域的步驟，包括：

確定車輛所處的當(dāng)前路段為結(jié)構(gòu)化道路或非結(jié)構(gòu)化道路；

如果是結(jié)構(gòu)化道路，從位于車輛左前方的初步可行駛區(qū)域中選取可行駛區(qū)域；

如果是非結(jié)構(gòu)化道路，從位于車輛左前方或右前方的初步可行駛區(qū)域中選取可行駛區(qū)域。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述確定可行駛區(qū)域的步驟之后，所述方法還包括：

判斷所述可行駛區(qū)域是否滿足車輛通過條件；

如果是，執(zhí)行所述根據(jù)所述車輛的橫向車寬和所述障礙物與車輛之間的距離，調(diào)整所述車輛的引導(dǎo)軌跡的步驟；

如果否，控制所述車輛停車。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述車輛通過條件，包括：所述可行駛區(qū)域中的可行駛扇區(qū)對應(yīng)的圓心角大于設(shè)定的角度閾值；或者，對于可行駛區(qū)域中的可行駛扇區(qū)，按照設(shè)定的柵格寬度計(jì)算得到的可行駛扇區(qū)的寬度大于設(shè)定的寬度閾值。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

當(dāng)車輛完成從存在障礙物的第一車道向?qū)儆诳尚旭倕^(qū)域的第二車道換道的過程后，保持車輛在第二車道上行駛；

根據(jù)傳感器探測到的障礙物縱向長度，確定車輛需在第二車道上行駛的最短距離；

當(dāng)車輛在第二車道上行駛的距離超過所述最短距離時(shí)，判斷車輛前方路況是否滿足并道條件；

如果是，控制車輛向所述第一車道并道。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

在車輛行駛過程中，根據(jù)車輛的行進(jìn)狀態(tài)調(diào)節(jié)車速。

9.一種自動(dòng)駕駛車輛的換道控制裝置，其特征在于，包括：

可行駛區(qū)域標(biāo)定模塊，用于當(dāng)監(jiān)測到車輛行進(jìn)前方出現(xiàn)障礙物時(shí)，根據(jù)所述障礙物與車輛之間的距離和當(dāng)前路況，確定可行駛區(qū)域；

引導(dǎo)軌跡調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述車輛的橫向車寬和所述障礙物與車輛之間的距離，調(diào)整所述車輛的引導(dǎo)軌跡；

轉(zhuǎn)角計(jì)算模塊，用于判斷調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡是否位于所述可行駛區(qū)域內(nèi)；如果是，根據(jù)調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡上的路徑點(diǎn)，采用梯度下降法確定方向盤轉(zhuǎn)角；

信號輸出模塊，用于根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角輸出控制信號，控制電機(jī)帶動(dòng)方向盤和車輪轉(zhuǎn)動(dòng)；

其中，采用梯度下降法確定方向盤轉(zhuǎn)角的步驟，包括：

根據(jù)調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡上的各個(gè)路徑點(diǎn)和車輛的當(dāng)前航向角確定航向偏差角Δθ；

計(jì)算對應(yīng)于第i個(gè)路徑點(diǎn)的方向盤的目標(biāo)轉(zhuǎn)角其中，k為預(yù)設(shè)的比例系數(shù)，wi為所述引導(dǎo)軌跡上的第i個(gè)路徑點(diǎn)與車輛之間的橫向距離，hi為所述引導(dǎo)軌跡上的第i個(gè)路徑點(diǎn)與車輛之間的縱向距離，Δθ_i為所述引導(dǎo)軌跡上的第i個(gè)路徑點(diǎn)的航向偏差角；

采用梯度比例下降函數(shù)f(x_i)＝-0.1x_i-1²+26x_i-1-506，優(yōu)化方向盤的目標(biāo)轉(zhuǎn)角，得到方向盤轉(zhuǎn)角。