用于自主车辆的行车路线规划装置及方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引证
[0002] 本申请基于并且要求于2014年11月12日提交给韩国知识产权局的韩国专利申 请号10-2014-0157366的优先权权益，通过引证将其全部公开内容结合在此。
技术领域
[0003] 本公开涉及一种用于自主车辆（autonomous vehicle，自动驾驶车辆）的行车路 线规划装置及方法，更具体地，涉及这样一种用于自主车辆的行车路线规划装置及方法， 即，能够通过规划反映车速变化的路线候选组并确定规划的路线上是否存在与障碍物发生 碰撞的风险性而规划安全的行车路线。
【背景技术】
[0004] 自主车辆是遵循基于地图的行车路线的车辆。然而，当行车路线上存在诸如障碍 物等变数时，自主车辆执行控制，以使得通过实时变换行车路线而安全地驾驶车辆。
[0005] 在相关技术中，通过将行车路线的空间信息（坐标、方位角、曲率等）表示成关于 移动距离的多项表达式而确定车辆是否与障碍物发生碰撞，从而避免静止的障碍物。然而， 当行车路线上存在动态障碍物时，根据上述提及的相关技术的自主车辆不能准确地预测车 辆是否与动态障碍物发生碰撞。
【发明内容】
[0006] 提出本公开以解决在现有技术中出现的上述问题，同时，完整地保持了现有技术 实现的优点。
[0007] 本公开的一方面提供了一种用于自主车辆的行车路线规划装置及方法，能够通过 规划反映车速变化的路线候选组并确定规划路线上是否存在与障碍物发生碰撞的风险性 而规划安全的行车路线。
[0008] 根据本发明的示例性实施方式，用于自主车辆的行车路线规划装置包括行车信息 获取器，行车信息获取器构造成获取十字路口信息、自主车辆的当前速度以及速度设置。该 装置还包括构造成规划基础框架的全局路线规划器。该装置还包括环境识别器，环境识 别器构造成识别路线上的障碍物和自主车辆的车道信息。该装置还包括速度分布生成器 (velocity profile generator，速度曲线生成器），速度分布生成器构造成使用当前速度 和速度设置生成自主车辆的速度分布。该装置还包括候选路线规划器，候选路线规划器构 造成使用速度分布和基础框架来规划自主车辆的一条或者多条候选路线。该装置还包括路 线选择器，路线选择器构造成检查该一条或者多条候选路线是否具有碰撞风险，并且基于 检查结果选择该一条或者多条候选路线中的一条候选路线作为自主车辆的行车路线。
[0009] 行车路线规划装置可进一步包括虚拟目标生成器，虚拟目标生成器构造成在自主 车辆进入距十字路口的预定距离内时，基于十字路口信息生成虚拟目标。
[0010] 虚拟目标生成器可生成处于停止状态的虚拟目标，虚拟目标位于距自主车辆为一 距离的点处，该距离通过将自主车辆和十字路口之间的距离与空隙距离（spare distance) 相加而获得。
[0011] 空隙距离可以是在纵向控制时自主车辆与前一车辆之间的距离。
[0012] 速度分布生成器可使用自主车辆在路线上的起始点处启动时的速度和自主车辆 到达目的地时的速度生成自主车辆的纵向加速度和减速度分布，并且其中，速度分布生成 器基于纵向加速度和减速度分布生成速度分布。
[0013] 纵向加速度和减速度分布是加速度恒定时的加速度分布。
[0014] 纵向加速度和减速度分布是加速度的变化率恒定时的加速度分布。
[0015] 候选路线规划器可通过考虑自主车辆在预定时间段内正常行车状态时的速度变 化而基于当前速度规划自主车辆的对于每个速度而言的候选路线。
[0016] 路线选择器可选择自主车辆的候选路线，该候选路线的行车成本为基于成本函数 最小的。
[0017] 路线选择器可检查该一条或者多条候选路线是否具有碰撞风险，并且当该一条或 者多条候选路线具有碰撞风险时，在该一条或者多条候选路线中选择一行车路线。
[0018] 路线选择器可通过考虑碰撞风险程度、行车稳定性以及目标路线接近度而选择行 车路线。
[0019] 当该一条或者多条候选路线中的一些不具有碰撞风险时，路线选择器可从不具有 碰撞风险的候选路线中选择行车路线。
[0020] 路线选择器可通过考虑行车稳定性和目标路线接近度而选择行车路线。
[0021] 根据本发明的另一示例性实施方式，用于自主车辆的行车路线规划方法包括：检 查自主车辆是否处于车道变换模式。该方法还包括：当自主车辆处于车道变换模式时，通过 考虑自主车辆在当前车道内的和待变换车道内的当前速度而规划一条或者多条候选路线。 该方法还包括：检查通过考虑当前速度而规划的候选路线是否具有碰撞风险。该方法还包 括：当通过考虑当前速度而规划的候选路线具有碰撞风险时，通过考虑自主车辆的速度变 化而规划对于自主车辆的每个纵向速度而言的一条或者多条候选路线。该方法还包括：检 查对于每个纵向速度而言的一条或者多条候选路线是否具有碰撞风险。该方法还包括：当 对于每个纵向速度而言的候选路线具有碰撞风险时，从这些候选路线中选择一候选路线作 为行车路线。
[0022] 当候选路线中的一条或者多条不具有碰撞风险时，可以从不具有碰撞风险的候选 路线中选择一候选路线作为行车路线。
[0023] 通过考虑碰撞风险程度、行车稳定性以及目标路线接近度可以选择行车路线。
[0024] 该方法还包括：当自主车辆不处于车道变换模式时，通过考虑在当前车道内的速 度设置而规划候选路线。
【附图说明】
[0025] 结合附图，通过以下详细地描述，本公开的上述目的和其他目的、特征以及优点将 变得更为显而易见。
[0026] 图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于自主车辆的行车路线规划装 置的结构框图。
[0027] 图2是示出了图1中所示的虚拟目标生成器的操作的流程图。
[0028] 图3是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于自主车辆的行车路线规划方 法的流程图。
[0029] 图4是示出了根据本发明的示例性实施方式的规划候选路线的实例的示图。
【具体实施方式】
[0030] 在本说明书中，因为术语"包括"、"构造"、"具有"等是指可以嵌入对应的元件，除 非在本说明书中明确描述相反，所以这些术语是指包含其他元件，而非排除任何其他元件。
[0031] 此外，在本说明书中描述的术语器（er)"、"_器（or)"、"模块"等是指用于处 理至少一种函数和操作的单元，并且通过硬件、软件或者其组合可以实现器（er) 器 (or) "、"模块"。此外，在描述本公开的上下文中，诸如"一个（a) "、"一个（an)"、"该（the)" 等可用于包括单数形式和复数形式，除非上下文另有明确指示。
[0032] 在下文中，将参考附图详细地描述本发明的示例性实施方式。
[0033] 当选择自主车辆的行车路线时，选择遵循通过全局路线规划器（GPP)规划的基础 框架的局部路线中的多个候选组中的一个。基于遵循基础框架而确定局部路线的候选组， 其中，通过考虑车辆的稳定性或者与周围障碍物的碰撞而规划各种情况下的路线。为了在 规划路线时避免与周围障碍物发生碰撞，需要车辆的纵向加速度和减速度以及车辆的横向 运动。具体地，为了确定与动态障碍物的碰撞风险性，需要考虑时间信息以及空间信息。因 此，根据本公开，因为路线的移动距离是通过对速度求积分而获得的值，所以将速度应用为 时间的函数，从而将时间信息反映给路线。
[0034] 图1是示出了根据本发明的示例性实施方式的用于自主车辆的行车路线规划装 置的结构框图。
[0035] 参考图1，行车路线规划装置包括：行车信息获取器110、虚拟目标生成器120、全 局路线规划器130、环境识别器140、速度分布生成器150、候选路线规划器160以及路线选 择器170。
[0036] 行车信息获取器110收集诸如十字路口信息、当前速度、速度设置等行车情况信 息。行车信息获取器110使用多种传感器（例如，图像传感器、速度传感器等）获取车辆的 十字路口信息（十字路口位置）和当前速度（速度）。
[0037] 虚拟目标生成器120生成用于十字路口停止控制的虚拟目标。例如，虚拟目标生 成器120可生成位于十字路口停止线位置处的虚拟的前一车辆。
[0038] 虚拟目标生成器120使用从行车信息获取器110输出的十字路口信息检查车辆 是否进入阈值距离内。即，虚拟目标生成器120检查车辆与十字路口之间的距离D tc￡ (十字 路口左侧的距离）是否小于车辆在接近十字路口开始减速时的点与十字路口之间的距离 Dthld(阈值距离）。车辆需要从距十字路口为阈值距离的点处减速。
[0039] 如果车辆进入阈值距离内，虚拟目标生成器120则生成位于一距离处的停止的 (速度=Okps)虚拟目标，该距离通过将空隙距离D_ gin和车辆与十字路口之间的距离相加 而获得。此处，空隙距离是在纵向控制时距前一车辆的空隙距离。
[0040] 全局路线规划器130生成并且输出用于车辆的自主行车的基础框架。
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