一种自动驾驶汽车及多车协同控制方法、系统与流程

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种自动驾驶汽车及多车协同控制方法、系统。

背景技术：

当前自动驾驶汽车主要依靠本车独立决策或云端指令来指挥车辆的运行，未涉及车辆控制模式的协同，且本车决策完成后并未将更新后的行车数据进行二次反馈和共享，决策信息不够充分，使自动驾驶汽车的行驶安全性和舒适性无法得到提高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种有效提高行驶安全性和舒适性的自动驾驶汽车及多车协同控制方法、系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种自动驾驶汽车多车协同控制方法，包括：

本车接收预定距离内多辆其他自动驾驶汽车分别进行广播发送的各自实时行车数据；

本车根据接收的其他自动驾驶汽车的实时行车数据和本车实时行车数据判断本车是否有协同控制需求，如有则向目标自动驾驶汽车发送协同控制请求；

本车接收和解析目标自动驾驶汽车反馈的针对所述协同控制请求的响应信息，如果目标自动驾驶汽车确定进入协同控制模式，则本车进入协同控制模式，控制本车行驶状态以达到协同控制目的。

其中，所述控制方法还包括：

目标自动驾驶汽车接收到所述协同控制请求，根据采集到的自身行车数据、接收到的其他自动驾驶汽车的实时行车数据以及周围实时交通情况，判断是否响应协同控制请求，并将响应信息反馈给本车；

如果目标自动驾驶汽车确定进入协同控制模式，则目标自动驾驶汽车根据所述协同控制请求控制自身行驶状态以达到协同控制目的。

其中，如果目标自动驾驶汽车同时接收到其他自动驾驶汽车发送的协同控制请求，且多个协同控制请求存在行驶冲突，则根据预设的优先级确定响应最高优先级的协同控制请求，并拒绝响应其他协同控制请求。

其中，本车向目标自动驾驶汽车发送协同控制请求后，进入协同控制准备状态，如果目标自动驾驶汽车拒绝进入协同控制模式，则本车退出协同控制准备状态。

其中，本车完成协同控制后向目标自动驾驶汽车反馈协同控制结束信号并退出协同控制模式，目标自动驾驶汽车收到所述协同控制结束信号后也退出协同控制模式。

其中，所述实时行车数据包括自动驾驶汽车识别代号、时间、实时位置、实时车速、行驶方向、预期行驶路径和预期行为中的一种或多种；

实时行车数据的发送和接收、协同控制请求的发送和响应信息的反馈均采用v2x技术，广播的工作距离不小于300米，在工作距离内从发送端到接收端的时延小于200毫秒。

本发明还提供一种自动驾驶汽车，包括：

采集模块，用于采集本车实时行车数据；

通信模块，用于广播发送所述采集模块采集的本车实时行车数据，以及接收预定距离内多辆其他自动驾驶汽车分别进行广播发送的各自实时行车数据；

协同控制模块，用于根据所述通信模块接收的其他自动驾驶汽车的实时行车数据和所述采集模块采集的本车实时行车数据判断本车是否有协同控制需求，如有则通过所述通信模块向目标自动驾驶汽车发送协同控制请求；以及用于对所述通信模块接收的目标自动驾驶汽车反馈的针对所述协同控制请求的响应信息进行解析，如果目标自动驾驶汽车确定进入协同控制模式，则控制本车进入协同控制模式，控制本车行驶状态以达到协同控制目的。

其中，所述协同控制模块还用于在所述通信模块向目标自动驾驶汽车发送协同控制请求后，控制本车进入协同控制准备状态，以及在目标自动驾驶汽车拒绝进入协同控制模式时，控制本车退出协同控制准备状态；

所述通信模块还用于在本车完成协同控制后向目标自动驾驶汽车反馈协同控制结束信号，所述分析控制模块还用于在所述通信模块反馈协同控制结束信号时控制本车退出协同控制模式。

其中，所述实时行车数据包括自动驾驶汽车识别代号、时间、实时位置、实时车速、行驶方向、预期行驶路径和预期行为，所述通信模块为车用长期演进技术模块或者专用短程通信技术模块，广播的工作距离不小于300米，在工作距离内从发送端到接收端的时延小于200毫秒。

本发明还提供一种自动驾驶汽车多车协同控制系统，包括：

本车及预定距离内多辆其他自动驾驶汽车；

本车用于接收预定距离内多辆其他自动驾驶汽车分别进行广播发送的各自实时行车数据；

本车还用于根据接收的其他自动驾驶汽车的实时行车数据和本车实时行车数据判断本车是否有协同控制需求，如有则向目标自动驾驶汽车发送协同控制请求；

本车还用于接收和解析目标自动驾驶汽车反馈的针对所述协同控制请求的响应信息，如果目标自动驾驶汽车确定进入协同控制模式，则本车进入协同控制模式，控制本车行驶状态以达到协同控制目的。

其中，所述目标自动驾驶汽车用于在接收到所述协同控制请求后，根据采集到的自身行车数据、接收到的其他自动驾驶汽车的实时行车数据以及周围实时交通情况，判断是否响应协同控制请求，并将响应信息反馈给本车；

所述目标自动驾驶汽车还用于当确定进入协同控制模式后，根据所述协同控制请求控制自身行驶状态以达到协同控制目的。

其中，所述本车还用于向目标自动驾驶汽车发送协同控制请求后，进入协同控制准备状态，并在目标自动驾驶汽车拒绝进入协同控制模式时，退出协同控制准备状态。

其中，所述本车还用于在完成协同控制后向目标自动驾驶汽车反馈协同控制结束信号并退出协同控制模式，所述目标自动驾驶汽车还用于在收到所述协同控制结束信号后也退出协同控制模式。

其中，所述目标自动驾驶汽车还用于在同时接收到其他自动驾驶汽车发送的协同控制请求，且多个协同控制请求存在行驶冲突时，根据预设的优先级确定响应最高优先级的协同控制请求，并拒绝响应其他协同控制请求。

其中，所述实时行车数据包括自动驾驶汽车识别代号、时间、实时位置、实时车速、行驶方向、预期行驶路径和预期行为；实时行车数据的发送和接收、协同控制请求的发送和响应信息的反馈均采用v2x技术，广播的工作距离不小于300米，在工作距离内从发送端到接收端的时延小于200毫秒。

本发明实施例的有益效果在于：多辆自动驾驶汽车之间采用广播和两次定向反馈两种模式，使自动驾驶汽车之间的信息交互更加全面、便捷，协同控制具有更高的可靠性，进一步提高了自动驾驶汽车辆行驶的安全性、舒适性和便捷性，提高了通行效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一一种自动驾驶汽车多车协同控制方法的流程示意图。

图2是本发明实施例一一种自动驾驶汽车多车协同控制方法的具体流程示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。

请参照图1所示，本发明实施例一提供一种自动驾驶汽车多车协同控制方法，包括：

本车接收预定距离内多辆其他自动驾驶汽车分别进行广播发送的各自实时行车数据；

本车根据接收的其他自动驾驶汽车的实时行车数据和本车实时行车数据判断本车是否有协同控制需求，如有则向目标自动驾驶汽车发送协同控制请求；

本车接收和解析目标自动驾驶汽车反馈的针对所述协同控制请求的响应信息，如果目标自动驾驶汽车确定进入协同控制模式，则本车进入协同控制模式，控制本车行驶状态以达到协同控制目的。

以下结合图2对本实施例进行详细说明。图2所示包括预定距离内的两辆自动驾驶汽车：自动驾驶汽车1和自动驾驶汽车2，可以理解地，本实施例可适用于更多自动驾驶汽车的情形，为叙述方便，图2仅以两辆自动驾驶汽车为例来说明本实施例的协同控制过程，并且以自动驾驶汽车2作为协同控制的请求方。

首先，自动驾驶汽车1和自动驾驶汽车2均通过传感器实时采集本车行车数据，并将采集到的行车数据处理后进行广播发送，对行车数据进行共享。行车数据包括自动驾驶汽车识别代号、时间、实时位置、实时车速、行驶方向、预期行驶路径和预期行为等。采集到的行车数据按照预定的编码方式进行处理后再进行广播发送，以保证数据的安全性和编码的一致性。考虑到信息的安全性，对于自动驾驶汽车辆识别代号可经加密处理。发送数据和接收数据均采用v2x技术（vehicletox，一种汽车与外界的信息交换技术），广播的工作距离不小于300米，在工作距离内从发送端到接收端的时延小于200毫秒。

自动驾驶汽车2接收到自动驾驶汽车1广播发送的实时行车数据，同时根据本车采集的实时行车数据判断是否有协同控制需求，如果有协同控制需求，则进入协同控制准备状态，向自动驾驶汽车1发送协同控制请求（反馈信息ⅰ）。自动驾驶汽车1则相当于协同控制的目标自动驾驶汽车。协同控制请求（反馈信息ⅰ）需包括目标自动驾驶汽车（自动驾驶汽车1）的识别代号。可以理解地，自动驾驶汽车2进入协同控制准备状态为一个状态标志，实际执行协同控制动作须在收到自动驾驶汽车1的响应信息后才开始进行。

自动驾驶汽车2根据接收的自动驾驶汽车1的实时行车数据和本车实时行车数据判断本车是否有协同控制需求，具体是根据这些行车数据对本车行驶安全性、舒适性和便捷性的影响，来判断是否有协同控制需求。例如，自动驾驶汽车2在自动驾驶汽车1的后方同一车道内行驶，自动驾驶汽车2根据接收的自动驾驶汽车1的实时行车数据和本车实时行车数据发现如果按各自实时车速继续行驶会发生碰撞，需要进行超车，即此时自动驾驶汽车2存在协同控制需求（需要自动驾驶汽车1协同配合以使自动驾驶汽车2完成超车）。如果自动驾驶汽车2判断没有协同控制需求，则不发送协同控制请求，继续处于一般控制状态。

自动驾驶汽车1接收到自动驾驶汽车2发送的协同控制请求（反馈信息ⅰ），则根据采集到的自身行车数据、接收到的其他自动驾驶汽车的实时行车数据（其他自动驾驶汽车包括自动驾驶汽车2也同样在广播发送其自身实时行车数据）以及周围实时交通情况，经过分析确定是否响应协同控制请求进入协同控制模式，并将响应信息（反馈信息ⅱ）反馈给自动驾驶汽车2。若自动驾驶汽车1确定进入协同控制模式，则调整自身行驶状态以达到协同控制目的。可以理解地，即使根据本车行车数据、接收到的其他自动驾驶汽车的实时行车数据可以确定进入协同控制模式，但如果实时交通情况不允许，则自动驾驶汽车1仍可拒绝响应协同控制请求。

自动驾驶汽车2接收自动驾驶汽车1（目标自动驾驶汽车）反馈的针对协同控制请求的响应信息（反馈信息ⅱ）并对其进行解析，若自动驾驶汽车1响应协同控制请求，确定进入协同控制模式，自动驾驶汽车2则控制自身行驶状态，执行协同控制动作以达到协同控制目的；若自动驾驶汽车1拒绝协同控制请求，未进入协同控制模式，则自动驾驶汽车2也退出协同控制准备状态。

自动驾驶汽车2完成协同控制后，发送协同控制结束信号给自动驾驶汽车1，以使自动驾驶汽车1退出协同控制模式，然后自动驾驶汽车2也退出协同控制模式。

以下再通过两个实际应用例子来说明上述协同控制流程。

第一例：超车：自动驾驶汽车2在自动驾驶汽车1的后方同一车道内行驶，自动驾驶汽车2需要对自动驾驶汽车1超车。

自动驾驶汽车1和自动驾驶汽车2通过传感器获取自车实时行车数据。自动驾驶汽车1、2分别广播各自的车辆识别代号、时间、实时位置、实时车速、行驶方向、预期行驶路径和预期行为等行车数据，同时接收预定距离内其他自动驾驶汽车广播发送的实时行车数据。

自动驾驶汽车2接收自动驾驶汽车1的实时行车数据，结合本车实时行车数据判断需要由自动驾驶汽车1协同配合进行超车动作，便向自动驾驶汽车1发送协同控制请求（反馈信息ⅰ），请求自动驾驶汽车1在原车道内匀速行驶以便于自动驾驶汽车2超车。

自动驾驶汽车1收到自动驾驶汽车2的协同控制请求，根据自身实时行车数据、接收到的其他自动驾驶汽车的实时行车数据和周围实时交通情况判断可以进入协同控制模式，则进入协同控制模式，控制本车保持在原车道内匀速行驶并向自动驾驶汽车2发出协同响应信息（反馈信息ⅱ）。可以理解地，如果实时交通情况不允许自动驾驶汽车1在原车道内保持匀速行驶，例如将要经过斑马线，自动驾驶汽车1需减速或停车让行，则自动驾驶汽车1可拒绝响应协同控制请求。

自动驾驶汽车2收到反馈信息ⅱ并解析，获知自动驾驶汽车1确定进入协同控制模式，则开始执行协同控制动作，控制本车对自动驾驶汽车1进行超车。

自动驾驶汽车2超车动作完成后，向自动驾驶汽车1发送协同控制结束信号并退出协同控制模式，自动驾驶汽车1收到协同控制结束信号后也退出协同控制模式，至此完成自动驾驶汽车之间的对于超车的协同控制。

第二例：会车：自动驾驶汽车1和自动驾驶汽车2在十字路口会车：

自动驾驶汽车1和自动驾驶汽车2通过传感器获取自车实时行车数据。自动驾驶汽车1、2分别广播各自的车辆识别代号、时间、实时位置、实时车速、行驶方向、预期行驶路径和预期行为等行车数据，同时接收预定距离内其他自动驾驶汽车广播发送的实时行车数据。

自动驾驶汽车2接收自动驾驶汽车1的实时行车数据，结合本车实时行车数据判断出在会车时有碰撞的危险，需要由自动驾驶汽1协同配合进行避让，便向自动驾驶汽车1发送协同控制请求（反馈信息ⅰ），请求自动驾驶汽车1减速避让，防止发送碰撞事故。

自动驾驶汽车1收到自动驾驶汽车2的协同控制请求，根据自身实时行车数据、接收到的其他自动驾驶汽车的实时行车数据和周围实时交通情况判断可以进入协同控制模式，则进入协同控制模式，控制本车减速行驶并向自动驾驶汽车2发出协同响应信息（反馈信息ⅱ）。可以理解地，如果实时交通情况不允许自动驾驶汽车1减速避让，例如自动驾驶汽车1前方有障碍物需转弯绕行，则自动驾驶汽车1可拒绝响应协同控制请求。

自动驾驶汽车2收到反馈信息ⅱ并解析，获知自动驾驶汽车1确定进入协同控制模式，则开始执行协同控制动作，控制本车行驶通过路口。

自动驾驶汽车2通过路口完成后，向自动驾驶汽车1发送协同控制结束信号并退出协同控制模式，自动驾驶汽车1收到协同控制结束信号后退出协同控制模式，至此完成自动驾驶汽车之间的对于会车的协同控制。

需要说明的是，上述实施例中，自动驾驶汽车2是协同控制请求的发送者，而自动驾驶汽车1是协同控制请求的接收者，如果有另外的自动驾驶汽车3、4等也向自动驾驶汽车1发起协同控制请求，且多个协同控制请求有行驶冲突，则仅能同意响应其中之一而拒绝其余协同控制请求，具体可按照设置的优先级决定。行驶冲突通常指具有发生碰撞的风险。

通过上述说明可知，本发明实施例的有益效果在于：

多辆自动驾驶汽车之间采用广播和两次定向反馈两种模式，使自动驾驶汽车之间的信息交互更加全面、便捷，协同控制具有更高的可靠性，进一步提高了自动驾驶汽车辆行驶的安全性、舒适性和便捷性，提高了通行效率。

相应于本发明实施例一，本发明实施例二提供一种自动驾驶汽车，包括：

采集模块，用于采集本车实时行车数据；

通信模块，用于广播发送所述采集模块采集的本车实时行车数据，以及接收预定距离内多辆其他自动驾驶汽车分别进行广播发送的各自实时行车数据；

协同控制模块，用于根据所述通信模块接收的其他自动驾驶汽车的实时行车数据和所述采集模块采集的本车实时行车数据判断本车是否有协同控制需求，如有则通过所述通信模块向目标自动驾驶汽车发送协同控制请求；以及用于对所述通信模块接收的目标自动驾驶汽车反馈的针对所述协同控制请求的响应信息进行解析，如果目标自动驾驶汽车确定进入协同控制模式，则控制本车进入协同控制模式，控制本车行驶状态以达到协同控制目的。

其中，所述协同控制模块还用于在所述通信模块向目标自动驾驶汽车发送协同控制请求后，控制本车进入协同控制准备状态，以及在目标自动驾驶汽车拒绝进入协同控制模式时，控制本车退出协同控制准备状态；

所述通信模块还用于在本车完成协同控制后向目标自动驾驶汽车反馈协同控制结束信号，所述分析控制模块还用于在所述通信模块反馈协同控制结束信号时控制本车退出协同控制模式。

其中，所述实时行车数据包括自动驾驶汽车识别代号、时间、实时位置、实时车速、行驶方向、预期行驶路径和预期行为，所述通信模块为车用长期演进技术模块或者专用短程通信技术模块，广播的工作距离不小于300米，在工作距离内从发送端到接收端的时延小于200毫秒。

相应于本发明实施例一，本发明实施例三提供一种自动驾驶汽车多车协同控制系统，包括：

本车及预定距离内多辆其他自动驾驶汽车；

本车用于接收预定距离内多辆其他自动驾驶汽车分别进行广播发送的各自实时行车数据；

本车还用于根据接收的其他自动驾驶汽车的实时行车数据和本车实时行车数据判断本车是否有协同控制需求，如有则向目标自动驾驶汽车发送协同控制请求；

本车还用于接收和解析目标自动驾驶汽车反馈的针对所述协同控制请求的响应信息，如果目标自动驾驶汽车确定进入协同控制模式，则本车进入协同控制模式，控制本车行驶状态以达到协同控制目的。

其中，所述目标自动驾驶汽车用于在接收到所述协同控制请求后，根据采集到的自身行车数据、接收到的其他自动驾驶汽车的实时行车数据以及周围实时交通情况，判断是否响应协同控制请求，并将响应信息反馈给本车；

所述目标自动驾驶汽车还用于当确定进入协同控制模式后，根据所述协同控制请求控制自身行驶状态以达到协同控制目的。

其中，所述本车还用于向目标自动驾驶汽车发送协同控制请求后，进入协同控制准备状态，并在目标自动驾驶汽车拒绝进入协同控制模式时，退出协同控制准备状态。

其中，所述本车还用于在完成协同控制后向目标自动驾驶汽车反馈协同控制结束信号并退出协同控制模式，所述目标自动驾驶汽车还用于在收到所述协同控制结束信号后也退出协同控制模式。

其中，所述目标自动驾驶汽车还用于在同时接收到其他自动驾驶汽车发送的协同控制请求，且多个协同控制请求存在行驶冲突时，根据预设的优先级确定响应最高优先级的协同控制请求，并拒绝响应其他协同控制请求。

其中，所述实时行车数据包括自动驾驶汽车识别代号、时间、实时位置、实时车速、行驶方向、预期行驶路径和预期行为；实时行车数据的发送和接收、协同控制请求的发送和响应信息的反馈均采用v2x技术，广播的工作距离不小于300米，在工作距离内从发送端到接收端的时延小于200毫秒。

有关本实施例二、三的工作原理及效果，参见本发明实施例一的描述，此处不再赘述。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。