一种车辆停靠站点及自动运行控制方法和控制系统与流程

本发明涉及一种车辆停靠站点及自动运行控制方法和控制系统。

背景技术：

智能车辆一般情况就是在普通车辆的基础结构上增加先进的传感器、控制器和执行装置等，通过车载传感系统和信息系统实现车、路和驾驶者等的信息智能交换，使车辆具备一定的智能环境感知能力，识别路径，分析当前道路状况，结合车辆位置，检测障碍物，实现实时预警或根据现实情况及时停车、避障，提高行驶的安全性并根据路径及驾驶者意愿配置合理的行驶策略。但对于有停靠站点可以上下乘客的路线如何决策车辆在站点处减速至零，如何实现开关门及关门后的起步加速是研究重点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种车辆停靠站点及自动运行控制方法和控制系统。

为实现上述目的，本发明包括以下技术方案。

方案一：本方案提供一种车辆停靠站点及自动运行控制方法，包括以下步骤：检测车辆与前方障碍物以及前方停靠站点之间的位置关系，若前方障碍物不影响车辆安全停靠在前方停靠站点，则将所述前方停靠站点设定为虚拟障碍物，然后根据车辆与前方停靠站点在车辆前进方向上的相对距离以及相对速度计算车辆的减速度，根据得到的减速度控制车辆减速停靠在所述前方停靠站点处。

首先检测车辆与前方障碍物以及前方停靠站点之间的位置关系，若前方障碍物不影响车辆安全停靠在前方停靠站点，那么，就将前方停靠站点设定为虚拟障碍物，根据车辆与前方停靠站点在车辆前进方向上的相对距离以及相对速度控制车辆减速停靠在前方停靠站点处，所以，根据上述控制过程能够实现车辆在行驶至前方停靠站点时车速刚好为零，进而实现车辆精确停靠在停靠站点处。

方案二：在方案一的基础上，检测车辆与前方障碍物在车辆前进方向上的相对距离，记为第一相对距离，检测车辆与前方停靠站点在车辆前进方向上的相对距离，记为第二相对距离，若第一相对距离大于第二相对距离，则表示前方障碍物不影响车辆安全停靠在前方停靠站点。

方案三：在方案一的基础上，所述减速度的计算公式为：a＝v²/2(s1-s2)，其中，a为所述减速度，s1为所述相对距离，s2为设定的安全距离，则车辆距离前方停靠站点的运行距离为s1-s2，v为所述相对速度。

方案四：在方案一或二或三的基础上，在车辆停靠在停靠站点之后，实时检测车辆的速度以及车辆与停靠站点的位置关系，当车辆的速度小于或者等于一个低速度阈值，且车辆位于停靠站点时，控制车门打开。

方案五：在方案四的基础上，在车门打开之后，若在设定时间段内检测到车门处没有乘客上下车，则控制车门关闭。

方案六：在方案五的基础上，在车门关闭之后，取消将停靠站点当作虚拟障碍物的设定，然后检测车辆与前方真实障碍物的相对距离，若满足安全起步条件，则控制车辆起步。

方案七：在方案六的基础上，当检测到车辆与前方真实障碍物的相对距离逐渐增大时，判断为满足安全起步条件。

方案八：本方案提供一种车辆停靠站点及自动运行控制系统，包括：

检测模块，用于检测车辆与前方障碍物以及前方停靠站点之间的位置关系；

控制模块，用于执行以下控制策略：若前方障碍物不影响车辆安全停靠在前方停靠站点，则将所述前方停靠站点设定为虚拟障碍物，然后根据车辆与前方停靠站点在车辆前进方向上的相对距离以及相对速度计算车辆的减速度，根据得到的减速度控制车辆减速停靠在所述前方停靠站点处。

方案九：在方案八的基础上，检测车辆与前方障碍物在车辆前进方向上的相对距离，记为第一相对距离，检测车辆与前方停靠站点在车辆前进方向上的相对距离，记为第二相对距离，若第一相对距离大于第二相对距离，则表示前方障碍物不影响车辆安全停靠在前方停靠站点。

方案十：在方案八的基础上，所述减速度的计算公式为：a＝v²/2(s1-s2)，其中，a为所述减速度，s1为所述相对距离，s2为设定的安全距离，则车辆距离前方停靠站点的运行距离为s1-s2，v为所述相对速度。

方案十一：在方案八或九或十的基础上，在车辆停靠在停靠站点之后，实时检测车辆的速度以及车辆与停靠站点的位置关系，当车辆的速度小于或者等于一个低速度阈值，且车辆位于停靠站点时，控制车门打开。

方案十二：在方案十一的基础上，所述控制系统还包括用于检测车门处乘客上下车情况的乘客上下车检测单元，在车门打开之后，若在设定时间段内检测到车门处没有乘客上下车，则控制车门关闭。

方案十三：在方案十二的基础上，所述乘客上下车检测单元为设置在车门处的超声波传感器。

方案十四：在方案十二或十三的基础上，在车门关闭之后，取消将停靠站点当作虚拟障碍物的设定，然后检测车辆与前方真实障碍物的相对距离，若满足安全起步条件，则控制车辆起步。

方案十五：在方案十四的基础上，当检测到车辆与前方真实障碍物的相对距离逐渐增大时，判断为满足安全起步条件。

附图说明

图1是智能车停靠站点运行轨迹示意图；

图2是车辆停靠站点及自动运行控制系统组成模块示意图；

图3是车辆停靠站点及自动运行控制方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

通常情况下，智能车辆通过惯导传感器(即gps)获知目前车辆的位置坐标以及车辆的航向信息，同时智能车辆行驶道路及路线中的停靠站点停止线坐标信息存储在车内控制器中。如图1所示，智能车辆按照采集好的路线实现行驶靠近站点，车辆距离前方停靠站点停止线的距离由坐标差计算得到。

本发明提供的车辆停靠站点及自动运行控制方法中，在进行车辆停靠站点控制时，检测车辆与前方障碍物以及前方停靠站点之间的位置关系，判断前方障碍物是否影响车辆安全停靠在前方停靠站点。由于根据车辆与前方障碍物的位置来相应调节两者之间的距离以达到安全避让的目的在自动驾驶领域中属于常规技术，因此，以下给出一种判断过程的具体实施方式，具体为：为了便于说明，假设车辆、前方障碍物和前方停靠站点在一条直线上，且该直线为车辆前进方向所在直线，检测车辆与前方障碍物在车辆前进方向上的相对距离，记为第一相对距离，以相对距离s进行表示，检测车辆与前方停靠站点在车辆前进方向上的相对距离，得到第二相对距离，以相对距离s1进行表示，其中，车辆与前方障碍物的相对距离s可以通过雷达设备进行检测，通过融合雷达设备检测的数据得到，而车辆与前方停靠站点的相对距离s1可以通过计算两者坐标差得到，其中，为了计算方便，上述两个相对距离均是在车辆前进方向上的直线距离。若s>s1，即在车辆与前方停靠站点之间没有其他的障碍物，车辆为第一个到达停靠站点的车辆，表示前方障碍物不影响车辆安全停靠在前方停靠站点；相应地，若s<s1，即在车辆与前方停靠站点之间有其他的障碍物，则控制车辆进行相应的减速，以避开障碍物。另外，在得到相对距离s和相对距离s1的同时还可以得到：车辆与前方障碍物在车辆前进方向上的相对速度，以及车辆与前方停靠站点在车辆前进方向上的相对速度。

若前方障碍物不影响车辆安全停靠在前方停靠站点，则将前方停靠站点设定为虚拟障碍物，由于停靠站点的最前方为停靠停止线，车辆不能越过该停止线，所以，本实施例中，将停靠停止线当作停靠站点，将停靠停止线所在的位置当作停靠站点的位置。那么，将停靠停止线设定为虚拟障碍物，然后根据车辆与前方停靠站点在车辆前进方向上的相对距离s1以及相对速度计算车辆的减速度a，根据该车辆减速度a控制车辆减速停靠在前方停靠站点，在到达停靠停止线时车辆的速度刚好减为0，实现精确停靠。

本实施例给出车辆减速度a的一种计算方式，为：a＝v²/2(s1-s2)，其中，s1可以由车辆定位坐标信息与记录停靠停止线坐标实时计算；有些时候不要求车辆必须停在停靠停止线处，那么，就要求车辆的停止位置与停靠停止线之间存在一定距离，该距离就是设定的安全距离s2，该安全距离可以根据实际要求进行设定，当然，如果要求车辆刚好停在停靠停止线，那么s2就设定为0，因此，车辆距离前方停靠站点，即距离停靠停止线的运行距离为s1-s2；v为车辆速度，由于前方停靠站点是静止的，那么，车辆的速度v就是车辆与前方停靠站点的相对速度。

为了实施上述控制方法，本实施例还提供一种硬件控制系统，包括两大部分，数据采集部分和数据处理部分，其中，数据采集部分用于采集整个车辆停靠站点及自动运行控制方法中所涉及到的各种数据信息。如图2所示，数据采集部分对应为信息融合模块，本实施例给出该信息融合模块的一种具体组成，包括zigbee模块、一线激光雷达、超声波雷达、红绿灯信号射频接收器、惯导gps、车道线识别摄像机和毫米波雷达等等，当然，也包括其他与上控制方法相关的其他检测设备。数据处理部分包括三个模块，分别是决策模块、纵向控制模块和横向控制模块，决策模块为整个系统的控制核心，接收信息融合模块检测得到的各种数据信息，根据接收到的相关雷达信息能够得到车辆与前方障碍物的相对距离和相对速度，并且，还接收车道线信息、车辆坐标及航向信息等相关信息，对接收到的各种信息进行处理和分析。决策模块执行上述控制过程对应的软件程序，并将生成的相关控制指令给到纵向控制模块和横向控制模块，纵向控制模块实现上述精确停靠控制过程，那么，决策模块根据计算得到的减速度a给纵向控制模块相应的控制指令，由ebs控制执行，使车辆在允许的减速度范围内平顺的停靠到站点处。而决策模块通过信息融合后判断车辆是按照全局路径行驶，还是要避开前方障碍物换道行驶，比如：如果需要换道行驶的话，向横向控制模块输出相应的控制指令，横向控制模块控制车辆横向移动，实现换道行驶，这一部分在自动驾驶技术中属于常规技术，这里就不再具体说明。因此，系统的发明点在于决策模块和纵向控制模块的功能作用。

因此，可以这样说，车辆之所以可以实现精确停靠站点，一方面是纵向控制模块对纵向速度的控制，另一方面是停靠站点线虚拟障碍物的相对距离和相对速度。

在精确停靠在停靠站点停止线处之后，决策模块实时监测车辆的车速v以及车辆与停靠站点停止线的位置关系，当车辆的速度v小于或者等于一个低速度阈值，且车辆位于停靠站点停止线时，表示车辆已停稳在停靠站点，可以控制车门打开。其中，为了最大程度保证乘客安全，上述低速度阈值为0，即对应的判断条件为v＝0；车辆是否位于停靠站点停止线可以检测并比较车辆与停靠站点停止线的距离来实现，比如：通过坐标定位或者通过雷达检测，当车辆与停靠站点停止线的距离s3小于一个距离阈值时，表示车辆位于停靠站点停止线，进一步地，该距离阈值设定为5m。因此，如果v＝0，且s3<5m，表示车辆已停稳在停靠站点，决策模块通过can网络发出车门打开指令，控制前后两车门同时打开。

在车门打开之后，乘客就要根据需要上车或者下车，这一过程中，实时检测车门处乘客上下车的情况，若在设定时间段内检测到车门处没有乘客上下车，表示乘客上下车结束，则控制车门关闭。本实施例中，乘客上下车的情况由乘客上下车检测单元进行检测，进一步地，乘客上下车检测单元为在车门内侧位置安装的超声波传感器。如果有乘客上下车，则超声波检测到的距离信息会发生不定期的改变，相反，如果没有乘客上下车，则超声波检测到的距离信息就不变，那么，如果在设定时间段内(比如3s)超声波传感器检测到前后车门无任何信号变化，则认为乘客上下车结束，决策模块通过can网络发出关门指令，控制前后车门同时关闭。

在乘客上下车过程中，决策模块一直认定停靠站点停止线为虚拟障碍物，那么，当车门由开到关发生变化时，如果再继续认定停靠站点停止线为虚拟障碍物，则车辆始终处于制动状态，无法行驶，那么，在车门关闭之后，决策模块取消将停靠站点停止线当作虚拟障碍物的设定，然后，检测车辆与前方真实障碍物的相对距离和相对车速，若满足安全起步条件，比如：当纵向控制acc逻辑检测到该相对距离由小变大时，表示障碍物逐渐远去，那么，控制车辆起步，车辆按照存储的路线行驶。

车辆停靠站点及自动运行控制方法的整个流程如图3所示。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

车辆停靠站点及自动运行控制系统实施例

本实施例提供一种车辆停靠站点及自动运行控制系统，包括以下两个模块：

检测模块，用于检测车辆与前方障碍物以及前方停靠站点之间的位置关系。

控制模块，用于执行以下控制策略：若前方障碍物不影响车辆安全停靠在前方停靠站点，则将前方停靠站点设定为虚拟障碍物，然后根据车辆与前方停靠站点在车辆前进方向上的相对距离以及相对速度计算车辆的减速度，根据得到的减速度控制车辆减速停靠在所述前方停靠站点处。

因此，本实施例提供的车辆停靠站点及自动运行控制系统本质上与车辆停靠站点及自动运行控制方法的发明点相同，由于上述控制方法实施例中已对上述两个模块的功能作用进行了详细地描述，本实施例就不再具体说明。