一种车辆并行辅助驾驶方法和系统与流程

本发明涉及自动驾驶领域，尤其涉及一种车辆并行辅助驾驶方法和系统。

背景技术：

随着中国车辆市场的快速增长，驾驶辅助系统被广泛研究。其中，某些纵向高级驾驶辅助系统已经取得商业化应用，一定程度上降低了驾驶员负荷。

车道保持中一个场景是相邻车道存在车辆与自车并行，而车辆长时间并行是一种风险较大的行驶状态，一旦发生突发状况可能导致严重的交通事故，一般人类驾驶员会尽量避开这种状况。为了提高行车安全性，需要一种车辆并行辅助驾驶系统，在发生或即将发生车辆长时间并行时及时调节车速，避免车辆进入并行状态。

现有的纵向高级驾驶辅助系统功能最常见的有TJA(交通拥堵辅助)、ACC(自适应巡航)、AEB(自动紧急刹车)和CC(定速巡航)，其中TJA、ACC和AEB都是根据前车位置和速度控制自车加减速，从而实现跟车和防撞等功能，CC则是根据设定的期望车速对车辆加减速进行控制。

上述纵向高级驾驶辅助系统只关注前车位置速度和自车期望车速，没有考虑相邻车道的车辆状态，因此自车处于并行状态时不具有主动速度调节功能，存在安全隐患而且降低了乘坐体验。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种车辆并行辅助驾驶方法和系统，在遇到并行状态时主动调节车速，从而与邻车道车辆在纵向上错开位置，能够避免车辆进入长时间并行状态，提高了行车安全性并且满足人类的驾驶习惯。

有鉴于此，第一方面，本发明实施例提供了一种车辆并行辅助驾驶方法，包括：

获取车载传感单元采集的自车状态信息和车辆周围的环境感知信息；所述自车状态信息包括自车的速度信息，所述环境感知信息包括自车周围车辆的状态信息；

根据所述环境感知信息判断自车前方是否存在车辆；

当所述自车前方存在车辆时，进入自适应巡航模式；

在所述自适应巡航模式下，根据所述环境感知信息判断相邻车道是否存在车辆；

当所述相邻车道存在车辆时，根据自车期望车速、自车实际车速、前车位置和前车速度计算出期望跟车间距，并计算出自车到达期望跟车间距的预计时间，从而计算出未来自车的第一行驶轨迹；

根据所述自车的第一行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断所述自车与相邻车道车辆是否长时间并行；

当自车与相邻车道车辆长时间并行时，重新计算跟车间距，并根据所述相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第一速度曲线，使所述自车与相邻车道车辆不存在长时间并行；

当所述自车前方不存在车辆时，进入定速巡航模式；

在所述定速巡航模式下，根据所述环境感知信息判断相邻车道是否存在车辆；

当所述相邻车道存在车辆时，根据所述自车期望车速和自车实际车速计算出未来自车的第二行驶轨迹；

根据所述自车的第二行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断所述自车与相邻车道车辆是否长时间并行；

当自车与相邻车道车辆长时间并行时，重新计算巡航期望车速，并根据所述相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第二速度曲线，使所述自车与相邻车道车辆不存在长时间并行。

优选的，在所述根据所述自车的第一行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断所述自车与相邻车道车辆是否长时间并行之前，所述方法还包括：

根据所述邻车道车辆的位置和速度信息计算所述邻车道车辆的未来行驶轨迹。

进一步优选的，所述根据所述自车的第一行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断所述自车与相邻车道车辆是否长时间并行具体包括：

基于所述自车的第一行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹，根据预设步长计算所述自车和相邻车道车辆纵向位置的差值，统计差值低于预设距离的连续时长；

根据所述连续时长是否超过预设时间阈值判断所述自车与相邻车道车辆是否长时间并行。

优选的，在根据所述自车的第一行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断所述自车与相邻车道车辆不存在长时间并行，或者在所述根据所述相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第一速度曲线，使所述自车与相邻车道车辆不存在长时间并行之后，所述方法还包括：

根据所述自适应巡航模式恢复跟车。

优选的，在根据所述自车的第二行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断所述自车与相邻车道车辆不存在长时间并行，或者在所述根据所述相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第二速度曲线，使所述自车与相邻车道车辆不存在长时间并行之后，所述方法还包括：

根据所述定速应巡航模式恢复定速巡航。

第二方面，本发明实施例提供了一种车辆并行辅助驾驶系统，包括：车载传感单元、车载运算单元和车辆控制单元；

所述车载传感单元，用于采集的自车状态信息和车辆周围的环境感知信息，并发送给所述车载运算单元；所述自车状态信息包括自车的速度信息，所述环境感知信息包括自车周围车辆的状态信息；

所述车载运算单元，用于根据所述环境感知信息判断自车前方是否存在车辆；

当所述自车前方存在车辆时，进入自适应巡航模式；在所述自适应巡航模式下，根据所述环境感知信息判断相邻车道是否存在车辆；当所述相邻车道存在车辆时，根据自车期望车速、自车实际车速、前车位置和前车速度计算出期望跟车间距，并计算出自车到达期望跟车间距的预计时间，从而计算出未来自车的第一行驶轨迹；根据所述自车的第一行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断所述自车与相邻车道车辆是否长时间并行；当自车与相邻车道车辆长时间并行时，重新计算跟车间距，并根据所述相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第一速度曲线，使所述自车与相邻车道车辆不存在长时间并行，将所述第一速度曲线发送给所述车辆控制单元；

当所述自车前方不存在车辆时，进入定速巡航模式；在所述定速巡航模式下，根据所述环境感知信息判断相邻车道是否存在车辆；当所述相邻车道存在车辆时，根据所述自车期望车速和自车实际车速计算出未来自车的第二行驶轨迹；根据所述自车的第二行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断所述自车与相邻车道车辆是否长时间并行；当自车与相邻车道车辆长时间并行时，重新计算巡航期望车速，并根据所述相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第二速度曲线，使所述自车与相邻车道车辆不存在长时间并行，将所述第二速度曲线发送给所述车辆控制单元；

所述车辆控制单元，用于根据第一速度曲线或第二速度曲线调节所述自车的速度。

优选的，所述车载运算单元还用于根据所述邻车道车辆的位置和速度信息计算所述邻车道车辆的未来行驶轨迹。

进一步优选的，所述车载运算单元具体用于基于所述自车的第一行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹，根据预设步长计算所述自车和相邻车道车辆纵向位置的差值，统计差值低于预设距离的连续时长；根据所述连续时长是否超过预设时间阈值判断所述自车与相邻车道车辆是否长时间并行。

优选的，在根据所述自车的第一行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断所述自车与相邻车道车辆不存在长时间并行，或者在所述根据所述相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第一速度曲线，使所述自车与相邻车道车辆不存在长时间并行之后，所述车载运算单元还用于根据所述自适应巡航模式恢复跟车。

优选的，在根据所述自车的第二行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断所述自车与相邻车道车辆不存在长时间并行，或者在所述根据所述相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第二速度曲线，使所述自车与相邻车道车辆不存在长时间并行之后，所述车载运算单元还用于根据所述定速应巡航模式恢复定速巡航。

本发明实施例提供的一种车辆并行辅助驾驶方法和系统，首先由车载传感器获取自车状态和车辆周边的环境信息，主要包括自车速度和周边车辆的位置、速度信息；车载运算单元根据获取到的自车和环境信息，计算出车辆避开并行状态的加减速需求；最后车辆控制单元接收该加减速需求后对车辆油门和制动系统进行主动控制，调节车辆速度，从而实现并行辅助的功能，这样在遇到并行状态时能够主动调节车速，进而与邻车道车辆在纵向上错开位置，能够避免车辆进入长时间并行状态，提高了行车安全性并且满足人类的驾驶习惯。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种车辆并行辅助驾驶方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种感知信息示意图；

图3为本发明实施例提供的一种车辆并行辅助驾驶系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明实施例提供的车辆并行辅助驾驶方法应用于自动驾驶车辆，图1为本发明实施例提供的一种车辆并行辅助驾驶方法流程图，如图1所示，包括：

步骤101，获取车载传感单元采集的自车状态信息和车辆周围的环境感知信息。

在车辆行驶过程中，车载传感单元对自车状态和车辆周围的环境感知信息进行检测，这里的车载传感单元具体可以包括激光雷达、GPS、摄像头、轮速计、IMU等用于行车环境感知的传感器。

其中，自车状态信息可以包括自车的速度信息，环境感知信息可以包括自车周围车辆的状态信息，比如自车相邻车道车辆或前方车辆的车速信息和位置信息等。

步骤102，根据环境感知信息判断自车前方是否存在车辆。

具体的，结合图2所示，根据第一预设距离阈值和自车与前车之间的距离判断df判断自车前方是否存在车辆，这里的第一预设距离阈值是指根据自车与前车预先设定的距离阈值，本领域技术人员可以根据实际需要对第一预设距离阈值进行设定，不同的道路场景可以设定不同的第一预设距离阈值。

当自车与前车之间的车距df不大于第一预设距离阈值时，则认为前方存在车辆，则应进入ACC并行逻辑，执行步骤103。

当自车与前车之间的车距df大于第一预设距离阈值时，则认为前方不存在车辆，则应进入CC并行逻辑，执行步骤108。

当自车前方存在车辆时，步骤103，进入自适应巡航模式。

自适应巡航模式是一种智能化的自动控制,包括ACC并行判断逻辑、ACC并行速度调节逻辑和ACC跟车逻辑，在自车前方存在车辆时，进入ACC并行判断逻辑。在此之后，执行步骤104。

步骤104，在自适应巡航模式下，根据环境感知信息判断相邻车道是否存在车辆。

具体的，根据第二预设距离阈值和自车与相邻车道车辆之间的距离dp判断相邻车道是否存在车辆，这里的第二预设距离阈值是指根据自车与相邻车道车辆预先设定的距离阈值，本领域技术人员可以根据实际需要对第二预设距离阈值进行设定。

当自车与相邻车道车辆之间的距离dp不大于第二预设距离阈值时，则认为相邻车道存在车辆，则需要进行并行速度调节，执行步骤105。

当自车与相邻车道车辆之间的距离dp大于第二预设距离阈值时，则认为相邻车道不存在车辆，则不需要进行并行速度调节，执行步骤113，根据自适应巡航模式恢复跟车。即执行ACC跟车逻辑。

步骤105，根据自车期望车速、自车实际车速、前车位置和前车速度计算出期望跟车间距，并计算出自车到达期望跟车间距的预计时间，从而计算出未来自车的第一行驶轨迹。

具体而言，当相邻车道存在车辆时，在ACC车辆并行状态判断逻辑中，车载运算单元根据自车期望车速、自车实际车速、前车位置和前车速度计算出期望跟车间距，并根据ACC跟车策略逻辑计算出自车到达期望跟车间距的预计时间，从而计算出未来自车的第一行驶轨迹，这里的未来自车的第一行驶轨迹是指基于ACC跟车策略逻辑计算出的自车将要行驶的路径。

步骤106，根据自车的第一行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断自车与相邻车道车辆是否长时间并行。

这里的相邻车道车辆的未来行驶轨迹是在步骤106之前计算得到的，具体的，根据环境感知信息中的邻车道车辆的位置和速度信息采用静态或动态预测方法计算邻车道车辆的未来行驶轨迹。

在得到邻车道车辆的未来行驶轨迹之后，基于自车的第一行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹，根据预设步长计算自车和相邻车道车辆纵向位置的差值，统计差值低于预设距离的连续时长；根据连续时长是否超过预设时间阈值判断自车与相邻车道车辆是否长时间并行。

当连续时长超过预设时间阈值时，判断自车与相邻车道车辆发生或即将发生并行，进入车辆并行速度调节逻辑，具体执行步骤107。

当连续时长没超过预设时间阈值时，判断自车与相邻车道车辆不会发生并行，执行步骤113。

在一个具体的例子中，统计自车和相邻车道车辆纵向差值低于安全距离5米的连续时长，当连续时长超过阈值5秒时，则表示自车发生或即将发生车辆长时间并行状态，进入车辆并行速度调节逻辑，执行步骤107，否则执行步骤113。

步骤107，重新计算跟车间距，并根据相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第一速度曲线，使自车与相邻车道车辆不存在长时间并行。

当确认自车与相邻车道车辆发生或即将发生长时间并行时，在ACC车辆并行速度调节逻辑中，根据相邻车道车辆的未来行驶轨迹重新计算合适的跟车间距并规划自车未来的第一速度曲线，避开与邻车道车辆并行的状态，直到与邻车道车辆不存在并行风险时，执行步骤113，根据自适应巡航模式恢复跟车。

在上述步骤102之后，当自车前方不存在车辆时，则执行步骤108，进入定速巡航模式。

定速巡航模式是一种以固定的速度行驶的模式，包括CC并行状态判断逻辑、CC车辆并行速度调节逻辑和CC定速逻辑。

步骤109，在定速巡航模式下，根据环境感知信息判断相邻车道是否存在车辆。

在定速巡航模式下的判断相邻车道是否存在车辆的方法与步骤104自适应巡航模式下的判断方法相同，此处不再进行赘述。

当判断相邻车道存在车辆时，进入CC车辆并行状态判断逻辑，执行步骤110。

当判断相邻车道不存在车辆时，执行步骤114，根据定速应巡航模式恢复定速巡航。即执行CC定速逻辑。

步骤110，根据自车期望车速和自车实际车速计算出未来自车的第二行驶轨迹。

当自车与相邻车道车辆长时间并行时，在CC并行状态判断逻辑中，车载运算单元根据自车期望车速、自车实际车速计算出未来自车的第二行驶轨迹，这里的未来自车的第二行驶轨迹是指基于CC并行状态判断逻辑计算出的自车将要行驶的路径。

步骤111，根据自车的第二行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断自车与相邻车道车辆是否长时间并行。

相邻车道车辆的未来行驶轨迹的获取与上述步骤106的获取方法相同，此处不再进行赘述。

根据自车的第二行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断自车与相邻车道车辆是否长时间并行与上述步骤106中的判断方法相同，此处不再进行赘述。

当连续时长超过预设时间阈值时，判断自车与相邻车道车辆发生或即将发生并行，进入CC车辆并行速度调节逻辑，具体执行步骤112。

当连续时长没超过预设时间阈值时，判断自车与相邻车道车辆不会发生并行，执行步骤114。

步骤112，重新计算巡航期望车速，并根据相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第二速度曲线，使自车与相邻车道车辆不存在长时间并行。

当自车与相邻车道车辆长时间并行时，根据相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第二速度曲线重新计算合适的巡航期望车速，并规划未来的第二速度曲线，强制加速或减速后再恢复至原来的期望车速，使自车与相邻车道车辆不存在长时间并行，避开与邻车道车辆并行的状态，直到与邻车道车辆不存在并行风险时，执行步骤114，根据定速应巡航模式恢复定速巡航。

在对本发明实施例提供的一种车辆并行辅助驾驶方法了解的基础上，下面对本发明实施例提供的一种车辆并行辅助驾驶系统进行介绍。

图3为本发明实施例提供的一种车辆并行辅助驾驶系统的结构示意图，如图3所示，系统包括车载传感单元1、车载运算单元2和车辆控制单元3。

车载传感单元1，用于采集的自车状态信息和车辆周围的环境感知信息，并发送给车载运算单元2；自车状态信息包括自车的速度信息，环境感知信息包括自车周围车辆的状态信。

车载运算单元2，用于根据环境感知信息判断自车前方是否存在车辆；

当自车前方存在车辆时，进入自适应巡航模式；在自适应巡航模式下，根据环境感知信息判断相邻车道是否存在车辆；当相邻车道存在车辆时，根据自车期望车速、自车实际车速、前车位置和前车速度计算出期望跟车间距，并计算出自车到达期望跟车间距的预计时间，从而计算出未来自车的第一行驶轨迹；根据自车的第一行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断自车与相邻车道车辆是否长时间并行；当自车与相邻车道车辆长时间并行时，重新计算跟车间距，并根据相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第一速度曲线，使自车与相邻车道车辆不存在长时间并行，将第一速度曲线发送给车辆控制单元。

当自车前方不存在车辆时，进入定速巡航模式；在定速巡航模式下，根据环境感知信息判断相邻车道是否存在车辆；当相邻车道存在车辆时，根据自车期望车速和自车实际车速计算出未来自车的第二行驶轨迹；根据自车的第二行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断自车与相邻车道车辆是否长时间并行；当自车与相邻车道车辆长时间并行时，重新计算巡航期望车速，并根据相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第二速度曲线，使自车与相邻车道车辆不存在长时间并行，将第二速度曲线发送给车辆控制单元。

车辆控制单元3，用于根据第一速度曲线或第二速度曲线调节自车的速度。

优选的，车载运算单元2还用于根据邻车道车辆的位置和速度信息计算邻车道车辆的未来行驶轨迹。

优选的，车载运算单元2具体用于基于自车的第一行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹，根据预设步长计算自车和相邻车道车辆纵向位置的差值，统计差值低于预设距离的连续时长；根据连续时长是否超过预设时间阈值判断自车与相邻车道车辆是否长时间并行。

优选的，在根据自车的第一行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断自车与相邻车道车辆不存在长时间并行，或者在根据相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第一速度曲线，使自车与相邻车道车辆不存在长时间并行之后，车载运算单元2还用于根据自适应巡航模式恢复跟车。

优选的，在根据自车的第二行驶轨迹和相邻车道车辆的未来行驶轨迹判断自车与相邻车道车辆不存在长时间并行，或者在根据相邻车道车辆的未来行驶轨迹规划自车未来的第二速度曲线，使所述自车与相邻车道车辆不存在长时间并行之后，所述车载运算单元2还用于根据所述定速应巡航模式恢复定速巡航。

本发明实施例提供的一种车辆并行辅助驾驶系统与上述方法一一对应，此处不再进行赘述。

本发明实施例提供的一种车辆并行辅助驾驶方法和系统，首先由车载传感器获取自车状态和车辆周边的环境信息，主要包括自车速度和周边车辆的位置、速度信息；车载运算单元根据获取到的自车和环境信息，计算出车辆避开并行状态的加减速需求；最后车辆控制单元接收该加减速需求后对车辆油门和制动系统进行主动控制，调节车辆速度，从而实现并行辅助的功能，这样在遇到并行状态时能够主动调节车速，进而与邻车道车辆在纵向上错开位置，能够避免车辆进入长时间并行状态，提高了行车安全性并且满足人类的驾驶习惯。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RA车辆并行辅助驾驶系统)、内存、只读存储器(RO车辆并行辅助驾驶系统)、电可编程RO车辆并行辅助驾驶系统、电可擦除可编程RO车辆并行辅助驾驶系统、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-RO车辆并行辅助驾驶系统、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。