[00巧]技术方案17.如技术方案16所述的方法，进一步的包括使用来自地图数据库的 路面测量值确定沿着路面的开始于第二节段尽头的第Ξ节段的期望路径，其中，第二节段 与第Ξ节段之间的过渡出现在路面曲率超过预定阔值的情况下。
[0026] 技术方案18.如技术方案16所述的方法，进一步的包括确定已经指令车辆车道 变换，确定需要多少节段来进行车道变换W及进行车辆变换。
[0027] 技术方案19.如技术方案18所述的方法，其中，确定需要多少节段来进行车道变 换包括确定在当前车辆速度下进行车道变换所需的时间W及从当前车辆位置多远将结束 车道变换。
[0028] 技术方案20.-种用于为车辆生成遵循路面的期望路径的系统，所述车辆包括至 少一个前视摄照机和地图数据库，所述系统包括： 用于提供来自摄照机的路面测量值的装置，该摄照机识别路面上的位置； 用于提供来自地图数据库的路面测量值的装置，该数据库识别路面上的位置； 用于使用来自摄照机的路面测量值确定沿着路面的第一节段的期望路径的装置； 用于根据摄照机的有效范围识别第一节段的尽头的装置；和 用于使用来自地图数据库的路面测量值来确定沿着路面的第二节段的期望路径的装 置，第二节段开始于第一节段的尽头。
[0029] 本发明的更多特征通过下列描述和所附权利要求连同附图将变得更明显。
【附图说明】
[0030] 图1是车辆的图示，包括在半自动或自动驾驶车辆中进行路径预测生成必须的部 件； 图2是行进在路面上的车辆的图示，示出计算的车辆路径； 图3是行进在路面上的车辆的图示，并且示出为不同节段算得的车辆路径，其中路径 由摄照机测量结果和地图数据库来确定； 图4是行进在路面上的车辆的图示，示出车道变换路径； 图5是流程图，示出确定车辆路径的过程； 图6是沿着路面行进的车辆的图示，示出使用地图数据库路面点的计算路径； 图7是总流程图，示出用于路径规划的过程的总览； 图8是图表，水平轴上为距离，竖直轴上为路面曲率，包括图表线表示路径曲率； 图9是图表，水平轴上为距离，竖直轴上为车辆速度，包括图表线表示标出的速度、极 限速度廓线和舒适速度廓线； 图10是路面的另一表示，示出为了回避障碍进行的路径变换； 图11是图表，水平轴上是时间，竖直轴上是速度，示出车辆的原始速度廓线和车辆的 已调整速度廓线； 图12是路面的表示，示出短节段路径W使车辆回到基准路径；和 图13是流程图，示出用于在路径预测过程中采取躲避操作的过程。
【具体实施方式】
[0031]本发明的实施例的下列论述专注于用于在半自动驾驶或自动驾驶车辆中提供路 径规划生成的系统和方法，它们本质上仅仅是示例性的，决不意图限制本发明或其应用或 用途。
[003引图1是车辆10的图示，包括控制器12,其执行本文论述的所有必需的过程、计算、 算法等W提供W半自动或自动方式驾驶的车辆10的路径预测、生成和控制，控制器12能够 是任意数量的独立或组合处理器、电子控制单元（ECU)、装置等。控制器12接收来自一个 或多个前视可视摄照机14的信号，摄照机检测车道标志线和路面上或中或否则车辆10前 方的物体，摄照机14能够是用于此目的的任何合适的检测装置，例如电荷禪合装置（CCD) 摄照机、互补金属氧化物半导体（CMOS)视频图像传感器等等。车辆10还包括许多传感器、 由传感器16整体代表，其提供车辆动作信息，包括但不限于车辆速度、偏航速率、转向角、 横向和纵向加速度、横向和纵向速度等等。车辆10进一步地包括GI^接收器18,其接收识 别车辆10的位置的GI^信号，该信号被提供给地图数据库20,其给控制器12提供路面上的 车辆10的位置的指示，例如，隔开的路面点。根据车辆10的期望路径W及车辆10是半自 动还是自动驾驶，控制器12可W提供输出信号给车辆制动系统22、车辆油口 24和/或车辆 转向系统26。
[0033] 如上面提及的，' 739专利采用前视摄照机和路径预测生成算法，例如控制器12可 采用的，来生成期望车辆路径W维持车辆10在车道中屯、和用于车道变换的路径。期望路径 用某个时间段内的一系列横向偏移、航向角和纵向距离来表示。控制器12使用五次多项式 方程式根据预测车道中屯、生成期望路径。在用于计算期望路径的过程开始时，该五次多项 式方程式具有六个未知数。标准化路径问题与车辆状态无关，车辆状态用于从标准化坐标 进行坐标变换成车辆坐标。在算法中为平稳路径采用连续性假设并且包括与当前车辆位置 和车辆移动方向对齐的期望路径的起始位置和定向角，此时在一次和二次导数中车道变换 路径应结束于目标车道的中屯、并且对齐该车道。
[0034] 图2是在路面44的车道46上沿着车道46的中屯、处的估计车道中屯、线48行进的 车辆42的图示40，该估计车道中屯、线已经由车道中屯、估计算法通过各个检测的测量值例 如前视摄照机和GPS/地图数据库来确定，在此，路面44还包括相邻车道50。如上，车辆42 装配有路径预测生成所必需的全部部件，总体上用盒子54表示，包括前视可视摄照机，其 检测路面44上的车道标志线，在此，当车辆沿着中屯、线48行进时，沿着车道46的一系列点 52W摄照机采样次数识别车辆40的期望X，y位置，在此，运些点52是车道46的左右边的 标志线之间的平均距离。在图2 (理想情况）中，车道中屯、线48正好与车辆42的期望路径 重叠。然而，实际上，在车辆42需要遵循的期望路径与车道46的实际中屯、之间会存在差 异。运个差异的一个明显的原因是车道中的障碍，因此，期望路径应当生成为避免障碍。运 个差异的另一原因是车辆初始位置没有在车道的中屯、，移动方向不是完全对齐车道中屯、线 48。
[0035] ' 739专利使用摄照机14确定车道中屯、线48被部分改造如下。摄照机14用点52 提供对车道46相对于车辆42的中屯、的位置和定向的估计。在运个实施例中，路面44建模 成两个节段的二次多项式方程式，如：
式中，％和％表示沿着第一节段和第二阶段的4由的端点，和]y表示路面44相对于 车辆坐标系叛没的横向偏移。摄照机14提供的测量结果包括车辆42相对于路面44的第一 节段的偏航角觀，车辆的重必与车道46的横向偏移及第一节段和第二节段的路面曲 率&and转。
[0036] 从路面44与车道表示之间的几何关系，方程式（1)和（2)的系数能够关联如下：
假设路面44是不间断地延伸，也就是说，每个路面表示的两个节段平稳连接，在过渡 点攝处没有急剧变化。本文只假设零次和一次连续性，运样下面的方程式（7)和（8)保持 在过渡点％。
[0038] 把方程式（3 ) - (8 )代入方程式（1)和（2 )中，得到：
[0039] 通过积分方程式（3 ) - (6 )、（ 9 )和（10 )，方程式（1)和（2 )能够改写成摄照机14 的测量结果的形式为：
[0040] 假设车辆42W纵向速度:?行驶，并且路面44上没有障碍，那么，驾驶员/乘客舒适 性取决于车辆横向加速度％，横向加速度％是车辆速度&和转向角S的函数。时间变量^专用 于完成车道变换操作，而不依赖于车辆纵向速度:?，除非在车道变换操作期间计算的横向加 速度％被预测为超出某一限值。如果横向加速度吟超出运个限值，就用新的延长的车辆变换 操作时间计算新路径。
[0041] 车辆纵向速度&由车辆速度计测得，横向偏移、航向角和路面曲率g由摄照机14测 得。对于车道变换操作，期望路径生成被公式化为边界条件问题。假设车道变换控制开始 于并且定义臟姨!伪在时间晰相对于坐标系的原点》微的车辆位置。注意到，坐标系鸦 是时间批如寸捕获的车辆坐标系，车辆42在时间!。卵寸的位置和航向角对齐取媒。因此，能够 设定{娘'* 娩。姆。巧啡和的瞭*々而不失一般性。
[0042] 然后，车辆42的初始和最终状态换於巧麻驗游'W能够通过处理路面表示方程式 (11)和（12)而获得。值験滅y)对应车辆42在时间：时的期望位置，其中總化靖g够通过积 分车辆纵向速度嫁来估计，值旅姑)能够由车道宽度和路面几何结构来获得。注意到，方程式 (3)- (6)中的班表示路面与车辆42的中屯、的横向偏移，运里F表示车辆相对于心典的位置。
[0043] 为车辆42的S和?位置，选择五次多项式方程式，得到：
[0044] 考虑初始和最终条件，得到：
0
[0045] 通过下列线性方程式能够解决问题：
〇
[0046] 通过坐标的标准化，能够简化路径生成问题。表示标准化坐标为缀，得 到：
[0047] 把方程式（17)和（18)代入方程式（13)，并且重新定义多项式方程式的系数，通过 下列方程式能够获得茲：
[0048] 把方程式（17)和（18)的标准化坐标应用到初始和最终条件中，