车辆协同换道行驶方法与流程

本发明涉及汽车安全技术领域，尤其涉及一种车辆协同换道行驶方法。

背景技术

自动驾驶汽车又称无人驾驶汽车，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。

自动驾驶汽车行驶在道路中，经常需要换道行驶。车辆在换道行驶时，可能产生交通安全问题，为了避免事故的发生，提高车辆行驶的安全性，需要一种有效的车辆协同换道行驶方法。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种车辆协同换道行驶方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种车辆协同换道行驶方法，包括：

车辆获取行驶路径和行驶速度，根据所述行驶路径和行驶速度行驶；

所述车辆在行驶过程中持续获取所述行驶路径的路况信息；

根据所述路况信息获取所述目标车道上换道切入点前方车辆信息、换道切入点后方车辆信息；所述换道切入点前方车辆信息包括换道切入点前方车辆的位置和速度；所述换道切入点后方车辆信息包括换道切入点后方车辆的位置和速度；

根据车辆位置信息、换道切入点前方车辆的位置、换道切入点后方车辆的位置确定目标车道上的换道切入点位置；

确定所述换道切入点和所述换道切入点前方车辆的第一相对距离；

确定所述换道切入点和所述换道切入点后方车辆的第二相对距离；

判断所述第一相对距离、第二相对距离是否满足预设条件；

如果否，则生成换道提示信息，并向所述换道切入点后方车辆进行提示，用以所述换道切入点后方车辆根据所述换道提示信息进行减速或者制动；

当所述第一相对距离、第二相对距离满足预设条件时，根据所述车辆位置和所述换道切入点位置生成横向换道路径；

根据所述换道切入点前方车辆的速度、换道切入点后方车辆的速度生成纵向速度控制指令；

根据所述横向换道路径和所述纵向速度控制指令进行换道行驶。

进一步的，所述车辆获取行驶路径和行驶速度具体包括：

所述服务器接收用户终端发送的车辆预约信息，所述车辆预约信息包括起点位置、终点位置和任务时间；

根据所述起点位置、所述终点位置和地图信息生成获取所述行驶路径；

根据所述行驶路径和所述任务时间计算所述行驶速度；

将所述行驶路径和行驶速度发送至所述车辆。

进一步的，所述方法还包括：

根据所述路况信息获取所述车辆的前方车辆的速度；

当所述车辆的前方车辆的速度小于所述车辆的行驶速度时，生成减速控制指令；

所述车辆根据所述减速控制指令行驶。

进一步的，所述方法还包括：

根据所述路况信息获取所述车辆前方车辆的位置信息；

根据所述车辆的位置和所述车辆前方车辆的位置确定相对距离；

当所述相对距离小于预设的距离阈值时，生成制动控制指令；

所述车辆根据所述制动控制指令停车。

进一步的，所述根据所述横向换道路径和所述纵向速度控制指令进行换道行驶具体包括：

根据所述横向换道路径生成横向控制指令；

所述车辆根据所述横向控制指令和所述纵向控制指令进行换道行驶。

进一步的，所述横向速度控制指令控制所述车辆的横摆角速度不大于预设的第一阈值。

进一步的，所述纵向速度控制指令具体包括：

加速控制指令、减速控制指令、启动控制指令、制动控制指令。

进一步的，所述纵向速度控制指令控制所述车辆的纵向加速度不超过预设的范围阈值；所述纵向速度控制指令控制所述车辆的加速度变化率不超过预设的第二阈值。

本发明提供的车辆协同换道行驶方法，车辆在行驶过程中持续获取路况信息；根据路况信息判断是否满足换道行驶条件，如果满足则获取横向换道路径和纵向速度控制指令，根据横向换道路径和纵向速度控制指令进行换道行驶。本发明提供的车辆协同换道行驶方法，根据路况信息进行精准判断，提高了车辆行驶的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的车辆系统架构的示意图；

图2为本发明实施例提供的车辆协同换道行驶方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明技术方案中的车辆为自动驾驶车辆，通过车载终端实现各个模块的控制以及和其他终端进行信息交互，能够感知周围环境并实现自动驾驶，按照预先设定的行驶地图行驶到指定地点。用户终端具体可以是具有处理能力的终端设备，例如，台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机等。

图1为本发明实施例提供的车辆系统架构的示意图。如图1所示，系统包括服务器、多个自动驾驶车辆(车辆1、车辆2…车辆n)、多个用户终端(用户终端1、用户终端2…用户终端n)。

其中，服务器为自动驾驶车辆管理服务器，可以是单个服务器，也可以是多个服务器组成的服务器集群，如果是单个服务器，则该单个服务器管理所有自动驾驶车辆，可以和所有车辆进行指令发送和数据交互；如果是多个服务器组成的服务器集群，则通过一个总服务器管理多个子服务器，总服务器为每个子服务器设定权限，每个子服务器根据总服务器设定的权限管理对应数量的车辆，和有管理权限的车辆进行指令和数据交互。服务器为每个用户终端设定管理权限，每个用户终端根据服务器设定的权限管理一个或多个车辆，用户终端通过服务器和所有车辆进行指令发送和数据交互。

图2为本发明实施例提供的车辆协同换道行驶方法的流程图。如图2所示，具体包括如下步骤：

步骤201，车辆获取行驶路径和行驶速度，根据行驶路径和行驶速度行驶；

服务器接收用户通过用户终端的应用程序发送的车辆预约信息,包括车辆行驶任务的起点位置、终点位置和任务时间；服务器根据起点位置、终点位置和地图信息规划行驶路径,其中，地图信息包括道路标识信息和限速信息等；行驶路径中包括车辆行驶任务经过的多条道路；根据行驶路径和任务时间计算车辆执行行驶任务时针对不同路段的行驶速度，服务器将行驶路径和行驶速度发送到车辆的车载终端，服务器通过与车辆的车载终端的通信来实现对车辆的控制，车辆根据服务器发送的行驶速度在行驶路径上行驶。

步骤202，车辆在行驶过程中持续获取行驶路径的路况信息；

车载终端通过控制模块控制车辆根据服务器规划的行驶路径和不同路段对应的行驶速度行驶，在行驶过程中，车辆通过激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达、图像采集模块获取行驶路径上的路况信息，包括当前道路行驶的其他车辆、行人、障碍物等道路信息，车辆通过这些数据感知周围环境。

图像采集模块具体可以是摄像头等图像采集设备，能够采集车辆周围360°的环境信息。激光雷达、超声波雷达、毫米波雷达设置于车辆前后及四个角，用于获取车辆周围物体的距离信息。

步骤203，根据路况信息获取目标车道上换道切入点前方车辆信息、换道切入点后方车辆信息；

路况信息中包括车辆行驶过程中采集的所有道路信息，车辆的雷达和图像采集模块能够采集车辆周围360°的道路信息和运动物体信息，目标车道为车辆即将换道行驶的车道，车辆能够采集到目标车道的道路信息，包括目标车道上的车辆的位置和速度。

对路况信息进行解析，根据目标车道上行驶的车辆的速度，能够确定本车换道行驶后，将切入到目标车道的哪两辆车之间，也就是目标车道上的换道切入点前方车辆信息、目标车道上的换道切入点后方车辆信息。目标车道上的换道切入点前方车辆信息包括换道切入点前方车辆的位置和速度；换道切入点后方车辆信息包括换道切入点后方车辆的位置和速度。

步骤204，根据车辆位置信息、换道切入点前方车辆的位置、换道切入点后方车辆的位置确定目标车道上的换道切入点位置。

通过车辆的定位模块获取车辆的位置信息，根据车辆的位置信息和车辆的行驶速度，换道切入点前方车辆的行驶速度和位置、换道切入点后方车辆的行驶速度和位置，确定换道切入点的位置。车辆从切入点的位置换道行驶到目标车道。

步骤205，确定换道切入点和所述换道切入点前方车辆的第一相对距离；换道切入点和所述换道切入点后方车辆的第二相对距离。

根据换道切入点的位置和换道切入点前方车辆的位置能够确定换道切入点和换道切入点前方车辆的第一相对距离；根据换道切入点的位置和换道切入点后方车辆的位置能够确定换道切入点和换道切入点后方车辆的第二相对距离。

步骤206，判断第一相对距离、第二相对距离是否满足预设条件；

预设条件根据安全距离进行设定。安全距离为车辆换道之后，车辆分别与换道切入点前方车辆、换道切入点后方车辆之间不会发生碰撞保持的距离。当换道切入点与换道切入点前方车辆不小于安全距离，换道切入点与换道切入点后方车辆也不小于安全距离时，则认为满足预设条件，车辆可以安全进行换道行驶。

判断换道切入点与换道切入点前方车辆、换道切入点后方车辆之间的距离是否满足预设条件是为了判断目标车道车辆行驶状况是否满足换道条件，如果切入点与换道切入点前方车辆、换道切入点后方车辆之间的距离满足预设条件，则满足换道条件，车辆可以进行换道行驶。

步骤207，如果第一相对距离、第二相对距离不满足预设条件，则生成换道提示信息，并向换道切入点后方车辆进行提示；

当换道切入点与换道切入点前方车辆、换道切入点后方车辆之间的距离不满足预设条件时，无法安全进行换道行驶，则车辆生成强制换道提示信息，例如，相应侧转向灯提前1-2秒点亮，使换道切入点后方车辆根据提示信息了解本车的行驶方向，从而进行减速或者制动，从而增大换道切入点前方车辆和换道切入点后方车辆之间的距离，以满足车辆换道行驶的需要。

步骤208，当所述第一相对距离、第二相对距离满足预设条件时，根据所述车辆位置和所述换道切入点位置生成横向换道路径；

当换道切入点与换道切入点前方车辆、换道切入点后方车辆之间的距离增大到能够满足车辆换道需要的距离时，换道切入点与换道切入点前方车辆、换道切入点后方车辆之间的距离满足预设条件，车辆可以进行安全换道，则根据车辆当前位置和切入点位置确定横向换道路径，用于车辆根据横向换道路径横向行驶到目标车道。

如果换道切入点与换道切入点前方车辆、换道切入点后方车辆之间的距离一直无法满足换道需要，则监测本车与当前车道前方车辆的相对距离以及前方车辆的速度，为了避免发生碰撞及时减速或停车，具体实现过程如下：

根据路况信息获取车辆的前方车辆的速度；当车辆的前方车辆的速度小于车辆的行驶速度时，生成减速控制指令；车辆根据减速控制指令行驶。

当车辆的前方车辆的速度小于车辆的行驶速度时，本车和前方车辆的相对距离不断减小，为了避免发生碰撞，车辆需要根据减速控制指令减速行驶。

根据路况信息获取车辆前方车辆的位置信息；根据车辆的位置和车辆前方车辆的位置确定相对距离；当相对距离小于预设的距离阈值时，生成制动控制指令；车辆根据制动控制指令停车。

由于当前情况下车辆无法进行换道行驶，如果车辆和车辆的前方车辆的距离减小到一定程度，为了避免发生碰撞，需要车辆根据生成的制动指令停车。

步骤209，根据换道切入点前方车辆的速度、换道切入点后方车辆的速度生成纵向速度控制指令；

为了保证换道之后车辆行驶安全，不与换道切入点前方车辆和后方车辆发生碰撞，则需要根据换道切入点前方车辆和后方车辆的速度进行本车的纵向速度控制，从而保证本车换道行驶之后，与换道切入点前方车辆和后方车辆保持距离。纵向速度控制指令具体包括：加速控制指令、减速控制指令、启动控制指令、制动控制指令。

步骤210，根据横向换道路径和纵向速度控制指令进行换道行驶。

根据车辆的定位模块确定车辆当前位置，根据车辆当前位置和切入点位置确定横向换道路径，车辆的控制模块根据横向换道路径生成横向速度控制指令，横向速度控制指令用于控制车辆横向换道行驶。

横向速度控制指令控制车辆的横摆角速度不大于预设的第一阈值。第一阈值根据车辆换道过程中平稳行驶的横摆角速度进行设定，在一个具体的实施例中，车辆在换道的过程中，横摆角速度不大于28°/秒。

纵向速度控制指令控制车辆的纵向加速度不超过预设的范围阈值；纵向速度控制指令控制车辆的加速度变化率不超过预设的第二阈值。在一个具体的实施例中，车辆在换道的过程中，纵向加速度不超过±1m/s²；加速度变化率不超过1m/s³。

本发明提供的车辆协同换道行驶方法，车辆在行驶过程中持续获取路况信息；根据路况信息判断是否满足换道行驶条件，如果满足则获取横向换道路径和纵向速度控制指令，根据横向换道路径和纵向速度控制指令进行换道行驶。本发明提供的车辆协同换道行驶方法，根据路况信息进行精准判断，提高了车辆行驶的安全性。

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(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、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。