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CN109664881A - 一种紧急转向辅助驾驶方法、系统及电子设备 - Google Patents

一种紧急转向辅助驾驶方法、系统及电子设备 Download PDF

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CN109664881A
CN109664881A CN201910017305.6A CN201910017305A CN109664881A CN 109664881 A CN109664881 A CN 109664881A CN 201910017305 A CN201910017305 A CN 201910017305A CN 109664881 A CN109664881 A CN 109664881A
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China
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vehicle
steering
steering moment
wheel
avoidance path
Prior art date
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谢兆夫
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Guangzhou Xiaopeng Motors Technology Co Ltd
Original Assignee
Guangzhou Xiaopeng Motors Technology Co Ltd
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Abstract

本发明实施例涉及一种紧急转向辅助驾驶方法、系统以及电子设备。方法包括:响应于检测到车辆具有与前方障碍物碰撞的风险,规划避让前方障碍物的第一避让路径;针对规划的第一避让路径,计算转向力矩;以及将计算的转向力矩基于预定分配策略在车辆制动系统和车辆转向系统之间分配,使得车辆制动系统与车辆转向系统协同操作以实现转向力矩所指示的车辆转向。实施例还提供在进行避障时考虑车辆返回自车道的需求进行二次转向辅助。本发明实施例考虑紧急转向触发时多种行驶不安全因素,利用车辆稳定系统与转向系统协同工作,提高车辆安全性能,而且实现了在进行避障时车辆安全有效地快速返回原行驶车道的需求。

Description

一种紧急转向辅助驾驶方法、系统及电子设备
技术领域
本发明总体上涉及车辆控制领域,具体涉及一种紧急转向辅助驾驶方法、系统及电子设备。
背景技术
针对道路前方出现的障碍物,当前主要是通过自动紧急制动系统使车辆制动,以防止与前方障碍物的碰撞。然而,在中国交通复杂路况下,这样的系统存在诸多不足。尤其在如下的一些工况下,仅仅通过制动来避免前方碰撞,并不能总是有效避免碰撞的发生,而同时会使驾驶者体验感很差。这些工况诸如自车行驶速度过高,短距离无法完全刹停;自车和前方车辆或障碍物重叠区域不高,驾驶者更想通过转向来躲避;在高速路上,自车紧急制动刹停容易造成后车追尾;紧急情况下,驾驶者无意识转向导致自动紧急制动系统不可用等等。所期望的是,提供能够基于避障行为安全有效地进行车辆紧急转向的方案。
发明内容
针对上述问题,本发明的实施例提供一种紧急转向辅助驾驶方法、系统以及电子设备,实现了紧急避障时安全有效的转向辅助,提高了车辆行驶的安全性和舒适性。
在本发明的第一方面,提供一种紧急转向辅助驾驶方法。该方法包括:响应于检测到车辆具有与前方障碍物碰撞的风险,规划避让前方障碍物的第一避让路径;针对规划的第一避让路径,计算转向力矩;以及将计算的转向力矩基于预定分配策略在车辆制动系统和车辆转向系统之间分配,使得车辆制动系统与车辆转向系统协同操作以实现转向力矩所指示的车辆转向。
在某些实施例中,规划避让障碍物的第一避让路径包括:基于由环境感测器所探测到的前方障碍物的信息,计算车辆避让前方障碍物而能够移动的横向距离范围;基于车辆的横向速度和横向加速度并且以由环境感测器所探测到的车道线为约束条件,计算车辆的目标位置和横向移动距离;以及基于目标位置和横向移动距离,确定第一避让路径。
在某些实施例中,方法还包括:基于由环境感测器所探测的在第一避让路径一侧的环境信息,确定是否存在潜在障碍物;响应于存在潜在障碍物,预测潜在障碍物的轨迹;基于预测的轨迹,确定车辆在第一避让路径上是否与潜在障碍物存在碰撞风险;以及响应于存在碰撞风险,规划车辆避让前方障碍物另外的避让路径。
在某些实施例中,方法还包括:计算前方障碍物与车辆的碰撞时间,碰撞时间表示车辆当前到将发生碰撞的时段;以及响应于碰撞时间小于第一阈值,检测驾驶者是否具有为避让前方障碍物的转向意图。
在某些实施例中,计算转向力矩包括:针对离散化所述第一避让轨迹所得到的多个轨迹点,以车辆的后轴中心位置与车体航向角作为系统状态量、车辆当前的后轴速度与前轮转角作为输入量建立轨迹跟踪控制模型;以及针对第一避让路径的当前轨迹点,通过轨迹跟踪控制模型调整车辆的前轮转角以及车速,计算车辆当前所需的转向力矩。
在某些实施例中,将计算的转向力矩基于预定分配策略在车辆制动系统和车辆转向系统之间分配包括:基于车辆当前所需的转向力矩并且以保持预定滑移率为约束条件,计算施加于车辆的各轮的制动压力;计算各轮的制动压力下差动制动产生的附加转向力矩;响应于附加转向力矩小于当前车辆所需的转向力矩,计算前轮转角以满足当前车辆所需的转向力矩;以及向车辆制动系统传递计算的各轮的制动压力并且向车辆转向系统传递计算的所述前轮转角,以便所述车辆制动系统与车辆转向系统协同操作以实现车辆转向。
在某些实施例中,方法还包括:确定车辆是否到达多个轨迹点的最后轨迹点;以及响应于未到达多个轨迹点的最后轨迹点,针对下一轨迹点,计算车辆所需的转向力矩。
在某些实施例中,方法还包括:响应于检测到驾驶者具有从第一避让路径返回原行驶车道的返回意图,规划避让原行驶车道障碍物的第二避让路径;针对规划的第二避让路径,计算转向力矩;以及将计算的该转向力矩基于预定分配策略在车辆制动系统和车辆转向系统之间分配,使得车辆制动系统与车辆转向系统协同操作以实现该转向力矩所指示的车辆转向。
在本发明的第二方面,提供一种紧急转向辅助驾驶系统。该系统包括:电子控制单元,其基于车辆环境信息和车辆驾驶执行操作信息来规划避让前方障碍物的避让路径,计算控制车辆跟踪避让路径所需的转向力矩;协调管理单元,其从电子控制单元接收包括计算的转向力矩的转向请求,并且将计算的转向力矩基于预定分配策略在车辆制动系统和车辆转向系统之间分配,使得车辆制动系统与车辆转向系统协同操作以实现转向力矩所指示的车辆转向;车辆稳定性控制系统,其将从协调管理单元接收的分配转向力矩转化为各轮的轮缸压力,并控制各轮差动制动;以及车辆转向系统,其将从协调管理单元接收的分配转向力矩施加到车辆转向执行装置处以改变前轮转角来实现车辆转向。
在某些实施例中,系统还包括:环境探测装置,对道路环境进行探测以获取道路环境信息;以及驾驶执行检测装置,其对驾驶执行部件的驾驶执行操作进行感测。
在本发明的第三方面,提供一种电子设备,包括:处理器;以及存储有指令的存储器,指令在被处理器执行时促使设备执行根据本发明第一方面所描述的方法。
本发明实施例考虑紧急转向触发时车辆出现过多转向导致的车身失稳等不安全因素,利用车辆稳定系统与转向系统协同工作,提高车辆安全性能,而且在进行避障时,考虑车辆返回自车道的需求进行二次转向辅助,安全有效地实现了车辆快速返回的需求。
附图说明
图1示出根据本发明的一个实施例的紧急转向辅助驾驶系统的示意性框图;
图2示出根据本发明的一个实施例的紧急转向辅助驾驶方法的流程图;
图3示出了根据本发明的一个实施例的相邻车道避障场景的示意图;
图4示出了根据本发明的一个实施例的相邻车道避障规划路径不可行的场景的示意图;
图5示出了根据本发明的一个实施例的轨迹跟踪过程的流程图;
图6示出了根据本发明的一个实施例的车辆返回原车道避障场景的示意图;以及
图7示出了根据本发明的一个实施例的车辆返回原车道避障过程的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓,本发明并不局限于附图和以下实施例。
如本文中所述,术语“包括”及其各种变体可以被理解为开放式术语,其意味着“包括但不限于”。术语“基于”可以被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”可以被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”可以被理解为“至少一个其它实施例”。
如前所述,目前市面上量产的车型通常通过自动紧急制动系统使车辆制动,以防止与前方障碍物的碰撞,未实现安全可靠的紧急转向辅助功能。由于车辆制动系统以及传感器的性能限制,导致部分情况下车辆无法通过制动来应对前方出现的碰撞危险,而如果单纯通过转向系统进行辅助,会导致车辆横向加速度过大而导致车辆失稳,出现滑移、甩尾等失稳工况。此外,大部分车辆在进行避障时,未考虑车辆返回自车道的需求。
有鉴于此,本发明实施例提出的紧急转向辅助驾驶方案至少解决如上的这些问题。下面结合附图对本发明实施例作进一步描述。
图1示出了根据本发明的一个实施例的紧急转向辅助驾驶系统100的示意图,系统100可以是所讨论车辆的一部分。如图所示,系统100包括作为主控部件的电子控制单元(ECU,Electronic Control Unit)110、环境探测装置120、驾驶执行检测装置130、协调管理单元140以及车辆稳定性控制系统150和车辆转向系统160。
环境探测装置120可以包括车载摄像头、毫米波雷达等传感系统,对道路环境进行探测。当发现前方出现车辆或者行人等障碍物时,探测前方障碍物的横向速度、加速度、轮廓等信息,以及探测相邻车道的车道线等其他环境信息。环境探测装置120还探测周边车辆或障碍物的速度、加速度、轮廓灯信息。
驾驶执行检测装置130可以包括对方向盘、制动器等部件的驾驶执行操作进行感测的装置,例如力矩/转角传感器等。力矩/转角传感器可以探测施加在方向盘端的力矩或者转角,进而由此可以判断驾驶者是否有转向意图。
根据本发明实施例,ECU 110执行紧急转向辅助驾驶功能的控制处理。如下文将要详细描述的,其进行避让路径的规划、跟踪,控制车辆所需的转向力矩,并向协调管理单元140发送转向请求。
协调管理单元140可以包括例如汽车动态综合管理系统(VDIM,Vehicle DynamicsIntegrated Management),或者其也可以实现为ECU 110的一部分。协调管理单元140管理车辆的制动与转向系统,其接收到来自ECU 110的包括转向力矩的转向请求后,根据系统100的管理策略将转向力矩请求分解到制动系统与转向系统,进行路径跟踪,控制车辆稳定性系统150和车辆转向系统160协同实现车辆按照规划的避让路径转向,并且保证车辆行驶安全。
车辆稳定性控制系统150可以包括对车辆四轮进行主动制动液压加压的液压促动器等部件,其对包括制动器的车辆制动系统进行控制。车辆稳定性系统150将从协调管理单元140接收的制动力矩转化为各个轮缸压力,同时控制各个轮胎滑移率以保证车辆不会抱死或失稳,达到确保车辆行驶的稳定性。
车辆转向系统160可以包括诸如电子助力转向系统,其将从协调管理单元140接收的转向力矩或转角施加在车辆转向执行装置(例如方向盘)端以改变前轮转角来实现车辆转向。
可以理解,以上描述的系统100仅是示意性的,为了便于描述本发明的实施例,未具体示出和描述系统100的其他部件,以免不必要地模糊本发明实施例的方面。
下面结合图1中的系统100描述根据本发明的实施例的紧急转向辅助驾驶方案。图2示出了根据本发明的一个实施例的紧急转向辅助驾驶方法200的流程图。
在210,响应于检测到车辆具有与前方障碍物碰撞的风险,规划避让前方障碍物的第一避让路径。
在一个实施例中,可以如下来判断是否存在与前方障碍物碰撞的风险。ECU 110根据环境探测装置120探测到的车辆与前方障碍物的距离以及两者之间的相对速度,计算将发生碰撞的碰撞时间(TTC,Time to Collision),TTC表示车辆当前到将发生碰撞的时段。当TTC小于某个阈值时,可以认为前方即将有碰撞发生,此时可以规划避让前方障碍物的避让路径(称为第一避让路径)。检测驾驶者是否有转向意图。
根据本发明的一个实施例,出于车辆行驶安全的考虑,本发明实施例提出的紧急转向辅助驾驶方案起驾驶辅助作用,因此考虑在存在碰撞风险时驾驶者主动输入一定的转向力矩来激活此功能。换言之,当检测到驾驶者具有避让前方障碍物的转向意图时,进行避让轨迹的规划。ECU 110可以根据驾驶执行检测装置130例如方向盘转角或者力矩传感器探测到的数据,判断驾驶者此时是否比较紧急地主动转向输入。当判断存在驾驶者主动的转向意愿,开始规划避让路径。
下面结合附图3描述避让路径的规划过程。图3示出了根据本发明的一个实施例的相邻车道避障场景300的示意图。如图所示,在多车道道路330上行驶的车辆310为所讨论的车辆,其前方有障碍物320。该障碍物320可以是运动或非运动的车辆或其他物体。
当车辆310的ECU 110判断出将与障碍物320发生碰撞时,ECU 110获取环境探测装置120探测到障碍物320的宽度、距离、横向加速度信息,基于卡尔曼滤波对车辆310的目标行驶轨迹进行预测,得到车辆310能够避让障碍物320情况下可以移动横向距离范围。作为示例,ECU 110可以确定出车辆310能够移动的最小横向距离Sy-min
进一步地,以车道线为约束条件,并且以获得的车辆310自身的横向速度、横向加速度信息为参考,计算得到目标点P2位置以及需要移动的横向距离SY。在一个实施例中,将车辆310的当前位置点P1作为起始点,在起始点P1和目标点P2之间建立避让路径。在另一实施例中,根据最优控制理论在起始点P1和目标点P2之间通过最佳优先搜索算法规划出轨迹340作为避让路径,如图所示。
在一个实施例中,如果ECU 100规划的避让路径340上出现或即将出现其他障碍物,也即可能会与其他障碍物发生碰撞时,则认为规划的路径340不可行,此时可以规划车辆避让前方障碍物另外的避让路径或者退出紧急转向辅助驾驶流程。
图4示出了根据本发明的一个实施例的相邻车道避障规划路径不可行的场景400的示意图。在本实施例中,ECU 110针对车辆310前方的第一障碍物410(即障碍物320)规划出避让轨迹340,但是ECU 100从环境探测装置120探测到在其规划的避让路径上存在第二障碍物420。此时ECU 110可以以类似的方法对第二障碍物420的行进轨迹进行预测。具体而言,利用探测到的第二障碍物420的宽度、横向速度、横向加速度等信息基于卡尔曼滤波进行状态量的预测,计算出第二障碍物420的预测轨迹430。当判断轨迹430与轨迹340将会发生碰撞冲突时,确定规划轨迹340不可行。如果不会发生碰撞冲突或者不会即将出现其他障碍物,即无任何碰撞发生的可能,则确定规划路径340可行。
回到图2,在规划出避让路径后,接着在220,针对规划的该避让路径,计算转向力矩。在一个实施例中,基于模型预测控制(MPC,Model Predictive Control)来对规划的避让路径实施跟踪,进而实现车辆紧急转向。
ECU 110建立轨迹跟踪控制模型并计算转向力矩,从而进行轨迹跟踪。在本实施例中,以车辆的后轴中心坐标位置与车体航向角作为系统状态量,以车辆后轴速度与前轮转角作为输入量建立轨迹跟踪控制模型。
设在地面固定坐标系OXY下,车辆动力学方程可以表示为下式(1):
其中,(x,y)为车辆后轴中心坐标,为车体航向角,δ为前轮转角,v为车辆后轴速度,l为车辆轴距。
由此,该轨迹跟踪控制过程可以被看作输入为u(v,δ)和状态量的控制系统,其运动学方程可以表示为:
同时,根据当前规划出的避让路径,可得到满足该避让路径的运动学方程为:
由上式(2)和(3)得到车辆的轨迹误差模型,对该误差模型进行离散化处理得到跟踪轨迹点的控制模型为:
式中:
T为采样时间间隔。
为了保证处于无人驾驶状态的车辆快速且平稳地追踪期望轨迹,需要加入对系统状态量的偏差和控制量的优化。可以采用如下形式的目标函数:
其中,Q和R为权重矩阵。
通过求解式(5)目标函数的最优解,得到控制输入增量Δu(Δv,Δδ),其中Δδ即为车辆进行轨迹追踪当前所需的前轮转角,进而得到相应的转向力矩。换言之,通过控制前轮转角以及车速计算出当前车辆所需的转向力矩,传递给协调管理单元140进行转向力矩分配。
应当理解,根据本发明的实施例,ECU 110将规划的避让路径离散化处理,得到多个离散轨迹点,逐点动态地计算车辆310当前所需的转向力矩,以便车辆310跟踪避让路径340而行进。
在230,将计算的转向力矩基于预定分配策略在车辆制动系统和车辆转向系统之间分配,使得车辆制动系统与车辆转向系统协同操作以实现转向力矩所指示的车辆转向。
根据本发明的实施例,该分配策略可以包括:更多的制动需要更少的转向,更多的转向需要更少的制动;以及制动优先考虑。ECU 110根据基于传感器探测的当前路面条件计算当前车轮运动的滑移率,并将其控制在预定滑移率(例如,最优滑移率),也即优先以控制车轮滑移率为约束条件。若此时差动制动产生的转向力矩小于计算出的目标转向力矩,此时控制车辆转向系统介入,通过改变前轮转角来实现未满足的附加转向力矩。
具体而言,针对避让路径上的每个离散轨迹点,ECU 100根据在220计算的车辆当前所需的转向力矩,基于当前的路面最优滑移率计算施加于车辆的各轮的制动压力,并且计算各轮的制动压力下车辆差动制动产生的附加转向力矩。如果差动制动产生的附加转向力矩小于当前车辆所需的转向力矩,则计算用于控制车辆转向系统操作的前轮转角以满足当前车辆所需的转向力矩。
车辆稳定性系统150根据协调管理单元140指示的制动压力,对车辆的各个车轮施加不同的轮缸压力来进行制动,在制动的同时保证车轮不被抱死,即同时控制车轮的滑移率,通过产生附加转向力矩来实现转向。车辆转向系统160在收到转向力矩请求后可以通过电子助力转向系统来执行转向辅助。
通过在框220和230的操作,车辆对规划出的避让路径/轨迹进行跟踪。应该理解,轨迹跟踪是一个动态连续的过程。ECU 110根据实时接收到的传感器信息判断当前目标轨迹是否达到,即当前跟踪的轨迹是否是轨迹上的最后一个点,若不是则选取轨迹上下一个点,继续计算跟踪轨迹需要的转向力矩,若是轨迹最后一个点则可以结束紧急转向辅助驾驶过程。
更具体地,图5示出了根据本发明的一个实施例的轨迹跟踪过程500的流程图。如图所示,过程500在501开始,已经获取到规划的避让路径。接着在503,将避让路径轨迹离散化,得到多个离散点。在505,选取轨迹上的第一离散点,然后根据在方法200中的框220中计算出的转向力矩以及在框230向制动系统和转向系统所分配的转向力矩,基于MPC控制来跟踪轨迹上的离散点。然后在509,判断当前位置是否已经到达轨迹上的最后离散点,如果是则轨迹跟踪过程500在511结束,如果否,则在513选取轨迹上的下一离散点,并跳转到507,继续执行对该离散点的轨迹跟踪,直到到达轨迹上的最后离散点。
进一步地,综合考虑到目前“麋鹿试验”的测试方法,可以看出,当车辆避让前方障碍物时,希望自身车辆快速返回原车道。有鉴于此,本发明实施例还通过协调车辆稳定性控制系统与车辆转向系统同时工作使车辆返回原行驶道路。
图6示出了根据本发明的一个实施例的车辆返回原车道避障场景600的示意图。如图所示,当车辆310成功紧急避让了障碍物320后,车辆310的ECU 110可以根据驾驶者返回原车道行驶的意愿,规划出躲避障碍物320的避让路径610,并且通过协调管理单元140分配制动与转向请求力矩,从而实现车辆310沿着轨迹610回到原车道。
下面通过图7结合场景600描述车辆返回原车道避障过程。图7示出了根据本发明的一个实施例的车辆返回原车道避障过程700的流程图。
过程700在701开始,此时车辆310成功紧急避让了障碍物320后,在原避让路径的目标点P2的车道行驶。在703,判断车辆310已经行驶到相邻车道一段时间后(例如短暂间隔),驾驶员是否有返回原车道的意图,即驾驶员是否想返回到原来行驶的道路来完成此次避障。ECU 110可以通过转角/力矩传感器探测到的驾驶者是否有返回原车道的转向输入来确定该意图,若有即进行到705。若驾驶者没有输入或者超过间隔时间阈值输入转向力矩或角度,此时过程700结束。
在705,规划躲避障碍物320的避让路径。该过程可以与前述过程类似。具体而言,ECU110的轨迹规划层获取环境探测装置120探测到障碍物320的宽度、距离、横向加速度信息,基于卡尔曼滤波对车辆310的目标行驶轨迹进行预测,并以车道线为约束条件,以获得的车辆310自身的横向速度、横向加速度信息为参考,计算得到目标点P4位置以及需要移动的横向距离SY。根据最优控制理论在起始点P3和目标点P4之间通过最佳优先搜索算法规划出避让路径610。
在707,判断避让路径是否可行。如果ECU 100规划的避让路径610上出现或即将出现其他障碍物,也即可能会与其他障碍物发生碰撞时,则认为规划的路径610不可行,此时过程700结束。如果规划的避让路径610可行,则进行到709。
在709,计算转向力矩。该过程如前所述,对避让路径610离散化得到多个离散点,对第一离散点计算转向力矩。之后,在711,分配执行与转向请求力矩,然后在713促使制动系统和转向系统执行请求的力矩,从而实现车辆跟踪到第一离散点位置。接着,在715,判断目标轨迹是否达到,即当前位置是否是轨迹上的最后离散点,如果是,则结束过程700,如果否,则跳转到709,针对下一轨迹离散点计算转向力矩,直到完成车辆达到目标轨迹,在717结束过程700。
从以上对本发明实施例的描述可以看出,本发明实施例利用车辆稳定系统与转向辅助系统协同工作,避免车辆出现滑移或者不稳定以及横向位移过大的危险工况,使得避让过程更平稳。同时,制动系统进行差动制动使得车辆得到一定的附加转向力矩,有助于车辆短时间内快速横摆运动。尤其在高速行驶的情况下,针对突然出现的障碍物已经无法通过制动避免时,提高了车辆行驶的安全性和舒适性。
此外,在避让过程中考虑到某些情况下驾驶者需要快速返回自车道,因此在车辆快速返回时提供二次辅助,安全有效地实现了车辆快速返回的需求。
本领域技术人员可以理解,在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或它们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上,对本发明的实施方式进行了说明。但是,本发明不限定于上述实施方式。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。

Claims (10)

1.一种紧急转向辅助驾驶方法,其特征在于,包括:
响应于检测到车辆具有与前方障碍物碰撞的风险,规划避让所述前方障碍物的第一避让路径;
针对规划的所述第一避让路径,计算转向力矩;以及
将计算的所述转向力矩基于预定分配策略在车辆制动系统和车辆转向系统之间分配,使得所述车辆制动系统与所述车辆转向系统协同操作以实现所述转向力矩所指示的车辆转向。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,其中规划避让所述障碍物的第一避让路径包括:
基于由环境感测器所探测到的所述前方障碍物的信息,计算所述车辆避让所述前方障碍物而能够移动的横向距离范围;
基于所述车辆的横向速度和横向加速度并且以由所述环境感测器所探测到的车道线为约束条件,计算所述车辆的目标位置和横向移动距离;以及
基于所述目标位置和所述横向移动距离,确定所述第一避让路径。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
基于由环境感测器所探测的在所述第一避让路径一侧的环境信息,确定是否存在潜在障碍物;
响应于存在潜在障碍物,预测所述潜在障碍物的轨迹;
基于预测的所述轨迹,确定所述车辆在所述第一避让路径上是否与所述潜在障碍物存在碰撞风险;以及
响应于存在碰撞风险,规划所述车辆避让所述前方障碍物另外的避让路径。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
计算所述前方障碍物与所述车辆的碰撞时间,所述碰撞时间表示所述车辆当前到将发生碰撞的时段;以及
响应于所述碰撞时间小于第一阈值,检测所述驾驶者是否具有为避让所述前方障碍物的转向意图。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,其中计算转向力矩包括:
针对离散化所述第一避让轨迹所得到的多个轨迹点,以所述车辆的后轴中心位置与车体航向角作为系统状态量、所述车辆当前的后轴速度与前轮转角作为输入量建立轨迹跟踪控制模型;以及
针对所述第一避让路径的当前轨迹点,通过所述轨迹跟踪控制模型调整所述车辆的前轮转角以及车速,计算所述车辆当前所需的转向力矩。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,其中将计算的所述转向力矩基于预定分配策略在车辆制动系统和车辆转向系统之间分配包括:
基于车辆当前所需的转向力矩并且以保持预定滑移率为约束条件,计算施加于所述车辆的各轮的制动压力;
计算所述各轮的制动压力下所述车辆差动制动产生的附加转向力矩;
响应于所述附加转向力矩小于当前车辆所需的转向力矩,计算前轮转角以满足当前车辆所需的转向力矩;以及
向所述车辆制动系统传递计算的所述各轮的制动压力并且向所述车辆转向系统传递计算的所述前轮转角,以便所述车辆制动系统与所述车辆转向系统协同操作以实现车辆转向。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,还包括:
确定所述车辆是否到达所述多个轨迹点的最后轨迹点;以及
响应于未到达所述多个轨迹点的最后轨迹点,针对下一轨迹点,计算所述车辆所需的转向力矩。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
响应于检测到驾驶者具有从所述第一避让路径返回原行驶车道的返回意图,规划避让原行驶车道障碍物的第二避让路径;
针对规划的所述第二避让路径,计算转向力矩;以及
将计算的该转向力矩基于预定分配策略在车辆制动系统和车辆转向系统之间分配,使得所述车辆制动系统与所述车辆转向系统协同操作以实现该转向力矩所指示的车辆转向。
9.一种紧急转向辅助驾驶系统,其特征在于,包括:
电子控制单元,其基于车辆环境信息和车辆驾驶执行操作信息来规划避让前方障碍物的避让路径,计算控制车辆跟踪所述避让路径所需的转向力矩;
协调管理单元,其从所述电子控制单元接收包括计算的所述转向力矩的转向请求,并且将计算的所述转向力矩基于预定分配策略在车辆制动系统和车辆转向系统之间分配,使得所述车辆制动系统与所述车辆转向系统协同操作以实现所述转向力矩所指示的车辆转向;
车辆稳定性控制系统,其将从所述协调管理单元接收的分配转向力矩转化为各轮的轮缸压力,并控制各轮差动制动;以及
车辆转向系统,其将从所述协调管理单元接收的分配转向力矩施加到车辆转向执行装置处以改变前轮转角来实现车辆转向。
10.一种电子设备,其特征在于,包括:
处理器;以及
存储有指令的存储器,所述指令在被所述处理器执行时促使所述设备执行根据权利要求1-8中任一项所述的方法。
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Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110103967A (zh) * 2019-05-15 2019-08-09 广州小鹏汽车科技有限公司 一种车辆自动变道方法及车辆控制系统、车辆
CN110497909A (zh) * 2019-07-17 2019-11-26 百度在线网络技术(北京)有限公司 应用于车辆的碰撞检测和避免方法及装置
CN111338341A (zh) * 2020-02-24 2020-06-26 北京百度网讯科技有限公司 车辆避障方法和设备、电子设备、车辆及存储介质
CN112141096A (zh) * 2019-06-26 2020-12-29 现代自动车株式会社 车辆及用于转向避让控制的方法
CN112141098A (zh) * 2020-09-30 2020-12-29 上海汽车集团股份有限公司 一种智能驾驶汽车避障决策方法及装置
CN112428989A (zh) * 2020-10-30 2021-03-02 惠州华阳通用电子有限公司 一种车辆控制方法
CN112455434A (zh) * 2019-09-09 2021-03-09 株式会社万都 车辆控制设备和车辆控制方法
CN112477855A (zh) * 2020-11-10 2021-03-12 浙江吉利控股集团有限公司 一种车辆转向辅助方法、装置及设备
CN112660118A (zh) * 2019-10-16 2021-04-16 本田技研工业株式会社 车辆接触规避辅助系统
CN112721922A (zh) * 2019-10-10 2021-04-30 操纵技术Ip控股公司 用于紧急转向的共享控制的系统和方法
CN112810606A (zh) * 2019-11-18 2021-05-18 现代自动车株式会社 用于辅助避让转向的设备和方法及具有该设备的系统
CN112896152A (zh) * 2019-12-02 2021-06-04 上海汽车集团股份有限公司 一种无人驾驶车辆的避障方法及装置
CN113247017A (zh) * 2020-02-11 2021-08-13 百度(美国)有限责任公司 用于确保自动驾驶车辆的稳定绕行的双缓冲系统
CN114228706A (zh) * 2020-09-09 2022-03-25 现代自动车株式会社 车辆、控制车辆的方法以及记录介质
CN114302839A (zh) * 2019-07-02 2022-04-08 日产自动车株式会社 用于确定机动车辆的避让路径的方法
CN114407880A (zh) * 2022-02-18 2022-04-29 岚图汽车科技有限公司 一种无人驾驶紧急避障路径跟踪方法
WO2022095314A1 (zh) * 2020-11-09 2022-05-12 广州汽车集团股份有限公司 控制车辆避让转向辅助系统的方法及避让转向辅助系统
CN115298073A (zh) * 2020-03-19 2022-11-04 日产自动车株式会社 车辆的行驶辅助方法及行驶辅助装置
CN115366875A (zh) * 2021-05-21 2022-11-22 丰田自动车株式会社 管理器、系统、控制方法、非暂时性存储介质以及车辆

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150336576A1 (en) * 2014-05-23 2015-11-26 Electronics And Telecommunications Research Institute Unmanned vehicle driving apparatus and method for obstacle avoidance
US9643604B2 (en) * 2014-03-24 2017-05-09 Volvo Car Corporation Driver assist arrangement
CN107031619A (zh) * 2015-12-11 2017-08-11 现代自动车株式会社 用于控制自动驾驶系统的路径的方法和设备
CN108327716A (zh) * 2017-01-19 2018-07-27 福特全球技术公司 碰撞缓解和避免
JP2018199357A (ja) * 2017-05-25 2018-12-20 トヨタ自動車株式会社 運転制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9643604B2 (en) * 2014-03-24 2017-05-09 Volvo Car Corporation Driver assist arrangement
US20150336576A1 (en) * 2014-05-23 2015-11-26 Electronics And Telecommunications Research Institute Unmanned vehicle driving apparatus and method for obstacle avoidance
CN107031619A (zh) * 2015-12-11 2017-08-11 现代自动车株式会社 用于控制自动驾驶系统的路径的方法和设备
CN108327716A (zh) * 2017-01-19 2018-07-27 福特全球技术公司 碰撞缓解和避免
JP2018199357A (ja) * 2017-05-25 2018-12-20 トヨタ自動車株式会社 運転制御装置

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110103967A (zh) * 2019-05-15 2019-08-09 广州小鹏汽车科技有限公司 一种车辆自动变道方法及车辆控制系统、车辆
CN110103967B (zh) * 2019-05-15 2020-10-20 广州小鹏汽车科技有限公司 一种车辆自动变道方法及车辆控制系统、车辆
CN112141096A (zh) * 2019-06-26 2020-12-29 现代自动车株式会社 车辆及用于转向避让控制的方法
CN114302839A (zh) * 2019-07-02 2022-04-08 日产自动车株式会社 用于确定机动车辆的避让路径的方法
US11279380B2 (en) 2019-07-17 2022-03-22 Apollo Intelligent Driving Technology (Beijing) Co., Ltd. Method and apparatus for detecting and avoiding collision applied to vehicle
CN110497909B (zh) * 2019-07-17 2021-06-29 百度在线网络技术(北京)有限公司 应用于车辆的碰撞检测和避免方法及装置
CN110497909A (zh) * 2019-07-17 2019-11-26 百度在线网络技术(北京)有限公司 应用于车辆的碰撞检测和避免方法及装置
CN112455434A (zh) * 2019-09-09 2021-03-09 株式会社万都 车辆控制设备和车辆控制方法
CN112721922A (zh) * 2019-10-10 2021-04-30 操纵技术Ip控股公司 用于紧急转向的共享控制的系统和方法
CN112660118B (zh) * 2019-10-16 2024-06-07 本田技研工业株式会社 车辆接触规避辅助系统
CN112660118A (zh) * 2019-10-16 2021-04-16 本田技研工业株式会社 车辆接触规避辅助系统
CN112810606A (zh) * 2019-11-18 2021-05-18 现代自动车株式会社 用于辅助避让转向的设备和方法及具有该设备的系统
CN112896152A (zh) * 2019-12-02 2021-06-04 上海汽车集团股份有限公司 一种无人驾驶车辆的避障方法及装置
CN113247017A (zh) * 2020-02-11 2021-08-13 百度(美国)有限责任公司 用于确保自动驾驶车辆的稳定绕行的双缓冲系统
CN113247017B (zh) * 2020-02-11 2024-01-19 百度(美国)有限责任公司 用于确保自动驾驶车辆的稳定绕行的双缓冲系统
CN111338341B (zh) * 2020-02-24 2023-07-18 北京百度网讯科技有限公司 车辆避障方法和设备、电子设备、车辆及存储介质
CN111338341A (zh) * 2020-02-24 2020-06-26 北京百度网讯科技有限公司 车辆避障方法和设备、电子设备、车辆及存储介质
CN115298073A (zh) * 2020-03-19 2022-11-04 日产自动车株式会社 车辆的行驶辅助方法及行驶辅助装置
CN115298073B (zh) * 2020-03-19 2024-01-02 日产自动车株式会社 车辆的行驶辅助方法及行驶辅助装置
CN114228706A (zh) * 2020-09-09 2022-03-25 现代自动车株式会社 车辆、控制车辆的方法以及记录介质
CN112141098A (zh) * 2020-09-30 2020-12-29 上海汽车集团股份有限公司 一种智能驾驶汽车避障决策方法及装置
CN112428989B (zh) * 2020-10-30 2022-03-11 惠州华阳通用电子有限公司 一种车辆控制方法
CN112428989A (zh) * 2020-10-30 2021-03-02 惠州华阳通用电子有限公司 一种车辆控制方法
WO2022095314A1 (zh) * 2020-11-09 2022-05-12 广州汽车集团股份有限公司 控制车辆避让转向辅助系统的方法及避让转向辅助系统
CN112477855B (zh) * 2020-11-10 2023-01-06 浙江吉利控股集团有限公司 一种车辆转向辅助方法、装置及设备
CN112477855A (zh) * 2020-11-10 2021-03-12 浙江吉利控股集团有限公司 一种车辆转向辅助方法、装置及设备
CN115366875A (zh) * 2021-05-21 2022-11-22 丰田自动车株式会社 管理器、系统、控制方法、非暂时性存储介质以及车辆
CN114407880B (zh) * 2022-02-18 2023-06-27 岚图汽车科技有限公司 一种无人驾驶紧急避障路径跟踪方法
CN114407880A (zh) * 2022-02-18 2022-04-29 岚图汽车科技有限公司 一种无人驾驶紧急避障路径跟踪方法

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