CN111469836B - 基于车载单元和路侧单元的避障方法、设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于车载单元和路侧单元的避障方法、设备、存储介质，其中方法用于提升自动驾驶车辆避障决策的准确度，包括：步骤S1.控制车载单元获取自身车辆前方障碍物的位置、速度及方向，根据障碍物的位置、速度及方向计算其移动轨迹；步骤S2.根据移动轨迹，判断障碍物的运动属性；步骤S3.若判断结果显示障碍物为动态，则启动车载单元预测自身车辆与障碍物的移动轨迹是否存在碰撞可能，并基于预测结果控制自身车辆进行停车避让；步骤S4.若判断结果显示障碍物为静态，则控制车载单元向路侧单元获取当前道路的封路信息，根据封路信息控制自身车辆执行换路操作或绕开障碍物以沿原来道路行驶。

Description

基于车载单元和路侧单元的避障方法、设备、存储介质

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术，特别涉及一种基于车载单元和路侧单元的避障方法、设备、存储介质。

背景技术

现有技术中，自动驾驶车辆的避障控制方法主要依赖采集车辆周边障碍物的位置、速度及方向，根据位置、速度及方向计算障碍物的移动轨迹，基于移动轨迹控制车辆作出规避处理。此种方式单纯考虑车辆与障碍物两者之间的空间相对关系，并无法应对道路复杂多变的实际场景，导致避障控制时常出现错误判断。

发明内容

本发明旨在提升自动驾驶车辆避障决策的准确度。

为此，提供一种基于车载单元和路侧单元的避障方法，所述车载单元为由自动驾驶车辆上的激光传感器、视觉传感器、位置传感器、前后雷达、主控电脑所组成的自动驾驶系统，所述路侧单元为等间距排列于道路旁侧的网联通信设备，包括下述步骤：

步骤S1.控制车载单元获取自身车辆前方障碍物的位置、速度及方向，根据所述障碍物的位置、速度及方向计算其移动轨迹；

步骤S2.根据所述移动轨迹，判断障碍物的运动属性；

步骤S3.若所述判断结果显示所述障碍物为动态，则启动车载单元预测自身车辆与障碍物的移动轨迹是否存在碰撞可能，并基于所述预测结果控制自身车辆进行停车避让；

步骤S4.若所述判断结果显示所述障碍物为静态，则控制车载单元向路侧单元获取当前道路的封路信息，根据所述封路信息控制自身车辆执行换路操作或绕开所述障碍物以沿原来道路行驶。

作为优选方案，所述预测碰撞的操作进一步包括：

基于自身车辆的位置、速度及方向，计算自身车辆的移动轨迹；

分析自身车辆的移动轨迹与障碍物的移动轨迹是否存在交集，若是则认为两者将发生碰撞，进而才执行所述停车避让操作。

作为优选方案，所述停车避让操作进一步包括：

基于刹车滑动理论，计算当前车速下的刹车滑动距离；

在距所述交集所在地X米时启动车载单元进行抱死刹车，其中，X等于刹车滑动距离与设定的安全距离之和。

作为优选方案，所述停车避让操作进一步包括：

启动车载单元经路侧单元获取当前道路的天气信息，基于所述天气信息选择性设置所述安全距离。

作为优选方案，所述控制自身车辆执行换路操作或绕开障碍物，进一步包括：

若当前道路禁止车辆通行，则控制车载单元重新规划路线；且/或

若当前道路允许车辆通行，则将所述障碍物当成静态的模拟车辆进行超车。

作为优选方案，所述超车操作进一步包括：

启动车载单元检测自身车辆左前方是否存在车辆或障碍物，若否则控制自身车辆从所述模拟车辆左侧实施超车，并在超车完毕后恢复原本速度。

作为优选方案，所述步骤S1进一步包括：

摄取所述障碍物的影像来上传给所述路侧单元，并在此后控制自身车辆减速前行以等待路侧单元进行反馈；

根据路侧单元的反馈信息，启动车载单元向车主发出提醒。

还提供一种设备，其中，该设备包括：

控制器；以及，

被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述控制器实现上述的方法。

还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被控制器执行时，实现上述的方法。

有益效果：

本发明的方法通过细分障碍物的运动属性，并基于运动属性对障碍物进行分类处理，同时结合路侧单元获取当前道路的交通管制信息，使避障决策更能适应道路环境，实现自动驾驶车辆避障决策的准确度提升。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例所述方法的实施流程图；

图2为本发明的电子设备的结构示意图；

图3为本发明的计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

本实施例中，车载单元指代由常规自动驾驶车辆上的激光传感器(Ibeo)、视觉传感器(双目视觉摄像头)、位置传感器(GPS)、前后雷达、主控电脑(Nuvo-5095GC工控机)所组成的自动驾驶系统，路侧单元指代等间距排列于道路旁侧的多个网联通信设备，各个网联通信设备均与交通控制中心联网通信。

本实施例的自动驾驶车辆避障控制方法基于所述车载单元和路侧单元执行，具体包括如图1所示的以下步骤：

步骤S1.控制车载单元获取自身车辆前方障碍物的位置及速度，根据所述障碍物的位置及速度计算其移动轨迹。

具体地，车载单元利用其激光传感器配合雷达设备采集一段时间内的障碍物位置变化，根据位置变化及采集间隔测算障碍物的速度变化及方向信息，然后采用常规轨迹预测算法结合位置、速度、方向三个参数估算出障碍物在未来短时间内的移动轨迹。

步骤S2.根据所述移动轨迹，判断障碍物的运动属性。

所述运动属性具体指障碍物的运动状态属于动态还是处于静态，具体地，在一定时间内障碍物的位置均未发送变化则判定为静态，否则直接判定为动态。

步骤S3.若所述判断结果显示所述障碍物为动态，则启动车载单元预测自身车辆与障碍物的移动轨迹是否存在碰撞可能，并基于所述预测结果控制自身车辆进行停车避让。

具体地，当障碍物的运动属性为动态时，车载单元利用其位置传感器及车载系统获取其自身车辆在一段时间内的位置、速度及方向三个参数，然后基于同样的轨迹预测算法估算自身车辆的移动轨迹。

获得自身车辆的移动轨迹后，分析自身车辆的移动轨迹与障碍物的移动轨迹是否存在虚拟交集，若存在，认为两者将发生碰撞，则利用常规刹车滑动理论S＝v²/300，计算当前车速v下的刹车滑动距离S，然后在距交集所在地X米时启动车载单元进行抱死刹车，其中，X等于刹车滑动距离S与设定的安全距离之和。

停车避让后，控制车载单元实时获取障碍物的位置，在其移动出自身车辆前方时重新启动自身车辆以原速度行驶。

步骤S4.若所述判断结果显示所述障碍物为静态，则控制车载单元向路侧单元获取当前道路的封路信息，根据所述封路信息控制自身车辆执行换路操作或绕开所述障碍物以沿原来道路行驶。

具体地，当障碍物的运动属性为静态时，需细分静态障碍物的具体类别，如属于交通管制标志牌还是其他普通障碍物，此时控制车载单元与路侧单元无线通讯，通过路侧单元向交通控制中心查询当前路段是否临时禁止车辆通行，若是则控制车载单元基于全球定位系统以相同终点重新规划路线，并以新路线继续行驶，以对交通管制情况作出智能处理；否则认为当前道路允许通行，静态障碍物仅为普通障碍物，则将障碍物当成静态的模拟车辆进行超车处理。

所述超车处理具体指启动车载单元检测自身车辆左前方是否存在车辆或障碍物，若否则控制自身车辆以设定速度，均速从所述模拟车辆左侧实施超车，并在超车完毕后恢复原本速度。

本实施例的方法通过细分障碍物的运动属性，并基于运动属性对障碍物进行分类处理，同时结合路侧单元获取当前道路的交通管制信息，使避障决策更能适应道路环境，实现自动驾驶车辆避障决策的准确度提升。

进一步地，在步骤S3中，将安全距离设置为可根据天气自适应调整，具体地，事前在各种天气下(如雨天、下雪天、刮风天等)，实验各种速度所需设置的安全距离，通过建表存储其映射关系，表格事先存储于主控电脑，在实际实施停车避让时，启动车载单元经路侧单元获取当前道路的天气信息，然后根据天气及当前车速，查表选择对应的安全距离，以自适应道路环境变动，保障停车安全。

进一步地，在步骤S1中，车载单元检测到自身车辆前方出现障碍物时，启动其视觉传感器拍摄障碍物的影像并经路侧单元上传至交通控制中心，并同步发送影像确认请求，以请求交通控制中心中的工作人员实时确认当前障碍物具体情况，实现报警，同时控制自身车辆减速慢行以等待交通控制中心经路侧单元进行反馈。交通控制中心中的工作人员根据影像确认障碍物情况，如需现场车辆协助进行现场处理(如伤员送医抢救)则下发协助指令，经路侧单元传输给车载单元。车载单元若接收到协助指令，则经其车载显示屏及音响向车主发出提醒，以唤醒车主接手现场处理，实现现场救援。

需要说明的是：

本实施例所用的方法，可转化为可存储于计算机存储介质中的程序步骤及装置，通过被控制器调用执行的方式进行实施。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的检测电子设备的佩戴状态的装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

例如，图2示出了根据本发明一个实施例的电子设备的结构示意图。该电子设备传统上包括处理器21和被安排成存储计算机可执行指令(程序代码)的存储器22。存储器22可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。存储器22具有存储用于执行实施例中的任何方法步骤的程序代码24的存储空间23。例如，用于程序代码的存储空间23可以包括分别用于实现上面的方法中的各种步骤的各个程序代码24。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。这些计算机程序产品包括诸如硬盘，紧致盘(CD)、存储卡或者软盘之类的程序代码载体。这样的计算机程序产品通常为例如图3所述的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质可以具有与图2的电子设备中的存储器22类似布置的存储段、存储空间等。程序代码可以例如以适当形式进行压缩。通常，存储单元存储有用于执行根据本发明的方法步骤的程序代码31，即可以由诸如21之类的处理器读取的程序代码，当这些程序代码由电子设备运行时，导致该电子设备执行上面所描述的方法中的各个步骤。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (6)

1.基于车载单元和路侧单元的避障方法，所述车载单元为由自动驾驶车辆上的激光传感器、视觉传感器、位置传感器、前后雷达、主控电脑所组成的自动驾驶系统，所述路侧单元为等间距排列于道路旁侧的网联通信设备，其特征在于，包括下述步骤：

步骤S1. 控制车载单元获取自身车辆前方障碍物的位置、速度及方向，根据所述障碍物的位置、速度及方向计算其移动轨迹，其中，车载单元在检测到自身车辆前方出现障碍物时，拍摄障碍物的影像并经路侧单元上传至交通控制中心，并同步发送影像确认请求，以请求交通控制中心中的工作人员实时确认当前障碍物情况，同时控制自身车辆减速慢行以等待交通控制中心经路侧单元进行反馈，并在接收到交通控制中心中的工作人员经路侧单元传输给车载单元的协助指令后，唤醒车主接手现场处理；

步骤S2.根据所述移动轨迹，判断障碍物的运动属性；

步骤S3.若所述判断结果显示所述障碍物为动态，则启动车载单元预测自身车辆与障碍物的移动轨迹是否存在碰撞可能，并基于所述预测结果控制自身车辆进行停车避让，所述预测碰撞的操作进一步包括：基于自身车辆的位置、速度及方向，计算自身车辆的移动轨迹，分析自身车辆的移动轨迹与障碍物的移动轨迹是否存在交集，若是则认为两者将发生碰撞，进而才执行所述停车避让操作；所述停车避让操作进一步包括：基于刹车滑动理论，计算当前车速下的刹车滑动距离，在距所述交集所在地X米时启动车载单元进行抱死刹车，其中，X等于刹车滑动距离与设定的安全距离之和，启动车载单元经路侧单元获取当前道路的天气信息，基于所述天气信息选择性设置所述安全距离；

步骤S4.若所述判断结果显示所述障碍物为静态，则控制车载单元向路侧单元获取当前道路的封路信息，根据所述封路信息控制自身车辆执行换路操作或绕开所述障碍物以沿原来道路行驶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制自身车辆执行换路操作或绕开障碍物，进一步包括：

若当前道路禁止车辆通行，则控制车载单元重新规划路线；且/或

若当前道路允许车辆通行，则将所述障碍物当成静态的模拟车辆进行超车。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述超车操作进一步包括：

启动车载单元检测自身车辆左前方是否存在车辆或障碍物，若否则控制自身车辆从所述模拟车辆左侧实施超车，并在超车完毕后恢复原本速度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括：

摄取所述障碍物的影像来上传给所述路侧单元，并在此后控制自身车辆减速前行以等待路侧单元进行反馈；

根据路侧单元的反馈信息，启动车载单元向车主发出提醒。

5.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的方法。

6.一种基于车载单元和路侧单元的避障设备，其中，该避障设备包括：

控制器；以及，

被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述控制器实现如权利要求1-4任一项所述的方法。

Images