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CN111717199B - 自动换道避撞控制方法、装置、车辆及存储介质 - Google Patents

自动换道避撞控制方法、装置、车辆及存储介质 Download PDF

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CN111717199B CN202010591875.9A CN202010591875A CN111717199B CN 111717199 B CN111717199 B CN 111717199B CN 202010591875 A CN202010591875 A CN 202010591875A CN 111717199 B CN111717199 B CN 111717199B
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Abstract

本发明实施例公开了一种自动换道避撞控制方法、装置、车辆及存储介质。该方法包括：在进行换道操作时，获取自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息；根据自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息，确定行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间以及换道虚拟作用线；当检测到换道异常时，根据车辆与换道虚拟作用线的位置关系，行进碰撞安全检测时间以及回退碰撞安全检测时间确定避撞策略，并控制车辆执行避撞策略。本发明实施例的技术方案，解决了车辆在自动换道过程中遇到换道异常情况时难以确定风险最低避撞策略的问题，减小了车辆自动换道异常时发生碰撞的可能性，降低了无法避撞情况下碰撞的严重性，提高了车辆驾驶的安全性。

Description

自动换道避撞控制方法、装置、车辆及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及自动驾驶控制技术领域，尤其涉及一种自动换道避撞控制方法、装置、车辆及存储介质。
背景技术
车辆自动驾驶功能发展如火如荼，作为最前沿科技，在实现对驾驶员解放双手双脚的同时甚至无需眼睛注视前方，且一旦设置了导航目的地，驾驶员可实现不接管状态的车辆驾驶。自动驾驶汽车中包含了多种自主决策及控制任务，其中包含自主控制对中，自主控制换道，自主导航路径规划等，为保证自动驾驶的安全性需要对自动驾驶过程中的各类异常工况采取必要措施以实现风险最小化。
目前对于车辆自动换道的主动安全防碰撞的处理方法，主要采用的是通过探测相邻车道上是否存在影响换道的目标来判断车辆是否可以换道，包括提出如何设置换道危险避撞的阈值，当检测到邻车道上存在的目标与本车距离小于阈值时停止换道并继续在原车道上行驶。
然而，在自动换道过程中，驾驶员的操作状态、车辆状态姿态等信息均会对换道决策产生影响，且在换道过程中若直接停止返回原行驶车道也可能造成本车与原行驶车道上车辆的碰撞，而可能带来更大的危险。
发明内容
本发明提供一种自动换道避撞控制方法、装置、车辆及存储介质，以实现车辆换道过程中遭遇换道异常时对车辆的避撞控制，减少了车辆自动换道异常时碰撞的可能性，并降低了无法避撞情况下碰撞的严重性，提高了车辆驾驶的安全性。
第一方面，本发明实施例提供了一种自动换道避撞控制方法，包括：
在进行换道操作时，获取自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息；
根据所述自车行驶参数，所述目标车辆行驶参数及所述道路信息，确定行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间以及换道虚拟作用线；
当检测到换道异常时，根据车辆与所述换道虚拟作用线的位置关系，所述行进碰撞安全检测时间以及所述回退碰撞安全检测时间确定避撞策略，并控制所述车辆执行所述避撞策略；
其中，所述目标车辆包括原车道中所述车辆前方和后方的车辆，以及目标车道中所述车辆前方和后方的车辆。
第二方面，本发明实施例还提供了一种自动换道避撞控制装置，该自动换道避撞控制装置包括：
信息获取模块，用于在进行换道操作时，获取自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息；
信息确定模块，用于根据所述自车行驶参数，所述目标车辆行驶参数及所述道路信息，确定行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间以及换道虚拟作用线；
避撞策略确定模块，用于当检测到换道异常时，根据车辆与所述换道虚拟作用线的位置关系，所述行进碰撞安全检测时间以及所述回退碰撞安全检测时间确定避撞策略，并控制所述车辆执行所述避撞策略；
其中，所述目标车辆包括原车道中所述车辆前方和后方的车辆，以及目标车道中所述车辆前方和后方的车辆。
第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括：
一个或多个控制器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当一个或多个程序被一个或多个控制器执行，使得一个或多个控制器实现如本发明任意实施例中提供的自动换道避撞控制方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明任意实施例提供的自动换道避撞控制方法。
本发明实施例通过在进行换道操作时，获取自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息；根据所述自车行驶参数，所述目标车辆行驶参数及所述道路信息，确定行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间以及换道虚拟作用线；当检测到换道异常时，根据车辆与所述换道虚拟作用线的位置关系，所述行进碰撞安全检测时间以及所述回退碰撞安全检测时间确定避撞策略，并控制所述车辆执行所述避撞策略；其中，所述目标车辆包括原车道中所述车辆前方和后方的车辆，以及目标车道中所述车辆前方和后方的车辆。根据车辆换道时的自车行驶参数、目标车辆行驶参数及道路信息确定行进碰撞安全检测时间、回退碰撞安全检测时间以及换道虚拟作用线，可以在车辆检测到换道异常时，根据车辆当前时刻在车道中所处的位置，以及行进碰撞安全检测时间和回退碰撞安全检测时间，分别判断车辆继续换道和回到原行驶车道的碰撞风险，并根据判断结果选择风险最小的方案作为避撞策略，使得车辆按照避撞策略行驶。解决了车辆在自动换道过程中遇到换道异常情况时难以确定风险最低避撞策略的问题，减小了车辆自动换道异常时发生碰撞的可能性，降低了无法避撞情况下碰撞的严重性，提高了车辆驾驶的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种自动换道避撞控制方法的流程图；
图2是本发明实施例二中的一种自动换道避撞控制方法的流程图；
图3是本发明实施例二中的一种换道虚拟作用线的示例图；
图4是本发明实施例三中的一种自车换道避撞控制方法的流程图；
图5是本发明实施例四中的一种自动换道避撞控制装置的结构示意图；
图6是本发明实施例五中的一种车辆的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相组合。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种自动换道避撞控制方法的流程图，本实施例可适用于车辆在自动换道过程中遇到换道异常情况时确定避撞策略的情况，该方法可以由自动换道避撞控制装置来执行，该自动换道避撞控制装置可以由软件和/或硬件来实现，该自动换道避撞控制装置可以配置在计算设备上，具体包括如下步骤：
S101、在进行换道操作时，获取自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息。
其中，自车行驶参数可理解为用于表示车辆在当前时刻行驶状态的特征值，可选的，自车行驶参数可包括自车纵向速度值、自车纵向加速度值、自车横向速度值、自车横向加速度值、自车位置等。上述自车行驶参数可通过车身电子稳定系统(ElectronicStability Program，ESP)以及安装于车身的各摄像头与雷达采集得到。
其中，目标车辆可理解为能够对本车辆在自动换道过程中产生碰撞威胁的车辆，可选的，目标车辆可包括车辆未进行换道时的原车道中车辆前方和后方的车辆，以及车辆进行换道时期望进入的目标车道中车辆前方和后方的车辆。目标车辆行驶参数可理解为用于表示目标车辆在当前时刻行驶状态的特征值，可选的，目标车辆行驶参数可包括目标车纵向速度值、目标车纵向加速度值、目标车横向速度值、目标车横向加速度值、目标车位置等。上述目标车行驶参数可通过安装于本车辆车身的各摄像头与雷达采集得到。
其中，道路信息可理解为本车辆采集的所在行驶车道以及所希望换道进入的目标车道的路面信息，可选的，可包括原车道与目标车道的车道线信息，上述道路信息可由安装于本车辆车身的各摄像头采集得到。
具体的，通过本车辆的车身电子稳定系统ESP获取进行换道操作时的自车横纵向速度值、自车横纵向加速度值，通过安装于车身的各摄像头与雷达确定车辆的自车位置，并将上述获取的参数作为自车行驶参数；同时通过安装于本车辆车身的各摄像头与雷达获取分别位于本车辆所处车道前后方，以及目标车道前后方的目标车辆的目标车横纵向速度值、目标车横纵向加速度值以及目标车位置，并将上述获取的参数作为目标车辆行驶参数；进一步地，通过安装于本车辆车身的各摄像头采集车辆所在行驶车道以及所希望换道进入的目标车道的车道线信息，并将上述信息作为道路信息。
S102、根据自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息，确定行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间以及换道虚拟作用线。
其中，行进碰撞安全检测时间可理解为车辆保持当前行进速度不变进行换道操作时与目标车道上目标车辆发生碰撞的最短时间；回退碰撞安全检测时间可理解为车辆保持当前行进速度不变，由当前位置回退至原行驶车道时与原车道上目标车辆发生碰撞的最短时间；换道虚拟作用线可理解为根据目标车道与原车道重合车道线位置确定的，位于该重合车道线两侧的虚拟作用线，用以辅助判断车辆当前位置以及行进回退的危险性。
具体的，根据本车辆的自车纵向速度值与自车纵向加速度值，各目标车辆的目标车纵向速度值与目标车纵向加速度值，以及各目标车辆与本车辆的纵向相对距离分别计算各目标车辆与本车辆的碰撞安全检测时间，并将目标车道中各目标车辆对应的碰撞安全检测时间中的最小值确定为行进碰撞安全检测时间，将本车辆原车道中各目标车辆对应的碰撞安全检测时间中的最小值确定为回退碰撞安全检测时间；根据道路信息中获取的目标车道与原车道相重合的车道线位置，在该车道线向车辆所在原车道侧偏移第一预设距离确定一条虚拟作用线作为允许回退作用线，在该车道线向车辆进行换道操作的目标车道侧偏移第二预设距离确定一条虚拟作用线作为禁止回退作用线，并将上述允许回退作用线和禁止回退作用线作为换道虚拟作用线。
S103、当检测到换道异常时，根据车辆与换道虚拟作用线的位置关系，行进碰撞安全检测时间以及回退碰撞安全检测时间确定避撞策略，并控制车辆执行避撞策略。
其中，换道异常可理解为车辆无法继续按预先计算的换道轨迹进行换道的情况，可选的，换道异常具体可包括由驾驶员主动触发的停止换道，车辆在换道过程中检测到碰撞风险的停止换道以及车辆自身条件导致的停止换道等。
其中，避撞策略可理解为使得本车辆在换道过程中避免碰撞的行驶策略规划，具体可包括返回原行驶车道的回退策略和继续进行换道行驶的行进策略。
具体的，当车辆通过接收到的驾驶员操作判断驾驶员希望停止换道，或通过车身电子稳定系统ESP、摄像、雷达等检测设备确定出换道有碰撞风险时，根据车辆当前位置与换道虚拟作用线间的相对位置关系，确定当前车辆在换道行驶中与原车道和目标车道的相对位置关系，并在当前位置关系下根据行进碰撞安全检测时间和回退碰撞安全检测时间，判断车辆继续进行换道和回到原行驶车道的碰撞风险大小，根据判断结果选取碰撞风险较小的行驶策略作为确定的避撞策略，并控制车辆执行该避撞策略以按照风险较小的方式行驶。
本实施例的技术方案，通过在进行换道操作时，获取自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息；根据所述自车行驶参数，所述目标车辆行驶参数及所述道路信息，确定行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间以及换道虚拟作用线；当检测到换道异常时，根据车辆与所述换道虚拟作用线的位置关系，所述行进碰撞安全检测时间以及所述回退碰撞安全检测时间确定避撞策略，并控制所述车辆执行所述避撞策略；其中，所述目标车辆包括原车道中所述车辆前方和后方的车辆，以及目标车道中所述车辆前方和后方的车辆。根据车辆换道时的自车行驶参数、目标车辆行驶参数及道路信息确定行进碰撞安全检测时间、回退碰撞安全检测时间以及换道虚拟作用线，可以在车辆检测到换道异常时，根据车辆当前时刻在车道中所处的位置，以及行进碰撞安全检测时间和回退碰撞安全检测时间，分别判断车辆继续换道和回到原行驶车道的碰撞风险，并根据判断结果选择风险最小的方案作为避撞策略，使得车辆按照避撞策略行驶。解决了车辆在自动换道过程中遇到换道异常情况时难以确定风险最低避撞策略的问题，减小了车辆自动换道异常时发生碰撞的可能性，同时在碰撞不可避免时最大限度为本车进行避责，降低了无法避撞情况下碰撞的严重性，提高了车辆驾驶的安全性。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种自动换道控制方法的流程图。本实施例的技术方案在上述技术方案的基础上进一步细化，具体包括如下步骤：
S201、在进行换道操作时，获取自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息。
S202、根据自车纵向速度值，自车纵向加速度值，各目标车辆的目标车纵向速度值，目标车纵向加速度值，以及各目标车辆与车辆的纵向相对距离，确定各目标车辆与车辆的碰撞安全检测时间。
具体的，将自车纵向速度值表示为VSV，将自车纵向加速度值表示为aSV，将目标车纵向速度值表示为VTV，将目标车纵向加速度值表示为aTV，将纵向相对距离表示为Xc，则碰撞安全检测时间可表示为：
Figure BDA0002555878150000091
S203、将目标车道中各目标车辆确定的碰撞安全检测时间中的最小值确定为行进碰撞安全检测时间。
具体的，获取目标车道中各具有与本车辆碰撞可能性的目标车辆对应的碰撞安全检测时间，其表明各目标车辆在本车辆以当前速度进行换道时，与本车辆发生碰撞的时间，选取其中最小的碰撞安全检测时间作为行进碰撞安全检测时间，明确了本车辆在当前时刻换道行驶至目标车道的碰撞风险。
S204、将原车道中各目标车辆确定的各安全检测时间中的最小值确定为回退碰撞安全检测时间。
具体的，获取本车道未进行换道时所处的原车道中各具有与本车辆碰撞可能性的目标车辆对应的碰撞安全检测时间，其表明各目标车了在本车辆以当前速度返回原车道时，与本车辆发生碰撞的时间，选取其中最小的碰撞安全检测时间作为回退碰撞安全检测时间，明确了本车辆在当前时刻放弃换道行驶，回退至原行驶车道的碰撞风险。
S205、根据自车位置及目标车道与原车道相邻车道线的位置确定换道虚拟作用线。
示例性的，图3为本发明实施例提供的一种换道虚拟作用线的示例图，其中，以本车辆的车辆中心为原点，Y为横向距离，向左为正，X为纵向距离，向前为正构建车辆坐标系，由图3可知，本车辆中心与车道线间的距离为C0，将该车道线向车辆所在原车道一侧偏移第一预设距离offset1确定一条虚拟作用线C'0作为允许回退作用线，表示为：
C'0＝C0-offset1
将该车道线向车辆进行换道操作的目标车道侧偏移第二预设距离offset2确定一条虚拟作用线C'0'作为禁止回退作用线，表示为：
C'0'＝C0+offset2
并将允许回退作用线与禁止回退作用线作为换道虚拟作用线。
S206、当检测到换道异常时，确定车辆与换道虚拟作用线的位置关系。
其中，换道异常可包括由驾驶员主动触发的停止换道、车辆在换道过程中检测到碰撞风险的停止换道以及车辆自身条件导致的停止换道等。可选的，由驾驶员主动触发的停止换道可包括：驾驶员主动拨回转向灯、驾驶员逆向转动方向盘、驾驶员主动减速到换道临界车速以下、驾驶员主动提速到换道临界车速以上等；由检测到碰撞风险的停止换道可包括：目标车道前车突然急减速、目标车道后车突然急加速、第三车道车辆突然切入本车道、本车道前车突然急减速、本车道后车突然急加速等；车辆自身条件导致的停止换道可包括：本车辆跟随前车减速至临界车速以下、本车辆跟随前车加速至临界车速以上等。
具体的，当车辆检测到上述任意一种情况时，认为换道发生异常，此时根据安装于车身的摄像头确定本车辆与换道虚拟作用线间的位置关系，以根据该位置关系确定车辆行进和回退的碰撞风险。其中，本车辆与换道虚拟作用线间的关系可具体分为：1)本车辆的前轮未穿越允许回退作用线，即本车辆的换道行为刚刚开始，尚未偏出原行驶车道；2)本车辆的前轮位于允许回退作用线和禁止回退作用线之间，即本车辆的换道行为已进行一段时间，处于由原行驶车道切换至目标车道跨越车道线的过程中；3)本车辆的后轮穿越禁止回退作用线，即本车辆的换道行为已接近尾声，整车已基本完全驶入目标车道。
S207、当车辆的前轮未穿越允许回退作用线时，判断行进碰撞安全检测时间是否小于第一预设阈值。
具体的，当车辆的前轮未穿越允许回退作用线时，可认为本车辆尚未离开原行驶车道，此时若解除换道操作继续在原车道行驶危险性较小，因此无需对回退碰撞安全检测时间进行判断。比较此时计算得到的行进碰撞安全检测时间与第一预设阈值的大小关系，若小于，则认为本车辆继续向目标车道进行换道有较大的可能性发生碰撞，此时执行步骤S208；若大于，则认为本车辆继续向目标车道进行换道发生碰撞的可能性较小，此时执行步骤S209。
其中，第一预设阈值为根据经验值设定的时间数据，当小于第一预设阈值时认为在进入目标车道的纵向行驶中发生碰撞的几率较大，该第一预设阈值可由预先设置得到，对不同车辆可设置不同经验值，本发明实施例对此不进行限制。
S208、确定避撞策略为回退策略。
S209、确定避撞策略为行进策略。
S210、当车辆的前轮位于允许回退作用线与禁止回退作用线之间时，根据行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间，第一预设阈值以及第二预设阈值间的大小关系确定避撞策略。
具体的，当车辆的前轮位于允许回退作用线与禁止回退作用线之间时，可认为本车辆位置处于目标车道与原行驶车道相邻的车道线上，处于正在跨域车道线的状态，此时若解除换道操作原行驶车道上的车辆以及目标车道上的车辆均可能对本车辆造成较大的危险性，因此需要综合考虑行进碰撞安全检测时间和回退碰撞安全检测时间，以根据行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间，第一预设阈值以及第二预设阈值间的大小关系确定避撞策略。其中，第二预设阈值与第一预设阈值类似均为根据经验值设定的时间数据，当小于第二预设阈值时认为在退回原行驶车道的纵向行驶中发生碰撞的几率较大，该第二预设阈值可由预先设置得到，对不同车辆可设置不同的经验值，本发明实施例对此不进行限制。
进一步地，根据行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间，第一预设阈值以及第二预设阈值间的大小关系确定避撞策略，具体包括：
S2101、当行进碰撞安全检测时间大于第一预设阈值时，确定避撞策略为行驶策略；否则，判断回退碰撞安全检测时间是否小于第二预设阈值。
具体的，当行进碰撞安全检测时间大于第一预设阈值时，可认为本车辆继续向目标车道进行换道发生碰撞的可能性较小，此时可确定避撞策略为行驶策略以继续进行换道；而当行进碰撞安全检测时间小于第一预设阈值时，可认为本车辆继续向目标车道进行换道有较大的可能性发生碰撞，此时需根据回退碰撞安全检测时间判断车辆返回原行驶车道发生碰撞的可能性，并将行进与回退时发生碰撞的可能性进行对比以确定风险较小的避撞策略。
S2102、若回退碰撞安全检测时间小于第二预设阈值，控制车辆进行骑线行驶并发出警报。
具体的，当回退碰撞安全检测时间小于第二预设阈值时，可认为本车辆回退至原行驶车道有较大的可能性发生碰撞，与此同时，向目标车道进行换道也有较大可能性发生碰撞，此时难以选择合适的避撞策略使得自动换道继续进行，需要驾驶员进行干预并选择合适的驾驶方式以减少碰撞可能性。在驾驶员接管车辆前为避免本车辆出现横纵向失控，则控制车辆沿原行驶车道与目标车道重合的车道线进行骑线行驶，并以点亮双闪警报灯等方式发出警报。可选的，可在进行2s骑线行驶后退出，也可由驾驶员在接管车辆后手动退出骑线行驶模式。
进一步地，控制车辆进行骑线行驶，包括：根据车辆的中心线与最近车道线间的横向距离，并控制车辆以横向距离小于预设偏差值的轨迹行驶。
具体的，由于当前车辆位置处于目标车道与原行驶车道相邻的车道线上，故最近车道线即为该相邻的车道线，本车辆中心与该车道线间的横向距离可理解为本车辆与车道线间的横向偏差，控制车辆沿车道线以横向距离小于预设偏差值的轨迹行驶，实现对该车道线的骑线行驶。
S2103、若回退碰撞安全检测时间大于第二预设阈值，则根据行进碰撞安全检测时间与回退碰撞安全检测时间确定避撞策略。
具体的，当行进碰撞安全检测时间大于回退碰撞安全检测时间时，可认为在当前行驶状态下车辆回退至原行驶车道发生碰撞的可能性大于继续换道至目标车道发生碰撞的可能性，故此时确定避撞策略为行进策略；当行进碰撞安全检测时间小于回退碰撞安全检测时间时，可认为在当前行驶状态下车辆继续换道孩子目标车道发生碰撞的可能性大于回退至原行驶车道发生碰撞的可能性，故此时确定避撞策略为回退策略。
进一步地，在进行避撞策略确定时还可以构建一个“安全责任模型”，该模型通过一定的权重因子来表示对达到换到安全状态的实现方案，分别对行进碰撞安全检测时间和回退碰撞安全检测时间进行权重设置，具体表示如下：
αETTC(mov)+βETTC(ret)＝ETTC
α+β＝1
其中，ETTC(mov)为行进碰撞安全检测时间，ETTC(ret)为回退碰撞安全检测时间，ETTC为达到最终换道安全状态的碰撞时间，α为换道行进风险因子，β为换道回退风险因子。
其中，ETTC可理解为车辆以当前速度进行换道操作，并在完成换道后与目标车道上车辆最近距离为安全距离Dsafe的碰撞时间，可通过当前车辆与目标车辆的纵向距离，安全距离以及车辆行驶速度计算得到，可认为该值为进行换道风险判定时的一个设定阈值。
通过风险因子对行进碰撞安全检测时间与回退碰撞安全检测时间进行归一化，可理解为当ETTC(mov)＞ETTC(ret)时，对应安全责任模型中风险因子α＜β，表明此时换道行进风险小于换道回退，可以确定车辆继续进行换道更安全；当ETTC(mov)＜ETTC(ret)时，对应安全责任模型中风险因子α＞β，表明此时换道行进风险大于换道回退，可以确定车辆回退至原行驶车道更安全。
S211、当车辆的后轮穿越禁止回退作用线时，确定避撞策略为行进策略。
具体的，当车辆的后轮穿越禁止回退作用线时，可认为本车辆已完全进入目标车道，此时若解除换道操作并返回原车道行驶危险较大，而在目标车道继续行驶危险较小，故此时确定避撞策略为行进策略。
进一步地，若检测到车辆前方的目标车辆有突发碰撞危险，则控制本车辆在目标车辆减速后进行跟随控制，若目标车辆的减速导致本车触发紧急制动功能，则退出自动换道并发出警报，并使得驾驶员接管车辆。
S212、控制车辆执行避撞策略。
具体的，当避撞策略为回退策略时，为车辆规划回退轨迹，并控制车辆沿回退轨迹回退至原行驶车道行驶；当避撞策略为行进策略时，为车辆规划新的换道轨迹，并控制车辆沿新的换道轨迹继续向目标车道进行换道行驶。
本实施例的技术方案，在进行换道操作遇到换道异常时，根据通过原行驶车道与目标车道相邻车道线确定的换到虚拟作用线，以及车辆自身所处位置确定换道进行状态，并在不同换道状态下通过行进碰撞安全检测时间和回退碰撞安全检测时间，判断车辆继续换道和回退至原行驶车道发生碰撞的可能性，选择碰撞几率较小的行驶策略作为避撞策略，并根据避撞策略控制车辆进行行驶。同时在无法进行避撞情况下，及时退出自动换道控制使得驾驶员接管，并在接管前维持骑线行驶以最大限度降低碰撞可能性，提高了车辆驾驶的安全性。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种自车换道避撞控制方法的流程图，本实施例的技术方案在上述技术方案的基础上进一步细化。在本实施例中，具体对车辆进入自动换道之前进行细化，具体包括如下步骤：
S301、确定车辆是否满足自动换道条件。
其中，自动换道条件包括横向移动风险碰撞时间大于第三预设阈值，且车辆的行进碰撞安全检测时间大于第一预设阈值。
具体的，在确定车辆需要进行自动换道时，通过安装于车身的雷达判断是否有与本车辆具有横向重叠量的车辆存在，当存在具有横向重叠量的车辆时，将该车辆作为目标车辆并获取该车辆的横向速度值、横向加速度值以及相对于本车辆的横向相对距离，同时获取本车辆的横向速度值以及横向加速度值，根据上述获取的参数确定横向移动风险碰撞时间，具体可表示为：
Figure BDA0002555878150000151
其中，VT'V可表示为目标车辆的横向速度值，VS'V可表示为本车辆的横向速度值，a'TV可表示为目标车辆的横向加速度值，a'SV可表示为本车辆的横向加速度值，Xc'可表示为目标车辆与本车辆的横向距离。
具体的，当横向移动风险碰撞时间大于第三预设阈值时，可认为与本车辆有横向重叠量的车辆不会对本车辆的换道造成碰撞威胁，当行进碰撞安全检测时间大于第一预设阈值时，可认为本车辆将换道行驶至的目标车道上的车辆不会对本车辆造成碰撞威胁，故当两个条件都满足时认为车辆满足自动换道条件。当车辆满足自动换道条件时，执行步骤S302，当不满足时，执行步骤S303.
其中，第三预设阈值为根据经验值设定的时间数据，本发明实施例对此不能进行限制。
S302、控制车辆根据确定的换道轨迹进行自动换道。
具体的，换道轨迹的确定包括获取车辆当前时刻的速度，横摆角速度、车头中心与目标车道中与原车道共用的车道线的横向距离，以及本车辆相对于目标车道中心线的角度，将上述参数代入车道线方程即可得到换道轨迹，并控制车辆按照该换道轨迹进入自动换道过程。
示例性的，换道轨迹具体方程可表示如下：
Figure BDA0002555878150000161
其中，该坐标系为以本车辆的车辆中心为原点，Y为横向距离，向左为正，X为纵向距离，向前为正构建的车辆坐标系，ωs为车辆的横摆角速度，VX为车辆当前时刻的速度，Φ为车辆相对于目标车道中心线的角度，C0为车头中心与目标车道中与原车道共用的车道线的横向距离。
S303、控制车辆减速并更新换道轨迹，同时判断车辆是否满足自动换道条件。
具体的，当车辆不满足自动换道条件时，可认为车辆存在横向有车辆和车速过快两种问题中的至少之一，横向车辆的存在非本车可控，当问题为车速过快时，控制车辆减速并根据减速后的车辆行驶参数再次进行换道轨迹的计算并更新换道轨迹，同时判断车辆当前行驶参数是否满足自动换到条件，当满足时控制车辆根据更新后的换道轨迹进行自动换道，否则再次执行本步骤对换道轨迹进行更新。
S304、在进行换道操作时，获取自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息。
S305、根据自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息，确定行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间以及换道虚拟作用线。
S306、当检测到换道异常时，根据车辆与换道虚拟作用线的位置关系，行进碰撞安全检测时间以及回退碰撞安全检测时间确定避撞策略，并控制车辆执行避撞策略。
本实施例的技术方案，在车辆进入自动换道前，通过对与车辆具有横向重叠量目标车辆的横向移动风险碰撞时间，以及目标车道中目标车辆的行进碰撞安全检测时间进行计算，当上述参数均满足自动换道条件时才根据车辆当前时刻的行驶参数确定换道轨迹，并使得车辆按照该换道轨迹进行自动换道行驶，降低了车辆在进行自动换道时发生碰撞的可能性，提高了车辆驾驶的安全性。
实施例四
图5为本发明实施例四提供的一种自动换道避撞控制装置的结构示意图，该自动换道避撞控制装置包括：信息获取模块41，信息确定模块42和避撞策略确定模块43。
其中，信息获取模块41，用于在进行换道操作时，获取自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息；信息确定模块42，用于根据所述自车行驶参数，所述目标车辆行驶参数及所述道路信息，确定行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间以及换道虚拟作用线；避撞策略确定模块43，用于当检测到换道异常时，根据车辆与所述换道虚拟作用线的位置关系，所述行进碰撞安全检测时间以及所述回退碰撞安全检测时间确定避撞策略，并控制所述车辆执行所述避撞策略。
本实施例的技术方案，解决了车辆在自动换道过程中遇到换道异常情况时难以确定风险最低避撞策略的问题，减小了车辆自动换道异常时发生碰撞的可能性，降低了无法避撞情况下碰撞的严重性，提高了车辆驾驶的安全性。
其中，其中，所述目标车辆包括原车道中所述车辆前方和后方的车辆，以及目标车道中所述车辆前方和后方的车辆；自车行驶参数至少包括自车纵向速度值，自车纵向加速度值及自车位置；所述目标车辆行驶参数至少包括目标车纵向速度值，目标车纵向加速度值及目标车位置；换道虚拟作用线包括允许回退作用线和禁止回退作用线。
可选的，信息确定模块42包括：
安全检测时间确定单元，用于根据所述自车纵向速度值，所述自车纵向加速度值，各所述目标车辆的目标车纵向速度值，目标车纵向加速度值，以及各所述目标车辆与所述车辆的纵向相对距离，确定各所述目标车辆与所述车辆的碰撞安全检测时间。
虚拟作用线确定单元，用于根据所述自车位置及所述目标车道与所述原车道相邻车道线的位置确定所述换道虚拟作用线。
进一步地，安全检测时间确定单元，具体用于将所述目标车道中各所述目标车辆确定的碰撞安全检测时间中的最小值确定为所述行进碰撞安全检测时间；将所述原车道中各所述目标车辆确定的碰撞安全检测时间中的最小值确定为所述回退碰撞安全检测时间。
可选的，避撞策略确定模块43，具体用于：当所述车辆的前轮未穿越所述允许回退作用线时，判断所述行进碰撞安全检测时间是否小于第一预设阈值，若是，则确定所述避撞策略为回退策略，否则，确定所述避撞策略为行进策略；当所述车辆的前轮位于所述允许回退作用线与所述禁止回退作用线之间时，根据所述行进碰撞安全检测时间，所述回退碰撞安全检测时间，第一预设阈值以及第二预设阈值间的大小关系确定避撞策略；当所述车辆的后轮穿越所述禁止回退作用线时，确定所述避撞策略为行进策略。
进一步地，根据所述行进碰撞安全检测时间，所述回退碰撞安全检测时间，第一预设阈值以及第二预设阈值间的大小关系确定避撞策略，包括：
当所述行进碰撞安全检测时间是否大于所述第一预设阈值时，则确定所述避撞策略为行进策略；否则，判断所述回退碰撞安全检测时间是否小于所述第二预设阈值，若是，则控制所述车辆进行骑线行驶并发出警报；若否，则根据所述行进碰撞安全检测时间与所述回退碰撞安全检测时间确定所述避撞策略；其中，所述根据所述行进碰撞安全检测时间与所述回退碰撞安全检测时间确定所述避撞策略，包括：当所述行进碰撞安全检测时间大于所述回退碰撞安全检测时间时，确定所述避撞策略为行进策略；当所述行进碰撞安全检测时间小于所述回退碰撞安全检测时间时，确定所述避撞策略为回退策略。
可选的，该装置还包括：换道轨迹确定模块，用于确定车辆是否满足自动换道条件；若是，则控制所述车辆根据确定的换道轨迹进行自动换道；若否，则控制所述车辆减速并更新换道轨迹，同时判断所述车辆是否满足自动换道条件。其中，所述自动换道条件包括横向移动风险碰撞时间大于第三预设阈值，且所述车辆的行进碰撞安全检测时间大于第一预设阈值。
进一步地，换道轨迹的确定包括：获取所述车辆当前时刻的速度，横摆角速度，车头中心与目标车道中与原车道共用的车道线的横向距离，及相对所述目标车道中心线的角度；将所述当前位置曲率，所述曲率变化率，所述横向距离与所述角度代入车道线方程，以确定所述换道轨迹。
本发明实施例所提供的自动换道避撞控制装置可执行本发明任意实施例所提供的自动换道避撞控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
图6为本发明实施例五提供的一种车辆的结构示意图，如图6所示，该车辆包括控制器51、存储装置52、输入装置53和输出装置54；车辆中控制器51的数量可以是一个或多个，图6中以一个控制器51为例；车辆中的控制器51、存储装置52、输入装置53和输出装置54可以通过总线或其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。
存储装置52作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的自动换道避撞控制方法对应的程序指令/模块(例如，信息获取模块41，信息确定模块42和避撞策略确定模块43)。控制器51通过运行存储在存储装置52中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的自动换道避撞控制方法。
存储装置52可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储装置52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置52可进一步包括相对于控制器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置53可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与车辆的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置54可包括显示屏等显示设备。
实施例六
本发明实施例六还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种自动换道避撞控制方法，该方法包括：
在进行换道操作时，获取自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息；
根据所述自车行驶参数，所述目标车辆行驶参数及所述道路信息，确定行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间以及换道虚拟作用线；
当检测到换道异常时，根据车辆与所述换道虚拟作用线的位置关系，所述行进碰撞安全检测时间以及所述回退碰撞安全检测时间确定避撞策略，并控制所述车辆执行所述避撞策略；
其中，所述目标车辆包括原车道中所述车辆前方和后方的车辆，以及目标车道中所述车辆前方和后方的车辆。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的自动换道避撞控制方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述搜索装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种自动换道避撞控制方法，其特征在于，包括：
在进行换道操作时，获取自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息；
根据所述自车行驶参数，所述目标车辆行驶参数及所述道路信息，确定行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间以及换道虚拟作用线；
当检测到换道异常时，根据车辆与所述换道虚拟作用线的位置关系，所述行进碰撞安全检测时间以及所述回退碰撞安全检测时间确定避撞策略，并控制所述车辆执行所述避撞策略；其中，所述目标车辆包括原车道中所述车辆前方和后方的车辆，以及目标车道中所述车辆前方和后方的车辆；
根据所述自车位置及所述目标车道与所述原车道相邻车道线的位置确定所述换道虚拟作用线；
所述换道虚拟作用线包括允许回退作用线和禁止回退作用线，所述根据车辆与所述换道虚拟作用线的位置关系，所述行进碰撞安全检测时间以及所述回退碰撞安全检测时间确定避撞策略，包括：
当所述车辆的前轮未穿越所述允许回退作用线时，判断所述行进碰撞安全检测时间是否小于第一预设阈值，若是，则确定所述避撞策略为回退策略，否则，确定所述避撞策略为行进策略；
当所述车辆的前轮位于所述允许回退作用线与所述禁止回退作用线之间时，根据所述行进碰撞安全检测时间，所述回退碰撞安全检测时间，第一预设阈值以及第二预设阈值间的大小关系确定避撞策略；
当所述车辆的后轮穿越所述禁止回退作用线时，确定所述避撞策略为行进策略。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自车行驶参数至少包括自车纵向速度值，自车纵向加速度值及自车位置；所述目标车辆行驶参数至少包括目标车纵向速度值，目标车纵向加速度值及目标车位置；
相应的，根据所述自车行驶参数，所述目标车辆行驶参数及所述道路信息，确定行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间，包括：
根据所述自车纵向速度值，所述自车纵向加速度值，各所述目标车辆的目标车纵向速度值，目标车纵向加速度值，以及各所述目标车辆与所述车辆的纵向相对距离，确定各所述目标车辆与所述车辆的碰撞安全检测时间；
将所述目标车道中各所述目标车辆确定的碰撞安全检测时间中的最小值确定为所述行进碰撞安全检测时间；
将所述原车道中各所述目标车辆确定的碰撞安全检测时间中的最小值确定为所述回退碰撞安全检测时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述行进碰撞安全检测时间，所述回退碰撞安全检测时间，第一预设阈值以及第二预设阈值间的大小关系确定避撞策略，包括：
当所述行进碰撞安全检测时间是否大于所述第一预设阈值时，则确定所述避撞策略为行进策略；
否则，判断所述回退碰撞安全检测时间是否小于所述第二预设阈值，若是，则控制所述车辆进行骑线行驶并发出警报；
若否，则根据所述行进碰撞安全检测时间与所述回退碰撞安全检测时间确定所述避撞策略；
其中，所述根据所述行进碰撞安全检测时间与所述回退碰撞安全检测时间确定所述避撞策略，包括：
当所述行进碰撞安全检测时间大于所述回退碰撞安全检测时间时，确定所述避撞策略为行进策略；
当所述行进碰撞安全检测时间小于所述回退碰撞安全检测时间时，确定所述避撞策略为回退策略。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制所述车辆进行骑线行驶，包括：
根据所述车辆的中心线与最近车道线间的横向距离，并控制所述车辆以所述横向距离小于预设偏差值的轨迹行驶。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行换道操作之前，还包括：
确定车辆是否满足自动换道条件；
若是，则控制所述车辆根据确定的换道轨迹进行自动换道；
若否，则控制所述车辆减速并更新换道轨迹，同时判断所述车辆是否满足自动换道条件；
其中，所述自动换道条件包括横向移动风险碰撞时间大于第三预设阈值，且所述车辆的行进碰撞安全检测时间大于第一预设阈值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述换道轨迹的确定包括：
获取所述车辆当前时刻的速度，横摆角速度，车头中心与目标车道中与原车道共用的车道线的横向距离，及相对所述目标车道中心线的角度；
将所述当前位置曲率，所述曲率变化率，所述横向距离与所述角度代入车道线方程，以确定所述换道轨迹。
7.一种自动换道避撞控制装置，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于在进行换道操作时，获取自车行驶参数，目标车辆行驶参数及道路信息；
信息确定模块，用于根据所述自车行驶参数，所述目标车辆行驶参数及所述道路信息，确定行进碰撞安全检测时间，回退碰撞安全检测时间以及换道虚拟作用线；其中，所述信息确定模块包括：虚拟作用线确定单元，用于根据所述自车位置及所述目标车道与原车道相邻车道线的位置确定所述换道虚拟作用线；
避撞策略确定模块，用于当检测到换道异常时，根据车辆与所述换道虚拟作用线的位置关系，所述行进碰撞安全检测时间以及所述回退碰撞安全检测时间确定避撞策略，并控制所述车辆执行所述避撞策略；
所述避撞策略确定模块，具体用于：当所述车辆的前轮未穿越允许回退作用线时，判断所述行进碰撞安全检测时间是否小于第一预设阈值，若是，则确定所述避撞策略为回退策略，否则，确定所述避撞策略为行进策略；当所述车辆的前轮位于所述允许回退作用线与禁止回退作用线之间时，根据所述行进碰撞安全检测时间，所述回退碰撞安全检测时间，第一预设阈值以及第二预设阈值间的大小关系确定避撞策略；当所述车辆的后轮穿越所述禁止回退作用线时，确定所述避撞策略为行进策略；所述换道虚拟作用线包括允许回退作用线和禁止回退作用线；
其中，所述目标车辆包括原车道中所述车辆前方和后方的车辆，以及目标车道中所述车辆前方和后方的车辆。
8.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：
一个或多个控制器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个控制器执行，使得所述一个或多个控制器实现如权利要求1-6中任一所述的自动换道避撞控制方法。
9.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-6中任一所述的自动换道避撞控制方法。
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