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自动换道方法、系统及计算机可读存储介质
| 专利名称： | 自动换道方法、系统及计算机可读存储介质 |
| 摘要： | 本发明公开了一种自动换道方法、系统及计算机可读存储介质，包括以下步骤：步骤1、响应于获取到转向灯指令信息时；判断车辆是否满足换道条件，若满足，则进入步骤2；若不满足，则开始计时，若计时时间大于最大换道容忍阈值时，则本轮换道退出，若计时时间小于等于最大换道容忍阈值且判断出车辆满足换道条件，则进入步骤2；步骤2、定位目标车道，计算转向角度，并实时输出给电动助力转向执行转向；同时，通过实时检测本车按照预期轨迹移动的横摆角速度，反馈控制输入横摆角速度，做PID控制，实时修整输出角度；步骤3、在本车换道到目标车道后，获取目标车道信息，使本车行驶到目标车道的中央。本发明能够根据驾驶员意图自动完成换道。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 国家地区组织代码： | 重庆;50 |
| 申请人： | 重庆长安汽车股份有限公司 |
| 发明人： | 陶沛;梁锋华;卢斌 |
| 专利状态： | 有效 |
| 申请日期： | 2019-04-29T00:00:00+0800 |
| 发布日期： | 2019-07-12T00:00:00+0800 |
| 申请号： | CN201910355613.X |
| 公开号： | CN110001782A |
| 代理机构： | 重庆华科专利事务所 |
| 代理人： | 谭小琴 |
| 分类号： | B62D15/02(2006.01);B;B62;B62D;B62D15 |
| 申请人地址： | 400023 重庆市江北区建新东路260号 |
| 主权项： | 1.一种自动换道方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、响应于获取到转向灯指令信息时，获取环境信息和自车信息，所述环境信息包括本车道及邻车道车辆内的目标车辆信息、本车道及邻车道的车道线信息；获取高精地图信息和疲劳检测信息；并基于高精地图信息、疲劳检测信息、环境信息以及自车信息判断车辆是否满足换道条件，若换道条件满足，则进入步骤2；若换道条件不满足，则开始计时，若计时时间大于最大换道容忍阈值时，则本轮换道退出，若计时时间小于等于最大换道容忍阈值且判断出车辆满足换道条件，则进入步骤2； 步骤2、定位目标车道，结合本车道与目标车道的道路曲率，以及本车距目标车道间的距离，拟合出车辆的预期轨迹方程，计算转向角度，并实时输出给电动助力转向执行转向；同时，通过实时检测本车按照预期轨迹移动的横摆角速度，反馈控制输入横摆角速度，做PID控制，实时修正输出角度； 步骤3、在本车换道到目标车道后，获取目标车道信息，通过做横向车道对中控制使车辆行驶到目标车道的中央，同时发送反向转角微调使车身摆正，换道完成后发送拨回转向灯信号给仪表，提示驾驶员拨回转向灯。 2.根据权利要求1所述的自动换道方法，其特征在于，还包括：基于环境信息判定并筛选出本车换道的潜在碰撞目标车辆，本车换道的潜在碰撞目标车辆包括： 行驶于本车道且在本车前方的车辆，记为第一目标车辆； 行驶于目标车道且位于本车前方的车辆，记为第二目标车辆； 行驶于目标车道远离本车所在侧的相邻车道且位于本车前方的车辆，记为第三目标车辆； 行驶于目标车道且位于本车后方的车辆，记为第四目标车辆； 行驶于本车道且在本车后方的车辆，记为第五目标车辆。 3.根据权利要求2所述的自动换道方法，其特征在于：在换道过程中，若出现以下任一种情况时，换道过程将被临时终止，并通过仪表提示驾驶员立即接管； (1)当第二目标车辆突然减速，且计算出第二目标车辆与本车的碰撞时间小于第一阈值，同时第五目标车辆加速占据本车在本车道的原位置； (2)第三目标车辆突然切入目标车道，且计算出第三目标车辆与本车的碰撞时间小于第二阈值，同时第五目标车辆加速占据本车在本车道原位置； (3)第四目标车辆突然加速，且计算出第四目标车辆与本车的碰撞时间小于第三阈值，同时第五目标车辆加速占据本车在本车道原位置。 4.根据权利要求1至3任一所述的自动换道方法，其特征在于：将换道过程分为两个阶段，其中： 第一阶段为从本车当前位置A到本车换道轨迹与两车道交点B，车辆控制转向角靠近两车道中间线行驶； 第二阶段为从本车换道轨迹与两车道交点B到换道后最终将车辆对中到目标车道位置点C，在车辆进入目标车道后，按照预期轨迹不断修正车辆位置，车辆行驶到目标车道中央后最终保持车头线速度方向与车道平行。 5.根据权利要求4所述的自动换道方法，其特征在于：预期轨迹的数学模型为回旋曲线模型，模型如下： Y＝1/60*C5*X5+1/24*C4*X4+1/6*C3*X3+1/2*C2*X2+C1*X+C0； 其中： Y为横向距离，向左为正，单位m； X为纵向距离，向前为正，单位m； C0为车头中心至预期轨迹的距离为，单位m； C1为车辆相对预期轨迹的角度，单位rad。 C2为当前位置曲率，单位1/m； C3为当前位置曲率的一阶求导，单位1/m^2； C4为当前位置曲率的二阶求导，单位1/m^3； C5为当前位置曲率的三阶求导，单位1/m^4； 将预期轨迹的数学模型进行二阶求导，得到横摆率yawrate的控制方程Y”： Y”＝C2+C3*X+1/2C4*X2+1/3C5*X3； 由C2控制横摆曲率值yawrate，C3控制曲率变化率yawrate’，该轨迹计算的曲率yawrate(t)与当前本车的实际横摆角yawrate(t-1)做差后作为调整因子输入，后续采用PID反馈控制输出给电动助力转向转向角以控制转向。 6.根据权利要求5所述的自动换道方法，其特征在于： PID控制的方程为：θt＝θt-1+Δε(t)*K； 其中：Δε(t)表示ω(t)与ω(t-1)差值，表示预期横摆角速度与实际角速度的误差，该值即反馈给PID输入控制微调下一时刻的横摆角输出，ω(t-1)表示当前时刻车辆输出的横摆角速度，θt-1表示当前时刻的转向角度，ω(t)表示通过轨迹模型计算的预期轨迹上的下一时刻横摆角速度，θt表示下一时刻的转向角度，K示常量调整因子。 7.根据权利要求6所述的自动换道方法，其特征在于：车辆转向的控制方程w为： 其中：v表示车辆当前速度，L表示车辆的前后轴距离，k0表示车辆稳定性常数，θ表示转向角度。 8.根据权利要求1或2或3或5或6或7所述的自动换道方法，其特征在于：在换道完成后，向仪表发送拨回转向灯请求，并提示驾驶员变道完成。 9.一种自动换道系统，包括： 目标探测单元，用于对环境信息、高精地图信息和疲劳检测信息进行探测； 信息监测单元，用于提供本车的自车信息； 中央控制器，对目标探测单元和信息监测单元所输出的信息进行处理，并输出控制信息给执行单元； 执行单元，接收中央控制器所输出的控制信息对车辆进行换道控制； 其特征在于：所述中央控制器被编制以便执行如权利要求1至8任一所述的自动换道方法的步骤。 10.一种计算机可读存储介质，其内存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机存储被处理模块(3)调用执行如权利要求1至8任一所述的自动换道方法的步骤。 |
| 所属类别： | 发明专利 |
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