相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)基于并要求于2016年5月3日提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10-2016-0054595號(hào)的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，通過(guò)引用將其公開(kāi)內(nèi)容全部結(jié)合于本文中。

本公開(kāi)內(nèi)容涉及自主車(chē)輛的路徑規(guī)劃裝置和方法，其生成自主車(chē)輛變道的行駛路徑和速度變化圖(velocityprofile，速度分布圖)。

背景技術(shù)：

自主駕駛系統(tǒng)是即使在沒(méi)有車(chē)輛操作員的輸入的情況下，能夠通過(guò)識(shí)別周?chē)h(huán)境和車(chē)輛狀態(tài)而自主駕駛到達(dá)預(yù)定目的地。這種自主駕駛系統(tǒng)執(zhí)行以下操作：識(shí)別、確定以及路徑生成；以及車(chē)輛控制。在路徑生成操作中，可能需要通過(guò)檢測(cè)障礙物的變化而實(shí)時(shí)生成避障路徑，并生成應(yīng)用了車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)行為的路徑。

具體地，當(dāng)自主車(chē)輛嘗試在市區(qū)、交通擁堵區(qū)域以及在交通實(shí)時(shí)變化的高速公路上進(jìn)行變道時(shí)，可能發(fā)生各種危險(xiǎn)的情況，因此，重要的是生成考慮了與車(chē)輛周?chē)膭?dòng)態(tài)障礙物的碰撞的安全行駛路徑。因此，持續(xù)進(jìn)行研究以生成允許自主車(chē)輛穩(wěn)定地進(jìn)行變道的行駛路徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)內(nèi)容提供了用于自主車(chē)輛的路徑規(guī)劃裝置和方法，其生成用于該自主車(chē)輛變道的安全行駛路徑和速度變化圖。通過(guò)確定相對(duì)于車(chē)輛周?chē)膭?dòng)態(tài)障礙物的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度來(lái)生成安全行駛路徑，并且速度變化圖使車(chē)輛不與動(dòng)態(tài)障礙物碰撞地進(jìn)行變道。

根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方面，一種用于自主車(chē)輛的路徑規(guī)劃裝置包括：周?chē)h(huán)境信息檢測(cè)器，被配置為檢測(cè)車(chē)輛周?chē)闹車(chē)h(huán)境信息；車(chē)輛信息檢測(cè)器，被配置為檢測(cè)有關(guān)車(chē)輛的行駛狀態(tài)的車(chē)輛信息；車(chē)輛行為確定器，被配置為基于周?chē)h(huán)境信息和車(chē)輛信息確定車(chē)輛行為；以及行駛路徑生成器，被配置為當(dāng)從車(chē)輛行為確定器接收變道信號(hào)時(shí)，使用周?chē)h(huán)境信息和車(chē)輛信息生成用于變道的行駛路徑和速度變化圖。

周?chē)h(huán)境信息檢測(cè)器可以被配置為使用成像設(shè)備、距離傳感器以及位置傳感器來(lái)檢測(cè)周?chē)h(huán)境信息。周?chē)h(huán)境信息可以包括有關(guān)車(chē)輛的道路信息，以及車(chē)輛周?chē)膭?dòng)態(tài)障礙物的速度、縱向加速度、橫向加速度以及位置。車(chē)輛信息檢測(cè)器可以進(jìn)一步被配置為使用速度傳感器和位置傳感器來(lái)檢測(cè)車(chē)輛的速度和位置。車(chē)輛行為確定器可以被配置為當(dāng)車(chē)輛的操作者操縱轉(zhuǎn)向信號(hào)燈時(shí)，將關(guān)于車(chē)輛的操作者操縱而生成的信號(hào)傳送至行駛路徑生成器。

行駛路徑生成器可以包括：候選路徑生成模塊，被配置為生成行駛車(chē)道候選路徑以及目標(biāo)車(chē)道候選路徑；碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模塊，可被配置為針對(duì)每個(gè)目標(biāo)車(chē)道候選路徑計(jì)算與位于車(chē)輛周?chē)膭?dòng)態(tài)障礙物的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度。速度變化圖生成模塊，被配置為使用周?chē)h(huán)境信息信息以及車(chē)輛信息生成速度變化圖；以及路徑選擇模塊，被配置為基于碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度或者基于碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度和速度變化圖兩者來(lái)從目標(biāo)車(chē)道候選路徑中選擇局部參考路徑。

路徑選擇模塊可以被配置為選擇目標(biāo)車(chē)道候選路徑中具有最低碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度的候選路徑，作為局部參考路徑。路徑選擇模塊可以進(jìn)一步被配置為通過(guò)成本函數(shù)來(lái)選擇具有最低成本的候選路徑作為局部參考路徑，該成本函數(shù)應(yīng)用了碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度以及接近目標(biāo)路徑的程度。當(dāng)變道失敗時(shí)，路徑選擇模塊可以被配置為選擇行駛車(chē)道候選路徑中最接近目標(biāo)車(chē)道的候選路徑，作為局部參考路徑。

根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的另一方面，一種用于自主車(chē)輛的路徑規(guī)劃方法可以包括以下步驟：從車(chē)輛行為確定器接收變道信號(hào)；當(dāng)變道信號(hào)被接收時(shí)，生成行駛車(chē)道候選路徑以及目標(biāo)車(chē)道候選路徑；針對(duì)每個(gè)目標(biāo)車(chē)道候選路徑計(jì)算與位于車(chē)輛周?chē)膭?dòng)態(tài)障礙物的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度；基于所計(jì)算的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度來(lái)確定是否所有目標(biāo)車(chē)道候選路徑中都存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)在目標(biāo)車(chē)道候選路徑中存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，基于車(chē)輛速度和目標(biāo)速度生成車(chē)輛的速度變化圖；并且從應(yīng)用了速度變化圖的目標(biāo)車(chē)道候選路徑中選擇局部參考路徑。

選擇局部參考路徑可包括以下步驟：針對(duì)應(yīng)用了速度變化圖的每個(gè)目標(biāo)車(chē)道候選路徑計(jì)算與動(dòng)態(tài)障礙物的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度；確定在應(yīng)用了速度變化圖的目標(biāo)車(chē)道候選路徑中是否存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)；并且當(dāng)在應(yīng)用了速度變化圖的目標(biāo)車(chē)道候選路徑中的一個(gè)或多個(gè)候選路徑中都不存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，選擇應(yīng)用了速度變化圖的目標(biāo)車(chē)道候選路徑中具有最低的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度的候選路徑，作為局部參考路徑。

路徑規(guī)劃方法可進(jìn)一步包括：當(dāng)在確定在應(yīng)用了速度變化圖的目標(biāo)車(chē)道候選路徑中是否存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)中，應(yīng)用了速度變化圖的目標(biāo)車(chē)道候選路徑中存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，返回原始的行駛車(chē)道。路徑規(guī)劃方法可進(jìn)一步包括：當(dāng)返回到原始行駛車(chē)道時(shí)，選擇行駛車(chē)道候選路徑中的最接近目標(biāo)車(chē)道的候選路徑，作為局部參考路徑。

路徑規(guī)劃方法可進(jìn)一步包括：在返回到原始行駛車(chē)道之后，通過(guò)估測(cè)阻礙車(chē)輛變道的動(dòng)態(tài)障礙物的速度，以及基于所述動(dòng)態(tài)障礙物的所估測(cè)的速度用預(yù)定速度控制率來(lái)調(diào)整所述車(chē)輛的速度，來(lái)設(shè)定目標(biāo)速度。路徑規(guī)劃方法可進(jìn)一步包括：在計(jì)算與動(dòng)態(tài)障礙物的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度之后，當(dāng)在所有目標(biāo)車(chē)道候選路徑中都不存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，考慮與動(dòng)態(tài)障礙物的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度以及接近目標(biāo)路徑的程度，選擇任何一個(gè)目標(biāo)車(chē)道候選路徑，作為局部參考路徑。

附圖說(shuō)明

通過(guò)以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本公開(kāi)內(nèi)容的以上目的和其它的目的、特征及優(yōu)點(diǎn)將更加顯而易見(jiàn)：

圖1示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的用于自主車(chē)輛的路徑規(guī)劃裝置的框圖；

圖2示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的生成候選路徑的示例；

圖3示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的確定與相鄰車(chē)輛發(fā)生碰撞的過(guò)程；

圖4示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的應(yīng)用了速度變化圖的候選路徑；

圖5a至圖5b示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的選擇局部參考路徑的過(guò)程；以及

圖6示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的用于自主車(chē)輛的路徑規(guī)劃方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“車(chē)輛(vehicle)”或“車(chē)輛的(vehicular)”或其它類(lèi)似術(shù)語(yǔ)包括廣義的機(jī)動(dòng)車(chē)輛，諸如包括運(yùn)動(dòng)型多用途車(chē)輛(suv)、公共汽車(chē)、卡車(chē)、各種商用車(chē)輛的載客車(chē)輛；包括各種小船和海船的船只，航天器等，以及包括混合動(dòng)力車(chē)輛、電動(dòng)車(chē)輛、內(nèi)燃機(jī)(combustion)、插入式混合電動(dòng)車(chē)輛、氫動(dòng)力車(chē)輛及其它替代燃料車(chē)輛(例如，燃料來(lái)源于除石油以外的資源)。

盡管示例性實(shí)施方式被描述為利用多個(gè)單元來(lái)執(zhí)行示例性處理，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，還可由一個(gè)或者多個(gè)模塊執(zhí)行該示例性處理。此外，應(yīng)理解的是，術(shù)語(yǔ)“控制器/控制單元”是指包括存儲(chǔ)器和處理器的硬件裝置。該存儲(chǔ)器被配置為存儲(chǔ)模塊，并且該處理器被具體地配置為執(zhí)行所述模塊以執(zhí)行下文中進(jìn)一步描述的一個(gè)或多個(gè)處理。

此外，本發(fā)明的控制邏輯可被體現(xiàn)為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括由處理器、控制器/控制單元等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的示例包括但不限于，rom、ram、光盤(pán)(cd)-rom、磁帶、軟盤(pán)、閃存驅(qū)動(dòng)、智能卡以及光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)還可分布在網(wǎng)絡(luò)耦合的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，使得例如通過(guò)遠(yuǎn)程信息處理服務(wù)器或控制器局域網(wǎng)絡(luò)(can)以分布式的方式存儲(chǔ)并執(zhí)行該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。

本文中利用的術(shù)語(yǔ)僅出于描述具體實(shí)施方式目的而并非旨在限制本發(fā)明。除非上下文中明確指出不同，否則本文中所利用的單數(shù)形式“一(a)”、“一個(gè)(an)”及“該(the)”還旨在包括復(fù)數(shù)形式。將進(jìn)一步理解的是，術(shù)語(yǔ)“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”在用于此說(shuō)明書(shū)中時(shí)指明所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組的存在或添加。如在本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)所列條目的任意以及所有組合。

根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容的示例性實(shí)施方式，當(dāng)自主車(chē)輛在鬧市區(qū)進(jìn)行變道時(shí)，可以通過(guò)預(yù)測(cè)相鄰車(chē)輛的行駛路徑，確定與相鄰車(chē)輛的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，并且避開(kāi)與相鄰車(chē)輛碰撞來(lái)生成自主車(chē)輛的行駛路徑和速度變化圖。自主車(chē)輛可以選擇用于追蹤全局路徑(由全局路徑規(guī)劃器生成)的候選的局部路徑中的任何一個(gè)作為局部參考路徑(lrp)。換言之，局部參考路徑是指自主車(chē)輛的行駛路徑。

在下文中，參照附圖對(duì)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖1示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的用于自主車(chē)輛的路徑規(guī)劃裝置的框圖；圖2示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的生成候選路徑的示例；圖3示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的確定與相鄰車(chē)輛發(fā)生碰撞的處理；圖4示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的應(yīng)用了速度變化圖的候選路徑；以及圖5a至圖5b示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的選擇局部參考路徑的處理。

如圖1所示，用于自主車(chē)輛的路徑規(guī)劃裝置可以包括周?chē)h(huán)境信息檢測(cè)器110、車(chē)輛信息檢測(cè)器120、車(chē)輛行為確定器130、存儲(chǔ)器140、輸出端150以及行駛路徑生成器160(例如，導(dǎo)航系統(tǒng))?？梢杂删哂写鎯?chǔ)器和處理器的控制器來(lái)執(zhí)行裝置的各種檢測(cè)器和組件。具體地，周?chē)h(huán)境信息檢測(cè)器110可以被配置為使用安裝在車(chē)輛內(nèi)的各種類(lèi)型的傳感器來(lái)檢測(cè)車(chē)輛的周?chē)h(huán)境信息。周?chē)h(huán)境信息可以包括道路信息，以及車(chē)輛周?chē)膭?dòng)態(tài)障礙物的速度、縱向加速度、橫向加速度以及位置。

周?chē)h(huán)境信息檢測(cè)器110可以進(jìn)一步被配置為使用圖像傳感器、距離傳感器、位置傳感器等來(lái)獲得周?chē)h(huán)境信息。距離傳感器可以是紅外傳感器、無(wú)線(xiàn)電探測(cè)和測(cè)距(雷達(dá))傳感器、光探測(cè)和測(cè)距(lidar)傳感器、激光掃描儀等中的任何一個(gè)，并且位置傳感器可以是能夠獲得車(chē)輛的位置信息的全球定位系統(tǒng)(gps)接收器?？梢栽谲?chē)輛內(nèi)安裝一個(gè)或多個(gè)圖像傳感器、一個(gè)或多個(gè)距離傳感器以及一個(gè)或多個(gè)位置傳感器。

車(chē)輛信息檢測(cè)器120可以被配置為使用安裝在車(chē)輛內(nèi)的各種類(lèi)型的傳感器來(lái)檢測(cè)關(guān)于車(chē)輛的行駛狀態(tài)的車(chē)輛信息。車(chē)輛信息檢測(cè)器120可以被配置為使用速度傳感器、位置傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器等獲取車(chē)輛信息，例如車(chē)輛的速度、位置、轉(zhuǎn)向角等。車(chē)輛行為確定器130可以被配置成基于由全局路徑規(guī)劃器(未示出)生成的全局路徑、周?chē)h(huán)境信息以及車(chē)輛信息來(lái)確定車(chē)輛行為。車(chē)輛行為確定器130可被配置為確定車(chē)輛是否應(yīng)該進(jìn)行變道。車(chē)輛行為確定器130可進(jìn)一步被配置為基于是否需要進(jìn)行變道來(lái)確定車(chē)輛的行為模式。具體地，行為模式可以被分成保持車(chē)道模式和變道模式。

例如，車(chē)輛行為確定器130可以被配置成當(dāng)車(chē)輛在交叉口(jc)改變到另一個(gè)高速公路或在道路互通式立體交叉(ic)進(jìn)入高速公路時(shí)，確定是否需要進(jìn)行變道。當(dāng)需要改變車(chē)道時(shí)，車(chē)輛行為確定器130可被配置為確定用于變道的目標(biāo)車(chē)道，并將變道信號(hào)與關(guān)于車(chē)輛的當(dāng)前行駛車(chē)道和目標(biāo)車(chē)道的信息一起發(fā)送給行駛路徑生成器160。具體地，車(chē)輛行為確定器130可以被配置為通知行駛路徑生成器160該車(chē)輛的行為模式。當(dāng)由車(chē)輛操作者操縱轉(zhuǎn)向信號(hào)燈時(shí)，車(chē)輛行為確定器130可被配置為將關(guān)于操作者的操縱而生成的信號(hào)傳送至行駛路徑生成器160。

存儲(chǔ)器140可被配置為存儲(chǔ)道路信息、地圖信息、路徑生成程序、碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算程序、速度變化圖生成程序、行駛路徑生成器的輸入和/或輸出數(shù)據(jù)等以用于車(chē)輛的自主駕駛。此外，存儲(chǔ)器140可以被配置為存儲(chǔ)用于操作路徑規(guī)劃裝置的程序。存儲(chǔ)器140可以被設(shè)置為諸如閃速存儲(chǔ)器、硬盤(pán)、安全數(shù)字(sd)卡、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、只讀存儲(chǔ)器(rom)，以及網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)介質(zhì)中的至少一個(gè)。

輸出端150可以與導(dǎo)航系統(tǒng)(未示出)連接，以執(zhí)行對(duì)地圖數(shù)據(jù)上的所選定的局部參考路徑的映射，并在屏幕上顯示映射結(jié)果。輸出端150可被設(shè)置為音頻設(shè)備、顯示設(shè)備以及觸覺(jué)設(shè)備的至少一個(gè)。音頻設(shè)備可被配置成輸出警告聲音、指引消息等，并且可被設(shè)置為揚(yáng)聲器、蜂鳴器等。顯示設(shè)備也可以被設(shè)置為液晶顯示器(lcd)、薄膜晶體管液晶顯示器(tftlcd)、有機(jī)發(fā)光二極管(oled)、柔性顯示器、三維(3d)顯示器、透明顯示器、頭戴式顯示器(hud)以及觸摸屏中的至少一個(gè)。觸覺(jué)設(shè)備可以被配置為使用振蕩器、冷卻和/或加熱設(shè)備等輸出由車(chē)輛的操作者可以感覺(jué)到的觸覺(jué)信息。

行駛路徑生成器160可被配置為生成用于追蹤由全局路徑規(guī)劃器(未示出)預(yù)定的全局路徑的局部參考路徑(在本文中，稱(chēng)為“局部路徑”)。當(dāng)行駛路徑生成器160從車(chē)輛行為確定器130接收變道信號(hào)時(shí)，行駛路徑生成器160可以被配置為使用周?chē)h(huán)境信息和車(chē)輛信息，生成用于變道的局部路徑(行駛路徑)以及速度變化圖，同時(shí)車(chē)輛避免與相鄰車(chē)輛或者與接近對(duì)象車(chē)輛(例如，被駕駛的車(chē)輛)的車(chē)輛發(fā)生碰撞。

當(dāng)生成行駛路徑(局部路徑)時(shí)，行駛路徑生成器160可以被配置成基于車(chē)輛的機(jī)動(dòng)模式生成不同的行駛路徑。具體地，機(jī)動(dòng)模式可以被分成保持車(chē)道模式和變道模式。例如，當(dāng)車(chē)輛的機(jī)動(dòng)模式處于保持車(chē)道模式時(shí)，行駛路徑生成器160可以被配置為生成在車(chē)輛的當(dāng)前行駛車(chē)道內(nèi)的候選路徑，并選擇任何一個(gè)候選路徑作為局部路徑。而當(dāng)車(chē)輛的機(jī)動(dòng)模式是變道模式時(shí)，行駛路徑生成器160可以被配置為分別生成關(guān)于車(chē)輛的當(dāng)前行駛車(chē)道的候選路徑以及關(guān)于用于變道的目標(biāo)車(chē)道的候選路徑，并且選擇候選路徑中最安全的路徑作為局部路徑。

行駛路徑生成器160可以包括候選路徑生成模塊161、碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模塊163、速度變化圖生成模塊165，以及路徑選擇模塊167。當(dāng)從車(chē)輛行為確定器130接收到變道信號(hào)時(shí)，行駛路徑生成器160還可以被配置成接收關(guān)于車(chē)輛的當(dāng)前行駛車(chē)道和用于變道的目標(biāo)車(chē)道的信息。

進(jìn)一步地，候選路徑生成模塊161可被配置為計(jì)算車(chē)道寬度，并生成使自主車(chē)輛不偏離相應(yīng)的車(chē)道的候選路徑。具體地，候選路徑生成模塊161可被配置為基于車(chē)道寬度和車(chē)輛寬度確定候選路徑的數(shù)目，并且偏移的間隔可以相應(yīng)地有所不同。候選路徑生成模塊161可以被配置為將車(chē)道的兩條車(chē)道線(xiàn)移動(dòng)基于車(chē)道的中心設(shè)置的余量，并且隨后計(jì)算車(chē)道線(xiàn)之間的最小距離作為車(chē)道寬度。候選路徑生成模塊161可以被配置為分別生成關(guān)于車(chē)輛的當(dāng)前行駛車(chē)道的候選路徑以及關(guān)于用于變道的目標(biāo)車(chē)道的候選路徑。具體地，候選路徑生成模塊161可以被配置為生成預(yù)定數(shù)量的候選路徑。

另外，當(dāng)車(chē)輛的機(jī)動(dòng)模式是保持車(chē)道模式時(shí)，候選路徑生成模塊161可以被配置為生成在車(chē)輛的當(dāng)前行駛車(chē)道內(nèi)的候選路徑，并且當(dāng)車(chē)輛的機(jī)動(dòng)模式是變道模式時(shí)，候選路徑生成模塊161可被配置為分別生成相對(duì)于當(dāng)前行駛車(chē)道的候選路徑以及相對(duì)于目標(biāo)車(chē)道的候選路徑。當(dāng)變道失敗時(shí)，在變道模式下生成的相對(duì)于當(dāng)前行駛車(chē)道的候選路徑可用于生成避免與動(dòng)態(tài)障礙物碰撞的路徑。

如圖2所述，例如，候選路徑生成模塊161可以被配置為生成在行駛車(chē)道內(nèi)的候選路徑(例如，行駛車(chē)道候選路徑)，以及用于從行駛車(chē)道移動(dòng)到目標(biāo)車(chē)道的候選路徑(例如，目標(biāo)車(chē)道候選路徑)。碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模塊163可被配置為使用從周?chē)h(huán)境信息檢測(cè)器110和車(chē)輛信息檢測(cè)器120輸出的周?chē)h(huán)境信息、道路信息以及車(chē)輛信息，計(jì)算與動(dòng)態(tài)障礙物(例如，相鄰的車(chē)輛)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度。具體地，碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模塊163可被配置為針對(duì)每個(gè)目標(biāo)車(chē)道候選路徑計(jì)算與動(dòng)態(tài)障礙物的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度。當(dāng)碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度大于或等于閾值時(shí)，碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模塊163可以被配置為確定存在碰撞的風(fēng)險(xiǎn)。

碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模塊163可以被配置為使用有關(guān)動(dòng)態(tài)障礙物的速度、縱向加速度、橫向加速度以及位置的信息，以及由周?chē)h(huán)境信息檢測(cè)器110獲得的道路信息來(lái)預(yù)測(cè)動(dòng)態(tài)障礙物的行駛路徑。當(dāng)預(yù)測(cè)了動(dòng)態(tài)障礙物的行駛路徑時(shí)，碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模塊163可以被配置為預(yù)測(cè)每t秒的車(chē)輛的位置以及動(dòng)態(tài)障礙物的位置，以確定是否有碰撞的風(fēng)險(xiǎn)(見(jiàn)圖3)。隨著碰撞時(shí)間(ttc)減小，碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度可能增大。

此外，速度變化圖生成模塊165可被配置為使用車(chē)輛速度、所設(shè)定的目標(biāo)速度以及道路信息來(lái)生成車(chē)輛的速度變化圖。此外，如在圖4中所示，速度變化圖生成模塊165可以被配置為將速度變化圖應(yīng)用到所生成的目標(biāo)車(chē)道候選路徑。目標(biāo)速度指的是當(dāng)完成變道時(shí)的車(chē)輛速度，且在相應(yīng)道路上的規(guī)定速度可以被設(shè)置為默認(rèn)值。通過(guò)減小或增大車(chē)輛速度，該速度變化圖可以被用于找到允許車(chē)輛進(jìn)行變道的速度，而不會(huì)與動(dòng)態(tài)障礙物碰撞。

當(dāng)在所有的目標(biāo)車(chē)道候選路徑中存在與動(dòng)態(tài)障礙物的碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)(即使速度改變)，速度變化圖生成模塊165可被配置為搜索車(chē)輛周?chē)膭?dòng)態(tài)障礙物(例如，對(duì)象車(chē)輛)，并且測(cè)量阻礙變道的動(dòng)態(tài)障礙物的速度。此外，速度變化圖生成模塊165可以被配置為將速度設(shè)定為相對(duì)于動(dòng)態(tài)障礙物的所測(cè)量的速度減小了tbd％(待定)，作為目標(biāo)速度。具體地，tbd％是速度控制率，這是預(yù)定的調(diào)整值。換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)變道失敗時(shí)，速度變化圖生成模塊165可以被配置為用速度控制率(tbd％)調(diào)整車(chē)輛的速度，從而調(diào)整目標(biāo)速度(＝動(dòng)態(tài)障礙物的速度×tbd％)。

因此，當(dāng)車(chē)輛以低于阻礙變道的相鄰車(chē)輛的速度行駛時(shí)，當(dāng)空間可用于變道時(shí)，車(chē)輛可能再次嘗試變道。路徑選擇模塊167可以被配置為基于碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度以及接近目標(biāo)路徑的程度來(lái)選擇候選路徑中的局部路徑。具體地，路徑選擇模塊167可被配置為使用由下面的等式1所表示的成本函數(shù)選擇候選路徑中具有最低成本min(λ)的候選路徑作為局部路徑；

等式1：

λ＝α×dtolrp+β×ρmax

其中，α和β表示根據(jù)參數(shù)的權(quán)重；dtolrp表示從車(chē)輛的中心到局部路徑的距離，這是接近目標(biāo)路徑的程度；并且，ρmax指示與動(dòng)態(tài)障礙物的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度。

如在圖5a中所示，當(dāng)不存在與相鄰車(chē)輛的碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，可以選擇引導(dǎo)車(chē)輛到關(guān)于目標(biāo)車(chē)道的候選路徑中的在目標(biāo)車(chē)道的中心的路徑作為目標(biāo)路徑，并且可以選擇具有最接近于目標(biāo)路徑的程度的候選路徑作為局部路徑。如在圖5b中所示，當(dāng)由于與相鄰的車(chē)輛的碰撞風(fēng)險(xiǎn)使變道失敗時(shí)，路徑選擇模塊167可被配置為從在當(dāng)前行駛車(chē)道內(nèi)生成的候選路徑中選擇最接近目標(biāo)車(chē)道的路徑。行駛路徑生成器160可以被配置為將所選擇的行駛路徑輸出到驅(qū)動(dòng)控制裝置(未示出)。該驅(qū)動(dòng)控制裝置可以被配置為操作發(fā)電設(shè)備、輸電設(shè)備、驅(qū)動(dòng)設(shè)備、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)設(shè)備、懸掛系統(tǒng)、變速裝置等，來(lái)控制車(chē)輛沿著選定的局部路徑行駛。

圖6示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的自主車(chē)輛的路徑規(guī)劃方法的流程圖。在操作s110中，行駛路徑生成器160可以被配置為從車(chē)輛行為確定器130接收變道信號(hào)。具體地，當(dāng)發(fā)送變道信號(hào)時(shí)，車(chē)輛行為確定器130可以被配置為還將關(guān)于當(dāng)前行駛車(chē)道和用于變道的目標(biāo)車(chē)道的信息提供給行駛路徑生成器160。例如，當(dāng)在第一高速公路上行駛的車(chē)輛在鄰近的交叉口(jc)從第一高速公路改變到第二高速公路時(shí)，車(chē)輛行為確定器130可被配置為檢查車(chē)輛的當(dāng)前行駛車(chē)道，并確定是否需要變道來(lái)進(jìn)入交叉口。另外，當(dāng)需要變道時(shí)，車(chē)輛行為確定器130可以被配置為將變道信號(hào)以及有關(guān)當(dāng)前行駛車(chē)道和目標(biāo)車(chē)道的信息發(fā)送給行駛路徑生成器160。

在操作s120中，當(dāng)行駛路徑生成器160接收到變道信號(hào)時(shí)，行駛路徑生成器160可以被配置為生成相對(duì)于行駛車(chē)道和相對(duì)于目標(biāo)車(chē)道的候選路徑。行駛路徑生成器160的候選路徑生成模塊161可以被配置為生成車(chē)輛當(dāng)前所在的行駛車(chē)道內(nèi)的候選路徑(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“行駛車(chē)道候選路徑”)。此外，候選路徑生成模塊161可以被配置為生成候選路徑(以下，稱(chēng)為“目標(biāo)車(chē)道候選路徑”)，用于從行駛車(chē)道變道到目標(biāo)車(chē)道。具體地，當(dāng)變道失敗時(shí)，行駛車(chē)道候選路徑可以用于使車(chē)輛返回原始行駛車(chē)道。

在操作s130中，行駛路徑生成器160可被配置為計(jì)算在變道期間與動(dòng)態(tài)障礙物(例如，相鄰車(chē)輛)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度。行駛路徑生成器160的碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模塊163可被配置為針對(duì)每個(gè)目標(biāo)車(chē)道候選路徑計(jì)算與動(dòng)態(tài)障礙物碰撞的風(fēng)險(xiǎn)的程度。然后在操作s140中，行駛路徑生成器160可以被配置為基于所計(jì)算的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度來(lái)確定在所有目標(biāo)車(chē)道候選路徑中是否存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)。具體地，碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模塊163可以被配置為當(dāng)碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度大于或等于閾值時(shí)，確定碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

在操作s150中，當(dāng)在所有的目標(biāo)車(chē)道候選路徑中都沒(méi)有碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，行駛路徑生成器160可以被配置為選擇任何一個(gè)目標(biāo)車(chē)道候選路徑作為局部路徑。換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)預(yù)計(jì)在目標(biāo)車(chē)道候選路徑中的一個(gè)或多個(gè)候選路徑中不存在碰撞時(shí)，行駛路徑生成器160的路徑選擇模塊167可以被配置為選擇其中一個(gè)相應(yīng)的候選路徑(其中預(yù)計(jì)沒(méi)有碰撞)作為局部路徑。具體地，路徑選擇模塊167可被配置為選擇目標(biāo)車(chē)道候選路徑中具有最低碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度的候選路徑作為局部路徑。

另一方面，在操作s140中，當(dāng)預(yù)計(jì)在所有的目標(biāo)車(chē)道候選路徑中存在碰撞時(shí)，在操作s170中，行駛路徑生成器160可以被配置為基于車(chē)輛速度和目標(biāo)速度生成速度變化圖。行駛路徑生成器160的速度變化圖生成模塊165可被配置為將基于當(dāng)前行駛速度和所設(shè)定的目標(biāo)速度所生成的速度變化圖應(yīng)用到目標(biāo)車(chē)道候選路徑。目標(biāo)速度可以被設(shè)置為在相應(yīng)道路上的規(guī)定速度。

此外，在操作s180中，行駛路徑生成器160可以被配置為針對(duì)應(yīng)用了速度變化圖的每個(gè)目標(biāo)車(chē)道候選路徑計(jì)算與動(dòng)態(tài)障礙物碰撞的風(fēng)險(xiǎn)的程度。然后，碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模塊163可以被配置為在考慮了速度變化圖的情況下計(jì)算目標(biāo)車(chē)道候選路徑中與動(dòng)態(tài)障礙物碰撞的風(fēng)險(xiǎn)的程度。在操作s190中，行駛路徑生成器160可以被配置為基于應(yīng)用了速度變化圖的每個(gè)目標(biāo)車(chē)道候選路徑的動(dòng)態(tài)障礙物碰撞的風(fēng)險(xiǎn)的程度，確定在所有目標(biāo)車(chē)道候選路徑中是否存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)在目標(biāo)車(chē)道候選路徑中的一個(gè)或多個(gè)候選路徑中不存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，在操作s150中，行駛路徑生成器160的路徑選擇模塊167可以被配置為選擇任何一個(gè)相應(yīng)的候選路徑作為局部路徑。

在操作s200中，當(dāng)在所有的目標(biāo)車(chē)道候選路徑中都檢測(cè)到碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，行駛路徑生成器160可以被配置為使車(chē)輛返回到原始行駛車(chē)道。也就是，路徑選擇模塊167可被配置為選擇目標(biāo)車(chē)道候選路徑中最接近目標(biāo)車(chē)道的候選路徑作為局部路徑。在操作s210中，行駛路徑生成器160可隨后被配置成計(jì)算阻礙車(chē)輛變道的動(dòng)態(tài)障礙物的速度，以調(diào)整目標(biāo)速度。具體地，行駛路徑生成器160的速度變化圖生成模塊165可被配置為用預(yù)定速度控制率(tbd％)調(diào)整車(chē)輛的速度，以設(shè)定目標(biāo)速度。

在本公開(kāi)內(nèi)容的上述示例性實(shí)施方式中，所有的元件被組合為單獨(dú)的系統(tǒng)來(lái)操作，但是本發(fā)明構(gòu)思不限于此。換言之，一些元件可被選擇性地組合到本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)進(jìn)行操作。此外，所有元件可被提供作為獨(dú)立的硬件單元，或部分或全部元件可以選擇性地組合來(lái)配置具有程序模塊的計(jì)算機(jī)程序，該程序模塊執(zhí)行在單個(gè)或多個(gè)硬件單元中的部分或者全部功能。由本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地推斷出代碼和構(gòu)成該計(jì)算機(jī)程序的代碼段。此外，該計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，并且由計(jì)算機(jī)讀取并執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的示例性實(shí)施方式的方法。

如上所述，自主車(chē)輛可通過(guò)確定與車(chē)輛周?chē)膭?dòng)態(tài)障礙物的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度更穩(wěn)定地進(jìn)行變道，以生成安全行駛路徑，并生成速度變化圖，這允許車(chē)輛在不與動(dòng)態(tài)障礙物碰撞的情況下進(jìn)行變道。

在上文中，雖然已參考示例性實(shí)施方式及附圖描述了本公開(kāi)內(nèi)容，但是本公開(kāi)內(nèi)容不限于此，在不背離在以下權(quán)利要求書(shū)中要求保護(hù)的本公開(kāi)內(nèi)容的精神和范圍的前提下，可由本公開(kāi)內(nèi)容所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員作出各種修改和改變。

附圖中的每個(gè)元件的符號(hào)

110周邊信息檢測(cè)器

120車(chē)輛信息檢測(cè)器

130車(chē)輛行為確定器

140存儲(chǔ)器

150輸出端

161候選路徑生成模塊

163碰撞風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模塊

165速度變化圖生成模塊

167路徑選擇模塊

s110接收變道信號(hào)

s120生成行駛車(chē)道候選路徑和目標(biāo)車(chē)道候選路徑

s130針對(duì)每個(gè)目標(biāo)車(chē)道候選路徑計(jì)算與動(dòng)態(tài)障礙物的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度

s140在所有目標(biāo)車(chē)道候選路徑都有碰撞風(fēng)險(xiǎn)嗎？

s150從候選路徑選擇局部參考路徑

s170根據(jù)車(chē)輛速度和目標(biāo)速度生成速度變化

s180針對(duì)應(yīng)用了速度變化的每個(gè)目標(biāo)車(chē)道候選路徑計(jì)算與動(dòng)態(tài)障礙物的碰撞風(fēng)險(xiǎn)程度

s190在所有目標(biāo)車(chē)道候選路徑上存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)嗎？

s200返回到原始行駛車(chē)道

s210調(diào)整目標(biāo)速度