存在目标车辆和周围物体时的避让转向操作的路径规划制造技术

本发明专利技术公开了存在目标车辆和周围物体时的避让转向操作的路径规划。一种用于计算在目标物体周围的虚拟目标路径的方法，其包括：提供识别检测到的物体的扫描点，以及将扫描点分为目标物体扫描点和其他物体扫描点。该方法从目标物体扫描点中识别最近扫描点以及对与最近扫描点相距预定安全距离的路径点进行识别。该方法确定通过路径点的与目标物体相邻的直目标线，并确定目标线和各个其他物体之间的距离，并且确定所有距离是否大于预定阈值距离。该方法对其距离小于预定阈值距离的各个其他物体的曲线点进行识别，并且对使用二次多项式函数将曲线点连接形成虚拟目标路径的曲线路径进行识别。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及用于确定在主车辆前方的物体周围的虚拟目标路径的系统和 方法，以及更加具体地，本专利技术涉及使用采用了二次多项式函数的几何算法确定在主车辆 前的目标车辆周围的虚拟目标路径的系统和方法。
技术介绍
现代车辆有时包括采用了用于启动碰撞警告或防撞的物体检测传感器和其他主 动安全应用的防撞系统。现有技术中已知有各种这类防撞系统和/或自适应巡航控制系 统，如果检测到有可能或即将与另一车辆或物体发生碰撞，这类系统提供自动车辆控制(诸 如，刹车)，并且还可提供警告以使驾驶员采取补救措施防止碰撞。例如，众所周知，自适应 巡航控制系统采用前视传感器(诸如，雷达或LiDAR传感器)，如果车辆正靠近另一车辆，则 该前视传感器提供自动速度控制和/或刹车。同样，众所周知，防撞系统采用了传感器用于 确定是否即将与物体发生碰撞，即使车辆操作者正在控制车辆，防撞系统也可提供自动车 辆刹车。 用于这些类型的系统的物体检测传感器可使用众多技术中的任意一种技术，诸如 近程雷达、远程雷达、具有图像处理的摄像头、激光或LiDAR、超声波等。物体检测传感器对 在主车辆路径中的车辆和其他物体进行检测，并且应用软件使用物体检测信息提供警告或 采取适当的行动。该警告可为在车辆仪表板上或在平视显示器（HUD)中的可视指示，并且/ 或者，可为声音警告或其他触觉反馈装置，诸如触觉座椅。在许多车辆中，物体检测传感器 直接集成到车辆的前保险杠或其他仪表板中。 这些类型的系统常常采用在车辆的近场中具有窄视场的远程传感器。具体地说， 传感器信号从车辆上的点源发出并在车辆的前进方向上延伸，通常延伸约150米。碰撞警 告系统向车辆前方传输雷达或激光束并对来自车辆前方的物体的反射进行处理。该系统从 该反射生成测量结果并基于车辆速度、相对于物体的方向、道路表面状况等对碰撞的可能 性进行评估。 有时用在车辆上对车辆周围的物体进行检测并提供这些物体的范围和这些物体 的方位的雷达和LiDAR传感器提供来自这些物体的反射作为多个扫描点，这些扫描点合并 为点集群范围图，其中，在传感器的整个视场中，每Y提供一个单独的扫描点。因此，如果 在主车辆前方检测到目标车辆或其他物体，那么可能会有多个扫描点返回，这些扫描点对 目标车辆距主车辆的距离进行识别。通过提供扫描返回点的集群，可更易于检测到具有各 种任意形状的物体(诸如，卡车、拖车、自行车、行人、护栏、K-栅栏等)，其中，物体越大和/ 或离主车辆越近，提供的扫描点越多。 迄今，防撞系统一般局限于在车辆驾驶员未及时采取避让动作防止碰撞的情况下 提供自动刹车的系统。然而，这类防撞系统可得益于提供自动刹车和转向结合以避免碰撞。 转让给本申请的受让人并以引用的方式并入本文的于2010年10月20日提交 的序列号为第 12/908,699 号的名称为"VehicleCollisionAvoidanceandWarning System"（车辆防撞和警告系统)的美国专利申请公开了一种采用自动刹车和转向结合的防 撞系统。该防撞系统基于主车辆的速度、主车辆的加速度、目标车辆的速度、目标车辆的加 速度、从主车辆到目标车辆的距离以及主车辆和目标车辆所行驶的道路的摩擦系数定义了 第一、第二、第三和第四阈值，这些阈值对主车辆与目标车辆发生碰撞的时间进行识别，其 中，第一阈值大于第二阈值，第二阈值大于第三阈值，并且第三阈值大于第四阈值。该防撞 系统确定发生碰撞的时间是否小于第一阈值，并且如果发生碰撞的时间小于第一阈值，贝1J 发起碰撞警告。如果发生碰撞的时间小于第一阈值，则防撞系统还要确定发生碰撞的时间 是否小于第二阈值，并且如果发生碰撞的时间小于第二阈值，则提供主车辆的有限自动刹 车。如果发生碰撞的时间小于第二阈值，则防撞系统还要确定发生碰撞的时间是否小于第 三阈值，并且如果发生碰撞的时间小于第三阈值，则检查与主车辆相邻的道路车道是否无 障碍的情况。如果发生碰撞的时间小于第三阈值并且与主车辆相邻的车道并非无障碍，则 防撞系统提供全自动防撞刹车。如果发生碰撞的时间小于第三阈值并且与主车辆相邻的车 道无障碍，则防撞系统还要确定发生碰撞的时间是否小于第四阈值。如果发生碰撞的时间 小于第四阈值并且与主车辆相邻的车道无障碍，则防撞系统同时提供主车辆的自动转向和 刹车。 如上所论述的，为本领域所知的是：在车辆驾驶员自身未采取避让动作的情况下， 防撞系统提供主车辆的自动转向以避开在主车辆前方的较慢的或停止的物体。该防撞系 统向车辆驾驶员提供警告，并且，可根据驾驶员是否采取避让动作提供自动刹车和/或自 动转向。如果该系统确定有必要进行自动转向以避免碰撞，则该系统必须为主车辆计算安 全转向路径以提供转向控制。某些这类系统能够检测车道标线以便计算主车辆的转向路 径，以改变车道以避免碰撞。这些防撞系统还提供转向命令，这些转向命令使主车辆遵循 计算出来的转向路径以提供车辆转向。例如，序列号为12/399, 317名称为"ModelBased PredictiveControlforAutomatedLaneCentering/ChangingControlSystems，'(用于 自动车道定中/改变控制系统的基于模型的预测控制）的美国专利申请公开了用于在自动 或半自动车辆驱动系统中提供转向控制以进行车道改变或车道定中的系统和方法。然而， 在没有用于防撞的相邻车道的车道标线的情况下，在这些类型的防撞系统中仍然需要计算 避让转向路径。
技术实现思路
根据本专利技术的教导，公开了用于计算虚拟目标路径的系统和方法，该虚拟目标路 径用于计算在目标物体(诸如，停在主车辆前方或在主车辆前方缓慢行驶的目标车辆）周围 的避让转向路径。该方法包括：提供多个扫描点，该多个扫描点用于对来自主车辆上的一个 或多个传感器的检测到的物体进行识别，以及将多个扫描点分成从目标物体接收到的目标 物体扫描点和从其他物体接收到的其他物体扫描点（如果存在)。该方法进一步包括：对目 标物体扫描点中的最近扫描点进行识别，该最近扫描点是距主车辆最近的扫描点；以及，对 与最近扫描点相距预定安全距离的曲线点进行识别。该方法确定与目标物体相邻的通过曲 线点并且在主车辆遵循避让转向路径之前与主车辆的行驶路径的方向相平行的直目标线。 该方法确定多个扫描点是否包括物体扫描点，并且如果不存在物体扫描点，则使虚拟目标 路径成为直线。该方法在如果存在其他物体扫描点时确定在目标线和由其他物体扫描点所 识别的各个其他物体之间的距离，确定所有距离是否均大于预定阈值距离，并且如果所有 距离均大于阈值距离，则使虚拟目标路径成为目标线。该方法对其距离小于预定阈值距离 的各个其他物体的曲线点进行识别，其中，各个曲线点与目标物体和其他物体相距预定安 全距离，并且对使用二次多项式函数将曲线点连接为虚拟目标路径的曲线路径进行识别。 1、一种用于确定虚拟目标路径的方法，该虚拟目标路径用于计算在主车辆的行驶 路径中的目标物体周围的主车辆的避让转向路径，所述方法包括： 提供多个扫描点，该多个扫描点用于对来自主车辆上的一个或多个传感器的检测到的 物体进行识别； 将多个扫描点分成从目标物体接收到的目标物体扫描点和如果其他物体存在时从其 他物体接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定虚拟目标路径的方法，该虚拟目标路径用于计算在主车辆的行驶路径中的目标物体周围的主车辆的避让转向路径，所述方法包括：提供多个扫描点，该多个扫描点用于对来自主车辆上的一个或多个传感器的检测到的物体进行识别；将多个扫描点分成从目标物体接收到的目标物体扫描点和如果其他物体存在时从其他物体接收到的其他物体扫描点；从目标物体扫描点中识别最近扫描点，所述最近扫描点是距主车辆最近的扫描点；识别与最近扫描点相距预定安全距离的路径点；确定与目标物体相邻的通过路径点并且在主车辆遵循避让转向路径之前与主车辆的行驶路径的方向平行的直目标线；确定多个扫描点是否包括其他物体扫描点；如果不存在其他物体扫描点，则使避让转向路径成为直目标线；如果确实存在其他物体扫描点，则确定在目标线和由其他物体扫描点所识别的各个其他物体之间的距离；确定所有距离是否均大于预定阈值距离；如果所有距离均大于阈值距离，则使避让转向路径成为直目标线；识别其距离小于预定阈值距离的各个其他物体的曲线点，其中，各个曲线点与目标物体和其他物体相距预定安全距离；以及对将曲线点连接形成虚拟目标路径的曲线路径进行识别。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S曾，NK莫什楚克，R贾法里，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US