一种自动驾驶变道决策的方法、系统及车辆技术方案

本发明专利技术提供了一种自动驾驶变道决策的方法和系统，建立了变道需求分析模型、可变车道选择模型及风险评估模型，考虑了多车道场景下导航信息、通行效率及碰撞风险等多因素情况下的自动驾驶的最优变道策略选择，该算法能根据环境主动地进行变道，仅依赖于当下的环境信息——周边其他车辆的行使速度方向和大小及导航信息，无需复杂的统计模型。无需复杂的统计模型。无需复杂的统计模型。

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶变道决策的方法、系统及车辆


[0001]本专利技术涉及自动驾驶
，特别涉及一种自动驾驶过程中变道决策时可变道车道的识别及最佳可变车道的选择方法及其配套系统。

技术介绍

[0002]随着L1级自动辅助驾驶的普及以特斯拉为主的L2级自动驾驶车辆逐渐完善，自动驾驶车辆将逐步普及至家用车辆，为人们的生活提供极大的便利。
[0003]目前的自动驾驶车辆在道路上行驶时，多数为跟随性的，即跟前车保持相对的安全距离按照导航路线进行自动驾驶，即便前方车辆龟速行驶，后车也只能进行减速跟随。这样就会引起道路交通的拥堵，引发交通事故。
[0004]因此，现有的自动驾驶需要满足能连续对周围的交通环境进行准确地预测，适时的采取自动变道操作，既能保证车辆的最大行驶效率，又能保证自动变道过程中的车辆安全性以及对周围车辆的安全性影响最小。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种自动驾驶变道决策的方法和系统，建立了变道需求分析模型、可变车道选择模型及风险评估模型，考虑了多车道场景下导航信息、通行效率及碰撞风险等多因素情况下的自动驾驶的最优变道策略选择，该算法能根据环境主动地进行变道，仅依赖于当下的环境信息——周边其他车辆的行使速度方向和大小及导航信息，无需复杂的统计模型。其具体技术方案如下所述。
[0006]作为第一方面，本专利技术提供了一种自动驾驶变道决策的方法，所述步骤包括：
[0007]S1，系统启动后，获取车辆的位置，匹配出最近初始可变车道并驶入；
[0008]S2，获取车辆实时工况，判断是否满足变道条件，如果满足，则提请变道请求；
[0009]S3，根据预设车道筛选策略筛选出可变车道数量；
[0010]S4，计算每个可变车道的换道代价值，选取换道代价最小的可变车道，执行变道操作。
[0011]结合第一方面，在其可能发生的任意一种情况下的第一种情况为，所述步骤S1包括；
[0012]通过高精度地图及高精度定位，获取自动驾驶车辆当前位置及与车道的对应关系；计算距离当前车辆所处中心线最近的车道中心线，将该车道作为初始可变车道，驶入所述初始可变车道。
[0013]结合上述第一种情况，在其可能发生的任意一种情况下的第二种情况为，所述步骤S2包括：
[0014]自动驾驶行驶的过程中，满足预设条件之一，发出变道请求；其中，所述预设条件为：
[0015]前车车速<目标车速，且持续预设时间；
[0016]不在规划的导航车道上。
[0017]结合上述第二种情况，在其可能发生的任意一种情况下的第三种情况为，所述步骤S3包括：
[0018]根据预设车道筛选策略筛选出可变车道，其所述预设车道筛选策略为：
[0019]当前的交通管制策略允许车辆从当前车道变道至可变车道；
[0020]可变车道的前、后车距离满足预设安全距离。
[0021]结合上述第三种情况，在其可能发生的任意一种情况下的第四种情况为，步骤S3所述交通管制策略为可变车道与当前车道之间的车道线为虚线；
[0022]步骤S3所述可变车道的前、后车距离满足预设安全距离为：
[0023]front_dist≥safe_dist且back_dist≥safe_dist；
[0024]其中safe_dist为预设安全距离，其计算公式为：
[0025]safe_dist＝kv*(v_front
‑
v_back)+d0+k_back*v_back；
[0026]front_dist为可变车道的前车距离，若无前车，则front_dist＝D_lim_f，D_lim_f表示为传感器前向扫描障碍物的最远探测距离；
[0027]back_dist为可变车道的后车距离项，若无后车，则back_dist＝D_limt_b，D_lim_b表示为传感器后向扫描障碍物的最远探测距离；
[0028]上述公式对前、后车的安全距离通用，当计算前车的安全距离时，v_front表示为可变车道前车车速，v_back表示自车车速。当计算后车的安全距离时，v_front表示为自车车速，v_back表示为可变车道后车车速；
[0029]d0为预设的最小安全距离，即两车车速相对稳定时的间距；
[0030]kv为预设的碰撞时间系数；
[0031]k_back为预设的安全系数。
[0032]结合上述第四种情况，在其可能发生的任意一种情况下的第五种情况为，
[0033]步骤S4所述计算每个可变车道的权重值为：
[0034]筛选出的可变车道数为i，且每个可变车道都有代价函数cost(i)来表示每个车道换道代价；其中cost(i)定义如下：
[0035]cost(i)＝k1*(safe_dist
‑
front_dist(i))+k2*(safe_dist
‑
back_dist(i))+k3*lane(i)+k4*nav_lane(i)+k5*go_back(i)
[0036]上式中：
[0037]k1,k2,k3,k4,k5分别对应上式中各项的预设代价系数，系数值越大代表该项占的权重越大；
[0038]lane为各个车道的预设优先级，优先级原车道>左>右，故原车道取lane＝0，左车道取lane＝1，右车道取lane＝2；
[0039]nav_lane为是否为导航车道，0表示导航车道，1表示非导航车道；
[0040]go_back为当车辆当前处在非导航车道情况下，是否能在转向停止线之前变道回来；若能在转向停止线之前变道回来，goback＝0，若不能，goback＝1，其中go_back具体计算方法如下：
[0041][0042]上式中，v_target为期望车速，t为超车时间估计值，d_d为通过高精度地图获取的当前车辆车头距离换道停止线的距离，n表示最迟在换道停止线之前n米结束换道；
[0043]取cost(i)的最小值对应的车道，将其作为最终选取的可变车道进行变道。
[0044]结合上述第五种情况，在其可能发生的任意一种情况下的第六种情况为，若cost(i)对应的可变车道是左侧或右侧车道，则决策向可变车道进行变道；若cost(i)对应的车道是当前车道，则维持原车道行驶，进一步决策如下：
[0045]当前车道在导航车道，则跟随前车；
[0046]当前车道不在导航车道，则在临近停止线处减速停车，等待时机变道。
[0047]结合上述第二至六种情况的其中任意一项，在其可能发生的任意一种情况下的第七种情况为，所述目标车速为60％，d0取值为5米，kv取值为
‑
2，k_back取值为2，k1取值为1，k2取值为1.5，k3取值为1，k4取值为1.5，k5取值为1，t取值为4秒，n取值为2。
[0048]作为第二方面，本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶变道决策的方法，其特征在于，所述步骤包括：S1，系统启动后，获取车辆的位置，匹配出最近初始可变车道并驶入；S2，获取车辆实时工况，判断是否满足变道条件，如果满足，则提请变道请求；S3，根据预设车道筛选策略筛选出可变车道数量；S4，计算每个可变车道的换道代价值，选取换道代价最小的可变车道，执行变道操作。2.根据权利要求1所述的一种自动驾驶变道决策的方法，其特征在于，所述步骤S1包括；通过高精度地图及高精度定位，获取自动驾驶车辆当前位置及与车道的对应关系；计算距离当前车辆所处中心线最近的车道中心线，将该车道作为初始可变车道，驶入所述初始可变车道。3.根据权利要求1或2所述的一种自动驾驶变道决策的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：自动驾驶行驶的过程中，满足预设条件之一，发出变道请求；其中，所述预设条件为：前车车速<目标车速，且持续预设时间；不在规划的导航车道上。4.根据权利要求3所述的一种自动驾驶变道决策的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：根据预设车道筛选策略筛选出可变车道，其所述预设车道筛选策略为：当前的交通管制策略允许车辆从当前车道变道至可变车道；可变车道的前、后车距离满足预设安全距离。5.根据权利要求4所述的一种自动驾驶变道决策的方法，其特征在于，步骤S3所述交通管制策略为可变车道与当前车道之间的车道线为虚线；步骤S3所述可变车道的前、后车距离满足预设安全距离为：front_dist≥safe_dist且back_dist≥safe_dist；其中safe_dist为预设安全距离，其计算公式为：safe_dist＝kv*(v_front
‑
v_back)+d0+k_back*v_back；front_dist为可变车道的前车距离，若无前车，则front_dist＝D_lim_f，D_lim_f表示为传感器前向扫描障碍物的最远探测距离；back_dist为可变车道的后车距离项，若无后车，则back_dist＝D_limt_b，D_lim_b表示为传感器后向扫描障碍物的最远探测距离；上述公式对前、后车的安全距离通用，当计算前车的安全距离时，v_front表示为可变车道前车车速，v_back表示自车车速，当计算后车的安全距离时，v_front表示为自车车速，v_back表示为可变车道后车车速；d0为预设的最小安全距离，即两车车速相对稳定时的间距；kv为预设的碰撞时间系数；k_back为预设的安全系数。6.根据权利要求5所述的一种自动驾驶变道决策的方法，其特征在于，步骤S4所述计算每个可变车道的权重值为：筛选出的可变车道数为i，且每个可变车道都有代价函数cost(i)来表示每个车道换道<...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊胜健，鲁若宇，江辉，李杰，田小青，
申请(专利权)人：东风悦享科技有限公司，
类型：发明
国别省市：