窄路掉头方法技术

本发明专利技术提供了一种窄路掉头方法，包括：控制车辆进行窄路掉头，其控制方法包括：根据车辆的运行情况利用有限状态机决策控制车辆进入状态流转，状态流转包括依次触发的前进状态、第一切换状态、倒退状态和第二切换状态；当车辆处于前进状态时，控制车辆以第一预设速度前行，并控制车辆在第一预设方向保持最大转角；当车辆处于第二切换状态时，控制车辆由倒档切换至前进挡，并判断车辆是否完成掉头；当判断车辆完成掉头后，控制车辆跳出状态流转；当判断车辆未完成掉头后，控制车辆向第一预设方向转动至最大转角并再次进入状态流转。通过本发明专利技术提供的技术方案，能够解决现有技术中的窄路掉头易出现失败的技术问题。窄路掉头易出现失败的技术问题。窄路掉头易出现失败的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
窄路掉头方法


[0001]本专利技术涉及自动驾驶
，具体而言，涉及一种窄路掉头方法。

技术介绍

[0002]目前，智能汽车是汽车产业和人工智能、大数据、物联网、计算机等高新技术融合的产物，自动驾驶是汽车服务和交通领域发展的主要方向。为了方便自动驾驶算法设计师更方便地开发和测试，各大主机厂的电控汽车一般配备底盘域控制器，负责如何将上层算法的控制指令转换为车辆信号，与被控车辆进行交互，例如，如何请求进入自动驾驶、进入自动驾驶需要发哪些信号控制转向等，这些都有明确的协议解释和支撑。这样，不同等级的自动驾驶系统可以不同程度的取代人类驾驶者，接管车辆的油门、刹车和方向盘，对车辆进行相应的横向和纵向控制。
[0003]窄路掉头是自动驾驶众多场景中比较富有挑战性的典型场景，尤其对L4级以上的智能汽车，窄路掉头是自动驾驶城市工况中不能缺少的功能。城市道路路况复杂，即使有高精地图的支持，由于交通管制、施工等影响，自动驾驶车辆在执行行车任务过程中可能存在导航失败、需要在狭窄道路上完成掉头返回的情况。另一方面，窄路掉头和自动泊车有相似之处，即要想完成此项功能，是需要前向行进和后向倒退交替进行，同时档位和转向紧密配合，这种特性决定窄路掉头和其他自动驾驶功能相比，更加复杂，需要设计的更为全面。现有技术中关于窄路掉头的一般思路是单一利用规划的某类算法，生成一条满足车辆运动学约束的前进后退曲线。
[0004]然而，在实际的窄路掉头场景中，对现有规划算法有很大的制约性，受道路边界、可通行区域以及迭代次数的限制等，极有可能造成无法求解的情况，导致窄路掉头功能失败。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种窄路掉头方法，以解决现有技术中的窄路掉头易出现失败的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种窄路掉头方法，包括：
[0007]获取车辆处于窄路掉头场景的信号；
[0008]控制车辆进行窄路掉头，其控制方法包括：根据车辆的运行情况利用有限状态机决策控制车辆进入状态流转，状态流转包括依次触发的前进状态、第一切换状态、倒退状态和第二切换状态；当车辆处于前进状态时，控制车辆以第一预设速度前行，并控制车辆在第一预设方向保持最大转角；当车辆处于第一切换状态时，控制车辆在原地向第二预设方向转动至最大转角，并控制车辆由前进挡切换至倒档；当车辆处于倒退状态时，控制车辆以第二预设速度后退，并控制车辆在第二预设方向保持最大转角；
[0009]其中，当车辆处于第二切换状态时，控制车辆由倒档切换至前进挡，并判断车辆是否完成掉头；当判断车辆完成掉头后，控制车辆跳出状态流转；当判断车辆未完成掉头后，
控制车辆向第一预设方向转动至最大转角并再次进入状态流转。
[0010]进一步地，判断车辆是否完成掉头的方法，包括：
[0011]根据车辆在第二切换状态时所处的位置，利用路径规划模块对车辆的前向路径进行规划；
[0012]当路径规划模块无法规划出车辆的前向路径时，判断车辆未完成掉头；
[0013]当路径规划模块规划出车辆的前向路径后，利用碰撞检测模块对规划出的车辆的前向路径进行碰撞判断；当判断出前向路径有碰撞风险时，判断车辆未完成掉头；当判断出前向路径没有碰撞风险时，判断车辆完成掉头。
[0014]进一步地，利用碰撞检测模块对规划出的车辆的前向路径进行碰撞判断的方法，包括：
[0015]利用碰撞检测模块计算车辆的前向路径的扫掠区域是否与道路边界有碰撞风险；其中，扫掠区域为车辆在前向路径行驶时车身所覆盖的区域。
[0016]进一步地，当车辆处于前进状态时，窄路掉头方法还包括：
[0017]根据车辆的运行情况判断是否有碰撞风险；
[0018]当判定出现碰撞风险时，控制车辆终止前进状态并进入第一切换状态；
[0019]当判定没有碰撞风险时，控制车辆继续保持前进状态。
[0020]进一步地，根据车辆的运行情况判断是否有碰撞风险的方法，包括：
[0021]获取车辆的位姿信息和道路边界，并根据车辆的位姿信息计算车辆的车头的位置；车辆的定位由高精定位模块提供，道路边界由高精地图提供；
[0022]根据车头的位置和道路边界，利用碰撞检测模块计算车头与靠近车头一侧的道路边界的实际距离；
[0023]将计算得到的实际距离与阈值距离进行比较；当计算得到的实际距离大于阈值距离时，判断没有碰撞风险；当计算得到的实际距离大于阈值距离时，判断存在碰撞风险。
[0024]进一步地，当车辆处于倒退状态时，窄路掉头方法还包括：
[0025]根据车辆的运行情况判断是否有碰撞风险；
[0026]当判定出现碰撞风险时，控制车辆终止倒退状态并切换至第二切换状态；
[0027]当判定没有碰撞风险时，控制车辆继续保持倒退状态。
[0028]进一步地，根据车辆的运行情况判断是否有碰撞风险的方法，包括：
[0029]获取车辆的位姿信息和道路边界，并根据车辆的位姿信息计算车辆的车尾的位置；车辆的定位由高精定位模块提供，道路边界由高精地图提供；
[0030]根据车尾的位置和道路边界，利用碰撞检测模块计算车尾与靠近车尾一侧的道路边界的实际距离；
[0031]将计算得到的实际距离与阈值距离进行比较；当计算得到的实际距离大于阈值距离时，判断没有碰撞风险；当计算得到的实际距离大于阈值距离时，判断存在碰撞风险。
[0032]进一步地，当车辆处于第一切换状态时，控制车辆向第二预设方向以最大转速转动至最大转角；和/或，
[0033]当车辆处于第二切换状态时，在判断车辆未完成掉头后，控制车辆向第一预设方向以最大转速转动至最大转角。
[0034]进一步地，窄路掉头方法还包括：
[0035]获取车辆处于第一切换状态的停留时间T1，将车辆处于第一切换状态的停留时间T1与车辆的预设停留时间T0进行比较；当T1≥T0时，控制车辆终止第一切换状态并切换至倒退状态；当T1＜T0时，控制车辆继续维持在第一切换状态。
[0036]进一步地，控制车辆向第一预设方向转动至最大转角并再次进入状态流转的方法，包括：
[0037]获取车辆处于第二切换状态的停留时间T2，将车辆处于第二切换状态的停留时间T2与车辆的预设停留时间T0进行比较；当T2≥T0时，控制车辆终止第二切换状态并切换至倒退状态；当T2＜T0时，控制车辆继续维持在第二切换状态。
[0038]进一步地，在获取车辆处于窄路掉头场景的信号之前，窄路掉头方法包括：
[0039]判断车辆所处的路宽是否为窄路；
[0040]当车辆所处的路宽为窄路时，判定车辆是否到达当前导航路径的终点；当车辆到达当前导航路径的终点且下一导航路径为相邻对象车道时，或者当车辆未到达当前导航路径的终点但前方不可通行时，激活窄路掉头功能。
[0041]应用本专利技术的技术方案，通过利用有限状态机决策能够便于使得车辆在前进状态、第一切换状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种窄路掉头方法，其特征在于，包括：获取车辆处于窄路掉头场景的信号；控制所述车辆进行窄路掉头，其控制方法包括：根据所述车辆的运行情况利用有限状态机决策控制所述车辆进入状态流转，所述状态流转包括依次触发的前进状态、第一切换状态、倒退状态和第二切换状态；当所述车辆处于所述前进状态时，控制所述车辆以第一预设速度前行，并控制所述车辆在第一预设方向保持最大转角；当所述车辆处于所述第一切换状态时，控制所述车辆在原地向第二预设方向转动至最大转角，并控制所述车辆由前进挡切换至倒档；当所述车辆处于所述倒退状态时，控制所述车辆以第二预设速度后退，并控制所述车辆在第二预设方向保持最大转角；其中，当所述车辆处于所述第二切换状态时，控制所述车辆由所述倒档切换至所述前进挡，并判断所述车辆是否完成掉头；当判断所述车辆完成掉头后，控制所述车辆跳出所述状态流转；当判断所述车辆未完成掉头后，控制所述车辆向所述第一预设方向转动至最大转角并再次进入所述状态流转。2.根据权利要求1所述的窄路掉头方法，其特征在于，判断所述车辆是否完成掉头的方法，包括：根据所述车辆在第二切换状态时所处的位置，利用路径规划模块对所述车辆的前向路径进行规划；当所述路径规划模块无法规划出所述车辆的前向路径时，判断所述车辆未完成掉头；当所述路径规划模块规划出所述车辆的前向路径后，利用碰撞检测模块对规划出的所述车辆的前向路径进行碰撞判断；当判断出所述前向路径有碰撞风险时，判断所述车辆未完成掉头；当判断出所述前向路径没有碰撞风险时，判断所述车辆完成掉头。3.根据权利要求2所述的窄路掉头方法，其特征在于，利用碰撞检测模块对规划出的所述车辆的前向路径进行碰撞判断的方法，包括：利用碰撞检测模块计算所述车辆的前向路径的扫掠区域是否与道路边界有碰撞风险；其中，所述扫掠区域为所述车辆在前向路径行驶时车身所覆盖的区域。4.根据权利要求1所述的窄路掉头方法，其特征在于，当所述车辆处于所述前进状态时，所述窄路掉头方法还包括：根据所述车辆的运行情况判断是否有碰撞风险；当判定出现碰撞风险时，控制所述车辆终止所述前进状态并进入所述第一切换状态；当判定没有碰撞风险时，控制所述车辆继续保持所述前进状态。5.根据权利要求4所述的窄路掉头方法，其特征在于，根据所述车辆的运行情况判断是否有碰撞风险的方法，包括：获取所述车辆的位姿信息和道路边界，并根据所述车辆的位姿信息计算所述车辆的车头的位置；所述车辆的定位由高精定位模块提供，所述道路边界由高精地图提供；根据所述车头的位置和所述道路边界，利用碰撞检测模块计算所述车头与靠近所述车头一侧的道路边界的实际距离；将计算得到的实际距离与阈值距离进行比较；当计算得到的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，陈志新，尚秉旭，张勇，王洪峰，何柳，张中举，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：