一种自动驾驶冗余功能的轨迹合理性校验方法技术

本发明专利技术公开一种自动驾驶冗余功能的轨迹合理性校验方法，在智能驾驶控制器的芯片内部署一个校验轨迹的冗余模块；基于当前的车辆行驶状态，该冗余模块根据智能驾驶控制器的关键输入信号、过程信号和输出指令依次按检查输入信号、车道线校验、对中判定、侧方碰撞判定进行校验；如果检验通过，则重复循环此过程；如果任何一个环节检验失败，则向整车功能冗余模块发出信息，由整车功能冗余模块根据校验不通过的原因进行分等级处理，选择不同的保证车辆安全的策略。的策略。的策略。

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶冗余功能的轨迹合理性校验方法


[0001]本专利技术涉及L3级车辆智能驾驶控制，具体涉及一种自动驾驶冗余功能的轨迹合理性校验方法。属于车联网、智能驾驶


技术介绍

[0002]当前移动互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能为代表的信息计算的运用促进社会向智能化发展，汽车交通领域智能化成为科技发展的必然趋势，高级驾驶辅助系统ADAS（Advanced Driver Assistance System）是汽车领域创新应用的重点。目前汽车自动化分为5个等级，其中L3级智能驾驶为有条件智能驾驶。L3级智能驾驶运行过程中用户以适当的方式执行动态驾驶任务接管。
[0003]智能驾驶算法开发过程中需要基于功能安全的前提进行开发。例如，CN202110025079.3公开一种车辆行驶轨迹预测和轨迹偏离危险度评估的系统与方法，基于车辆动力学模型，设计传感器滤波融合估计算法和卡尔曼预报器，估计、预测车辆的运动和位姿；结合目标轨迹，根据实际轨迹控制器设计预测用的轨迹控制算法、预测下一步控制动作，输入卡尔曼预报器，获得下一步预测结果，然后估计和预测车辆模型干扰，进一步修正轨迹预测结果，并重复直至完成剩余步数的轨迹预测；根据车辆位姿预测和目标轨迹，计算车辆角点与目标轨迹车道线距离的预测值与预测误差的方差，评估得到车辆轨迹偏离危险度。该方案可克服传统算法限定条件严格、未考虑闭环控制引起的准确度不足，提高车辆轨迹预测精度，得到的轨迹偏离危险度可用于自动驾驶紧急干预的依据。又如，CN202110873920.4公开一种基于车辆转弯半径的车道线校验方法、系统及车辆，方案是通过收集传感器、本车信息数据，利用本车信息动态计算车辆转弯半径，在转弯半径上取若干个点，拟合成三次曲线，对比拟合出的三次曲线与传感器输出或地图获取的差异，作为合理性校验依据，根据合理性校验依据，形成一套方法，提升车道线适应性、鲁棒性，由此解决自动驾驶车辆视觉检测车道线不准、地图地位不准时，传感器输出的车道线误差大，无法满足控制需求的问题。
[0004]然而，现有技术没有针对轨迹进行合理性校验的方案；因此，如何精准对智能驾驶汽车轨迹合理性校验，及时识别出潜在的危险状态使系统进入安全状态，以保证智能驾驶的安全性是本领域技术人员急待解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种自动驾驶冗余功能的轨迹合理性校验方法，以精准对智能驾驶汽车的轨迹进行合理性校验。
[0006]实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种自动驾驶冗余功能的轨迹合理性校验方法，在智能驾驶控制器的芯片内部署一个校验轨迹的冗余模块；基于当前的车辆行驶状态，该冗余模块根据智能驾驶控制器的关键输入信号、过程信号和输出指令依次按检查输入信号、车道线校验、对中判定、侧方碰
撞判定进行校验；如果检验通过，则重复循环此过程；如果任何一个环节检验失败，则向整车功能冗余模块发出信息，由整车功能冗余模块根据校验不通过的原因进行分等级处理，选择不同的保证车辆安全的策略：发出故障报警，并提示驾驶员接管；故障等级高的话会执行紧急停车，并亮起双闪；如果驾驶员接管车辆，功能冗余模块将退出安全状态，不再干预驾驶；当控制器发生硬件故障或者控制器关键信号超出安全允许范围，整车功能冗余模块将接替主功能执行安全措施，使车辆进入安全状态。
[0007]进一步，所述冗余模块对智能驾驶控制器的关键输入信号、过程信号和输出指令进行校验计算，包括对传感器信息、故障状态、整车信息状态和驾驶员行为状态信息；基于当前的车辆行驶状态，对智能驾驶控制器输出的横向、纵向控制指令进行校验，判断方向盘转速是否过大，在本车道前方有目标时，是否还有加速请求没有保持一定的安全距离等。
[0008]进一步，所述校验轨迹的冗余模块自上电后启动，实时监控主功能的运行状态和芯片工作状态。
[0009]进一步，所述冗余模块校验方法，包括输入信号检查、车道线校验、对中判定和侧方碰撞判定；其中任一校验不通过，则校验失败，不再进行下一步的校验，然后重新开始校验。
[0010]本专利技术自动驾驶冗余功能的轨迹合理性校验方法，具体包括如下步骤：S1、校验轨迹的冗余模块上电后轨迹合理性校验进入初始化状态，此时不进行校验；S2、输入信号检查：包括原始车道线、融合车道线、路沿、护栏的车道线到本车横向偏置距离、车道线与本车夹角、车道线曲率、车道线曲率变化率检查；当超过一定的有效范围，其中任一信号检查不通过，则校验失败，不进行后续的检查校验；输入信号检查还包括对最终输出轨迹的方程系数范围检查，检查最大最小值、变化率限值、故障等；其中任一信号检查超过一定的范围则校验失败，不进行后续的检查校验。
[0011]S3、车道线校验：先进行原始车道线和融合车道线的有效性检查；具体为：S31、比较原始左车道线的近端横向距离(车道线到本车横向偏置距离)和融合生成的左车道线的近端横向距离(车道线到本车横向偏置距离)的差值的绝对值是否小于设定值；如果小于，则该条件满足；S32、基于原始左车道线远端端纵向距离和融合生成的左车道线可视距离的最小值，根据车道线方程分别得出原始左车道线和融合生成的左车道线的远端横向距离；判断两者的差值的绝对值满足小于设定值；如果小于，则该条件满足；S33、比较原始右车道线的近端横向距离（车道线到本车横向偏置距离)和融合生成的右车道线的近端横向距离(车道线到本车横向偏置距离)的差值的绝对值是否小于设定值；如果小于，则该条件满足；S34、基于原始右车道线远端端纵向距离和融合生成的右车道线可视距离的最小值，根据车道线方程分别得出原始右车道线和融合生成的右车道线的远端横向距离；两者
的差值的绝对值满足小于一定值；如果小于则该条件满足。
[0012]S35、 如果S31和S32或者S33和S34同时满足，则车道线校验通过；然后进行对中判定；如果不同时满足，持续一定时间后车道线校验失败，然后重新进入初始化状态再次开始校验。
[0013]S4、对中判定：计算轨迹上点到车道线两边距离之差是否在允许范围内；取三个点分别为车道线到本车横向偏置距离A0， min{融合左车道线可视距离，融合右车道线可视距离}/2为A1， min{融合左车道线可视距离，融合右车道线可视距离}/3为 A2；具体为：S41、分别计算轨迹方程的车道线A0值和融合生成的左右车道线方程的A0值的差值的绝对值；比较距离之差是否小于一定值；如果小于，则该条件满足；S42、基于A1，分别计算轨迹方程的横向位移和融合生成的左右车道线方程的横向位移的差值的绝对值；比较距离之差是否在一定范围内；如果小于，则该条件满足；S43、基于A2，分别计算轨迹方程的横向位移和融合生成的左右车道线方程的横向位移的差值的绝对值；比较距离之差是否在一定范围内；如果小于则该条件满足；S44、如果S41、S42、S43同时成立，对中判定通过；然后进行侧方碰撞判定；如果不同时满足，持续一定时间后对中判定失败；然后重新进入初始化状态再次开始校验。
[0014本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶冗余功能的轨迹合理性校验方法，其特征在于，在智能驾驶控制器的芯片内部署一个校验轨迹的冗余模块；基于当前的车辆行驶状态，该冗余模块根据智能驾驶控制器的关键输入信号、过程信号和输出指令依次按检查输入信号、车道线校验、对中判定、侧方碰撞判定进行校验；如果检验通过，则重复循环此过程；如果任何一个环节检验失败，则向整车功能冗余模块发出信息，由整车功能冗余模块根据校验不通过的原因进行分等级处理，选择不同的保证车辆安全的策略：发出故障报警，并提示驾驶员接管；故障等级高的话会执行紧急停车，并亮起双闪；如果驾驶员接管车辆，功能冗余模块将退出安全状态，不再干预驾驶；当控制器发生硬件故障或者控制器关键信号超出安全允许范围，整车功能冗余模块将接替主功能执行安全措施，使车辆进入安全状态。2.根据权利要求1所述自动驾驶冗余功能的轨迹合理性校验方法，其特征在于，所述冗余模块对智能驾驶控制器的关键输入信号、过程信号和输出指令进行校验计算，包括对传感器信息、故障状态、整车信息状态和驾驶员行为状态信息；基于当前的车辆行驶状态，对智能驾驶控制器输出的横向、纵向控制指令进行校验，判断方向盘转速是否过大，在本车道前方有目标时，是否还有加速请求和保持一定的安全距离。3.根据权利要求1所述自动驾驶冗余功能的轨迹合理性校验方法，其特征在于，所述冗余模块自上电后启动，实时监控主功能的运行状态和芯片工作状态。4.根据权利要求1所述自动驾驶冗余功能的轨迹合理性校验方法，其特征在于，所述冗余模块的校验方法，包括输入信号检查、车道线校验、对中判定和侧方碰撞判定；其中任一校验不通过，则校验失败，不再进行下一步的校验，然后重新开始校验。5.根据权利要求1所述自动驾驶冗余功能的轨迹合理性校验方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、校验轨迹的冗余模块上电后轨迹合理性校验进入初始化状态，此时不进行校验；S2、输入信号检查：包括原始车道线、融合车道线、路沿、护栏的车道线到本车横向偏置距离、车道线与本车夹角、车道线曲率、车道线曲率变化率检查；当超过一定的有效范围，其中任一信号检查不通过，则校验失败，不进行后续的检查校验；S3、车道线校验：先进行原始车道线和融合车道线的有效性检查；S4、对中判定：计算轨迹上点到车道线两边距离之差是否在允许范围内；取三个点分别为车道线到本车横向偏置距离A0， min{融合左车道线可视距离，融合右车道线可视距离}/2为A1， min{融合左车道线可视距离，融合右车道线可视距离}/3为 A2；S5、侧方碰撞判定。6.根据权利要求5所述自动驾驶冗余功能的轨迹合理性校验方法，其特征在于，所述S2输入信号检查，包括对最终输出轨迹的方程系数范围检查，检查最大最小值、变化率限值、故障等；其中任一信号检查超过一定的范围则校验失败，不进行后续的检查校验。7.根据权利要求5所述自动驾驶冗余功能的轨迹合理性校验方法，其特征在于，所述S3车道线校验方法，具体包括：S31、比较原始左车道线的近端横向距离和融合生成的左车道线的近端横向距离的差值的绝对值是否小于设定值；如果小于，则该条件满足；
S32、基于原始左车道线远端端纵向距离和融合生成的左车道线可视距离的最小值，根据车道线方程分别得出原始左车道线和融合生成的左车道线的远端横向距离；判断两者的差值的绝对值满足小于设定值；如果小于，则该条件满足；S33、比较原始右车道线的近端横向距离和融合生成的右车道线的近端横向距离的差值的绝对值是否小于设定值；如果小于，则该条件满足；S34、基于原始右车道线远端端纵向距离和融合生成的右车道线可视距离的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯国雨，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：