一种自动驾驶方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种自动驾驶方法及系统，首先获取机动车车体参数、机动车车速与机动车最佳转向角间的对应关系并存储所述对应关系；当最优机动策略为车道切换、超车和转向行驶机动操作时调整机动车行驶状态至理想状态；之后获取机动车车速和机动车前后轮轴距；将机动车车速与所述对应关系进行比对，获取机动车最佳转向角；根据机动车最佳转向角和机动车前后轮轴距，获取机动车转弯半径；最后根据机动车最佳转向角和机动车转弯半径即可规划出车道切换路径轨迹。因此，本发明专利技术提供了一种能够根据最优机动策略准确规划出机动车在自动驾驶状态下的车道切换路径轨迹的自动驾驶方法及系统，为机动车自动驾驶提供了最为准确的参考依据。

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶方法及系统
本专利技术涉及一种自动驾驶方法及系统。具体地说是一种应用于机动车自动驾驶领域的自动驾驶方法及系统。
技术介绍
随着机动车数量的快速增长，城市面临的交通压力也越来越大。但是道路的拓宽受到城市规划和建筑环境的限制，难以跟随机动车增长速度实现线性增长，使得交通拥挤已成为大中城市必然要面对的难题。因此如何在当前道路情况下，提高道路行车容量已成为当前机动车技术和交通发展的重点研究方向。以自动驾驶和智能辅助驾驶技术为基础的机动车列车技术能够有效提高道路机动车容量和流量，进而保障道路的通畅。并且机动车自动驾驶技术对于帮助驾驶员减轻疲劳，提高安全性能也具有明显的实用价值。现有的机动车自动驾驶技术，借助雷达系统、超声波系统和/或摄像头系统来检测机动车前方、后方和两侧的行车环境并计算出车道、道路类型和/或机动车、行人和/或障碍物等信息以及其它与驾驶相关的数据，例如机动车的车道和转向等数据，并将获取的所述与驾驶相关的数据作为机动车自动驾驶过程中的参考数据。但机动车的自动驾驶在直线路径中的实现比较简单，而在复杂路况和道路较拥挤的情况时，机动车经常无法一直保持直线的行驶机动，因此，机动车需要具备自动道路切换、自动超车和自动转向等机动操作功能才能实现机动车在复杂路况下的自动驾驶。公告号为CN103171439A，专利技术名称为“自动驾驶系统的行为预测”的专利技术专利申请，公布了一种机动车驾驶员辅助系统，该机动车驾驶员辅助系统借助检测装置来检测机动车周围环境对应的当前环境数据，之后基于当前环境数据规划并执行行驶机动，并将当前所执行的行驶机动通过显示器显示，供机动车驾驶员参考是否可自动由驾驶员辅助系统执行所规划的行驶机动。但该专利申请只是提供了一种机动车自动驾驶中规划出最优机动策略的方法，但如何根据所述最优机动策略来准确规划出机动车行驶的路径轨迹在该专利申请中并未提及。在机动车自动驾驶领域，规划出最优机动策略固然重要，但只有根据最优机动策略准确规划出机动车行驶的路径轨迹，才能实现在复杂路况和道路较拥挤的情况下的真正意义上的自动驾驶。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于在机动车自动驾驶领域，无法根据最优机动策略准确规划出机动车行驶的路径轨迹，从而提供一种能够根据最优机动策略准确规划出机动车行驶的路径轨迹的自动驾驶方法及系统。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：本专利技术提供了一种自动驾驶方法，包括如下步骤：获取机动车车体参数、机动车车速与机动车最佳转向角间的对应关系并存储所述对应关系；判断最优机动策略是否为车道切换、超车和转向行驶机动操作，若是，则调整机动车行驶状态至理想状态；获取机动车车速和机动车前后轮轴距；将机动车车速与所述对应关系进行比对，获取机动车最佳转向角；根据机动车最佳转向角和机动车前后轮轴距，获取机动车转弯半径；根据机动车最佳转向角和机动车转弯半径规划出车道切换路径轨迹。本专利技术所述的自动驾驶方法，所述调整机动车行驶状态至理想状态的步骤包括如下步骤：获取标准车道宽度；根据标准车道宽度将机动车调整至车道中间位置，并保持机动车匀速状态下行驶。本专利技术所述的自动驾驶方法，还包括如下步骤：生成机动操作命令，控制机动车按照所述车道切换路径轨迹进行车道切换、超车和转向行驶机动操作。本专利技术所述的自动驾驶方法，还包括如下步骤：检测机动车行车环境并生成相应的环境参数；根据所述环境参数规划出所述最优机动策略。本专利技术所述的自动驾驶方法，所述检测机动车行车环境并生成相应的环境参数的步骤包括如下步骤：检测道路车道行车边界、机动车行驶方向、车道前后左右的障碍物、机动车和行人的距离和位置、道路类型、交通标志以及交通标志清晰度和气候情况；根据检测结果生成相应的环境参数并输出；所述根据所述环境参数规划出所述最优机动策略的步骤中，当所述环境参数显示适宜进行车道切换、超车和转向行驶机动操作时，所述最优机动策略即为车道切换、超车和转向行驶机动操作；当所述环境参数显示不适宜进行车道切换、超车和转向行驶机动操作时，所述最优机动策略即为直线行驶。本专利技术所述的自动驾驶方法，还包括如下步骤：当机动车行驶至切换车道的行车边界时，将记录的机动车车体偏移角度与所述最佳转向角进行比对，将机动车进行车道切换、超车和转向行驶机动操作时的行驶路程与所述车道切换路径轨迹进行比对，若所述车体偏移角度大于所述最佳转向角，且所述行驶路程与所述车道切换路径轨迹有偏差时，进行报警提示。本专利技术所述的自动驾驶方法，还包括如下步骤：当检测的所述环境参数为不可信或不可执行的环境参数时，进行报警提示机动车驾驶员干预行驶机动；当检测到机动车驾驶员疲劳驾驶时，进行报警提示切换到自动驾驶模式。本专利技术还提供了一种自动驾驶系统，包括：对应关系存储模块，用于获取并存储机动车车体参数、机动车车速与机动车最佳转向角间的对应关系；行驶机动控制模块，用于调整机动车行驶状态，并在最优机动策略为车道切换、超车和转向行驶机动操作时，调整机动车行驶状态至理想状态；车体信息采集模块，用于采集机动车运行状态信息，所述机动车运行状态信息包括机动车车速信息和机动车前后轮轴距；中央处理控制模块，其包括路径轨迹生成单元；所述路径轨迹生成单元，在机动车行驶状态调整至理想状态后，从所述车体信息采集模块获取机动车车速和机动车前后轮轴距；从所述对应关系存储模块获取所述对应关系；所述路径轨迹生成单元将机动车车速与所述对应关系进行比对，获取机动车最佳转向角，根据机动车最佳转向角和机动车前后轮轴距，获取机动车转弯半径，根据机动车最佳转向角和机动车转弯半径规划出车道切换路径轨迹。本专利技术所述的自动驾驶系统，所述行驶机动控制模块包括信息获取模块和机动控制模块；所述信息获取模块用于获取最优机动策略；所述机动控制模块，从所述信息获取模块获取所述最优机动策略，并在最优机动策略为车道切换、超车和转向行驶机动操作时，获取标准车道宽度，并根据标准车道宽度将机动车调整至车道中间位置，并保持机动车匀速状态下行驶。本专利技术所述的自动驾驶系统，所述中央处理控制模块还包括命令生成单元，用于根据从所述路径轨迹生成单元获取的所述车道切换路径轨迹，生成相应的机动操作命令；所述信息获取模块还用于从所述命令生成单元获取所述机动操作命令；所述机动控制模块，还用于根据从所述信息获取模块获取的所述机动操作命令控制机动车按照所述车道切换路径轨迹进行车道切换、超车和转向行驶操作。本专利技术所述的自动驾驶系统，还包括：环境数据检测模块，用于检测机动车行驶环境并根据检测到的机动车行驶环境生成相应的环境参数；所述中央处理控制模块还包括策略生成单元，根据从所述环境数据检测模块获取的所述环境参数以及从所述车体信息采集模块获取的所述机动车运行状态信息规划出最优行驶机动策略。本专利技术所述的自动驾驶系统，所述环境数据检测模块包括图像获取单元、超声波探测单元以及雷达探测单元；所述图像获取单元，接收安装于机动车的正前方、正后方和左右两侧的多个数字摄像头检测的图像信息，从所述图像信息中提取包括道路车道行车边界、机动车行驶方向、车道前后左右的障碍物、机动车和行人的距离和位置、道路类型、交通标志以及交通标志清晰度和气候情况的信息；所述超声波探测单元接收安装于机动车的正前方、正后方和左右两侧的多个超声波探头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动驾驶方法，其特征在于，包括如下步骤：获取机动车车体参数、机动车车速与机动车最佳转向角间的对应关系并存储所述对应关系；判断最优机动策略是否为车道切换、超车和转向行驶机动操作，若是，则调整机动车行驶状态至理想状态；获取机动车车速和机动车前后轮轴距；将机动车车速与所述对应关系进行比对，获取机动车最佳转向角；根据机动车最佳转向角和机动车前后轮轴距，获取机动车转弯半径；根据机动车最佳转向角和机动车转弯半径规划出车道切换路径轨迹。

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶方法，其特征在于，包括如下步骤：获取机动车车体参数、机动车车速与机动车最佳转向角间的对应关系并存储所述对应关系；判断最优机动策略是否为车道切换、超车和转向行驶机动操作，若是，则调整机动车行驶状态至理想状态，所述调整机动车行驶状态至理想状态包括调整机动车至车道中间位置；获取机动车车速和机动车前后轮轴距；将机动车车速与所述对应关系进行比对，获取机动车最佳转向角；根据机动车最佳转向角和机动车前后轮轴距，获取机动车转弯半径；根据机动车最佳转向角和机动车转弯半径规划出车道切换路径轨迹。2.根据权利要求1所述的自动驾驶方法，其特征在于：所述调整机动车行驶状态至理想状态的步骤包括如下步骤：获取标准车道宽度；根据标准车道宽度将机动车调整至车道中间位置，并保持机动车匀速状态下行驶。3.根据权利要求1所述的自动驾驶方法，其特征在于，还包括如下步骤：生成机动操作命令，控制机动车按照所述车道切换路径轨迹进行车道切换、超车和转向行驶机动操作。4.根据权利要求1所述的自动驾驶方法，其特征在于，还包括如下步骤：检测机动车行车环境并生成相应的环境参数；根据所述环境参数规划出所述最优机动策略。5.根据权利要求4所述的自动驾驶方法，其特征在于：所述检测机动车行车环境并生成相应的环境参数的步骤包括如下步骤：检测道路车道行车边界、机动车行驶方向、车道前后左右的障碍物、机动车和行人的距离和位置、道路类型、交通标志以及交通标志清晰度和气候情况；根据检测结果生成相应的环境参数并输出；所述根据所述环境参数规划出所述最优机动策略的步骤中，当所述环境参数显示适宜进行车道切换、超车和转向行驶机动操作时，所述最优机动策略即为车道切换、超车和转向行驶机动操作；当所述环境参数显示不适宜进行车道切换、超车和转向行驶机动操作时，所述最优机动策略即为直线行驶。6.根据权利要求1-5任一所述的自动驾驶方法，其特征在于，还包括如下步骤：当机动车行驶至切换车道的行车边界时，将记录的机动车车体偏移角度与所述最佳转向角进行比对，将机动车进行车道切换、超车和转向行驶机动操作时的行驶路程与所述车道切换路径轨迹进行比对，若所述车体偏移角度大于所述最佳转向角，且所述行驶路程与所述车道切换路径轨迹有偏差时，进行报警提示。7.根据权利要求4或者5所述的自动驾驶方法，其特征在于，还包括如下步骤：当检测的所述环境参数为不可信或不可执行的环境参数时，进行报警提示机动车驾驶员干预行驶机动；当检测到机动车驾驶员疲劳驾驶时，进行报警提示切换到自动驾驶模式。8.一种自动驾驶系统，其特征在于，包括：对应关系存储模块(1)，用于获取并存储机动车车体参数、机动车车速与机动车最佳转向角间的对应关系；行驶机动控制模块(2)，用于调整机动车行驶状态，并在最优机动策略为车道切换、超车和转向行驶机动操作时，调整机动车行驶状态至理想状态，所述调整机动车行驶状态至理想状态包括调整机动车至车道中间位置；车体信息采集模块(3)，用于采集机动车运行状态信息，所述机动车运行状态信息包括机动车车速信息和机动车前后轮轴距；中央处理控制模块(4)，其包括路径轨迹生成单元(41)；所述路径轨迹生成单元(41)，在机动车行驶状态调整至理想状态后，从所述车体信息采集模块(3)获取机动车车速和机动车前后轮轴距；从所述对应关系存储模块(1)获取所述对应关系；所述路径轨迹生成单元(41)将机动车车速与所述对应关系进行比对，获取机动车最佳转向角，根据机动车最佳转向角和机动车前后轮轴距，获取机动车转弯半径，根据机动车最佳转向角和机动车转弯半径规划出车道切换路径轨迹。9.根据权利要求8所述的自动驾驶系统，其特征在于：所述行驶机动控制模块(2)包括信息获取模块(21)和机动控制模块(22)；所述信息获取模块(21)用于获取最优机动策略；所述机动控制模块(22)，从所述信息获取模块(21)获取所述最优机动策略，并在最优机动策略为车道切换、超车和转向行驶机动操作时，获取标准车道宽度，并根据标准车道宽度将机动车调整至车道中间位置，并保持机动车匀速状态下行驶。10.根据权利要求9所述的自动驾驶系统，其特征在于：所述中央处理控制模块(4)还包括命令生成单元(42)，用于根据从所述路径轨迹生成单元(41)获取的所述车道切换路径轨迹，生成相应的机动操作命令；所述信息获取模块(21)还用于从所述命令生成单元(42)获取所述机动操作命令；所述机动控制模块(22)，还用于根据从所述信息获取模块(21)获取的所述机动操作命令控制机动车...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刚，汪明，徐国卿，张琦，常明，宫凯，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：