用于自主车辆的基于弹簧系统的变换车道方法技术方案

在一个实施方案中，响应于变换车道的请求，感知自主车辆周围的一个或多个对象。针对所感知的对象中的每个对象，分配虚拟弹簧，以将对象和自主车辆相连接。每个虚拟对象与特定弹簧模型相关联，以基于相关联的对象和自主车辆的相对位置来生成力。将从与一个或多个周围对象对应的一个或多个虚拟弹簧中生成的一个或多个力进行聚合，以生成聚合力。基于聚合力和聚合力的方向，确定自主车辆的一个或多个车道变换参数。

Lane changing method based on spring system for autonomous vehicles

In one embodiment, one or more objects around an autonomous vehicle are perceived in response to requests for lane changes. A virtual spring is allocated to each object in the perceived object to connect the object to the autonomous vehicle. Each virtual object is associated with a specific spring model to generate forces based on the relative position of the associated object and the autonomous vehicle. One or more forces generated from one or more virtual springs corresponding to one or more surrounding objects will be aggregated to form cohesive force. Based on the direction of polymerization force and polymerization force, one or more lane changing parameters of autonomous vehicles are determined.

【技术实现步骤摘要】
用于自主车辆的基于弹簧系统的变换车道方法
本专利技术的实施方案总体涉及操作自主车辆。更具体地，本专利技术的实施方案涉及使用基于弹簧的系统来变换车道。
技术介绍
以自主模式运行(例如，无人驾驶)的车辆可以将乘员、尤其是驾驶员从一些驾驶相关的职责中解放出来。当以自主模式运行时，车辆可以使用车载传感器导航到各种位置，从而允许车辆在最少人机交互的情况下或在一些没有任何乘客的情况下行驶。运动规划和控制是自主驾驶的关键操作。变换车道是自主车辆(也被称为自主驾驶车辆或ADV)的基本功能，以避免障碍物并且提高行程时间效率。然而，安全且有效地进行车道变换是艰巨的任务，因为代替计算当前车道的驾驶状况，自主车辆需要考虑当前车道和目标车道两者的驾驶状况。此外，当前车道与目标车道之间的过渡路径是未知且动态改变的，这增加了做决定的复杂性。另外，需要在该过程期间不断地确定车道变换的状态，从而需要状态之间的复杂逻辑和定位的高准确性。
技术实现思路
本公开提供了一种用于操作自主车辆的计算机实施的方法、一种存储有指令的非暂时性机器可读介质以及一种数据处理系统。根据本公开的一方面，提供了一种用于操作自主车辆的计算机实施的方法，所述方法包括：响应于变换车道的请求，感知自主车辆周围的一个或多个对象；针对所感知的对象中的每个对象，分配连接所述对象和所述自主车辆的虚拟弹簧，其中每个虚拟弹簧与特定弹簧模型相关联，以基于相关联的对象和所述自主车辆的相对位置来生成力；将从与所述一个或多个周围对象对应的一个或多个虚拟弹簧中生成的一个或多个力进行聚合，以生成聚合力；以及基于所述聚合力和所述聚合力的方向来确定所述自主车辆的一个或多个车道变换参数。根据本公开的另一方面，提供了一种存储有指令的非暂时性机器可读介质，所述指令在由处理器执行时致使所述处理器执行操作自主车辆的操作，所述操作包括：响应于变换车道的请求，感知自主车辆周围的一个或多个对象；针对所感知的对象中的每个对象，分配连接所述对象和所述自主车辆的虚拟弹簧，其中每个虚拟弹簧与特定弹簧模型相关联，以基于相关联的对象和所述自主车辆的相对位置来生成力；将从与所述一个或多个周围对象对应的一个或多个虚拟弹簧中生成的一个或多个力进行聚合，以生成聚合力；以及基于所述聚合力和所述聚合力的方向来确定所述自主车辆的一个或多个车道变换参数。根据本公开的再一方面，提供了一种数据处理系统，其包括：处理器；以及存储器，所述存储器联接到所述处理器，以存储指令，所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器执行操作，所述操作包括：响应于变换车道的请求，感知自主车辆周围的一个或多个对象；针对所感知的对象中的每个对象，分配连接所述对象和所述自主车辆的虚拟弹簧，其中每个虚拟弹簧与特定弹簧模型相关联，以基于相关联的对象和所述自主车辆的相对位置来生成力；将从与所述一个或多个周围对象对应的一个或多个虚拟弹簧中生成的一个或多个力进行聚合，以生成聚合力；以及基于所述聚合力和所述聚合力的方向来确定所述自主车辆的一个或多个车道变换参数。附图说明本专利技术的实施方案在附图的各图中以举例而非限制的方式示出，附图中的相同参考数字指示类似元件。图1是示出根据本专利技术一个实施方案的网络化系统的框图。图2是示出根据本专利技术一个实施方案的自主车辆的示例的框图。图3是示出根据本专利技术一个实施方案的与自主车辆一起使用的感知与规划系统的示例的框图。图4是示出根据本专利技术一个实施方案的虚拟弹簧模型的图。图5A和图5B是示出根据本专利技术一个实施方案的由虚拟弹簧建模的车道变换场景的图。图6A和图6B是示出根据本专利技术另一实施方案的由虚拟弹簧建模的车道变换场景的图。图7A和图7B是示出根据本专利技术某些实施方案的由虚拟弹簧建模的车道变换的图。图8是场景示出根据本专利技术一个实施方案的操作自主车辆的过程的流程图。图9是示出根据本专利技术一个实施方案的创建用于操作自主车辆的弹簧模型的过程的流程图。图10是示出根据一个实施方案的数据处理系统的框图。具体实施方式以下将参考所讨论的细节来描述本专利技术的各种实施方案和方面，附图将示出所述各种实施方案。下列描述和附图是对本专利技术的说明，而不应当解释为限制本专利技术。描述了许多特定细节以便提供对本专利技术各种实施方案的全面理解。然而，在某些情况下，并未描述众所周知的或常规的细节以便提供对本专利技术实施方案的简洁讨论。本说明书中对“一个实施方案”或“实施方案”的提及意味着结合该实施方案所描述的特定特征、结构或特性可以包括在本专利技术的至少一个实施方案中。短语“在一个实施方案中”在本说明书中各个地方的出现不必全部是指同一实施方案。根据一些实施方案，如果规划变换车道活动，则利用基于弹簧的车道变换系统来决定应何时并且如何进行车道变换过渡。当作出决定从当前车道变换到目标车道时，调用基于弹簧的车道变换系统，以将虚拟弹簧模型应用于可以影响自主车辆的车道变换的每个对象(例如，车辆、障碍物、行人、当前车道、目标车道、相邻车道)。当自主车辆从当前车道变换到目标车道时，虚拟弹簧模型用来确定对象的潜在影响。鉴于胡克定律，虚拟弹簧的影响可以由虚拟弹簧生成的力表示。基于与自主车辆周围的对象相关联的虚拟弹簧的结果(例如，力)，可以作出关于自主车辆是否应变换车道的决定，并且如果是的话，则决定在该时间点如何变换车道。在一个实施方案中，响应于变换车道的请求，感知并且识别自主车辆周围的一个或多个对象。针对每个对象，将虚拟弹簧分配给所述对象。虚拟弹簧将对象与自主车辆相连接。虚拟弹簧与基于自主车辆与对象之间的相对位置而生成力的弹簧模型(也被称为虚拟弹簧模型)相关联。将从与对象相关联的虚拟弹簧中生成的力(例如，力矢量)进行聚合，以生成聚合力(例如，聚合矢量)。基于聚合力来确定自主车辆的车道变换参数。车道变换参数是指车道变换的速度、车道变换的角度(例如，进入目标车道的角度)，或者完成从当前车道到目标车道的车道变换的距离等。在一个实施方案中，利用聚合力的方向来确定自主车辆是否应变换车道。聚合力的大小和方向可以用来确定自主车辆如何变换车道(例如，速度、转弯角、变换车道所需的距离)。图1是示出根据本专利技术的一个实施方式的自主车辆网络配置的框图。参考图1，配置100包括可以通过网络102通信地联接到一个或多个服务器103至104的自主车辆101。尽管示出一个自主车辆，但多个自主车辆可以通过网络102联接到彼此和/或联接到服务器103至104。网络102可以是任何类型的网络，例如，有线或无线的局域网(LAN)、诸如互联网、蜂窝网络、卫星网络的广域网(WAN)或其组合。服务器103至104可以是任何类型的服务器或服务器群集，诸如，网络或云服务器、应用服务器、后端服务器或其组合。服务器103至104可以是数据分析服务器、内容服务器、交通信息服务器、地图和兴趣点(MPOI)服务器或者位置服务器等。自主车辆是指可以被配置成处于自主模式下的车辆，在所述自主模式下车辆在极少或没有来自驾驶员的输入的情况下导航通过环境。这种自主车辆可以包括传感器系统，所述传感器系统具有被配置成检测与车辆运行环境有关的信息的一个或多个传感器。所述车辆和其相关联的控制器使用所检测的信息来导航通过所述环境。自主车辆101可以在手动模式下、在全自主模式下或者在部分自主模式下运行。在一个实施方式中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作自主车辆的计算机实施的方法，所述方法包括：响应于变换车道的请求，感知自主车辆周围的一个或多个对象；针对所感知的对象中的每个对象，分配连接所述对象和所述自主车辆的虚拟弹簧，其中每个虚拟弹簧与特定弹簧模型相关联，以基于相关联的对象和所述自主车辆的相对位置来生成力；将从与所述一个或多个周围对象对应的一个或多个虚拟弹簧中生成的一个或多个力进行聚合，以生成聚合力；以及基于所述聚合力和所述聚合力的方向来确定所述自主车辆的一个或多个车道变换参数。

【技术特征摘要】
2016.10.25 US 15/334,1521.一种用于操作自主车辆的计算机实施的方法，所述方法包括：响应于变换车道的请求，感知自主车辆周围的一个或多个对象；针对所感知的对象中的每个对象，分配连接所述对象和所述自主车辆的虚拟弹簧，其中每个虚拟弹簧与特定弹簧模型相关联，以基于相关联的对象和所述自主车辆的相对位置来生成力；将从与所述一个或多个周围对象对应的一个或多个虚拟弹簧中生成的一个或多个力进行聚合，以生成聚合力；以及基于所述聚合力和所述聚合力的方向来确定所述自主车辆的一个或多个车道变换参数。2.如权利要求1所述的方法，其中基于强度系数以及相对于所述虚拟弹簧的初始长度的所述自主车辆与对应对象之间的距离来对每个虚拟弹簧建模。3.如权利要求2所述的方法，其中基于所述自主车辆和所述对应对象的相对位置来确定虚拟弹簧的所述强度系数和所述初始长度。4.如权利要求1所述的方法，其还包括确定所述周围对象中的哪些将影响所述自主车辆的车道变换，其中只有在对象潜在地影响所述自主车辆的所述车道变换时，虚拟弹簧才连接在所述自主车辆与所述对象之间。5.如权利要求1所述的方法，其中所述聚合力的方向和大小用来确定所述自主车辆是否应在某一时间点上变换车道。6.如权利要求1所述的方法，其中所述聚合力的方向用来确定所述自主车辆的所述车道变换的转弯角，并且其中所述聚合力的大小用来确定所述车道变换的速度。7.如权利要求1所述的方法，其中分配虚拟弹簧包括：分配第一虚拟弹簧，以将所述自主车辆与所述自主车辆从中变换车道的当前车道相连接，所述第一虚拟弹簧与第一弹簧模型相关联；以及分配第二虚拟弹簧，以将所述自主车辆与所述自主车辆变换车道到达的目标车道相连接，所述第二虚拟弹簧与第二弹簧模型相关联，其中基于从所述第一弹簧模型中得到的第一力和从所述第二弹簧模型中得到的第二力来确定所述车道变换参数。8.如权利要求1所述的方法，其中分配虚拟弹簧包括：分配第一虚拟弹簧，以将所述自主车辆与第一车辆相连接，所述第一车辆在所述自主车辆从中变换车道的当前车道中移动，所述第一虚拟弹簧与第一弹簧模型相关联；以及分配第二虚拟弹簧，以将所述自主车辆与第二车辆相连接，所述第二车辆在所述自主车辆变换车道到达的目标车道中移动，所述第二虚拟弹簧与第二弹簧模型相关联，其中基于从所述第一弹簧模型中得到的第一力和从所述第二弹簧模型中得到的第二力来确定所述车道变换参数。9.一种存储有指令的非暂时性机器可读介质，所述指令在由处理器执行时致使所述处理器执行操作自主车辆的操作，所述操作包括：响应于变换车道的请求，感知自主车辆周围的一个或多个对象；针对所感知的对象中的每个对象，分配连接所述对象和所述自主车辆的虚拟弹簧，其中每个虚拟弹簧与特定弹簧模型相关联，以基于相关联的对象和所述自主车辆的相对位置来生成力；将从与所述一个或多个周围对象对应的一个或多个虚拟弹簧中生成的一个或多个力进行聚合，以生成聚合力；以及基于所述聚合力和所述聚合力的方向来确定所述自主车辆的一个或多个车道变换参数。10.如权利要求9所述的机器可读介质，其中基于强度系数以及相对于所述虚拟弹簧的初始长度的所述自主车辆与对应对象之间的距离来对每个虚拟弹簧建模。11.如权利要求10所述的机器可读介质，其中基于所述自主车辆和所述对应对象的相对位置来确定虚拟弹簧的所述强度系数和所述初始长度。12.如权利要求9所述的机器可读介质，其中所述操作还包括确定所述周围对象中的哪些将影响所述自主车辆的车道变换，其中只有在对象潜在地影响所述自主车辆的所述车道变换时，虚拟弹簧才连接在所述自主车辆与所述对象之间。13.如权利要求9所述的机器可读介质，其中所述聚合力的方向和大小用来确定所述自主车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋一飞，陶佳鸣，李栋，胡江滔，李力耘，杨光，王京傲，
申请(专利权)人：百度美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US