一种用于自动驾驶汽车的自主超车方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于自动驾驶汽车的自主超车方法及其系统，所述方法包括：步骤S101、实时根据车辆传感数据判断是否有超车动机；其中，所述车辆传感数据包括当前的本车车速V1、前车车速V2、左侧前车和后车平均车速V3、左侧前车和后车之间的间距D1、前车和前车的前车之间的间距D2、本车与前车之间的间距D3；步骤S102、若有超车动机，则根据所述车辆传感数据中的至少部分数据确定超车收益值；步骤S103、根据所述超车收益值与预设收益阈值的比较结果、以及高精度地图数据生成超车安全策略；步骤S104、根据所述超车安全策略进行超车。所述系统用于实现所述方法。本发明专利技术能够提高自动驾驶汽车的自主超车的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于自动驾驶汽车的自主超车方法及其系统
本专利技术涉及汽车
，具体涉及一种用于自动驾驶汽车的自主超车方法及其系统。
技术介绍
目前自动驾驶技术是国家和行业的重点研究技术，当前自动驾驶技术正在逐步走向技术落地和产业应用的阶段，在成本和安全的考量下，高速公路场景的自动驾驶技术具有很高的商业价值和应用基础，针对高速公路自动驾驶的巡航和车道保持已经相对成熟，当前技术研究热点方向正从L2的高速自动驾驶辅助转向取代驾驶员的L3的高速自动驾驶，其中自主超车成为重要的技术课题。目前对车辆自主超车问题的研究并不完善，当前该技术课题内的主要问题有行为决策方面的换道时机的拟人化选取，以及换道过程的安全性保证。现有超车方法中，没有考虑被超车车辆前方的行驶空间，对于超车动机的计算方法有欠缺，同时，进行安全决策的时候，没有采用高精度地图提供的辅助信息进行超视距范围内的危害规避，导致生成的超车安全策略存在一定的风险。
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种用于自动驾驶汽车的自主超车方法及其系统，进行自主超车时考虑被超车车辆前方的行驶空间，采用高精度地图提供的辅助信息进行超视距范围内的危害规避，以提高自动驾驶汽车的自主超车的安全性。第一方面，本专利技术实施例提出一种用于自动驾驶汽车的自主超车方法，包括：步骤S101、实时根据车辆传感数据判断是否有超车动机；其中，所述车辆传感数据包括当前的本车车速V1、前车车速V2、左侧前车和后车平均车速V3、左侧前车和后车之间的间距D1、前车和前车的前车之间的间距D2、本车与前车之间的间距D3；步骤S102、若有超车动机，则根据所述车辆传感数据中的至少部分数据确定超车收益值；步骤S103、根据所述超车收益值与预设收益阈值的比较结果、以及高精度地图数据生成超车安全策略；步骤S104、根据所述超车安全策略控制本车进行超车。其中，所述步骤S101包括：对所述车辆传感数据进行预处理得到数据集{V1,V2,V3,D1,D3,D2}；对所述数据集进行特征提取得到特征向量[V1/V2,V3/V2,D3/V1,D2/V1,D1/V1]T；将所述特征向量输入采用预先训练好的神经网络模型进行处理得到超车动机值，若超车动机值为第一数值，则有超车动机，若超车动机值为第二数值，则无超车动机。其中，所述步骤S102包括：若在预设第一时间周期内持续具有超车动机，则控制本车转向灯打左灯；若在转向灯打左灯并经过预设第二时间周期后，仍具有超车动机，则根据所述车辆传感数据确定超车收益值。其中，根据所述车辆传感数据确定超车收益值的步骤具体包括：若存在超车车道且D1和V1满足第一条件，则根据D1和V1采用第一公式进行计算确定第一收益值；若D2和V2满足第二条件，则根据D2和V2采用第二公式进行计算确定第二收益值；若D2和V2满足第三条件，则根据D2和V2采用第三公式进行计算确定第三收益值；根据左侧车道数量确定第四收益值；最终累加第一收益值、第二收益值、第三收益值和第四收益值得到超车收益值；其中，所述第一条件为：D1>＝V1×m；所述第一公式为：K1＝K0×D1/V1×m；所述第二条件为：D2>＝V2×m/2；所述第二公式为：K2＝K0×D2/V2×2；所述第三条件为：D2>＝V2×2；所述第三公式为：K3＝K0×D2/(V2×m/2)；其中，K1为第一收益值，K2为第二收益值，K3为第三收益值，K0和m为预设值。其中，所述步骤S103包括：若超车收益值大于预设收益阈值，则根据高精度地图数据判断当前道路是否存在禁止超车因素，若不存在禁超车因素，则生成进行超车的超车安全策略；若存在禁止超车因素，则生成不超车的超车安全策略。其中，所述禁止超车因素包括本车前后方一定距离内指示有禁止超车标志、本车前方一定距离内左侧车道有围蔽施工、本车前方一定距离内有交织路口、本车前方一定距离内有曲率半径小于半径阈值的弯道、本车前方一定距离内有坡度大于坡度阈值的顶坡中的至少一项。其中，所述步骤S104包括：根据所述超车安全策略生成超车控制指令；控制执行机构执行所述超车控制指令，驱动本车进行超车；其中，超车过程中控制向左换道，并在显示设备上显示向左换道的信息，提示左侧后车与前车；换道至超车车道后，显示设备显示车辆加速超越信息，且在超过右侧车辆时显示向右变道信息。第二方面，本专利技术实施例提出一种用于自动驾驶汽车的自主超车系统，其用于实现本专利技术实施例所述的用于自动驾驶汽车的自主超车方法，所述系统包括：超车动机确定单元，用于实时根据车辆传感数据判断是否有超车动机；其中，所述车辆传感数据包括当前的本车车速V1、前车车速V2、左侧前车和后车平均车速V3、左侧前车和后车之间的间距D1、前车和前车的前车之间的间距D2、本车与前车之间的间距D3；超车收益值获得单元，用于在超车动机确定单元确认到有超车动机时，根据所述车辆传感数据中的至少部分数据确定超车收益值；超车安全策略生成单元，用于根据所述超车收益值获得单元获得的超车收益值与预设收益阈值之间的比较结果、以及高精度地图数据生成超车安全策略；超车控制单元，用于根据所述超车安全策略生成单元生成的超车安全策略控制本车进行超车。其中，所述系统包括：传感装置，用于采集所述车辆传感数据；所述超车动机确定单元包括：预处理模块，用于对所述车辆传感数据进行预处理得到数据集{V1,V2,V3,D1,D3,D2}；特征提取模块，用于对所述数据集进行特征提取得到特征向量[V1/V2,V3/V2,D3/V1,D2/V1,D1/V1]T；预先训练好的神经网络模型，用于对所述特征向量进行处理得到超车动机值，若超车动机值为第一数值，则有超车动机，若超车动机值为第二数值，则无超车动机。其中，所述超车收益值获得单元包括：第一处理模块，用于若在预设第一时间周期内持续具有超车动机，则控制本车转向灯打左灯；第二处理模块，用于若在转向灯打左灯并经过预设第二时间周期后，仍具有超车动机，则根据所述车辆传感数据确定超车收益值。其中，所述超车收益值获得单元包括：第一收益计算模块，用于若存在超车车道且D1和V1满足第一条件，则根据D1和V1采用第一公式计算确定第一收益值；第二收益计算模块，用于若D2和V2满足第二条件，则根据D2和V2采用第二公式计算确定第二收益值；第三收益计算模块，用于若D2和V2满足第三条件，则根据D2和V2采用第三公式计算确定第三收益值；第四收益计算模块，用于根据左侧车道数量确定第四收益值；累加计算模块，用于累加第一收益值、第二收益值、第三收益值和第四收益值得到超车收益值。其中，所述第一条件为：D1>＝V1×m；所述第一公式为：K1＝K0×D1/V1×m；所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自动驾驶汽车的自主超车方法，其特征在于，包括：/n步骤S101、实时根据车辆传感数据判断是否有超车动机；其中，所述车辆传感数据包括当前的本车车速V1、前车车速V2、左侧前车和后车平均车速V3、左侧前车和后车之间的间距D1、前车和前车的前车之间的间距D2、本车与前车之间的间距D3；/n步骤S102、若有超车动机，则根据所述车辆传感数据中的至少部分数据确定超车收益值；/n步骤S103、根据所述超车收益值与预设收益阈值的比较结果、以及高精度地图数据生成超车安全策略；/n步骤S104、根据所述超车安全策略控制本车进行超车。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于自动驾驶汽车的自主超车方法，其特征在于，包括：
步骤S101、实时根据车辆传感数据判断是否有超车动机；其中，所述车辆传感数据包括当前的本车车速V1、前车车速V2、左侧前车和后车平均车速V3、左侧前车和后车之间的间距D1、前车和前车的前车之间的间距D2、本车与前车之间的间距D3；
步骤S102、若有超车动机，则根据所述车辆传感数据中的至少部分数据确定超车收益值；
步骤S103、根据所述超车收益值与预设收益阈值的比较结果、以及高精度地图数据生成超车安全策略；
步骤S104、根据所述超车安全策略控制本车进行超车。


2.如权利要求1所述的用于自动驾驶汽车的自主超车方法，其特征在于，所述步骤S101包括：
对所述车辆传感数据进行预处理得到数据集{V1,V2,V3,D1,D3,D2}；
对所述数据集进行特征提取得到特征向量[V1/V2,V3/V2,D3/V1,D2/V1,D1/V1]T；
将所述特征向量输入采用预先训练好的神经网络模型进行处理得到超车动机值，若超车动机值为第一数值，则有超车动机，若超车动机值为第二数值，则无超车动机。


3.如权利要求2所述的用于自动驾驶汽车的自主超车方法，其特征在于，所述步骤S102包括：
若在预设第一时间周期内持续具有超车动机，则控制本车转向灯打左灯；
若在转向灯打左灯并经过预设第二时间周期后，仍具有超车动机，则根据所述车辆传感数据确定超车收益值。


4.如权利要求1至3任一项所述的用于自动驾驶汽车的自主超车方法，其特征在于，根据所述车辆传感数据确定超车收益值的步骤具体包括：
若存在超车车道且D1和V1满足第一条件，则根据D1和V1采用第一公式进行计算确定第一收益值；若D2和V2满足第二条件，则根据D2和V2采用第二公式进行计算确定第二收益值；若D2和V2满足第三条件，则根据D2和V2采用第三公式进行计算确定第三收益值；根据左侧车道数量确定第四收益值；最终累加第一收益值、第二收益值、第三收益值和第四收益值得到超车收益值。


5.如权利要求4所述的用于自动驾驶汽车的自主超车方法，其特征在于，
所述第一条件为：D1>＝V1×m；
所述第一公式为：K1＝K0×D1/V1×m；
所述第二条件为：D2>＝V2×m/2；
所述第二公式为：K2＝K0×D2/V2×2；
所述第三条件为：D2>＝V2×2；
所述第三公式为：K3＝K0×D2/(V2×m/2)；
其中，K1为第一收益值，K2为第二收益值，K3为第三收益值，K0和m为预设值。


6.如权利要求1至3任一项所述的用于自动驾驶汽车的自主超车方法，其特征在于，所述步骤S103包括：
若超车收益值大于预设收益阈值，则根据高精度地图数据判断当前道路是否存在禁止超车因素，若不存在禁超车因素，则生成进行超车的超车安全策略；若存在禁止超车因素，则生成不超车的超车安全策略。


7.如权利要求6所述的用于自动驾驶汽车的自主超车方法，其特征在于，所述禁止超车因素包括本车前后方一定距离内指示有禁止超车标志、本车前方一定距离内左侧车道有围蔽施工、本车前方一定距离内有交织路口、本车前方一定距离内有曲率半径小于半径阈值的弯道、本车前方一定距离内有坡度大于坡度阈值的顶坡中的至少一项。


8.如权利要求7所述的用于自动驾驶汽车的自主超车方法，其特征在于，所述步骤S104包括：
根据所述超车安全策略生成超车控制指令；
控制执行机构执行所述超车控制指令，驱动本车进行超车；
其中，超车过程中控制向左换道，并在显示设备上显示向左换道的信息，提示左侧后车与前车；换道至超车车道后，显示设备显示车辆加速超越信息，且在超过右侧车辆时显示向右变道信息。


9.一种用于自动驾驶汽车的自主超车系统，其特征在于，所述系统包括：
超车动机确定单元，用于实时根据车辆传感数据判断是否有超车动机；其中，所述车辆传感数据包括当前的本车车速V1、前车车速V2、左侧前车和后车平均车速V3、左侧前车和后车之间的间距D1、前车和前车...

【专利技术属性】
技术研发人员：范明，周鹏，夏锌，金平凡，许松枝，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44