一种用于车辆的变道辅助方法和相应的变道辅助系统与流程

1.本发明涉及车辆领域、尤其是涉及一种用于车辆的变道辅助方法。本发明还涉及一种相应的用于车辆的变道辅助系统。


背景技术：

2.近年来，越来越多的人选择汽车作为出行的交通工具，这一方面提升了出行的便利性，另一方面也导致道路中的车流量大幅增长，从而使道路中的车辆的平均行驶速度下降，甚至会出现拥堵现象。
3.为了尽早到达目的地，车辆驾驶员通常在行驶过程中变换车道。然而，由于驾驶员的视野受限，使得驾驶员单基于当前视野以及两侧车道的车辆行驶速度不一定能做出正确的变道选择，例如在成功变道之后发现变换后的车道比变换前的车道更慢，又例如对于部分驾驶技术不熟练的驾驶员而言，在变道之后再想回到原车道时可能还需要降速和等待变道，这不仅会影响自车行驶速度，还有可能发生刮擦事故，从而影响整体的交通效率。
4.在现有技术中，虽然已存在用于车辆的变道辅助方法，但已有的变道辅助方法仅简单地分析两侧车道的整体车流量，这并不能有效和准确地反映出在当前的车道位置处是否应该变道。


技术实现要素：

5.因此，本发明的目的在于提出一种改进的用于车辆的变道辅助方法，通过所述变道辅助方法能够综合评估车辆前方道路的实时路况并且针对车辆驾驶员的变道意图给出准确的判断结果，从而辅助驾驶员进行更有效的变道，提高通行效率并且在一定程度上避免道路发生拥堵。
6.根据本发明的第一方面，提供一种用于车辆的变道辅助方法，所述变道辅助方法至少包括以下步骤：
7.s1：识别本车辆的车道位置，所述车道位置包括当前车道和在所述当前车道中的实时位置；
8.s2：监控所述本车辆的转向灯的状态，当所述转向灯被触发时，发送所述本车辆的所述车道位置和所述转向灯的状态，以获得述本车辆前方的其他车辆的信息；
9.s3：基于所述本车辆的所述车道位置、所述转向灯的状态和所述其他车辆的信息判断变道意图是否合理并通知所述本车辆的驾驶员，其中，所述当前车道的沿所述本车辆的变道方向相继的各个车道分别配属有相应的第一权重系数，并且所述实时位置前方的预设定长度的各个路段分别配属有相应的第二权重系数，结合所述第一权重系数和所述第二权重系数进行加权计算，并且将计算结果与判断阈值相比较。
10.在本发明的框架下，“权重系数”应理解为，不同车道或不同路段在判断变道意图合理性时的重要程度。在此，权重系数在0到1之间取值，分析权重越高，那意味着该车道或路段在判断变道意图合理性时越重要，并且对于变道意图的判断结果影响越大。在本发明
的框架下，“本车辆前方的其他车辆”应理解为，沿行驶方向且车身位于本车辆前方的其他车辆，所述其他车辆不仅可以位于本车辆的当前车道中，也可以位于不同于当前车道的其他车道中。
11.相比于现有技术，根据本发明的用于车辆的变道辅助方法能够根据本车辆的车道位置以及驾驶员的变道意图、即转向灯的状态对各个车道和车道的各个路段进行划分，并且给不同的车道以及不同的路段分配相应的权重系数，从而更准确地分析本车辆前方的实时路况，有效地减少驾驶员不合适的变道的情况。
12.根据本发明的示例性实施方式，所述第一权重系数限定为，当一车道离所述本车辆的所述当前车道越近时，该车道所配属的第一权重系数越大；和/或，所述第二权重系数限定为，当一路段离所述本车辆的所述实时位置越近时，该路段所配属的第二权重系数越大。
13.根据本发明的示例性实施方式，所述变道意图的合理性判断通过比较各个车道在各个路段中的车辆数目与所述当前车道在相应路段中的车辆数目来实现，这些车辆数目由所述其他车辆的信息得出。
14.根据本发明的示例性实施方式，所述变道意图的合理性判断通过分析各个车道在各个路段中的车辆的变道情况来实现，这些变道情况由所述其他车辆的信息得出。
15.根据本发明的示例性实施方式，所述第一权重系数和所述第二权重系数能够通过经验数据和/或通过实验数据和/或通过机器学习算法得出；和/或，当所述计算结果大于所述判断阈值时，判断所述变道意图是合理的，否则判断所述变道意图是不合理的。
16.根据本发明的示例性实施方式，基于所述本车辆与道路边缘和/或隔离带的距离计算出所述本车辆的所述当前车道；和/或，通过高精度地图和定位获取所述本车辆的所述当前车道；和/或，当所述本车辆的所述当前车道超出车道总数时，报告“车道定位不准确”的信息。
17.根据本发明的示例性实施方式，所述本车辆借助v2x技术将数据信息定期地上传至云端平台，所述数据信息包括尤其加密的车道位置、经纬度和/或车辆识别码。
18.根据本发明的第二方面，提供一种用于车辆的变道辅助系统，所述变道辅助系统被配置成适于实施根据权利要求1至7中任一项所述的变道辅助方法，其中，所述变道辅助系统具有车载平台和云端平台，所述车载平台至少包括：
[0019]-定位单元，所述定位单元被配置成适于识别和判断本车辆的车道位置；
[0020]-转向灯控制单元，所述转向灯控制单元被配置成适于监控所述本车辆的转向灯的状态；
[0021]-通信单元，所述通信单元被配置成适于将所述本车辆的所述车道位置和所述转向灯的状态发送至所述云端平台，所述云端平台根据所述车道位置和所述转向灯的状态获取所述本车辆前方的其他车辆的信息，
[0022]
其中，所述变道辅助系统具有计算单元，所述计算单元被配置成适于基于所述本车辆的所述车道位置、所述转向灯的状态和所述其他车辆的信息判断变道意图是否合理。
[0023]
根据本发明的示例性实施方式，所述计算单元布置在所述车载平台或者所述云端平台中。
[0024]
根据本发明的示例性实施方式，所述定位单元包括摄像头、毫米波雷达和/或激光
雷达、和/或基于高精度地图的高精度定位装置；和/或，所述通信单元构造为基于v2x技术的无线通信装置；和/或，所述车载平台还包括交互单元，所述交互单元被配置成适于将所述变道意图的合理性判断通知所述本车辆的驾驶员。
附图说明
[0025]
下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括：
[0026]
图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于车辆的变道辅助方法的示意性流程图；
[0027]
图2a和图2b分别示出了车辆行驶在道路中的两种示例性情况；
[0028]
图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于车辆的变道辅助系统的示意性框图。
具体实施方式
[0029]
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而不用于限定本发明的保护范围。
[0030]
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
[0031]
图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于车辆的变道辅助方法的示意性流程图。通过根据本发明的变道辅助方法能够在本车辆的驾驶员开启转向灯准备变道时提示驾驶员的变道意图是否合理。
[0032]
如图1所示，所述变道辅助方法至少包括以下步骤：
[0033]
s1：识别本车辆的车道位置，所述车道位置包括本车辆所在的当前车道和本车辆在当前车道中的实时位置。
[0034]
s2：监控所述本车辆的转向灯的状态，所述转向灯包括左转向灯和右转向灯，当任一转向灯被触发时，将本车辆的车道位置和相应转向灯的状态发送给云端平台或者说云端服务器，云端服务器根据车道位置和转向灯的状态获取本车辆前方的其他车辆的信息；
[0035]
s3：基于本车辆的所述车道位置、转向灯的状态和本车辆前方的其他车辆的信息来判断变道意图是否合理并通知所述本车辆的驾驶员，其中，本车辆所在的当前车道的沿本车辆的变道方向相继的各个车道分别配属有相应的第一权重系数，所述变道方向取决于转向灯的状态，并且本车辆的实时位置前方的预设定长度的各个路段分别配属有相应的第二权重系数，将所述其他车辆的信息结合所述第一权重系数和所述第二权重系数进行加权计算，并且将计算结果与判断阈值相比较，从而确定驾驶员的变道意图是否合理性。
[0036]
示例性地，在步骤s1中，车道位置中的当前车道的识别可以通过计算本车辆到道路边缘和/或隔离带的距离与车道的宽度之间的关系实现。在此，本车辆到道路边缘或者隔
离带的距离可以通过毫米波雷达和/或激光雷达或者智能摄像头测量，而车道的宽度一般处于3米至3.5米之间的范围内，通过本车辆到道路边缘和/或隔离带的距离除以车道的宽度可以估算出本车辆的当前车道。例如，当本车辆到隔离带的距离大于3.5米并且小于6米，那么可以推算出本车辆处于从隔离带开始的第二车道上。此外，还可以考虑通过车载的高精度地图和定位获取本车辆的当前车道。高精度地图和定位的获取结果也能够用于验证基于本车辆到道路边缘和/或隔离带的距离的计算得出的结果，从而进一步增加当前车道的识别结果的可信度。示例性地，当本车辆的当前车道超出车载地图记录的车道总数时并且该识别结果尤其超过一定的时间、例如3秒时，则向云端服务器报告“车道定位不准确”的信息，通过云端服务器储备数据，进行车道定位的功能修正和/或车载地图的验证及更新。
[0037]
示例性地，在步骤s1中，车道位置中的当前车道的识别可以通过计算与本车辆有相同方向速度的其他车辆的相对位置及其分布与常规车道宽度的关系实现。
[0038]
示例性地，在步骤s1中，车道位置中的实时位置的识别可以通过定位装置实现，例如gps定位器或北斗定位器等，其实时接收本车辆的经纬度信息。在此，本车辆在车道位置中的实时位置可以通过与车载地图同样的标记规格标明，例如沿本车道方向上，该路段最左侧车道标记为1，往右每一车道依次递增1。
[0039]
示例性地，本车辆通过无线通信技术、尤其借助于v2x技术将数据信息每隔一固定时间间隔定期地上传至云端平台。在此，数据信息至少包括尤其加密的本车辆的车道位置和经纬度。但也可以考虑，数据信息还包括本车辆的车辆识别码，通过所述车辆识别码能够实现数据信息的追踪和反馈。此外还可以考虑另外的本领域技术人员认为有意义的数据信息，例如车辆的行驶速度等。在此，云端平台还接收来自道路中的其他车辆的信息，这些信息共同形成用于分析路况的数据库。
[0040]
示例性地，在步骤s3中，当一车道离本车辆的当前车道越近时，该车道所配属的第一权重系数越大，并且当一路段离本车辆的实时位置越近时，该路段所配属的第二权重系数越大。在此，第一权重系数和第二权重系数均处于0至1的范围中。由此可以确定，当一车道或一路段离本车辆越近，该车道或路段中的其他车辆的信息对于判断本车辆的变道意图的合理性越重要。
[0041]
示例性地，第一权重系数和第二权重系数的具体数值还取决于要分析的车道和路段的数量以及各个路段的长度，该长度可以预先设定，例如在预先以20米为边长划分好的路网内的长度。在此，某一车道数量对应的路段的数量及其第一权重系数和第二权重系数可以通过经验数据和/或通过实验数据求取并且存储在用于判断变道意图的合理性的计算单元中。但也可以考虑，第一权重系数和第二权重系数通过机器学习算法得出。
[0042]
示例性地，变道意图的合理性判断通过比较各个车道在各个路段中的车辆数目与所述当前车道在相应路段中的车辆数目来实现，这些车辆数目由来自于云端平台的其他车辆的信息得出，具体参见图2a和图2b。但也可以考虑，变道意图的合理性判断通过分析各个车道在各个路段中的车辆的变道情况来实现，这些变道情况同样由来自云端平台的其他车辆的信息得出。
[0043]
图2a和图2b分别示出了车辆行驶在道路中的两种示例性情况。结合图2a和图2b详细描述用于判断变道意图的第一权重系数和第二权重系数。
[0044]
在判断变道意图的合理性时，首先分别将各个车道在一个路段的车辆数目与当前
车道在相应路段中的车辆数目进行比较，当该车道在该路段中的车辆数目小于或等于当前车道在该路段的车辆数目时，则比较结果为1，否则为0，然后将各个比较结果乘以相应的第一权重系数进行加权，从而得到该路段中的子加权结果，参见以下公式：
[0045][0046]
其中，en是第n路段的子加权结果，x是车道总数，ai是第i个车道的第一加权系数，vi是第i个车道的比较结果，其中，当该车道在该路段中的车辆数目小于或等于当前车道在该路段的车辆数目时，则比较结果为1，否则为0。
[0047]
然后，将各个路段的子加权结果乘以相应的第二权重系数进行加权，从而得到最终的计算结果，参见以下公式：
[0048][0049]
其中，e是用于判断变道意图的合理性的计算结果，y是路段总数，bi是第i个路段的第二加权系数，ei是第i个路段的子加权结果。
[0050]
示例性地，将求得的计算结果e与预先设定的判断阈值进行比较，当计算结果e大于所述判断阈值时，则判断所述变道意图是合理的，否则判断所述变道意图是不合理的。
[0051]
具体而言，如图2a所示，在本车辆1行驶的道路中设有四个车道，其中，本车辆1在第1车道中行驶，因此第1车道为当前车道。在本车辆的实时位置前方设定两个路段、即第一路段和第二路段，其中，第一路段比第二路段更靠近本车辆1的实时位置。当然也可以考虑本领域技术人员认为有意义的其他数量的车道和路段。
[0052]
如图2a所示，当本车辆1的驾驶员开启右转向灯并且意图向右变道时，沿本车辆1的变道方向、即向右相继的第2车道、第3车道和第4车道分别配属有相应的第一权重系数a1、a2、a3，示例性地，a1＝0.6，a2＝0.3，a3＝0.1，而实时位置前方的第一路段和第二路段分别配属有第二权重系数b1、b2，示例性地，b1＝0.7，b2＝0.3，示例性地，合理性判断的阈值为0.8。当然也可以考虑另外的本领域技术人员认为有意义的权重系数的数值。通过计算可知，e1＝0.6*1 0.3*1 0.1*0＝0.9，e2＝0.6*1 0.3*1 0.1*1＝1，e＝0.7*e1 0.3*e2＝0.7*0.9 0.3*1＝0.93。因此，计算结果e大于预先设定的判断阈值0.8。由此可知，该变道意图是合理的，通过右转变道能够加快本车辆1的平均行驶速度。当然也可以考虑本领域技术人员认为有意义的其他阈值。
[0053]
与之相对地，如图2b所示，本车辆1在第3车道中行驶，因此第3车道为当前车道。当本车辆1的驾驶员开启右转向灯并且意图向右变道时，沿本车辆1的变道方向、即向右相继的第4车道配属有相应的第一权重系数a1，a1＝1，而实时位置前方的第一路段和第二路段分别配属有第二权重系数b1、b2，示例性地，b1＝0.7，b2＝0.3。通过计算可知，e1＝1*1＝1，e2＝1*0＝0，e＝0.7*e1 0.3*e2＝0.7*1 0.3*0＝0.7。因此，计算结果e小于预先设定的判断阈值0.8。由此可知，该变道意图是不合理的，通过右转变道即使能够短暂加快本车辆1的行驶速度，但之后本车辆1也必须降低速度或者再次变换车道，这无疑会降低通行效率并且增大事故发生的风险。在此，变道辅助系统将判断结果通知本车辆1的驾驶员，以便避免不合适的
变道操作。
[0054]
示例性地，替代于各个车道在各个路段的车辆数目的比较，还可以分析各个车道在各个路段的变道情况，以便判断本车辆1的变道意图的合理性。当沿本车辆1的变道方向相继的车道中的其他车辆进行较多的变道操作时，说明该车道前方可能存在拥堵或并道困难的情况。在此，同样将各个车道在各个路段的变道情况的分析结果结合相应的第一权重系数和第二权重系数进行分析，从而获得更准确的变道意图合理性的判断结果。
[0055]
示例性地，所述变道辅助方法能够手动地开启或关闭。当车辆的驾驶员是驾驶经验丰富的驾驶员时，可以选择关闭所述变道辅助方法。
[0056]
图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于车辆的变道辅助系统1000的示意性框图。通过变道辅助系统1000能够实施根据本发明的变道辅助方法。
[0057]
如图3所示，变道辅助系统1000具有车载平台100和云端平台200，所述车载平台和所述云端平台能够通过无线通信技术、尤其是v2x技术进行信息交互。
[0058]
如图3所示，车载平台100包括定位单元10，通过所述定位单元能够识别和判断本车辆1的车道位置，所述车道位置包括当前车道和在所述当前车道中的实时位置。示例性地，定位单元10具有毫米波雷达和/或激光雷达11，通过该毫米波雷达和/或激光雷达能够测量本车辆1与道路边缘和/或隔离带的距离，从而推算出本车辆1的当前车道。定位单元还具有gps定位器或北斗定位器，通过该定位装置能够接收本车辆1的实时经纬度位置，此外，定位单元10还具有尤其基于高精度地图的高精度定位装置12，例如高精度的车道级定位。此外可以考虑，定位单元10还包括智能摄像头，以用于确定本车辆1的车道位置。
[0059]
如图3所示，车载平台100还包括转向灯控制单元20，通过所述转向灯控制单元能够监控本车辆1的转向灯的状态，所述转向灯包括左转向灯和右转向灯。
[0060]
如图3所示，车载平台100还包括通信单元30，所述通信单元能够与云端平台200进行无线的信息交互。在此，当转向灯控制单元20监测到本车辆1的转向灯开启时，通信单元30将由定位单元10发送的本车辆1的车道位置和由转向灯控制单元20发送的转向灯的状态发送给云端平台200，所述云端平台基于所述车道位置和所述转向灯的状态获取本车辆1周围的其他车辆的信息。在此，通信单元30示例性地基于v2x技术与云端平台200进行通信。
[0061]
示例性地，通信单元30还将数据信息定期地上传至云端平台200，所述数据信息例如包括本车辆1的车道位置、经纬度和加密的车辆识别码。在此，云端平台200同时还接收相关的其他车辆的数据信息，由这些数据信息形成数据库，由所述数据库可以获取本车辆1周围的其他车辆的信息。所述其他车辆的信息被通信单元30接收。
[0062]
如图3所示，车载平台100还包括计算单元40，所述计算单元能够基于本车辆1的车道位置、转向灯的状态和来自云端平台200的其他车辆的信息判断变道意图是否合理。在判断过程中，计算单元40结合第一权重系数和第二权重系数进行加权计算，并且将计算结果与判断阈值相比较。
[0063]
示例性地，计算单元40还可以布置在云端平台200中，由此本车辆1的变道意图合理性的判断过程可以直接在云端平台200中进行，并且云端平台200直接将计算结果发送给本车辆1的通信单元30，由此可以减小通信的数据量和占用带宽。
[0064]
如图3所示，车载平台100还包括交互单元50，所述交互单元能够将变道意图合理性的判断结果通知给本车辆1的驾驶员，从而辅助驾驶员更有效地实施变道操作。示例性
地，交互单元50可以构造为语音播放器。
[0065]
前面对于实施方式的阐释仅在所述示例的框架下描述本发明。当然，只要在技术上有意义，实施方式的各个特征能够自由地相互组合，而不偏离本发明的框架。
[0066]
对于本领域的技术人员而言，本发明的其他优点和替代性实施方式是显而易见的。因此，本发明就其更宽泛的意义而言并不局限于所示和所述的具体细节、代表性结构和示例性实施例。相反，本领域的技术人员可以在不脱离本发明的基本精神和范围的情况下进行各种修改和替代。