用于辅助本车辆在路口处的制动操作的方法和设备与流程

1.本发明涉及一种用于辅助本车辆在路口处的制动操作的方法，本发明还涉及一种用于辅助本车辆在路口处的制动操作的设备和一种机器可读的存储介质。


背景技术：

2.随着车辆智能化进程的推进，越来越多的车辆配备了自动驾驶功能/驾驶辅助功能，然而在一些特殊交通场景中，自动驾驶功能仍面临挑战。例如，在有些国家的十字路口处，当交通灯从绿灯切换为红灯时，车辆通常采取急刹来避免冲入路口，此时后方车辆很可能来不及对此做出反应，从而导致追尾事故发生。
3.为此，现有技术中提出在追尾碰撞并非即将发生时，使车辆响应于交通灯的红灯信号而在路口处停止，在追尾碰撞即将发生时，使车辆忽略交通灯规则并因此直行穿过路口。
4.但是，目前已知的解决方案还存在诸多弊端，特别是，当即将发生追尾时，需要使车辆在严重违反交通规则的情况下穿过路口。车辆的这种激进行为会与路口区域的横向交通流发生冲突，在极端情况下，车辆甚至会卡在路口中央而造成多方向的交通拥堵。
5.在这种背景下，期待提供一种用于在路口区域辅助车辆进行制动操作的方案，旨在使车辆能够更加灵活地对交通灯状态变化和后方追尾风险做出响应。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种用于辅助本车辆在路口处的制动操作的方法、一种用于辅助本车辆在路口处的制动操作的设备和一种机器可读的存储介质，以至少解决现有技术中的部分问题。
7.根据本发明的第一方面，提出一种用于辅助本车辆在路口处的制动操作的方法，所述方法包括以下步骤：
8.在本车辆即将到达路口时，识别交通信号灯的信号指示从通行向禁行的过渡；
9.响应于在本车辆即将到达路口时识别到所述过渡，获取本车辆与在后方跟随本车辆行驶的后方车辆之间的距离；以及
10.至少基于所述距离选择用于控制本车辆实施制动操作的制动策略，以所选的制动策略控制本车辆在路口处停车。
11.本发明尤其包括以下技术构思：通过考虑后方车辆状态，可对急刹行为进行拦截，从而使本车辆在对交通信号灯做出响应的同时获得更加缓和的制动效果，降低了追尾风险。此外，通过按照本车辆与后车之间的距离筛选制动策略，可以在强制动与弱制动之间找到折衷，不仅降低碰撞风险，而且也尽可能降低违反交通规则的严重性。
12.可选地，在所述距离大于预设的距离阈值的情况下，控制本车辆实施制动操作，以使得本车辆在越过路口处的停止线之前、尤其恰好在停止线处停车。
13.可选地，所述距离小于预设的距离阈值的情况下，控制本车辆实施制动操作，以使
得本车辆在制动过程中与后方车辆的第一碰撞风险小于预设的风险阈值。
14.可选地，在所述距离小于预设的距离阈值的情况下，控制本车辆实施制动操作，以使得：
15.在保持本车辆与后方车辆的第一碰撞风险小于风险阈值的情况下，使本车辆在停车时超出路口处的停止线的超线程度最小化。
16.可选地，在所述距离阈值小于预设的距离阈值的情况下，
17.获取位于本车辆前方的交通对象的存在性；以及
18.附加地基于所述交通对象的存在性选择用于控制本车辆实施制动操作的制动策略。
19.可选地，在存在所述交通对象的情况下，控制本车辆实施制动操作，以使得：
20.由本车辆在制动过程中与后方车辆的第一碰撞风险以及与交通对象的第二碰撞风险构成的总风险低于预设的总风险阈值；和/或
21.在所述交通对象涉及弱势道路使用者时，相比于使本车辆与后方车辆的第一碰撞风险低于预设的风险阈值的情况，优先在制动过程中使本车辆与前方的交通对象的第二碰撞风险低于预设的风险阈值。
22.可选地，在所述距离小于预设的距离阈值的情况下，在控制本车辆实施制动操作的同时控制本车辆实施横向引导，以使得本车辆在制动过程中朝着没有障碍物的一侧偏转。
23.可选地，所述方法还包括以下步骤：
24.在本车辆已经到达和/或进入路口时才识别到交通信号灯的信号指示的所述过渡的情况下，控制本车辆继续行进通过所述路口。
25.根据本发明的第二方面，提出一种用于辅助本车辆在路口处的制动操作的设备，所述设备包括：
26.识别模块，其被配置为能够在本车辆即将到达路口时识别交通信号灯的信号指示从通行向禁行的过渡；
27.获取模块，其被配置为能够响应于在本车辆即将到达路口时识别到所述过渡，获取本车辆与在后方跟随本车辆行驶的后方车辆之间的距离；以及
28.控制模块，其被配置为能够至少基于所述距离选择用于控制本车辆实施制动操作的制动策略，以所选的制动策略控制本车辆在路口处停车。
29.根据本发明的第三方面，提供一种机器可读的存储介质，在所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序用于当在计算机上运行时执行根据本发明的第一方面所述的方法。
附图说明
30.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：
31.图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于辅助本车辆在路口处的制动操作的设备的框图；
32.图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于辅助本车辆在路口处的制动操
作的方法的流程图；
33.图3示出了根据一个示例性实施例的图2所示方法的一个方法步骤的流程图；
34.图4示出了根据另一示例性实施例的图2所示方法的一个方法步骤的流程图；以及
35.图5a-图5f示出了根据示例性应用场景的借助根据本发明的方法辅助本车辆在路口处的制动操作的示意图。
具体实施方式
36.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，而不是用于限定本发明的保护范围。
37.图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于辅助本车辆在路口处的制动操作的设备的框图。
38.如图1所示，本车辆100包括根据本发明的设备1。在此，本车辆100例如还包括由前视摄像头11、左视摄像头12、后视摄像头13、右视摄像头14构成的全景视觉感知系统、雷达传感器15以及超声波传感器16。借助这些车载传感器，车辆100例如能够执行倒车辅助、障碍物探测、道路结构识别等多种功能以支持部分自主行驶或完全自主行驶。此外，车辆100例如还包括基于车联网技术的通信接口17以及定位导航单元18。借助通信接口17能够从其他交通参与者、基础设施和/或道路监管平台接收交通信息，并且还将本车辆100收集的交通信息共享给其他交通参与者。借助定位导航单元18能够实时地确定车辆在数字地图中的位置并由此了解车辆周围的地标信息。在此应注意，除了在图1中示出的传感器之外，本车辆100还可能包括其他类型及数量的传感器，本发明对此不进行具体限制。
39.为了辅助本车辆在路口处的制动操作，设备1例如包括识别模块10、获取模块20和控制模块30，这些模块在通信技术上彼此连接。
40.识别模块10用于在本车辆100即将到达路口时识别交通信号灯的信号指示从通行向禁行的过渡。为了了解本车辆100所处交通场景并掌握交通信号灯的相关信息，获取模块10例如连接到或者包括导航单元18，其从各车载传感器、gps单元、数字地图单元等接收信息，以估计出本车辆100在数字地图上的位置。然后，根据估计出的自身位置以及预先规划出的行驶路线，获取模块10能够判断出：本车辆100是否正在接近或已经处于路口区域，以及本车辆100打算在该路口区域处采取直行操作还是转弯操作。获取模块10例如还连接到前视摄像头11，以接收本车辆100前方道路环境的图像，并借助经训练的机器学习模型(对象分类器和/或人工神经网络)从这些图像中辨识出交通信号灯。借助适当的图像识别算法，获取模块10能够根据预定义的轮廓、颜色和亮度信息识别出交通信号灯的指示状态。此外，获取模块10例如还连接到通信接口17，从而能够从周围环境中的其他交通参与者、路侧单元或道路监管平台接收关于交通信号灯状态切换的信息。
41.获取模块20用于在识别到所述过渡的情况下获取本车辆100与在后方跟随本车辆行驶的后方车辆之间的距离。为此，获取模块20从识别模块10接收交通信号灯发生状态转变的时间戳以及此时本车辆100在路口区域处的位置。例如，如果发现当交通信号灯从绿灯变为黄灯或红灯时，本车辆100尚未越过停止线而进入路口中心区域，则确认识别到所述过渡。获取模块20还连接到本车辆100的后视摄像头13和侧视摄像头12、14，由此允许借助图
像识别算法辨识出正在跟随本车辆100行驶的后方车辆，并估计后方车辆与本车辆100之间的距离。此外，获取模块20例如还连接到本车辆100的雷达传感器15和超声波传感器16，以借助感知融合技术对图像识别结果进行验证或补充。
42.控制模块30用于至少基于本车辆与后方车辆间的距离选择用于控制本车辆实施制动操作的制动策略，并以所选的制动策略控制本车辆在路口处停车。为此，控制模块10例如连接到布置在车辆本地或云端的数据库，在该数据库中针对本车辆与后方车辆间的不同距离绑定地存储有对应的制动策略。在提取出适配于当前交通场景的制动策略后，控制模块30生成用于控制本车辆100的横向引导机构41和纵向引导机构42的控制信号，以使本车辆100按照对应的制动策略改变速度或轨迹方向。
43.在此应注意，虽然设备1的各个子模块10、20、30在图1中被示出为连接到本车辆100的各传感器或执行机构，然而也可能的是，这些模块10、20、30直接构造为或包括上述车载传感器和执行机构。
44.图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的用于辅助本车辆在路口处的制动操作的方法的流程图。在图2所示实施例中，所述方法示例性地包括步骤s1-s3，并且例如可以在使用图1所示的设备1的情况下实施。
45.在步骤s1中，在本车辆即将到达路口时，识别交通信号灯的信号指示从通行向禁行的过渡。
46.在本发明的意义上，“本车辆即将到达路口”可理解为以下情况：本车辆与路口处的停止线之间的距离处于预设的距离区间内(例如1-3米)，对于处于该距离区间内的车辆而言，其运动具有较大不确定性，因此需要紧密关注交通信号灯状态，并及时对此做出响应。另外，也可根据车辆的制动执行器的响应时间以及用户偏好而自由调整上述距离区间的大小。
47.如果本车辆距停止线太远，则本车辆在到达路口前仍具有较大缓冲空间，此时交通信号灯的状态变化不会引起车辆的紧急制动。如果本车辆与停止线之间的距离太近或者如果车辆已经越过停止线而进入路口区域，那么此时即使交通信号灯状态变化，也来不及控制车辆停车，因此在这种情况下有利的是，直接控制本车辆继续行进通过路口区域。
48.在本发明的意义上，“交通信号灯的信号指示”尤其理解为交通信号灯的发光状态，在最简单的情况下，这例如包括：交通信号灯当前颜色指示通行(例如绿色)还是禁行(例如红色)。附加地，这种信号指示例如还包括交通信号灯与车道的对应关系，例如，这种信号指示还指出：交通信号灯对应于单个车道还是多个车道，或者，交通信号灯对应于直行车道还是转弯车道。
49.为实现交通信号灯的状态识别，例如可以从车载摄像头实时接收车辆的前方道路环境的图像，并借助图像识别技术从中识别交通信号灯及其相应明暗/颜色状态，并由此得出交通信号灯所处信号阶段的结论。此外还可想到，结合车辆本地的高精度地图或借助v2x技术从其他车辆、路侧单元接收交通信号灯的实时信号状态。
50.在一个实施例中，“交通信号灯的信号指示从通行向禁行的过渡”例如包括从绿灯向黄灯的切换或者从绿灯向红灯的切换。在另一实施例中，这种过渡还包括从黄灯向红灯的切换。
51.在步骤s2中，响应于在本车辆即将到达路口时识别到所述过渡，获取本车辆与在
后方跟随本车辆行驶的后方车辆之间的距离。
52.为了实现距离估计，可以借助车辆的后视摄像头拍摄车辆后方道路环境的图像，并从中识别跟随本车辆行驶的后方车辆存在性。在识别出后方车辆的情况下，可进一步借助间距检测算法推算出本车辆与后方车辆之间的距离。可选地，也可基于雷达或超声波传感器发射的电磁波与回波的时间差计算出该距离。
53.在步骤s3中，至少基于所述距离选择用于控制本车辆实施制动操作的制动策略，以所选的制动策略控制本车辆在路口处停车。
54.在该步骤中，后方车辆相对于本车辆的接近程度将会影响制动策略的选择，不同制动策略例如在制动强度、制动量、停车位置、横向引导干预度方面不同。在一个示例性实施例中，随着后方车辆与本车辆之间的距离的减小，选择对应于更小制动强度的制动策略。在另一实施例中，还可附加地在考虑本车辆前方交通对象存在性以及侧方交通对象存在性的情况下选择制动策略。
55.为了实现制动策略的选择，例如可预先按照本车辆与后方车辆之间的不同距离生成对应的制动策略，并将这种对应关系存储在本地或云端的数据库中，然而也可能的是，将实时收集的距离数据输入到经训练的机器学习模型中，并由机器学习模型输出对应的制动策略。
56.图3示出了根据一个示例性实施例的图2所示方法的一个方法步骤的流程图。在图3所示实施例中，图2中的步骤s3例如包括子步骤s31-s37。
57.在步骤s31中，检查本车辆与后方车辆之间的距离是否大于预设的距离阈值。一般而言，距离阈值可以是固定的并且可按照基于大数据的追尾碰撞实验标定出。也可能的是，距离阈值也可根据本车辆的速度、后方车辆的速度、所感知的道路状况(例如，地面附着力和雨雪覆盖率)和/或根据用户偏好而变化。例如，如果本车辆和后方车辆均以较低速度行驶，那么距离阈值可以是1-2米。但是，如果本车辆和前方车辆的行驶速度较高，那么距离阈值也应相应增大(例如可达20米)。
58.如果判断出上述距离大于预设的距离阈值，则在步骤s32中控制本车辆实施制动操作，以使得本车辆在到达路口处的停止线之前停车。在一个示例性实施例中，可根据本车辆当前的运动状态及其在路口处的位置计算出使本车辆恰好在停止线处停车所需的最小制动强度，并以该最小制动强度控制车辆的制动操作。这样，避免使车辆用户因突然的急减速而受到惊吓。
59.如果判断出上述距离大于预设的距离阈值，则在步骤s33中进一步检查：在使本车辆在超出停止线的预定位置处停车的情况下，能否通过控制本车辆的制动操作而使本车辆与后方车辆的第一碰撞风险保持小于预设的风险阈值。
60.为了预测碰撞风险，例如可借助本车辆的运动状态传感器(例如，轮速传感器、加速度传感器或惯性传感器)获取本车辆的运动状态。同时，还可借助车载传感器探测后方车辆的运动状态。在假设本车辆以特定制动强度进行制动的情况下，可以基于本车辆及后方车辆的速度、加速度、运动方向和/或车辆间距计算出本车辆与其他交通对象之间的最小碰撞时间和最小碰撞距离，从而预测出对应的碰撞风险。
61.如果发现满足步骤s33中的条件，则在步骤s34中控制本车辆在停车时超出路口处的停止线的超线程度小于预设程度。
62.如果不满足步骤s33中的条件，则表明在不发生碰撞的前提下，本车辆无法在到达上述预定位置之前将车速减小到零。于是，在步骤s35中继续检查：在本车辆侧方是否存在躲避空间。例如，可以借助车辆的侧向环境感知设备(例如侧视摄像头、安装在车身侧部的雷达传感器等)识别左/右侧的障碍物。
63.如果在步骤s35中判断出在车辆侧方存在躲避空间，例如，如果发现在车辆右侧相邻车道上不存在并行的或跟随的车辆，则在步骤s36中控制本车辆实施制动操作的同时，控制本车辆实施横向引导，以使本车辆朝着没有障碍物的一侧偏转。这样，可适当增加制动的缓冲距离，以避免过于明显地超出停止线，也避免与前方的潜在交通对象发生碰撞。
64.如果在本车辆两侧不存在躲避空间，则在步骤s37中控制本车辆的制动操作，以使本车辆在停车时超出路口处的停止线的超线程度大于预设程度。这样，虽然在一定程度上违反交通规则，但有效降低了追尾风险。
65.图4示出了根据另一示例性实施例的图2所示方法的一个方法步骤的流程图。在图4所示实施例中，图2中的步骤s3例如包括子步骤s310-s370。
66.步骤s310-s320与图3中的步骤s31-s32以类似方式进行，在此仅简要描述。
67.在步骤s310中，检查本车辆与后方车辆之间的距离是否大于预设的距离阈值。如果判断出上述距离大于预设的距离阈值，则在步骤s320中控制本车辆实施制动操作，以使得本车辆在越过路口处的停止线之前停车。
68.如果判断出上述距离小于预设的距离阈值，则在步骤s330中检查位于本车辆前方的交通对象的存在性。例如，可借助车辆的前视摄像头拍摄前方道路环境的图像，并由此识别在本车辆横向上穿越路口的交通流。
69.如果在本车辆前方未识别到任何交通对象，则在步骤s340中控制本车辆的制动操作，以使得本车辆在制动过程中与后方车辆的第一碰撞风险小于预设的风险阈值。
70.如果在本车辆前方识别到交通对象，则在步骤s350中进一步检查：该交通对象是否涉及弱势道路使用者(例如，行人、骑自行车的人和骑摩托车的人)。这例如同样可通借助经训练的机器学习模型来实现。
71.如果该交通对象涉及弱势道路使用者，则在步骤s360中控制本车辆的制动操作，以优先在制动过程中使本车辆与前方交通对象的第二碰撞风险低于预设的风险阈值。例如，如果无论本车辆采取哪一动作，都必然会与后方车辆及前方行人中的至少一者发生碰撞，那么为使不具备防护措施的行人具有最低受伤风险，使本车辆与后方车辆发生接触会是更加优选的。
72.如果该交通对象不涉及弱势道路使用者，而是涉及另一车辆，该另一车辆例如正在本车辆的横向方向上穿越路口区域。在这种情况下，在步骤s370中控制本车辆实施制动操作，以使得由本车辆在制动过程中与后方车辆的第一碰撞风险以及与交通对象的第二碰撞风险构成的总风险低于预设的总风险阈值。例如，为本车辆计算出所有可能的制动强度，然后针对每个可能的制动强度分别估计第一碰撞风险和第二碰撞风险，最后从所有可能的制动强度中筛选出目标制动强度，该目标制动强度能够使第一和第二碰撞风险叠加而成的总风险最小化。又例如，也可根据后方车辆和前方车辆的型号、可能发生碰撞的部位、对本车辆乘员造成的伤害程度、车速、行驶方向等多种因素为第一碰撞风险和第二碰撞风险分配权重，然后对第一碰撞风险和第二碰撞风险进行加权，最终从所有可能的制动强度中选
择使所述加权结果最小化时对应的制动强度作为目标制动强度。另外，也可考虑如图3描述那样控制本车辆的横向引导，例如使车辆向相邻车道偏转，从而避免与前方及后方对象的碰撞。
73.图5a-图5f示出了根据示例性应用场景的借助根据本发明的方法辅助本车辆在路口处的制动操作的示意图。
74.如图5a-图5f所示，车辆100正在第一道路501上行驶并即将到达路口500。在该实施例中，车辆100例如打算直行通过该路口500，并在通过路口500后在第二道路502上继续行驶，该第二道路502与第一道路501沿相同方向延伸。此外，还注意到在本车辆100后方存在跟随本车辆100行驶的后方车辆200，该后方车辆200例如同样打算直行通过路口500。另外，在本车辆100前方不远处还存在一个正在过马路的行人201。
75.在图5a所示场景中，本车辆100结合其在数字地图中的位置得知，其即将到达路口500。同时，本车辆100借助车载传感器检测到：与第一道路501关联的第一交通信号灯300正在从绿灯阶段向红灯阶段过渡。按照当地的交通规则，本车辆100应当在路口500处停车。
76.响应于识别到这种过渡，本车辆100例如借助环境感知功能探测到从后方接近本车辆100的后方车辆200。在该示例性场景中，该后方车辆200与本车辆100之间的距离为d1，该距离d1大于预设的距离阈值，这表明，在本车辆的制动过程中不太可能发生追尾风险。因此，在图5b所示场景中对本车辆100的制动操作进行控制，以使其在车道尽头的停止线510处停车，从而对交通信号灯300的这种状态转变做出响应。
77.在图5c所示场景中，本车辆100同样在即将到达路口500时识别到交通信号灯300的这种状态转变。然而此时发现，本车辆100与后方车辆200之间的距离d2小于预设的距离阈值，这表明，如果本车辆100直接采取急刹，则可能发生追尾事故。
78.在这种情况下，在图5d所示场景中对本车辆100的制动操作进行控制，以使其在完全停止时略微超出车道尽头的停止线510，从而使车头进入路口区域。由此，以本车辆100在路口500处的更长刹车距离(轻微地违反交通规则)为代价，将制动强度尽可能限制在安全范围内，从而减小了追尾风险。
79.在图5e示出了所示场景中针对图5c所示场景而生成的另一制动策略。在该制动策略中，本车辆100通过环境感知了解到，其右侧的相邻直行车道上没有后方来车。于是，在该示例中在对本车辆的制动过程中，还使本车辆的车身向右偏转，以避免与后方即将追尾的车辆200发生正碰。
80.在图5f示出了所示场景中针对图5c所示场景选择的另一制动策略，在该变型方案中，还探测到在本车辆100前方存在正在过马路的行人201。此时，如果使本车辆100在制动过程中贸然进入路口500，则会与行人201发生碰撞。为避免诸如行人201之类的弱势道路使用者受到严重伤害，应当合理地控制本车辆100制动操作，以使其在停止时能避开行人201。为此，如果本车辆100采取任何其他动作都无法避免与后方车辆200的碰撞，则只能在尽可能减小严重程度情况下与后方车辆200接触。在这种情况下，本车辆100可在车舱内部以视觉、听觉和/或触觉的形式向乘客输出警报，以告知乘客“即将发生后部撞击”。
81.尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不脱离本发明精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。