一种自动驾驶车辆的避障系统及方法与流程

1.本发明涉及自动驾驶的技术领域，尤其是涉及一种自动驾驶车辆的避障系统及方法。


背景技术：

2.近几年，随着自动化专业发展，无人驾驶汽车有着十分广阔的发展前景，尤其在军用领域，无人驾驶汽车经过简单的改装便可以降级作为运动靶车应用在导弹试验领域，为了提高无人驾驶汽车的安全性，越来越多的用户提出了运动靶车应具备自主避障功能。
3.目前避障多数是针对固定的障碍物，而没有关注对于车辆行驶过程中存在的运动型障碍物，由于没有根据障碍物车辆的具体行车情况作适应性控制，导致避障失败，降低了自动驾驶车辆在道路上行驶的安全性。
4.针对上述中的相关技术，本发明提供一种自动驾驶车辆的避障系统及方法。


技术实现要素：

5.本发明提供一种自动驾驶车辆的避障系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.本发明提供一种自动驾驶车辆的避障系统，包括
7.障碍物检测模块，用于获取车辆周围设定范围内障碍物信息；
8.避障判断模块，根据障碍物检测模块解析车辆循迹路径上是否存在障碍物，若不存在障碍物，则按照循迹路径继续行驶；若有障碍物，则进行避障路径规划；
9.路径规划模块，用于根据车辆前方、左前、右前以及后方、左后、右后的障碍物信息得到车辆减速、加速或者换道的避障模式；
10.加减速控制模块，用于根据前方或者后方障碍物信息判断车辆是否存在加减速危险；若不存在，则进行加减速，若存在，禁止车辆加减速，并启动换道控制模块，
11.换道控制模块，用于根据换道方向的侧方障碍物信息判断车辆是否存在换道危险；若不存在，则进行换道，若存在，禁止车辆换道，并启动车辆保护系统。
12.可选的，所述障碍物信息包括障碍物相对本车辆速度和障碍物相对本车辆的距离，障碍物相对本车辆速度包括前方、左前、右前以及后方、左后、右后车辆相对于本车辆的速度，障碍物相对本车辆的距离包括前方、左前、右前以及后方、左后、右后车辆相对于本车辆的横向距离和纵向距离。
13.可选的，所述障碍物检测模块包括六个毫米波雷达，六个毫米波雷达分别设置于车辆的前方侧、左前侧、右前侧以及后方侧、左后侧、右后侧。
14.可选的，所述加减速控制模块包括
15.第一判断模块，当左前或者右前存在障碍物时，通过后方障碍物信息，车辆控制器判断能否通过车辆减速进行避障，若不行，则通过车辆控制器判断能否通过车辆加速进行避障，
16.第二判断模块，当左前或者右前存在障碍物时，通过前方障碍物信息，车辆控制器判断能否通过车辆加速进行避障，若不行，则通过车辆控制器判断能否通过车辆换道进行避障。
17.可选的，所述换道控制模块包括
18.第三判断单元，通过车辆控制器判断能否避障左前或者右前障碍物，且通过左后和右后方障碍物信息，车辆控制器判断能否通过换道进行避障。
19.可选的，所述加减速控制模块是否存在加速危险以及换道控制模块是否存在换道危险是通过在设定时间内能否超过车辆避障换道预瞄距离决定的，而所述加减速控制模块是否存在减速危险是通过在设定时间内能否不超过车辆避障换道预瞄距离决定的。
20.可选的，所述预瞄距离公式为：s＝v*t l，其中s为预瞄距离，v为当前车辆相对于车辆前方的障碍物的速度，t为预瞄时间，l为静态窗口预瞄距离，该l可根据情况进行调整，该预瞄距离是根据车辆和前方障碍物的相对速度、预瞄时间以及静态窗口预瞄距离来动态确定的。
21.还包括一种自动驾驶车辆的避障方法，具体包括如下步骤：
22.s1：获取车辆周围设定范围内障碍物信息；
23.s2：根据障碍物检测模块解析车辆循迹路径上是否存在障碍物，若不存在障碍物，则按照循迹路径继续行驶；若有障碍物，则进行避障路径规划；
24.s3：根据车辆前方、左前、右前以及后方、左后、右后的障碍物信息得到车辆减速、加速或者换道的避障模式；
25.s4：根据前方或者后方障碍物信息判断车辆是否存在加减速危险；若不存在，则进行加减速，若存在，禁止车辆加减速，并启动换道控制模块；
26.s5：根据换道方向的侧方障碍物信息判断车辆是否存在换道危险；若不存在，则进行换道，若存在，禁止车辆换道，并启动车辆保护系统。
27.综上所述，本发明包括以下至少一种有益效果：
28.本发明通过在整车上的前方侧、左前侧、右前侧以及后方侧、左后侧、右后侧布置六个毫米波雷达，可以获取相对于行驶车辆周围设定范围内运动障碍物信息，能够根据车辆前方、左前、右前以及后方、左后、右后的障碍物信息选取车辆减速、加速或者换道的避障模式，能够有效进行避障，而且在进行车辆减速、加速或者换道的避障模式时，综合考虑是否存在避障危险的情况发生，大大提高了自动驾驶车辆在道路上行驶的安全性。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明自动驾驶车辆的避障系统原理框图；
31.图2为本发明自动驾驶车辆的避障方法流程图；
32.图3为本发明毫米波雷达在整车上的布置示意图。
具体实施方式
33.以下结合附图1-3对本发明作进一步详细说明。
34.实施例1
35.参照图1，本发明公开一种自动驾驶车辆的避障系统，包括
36.障碍物检测模块，用于获取车辆周围设定范围内障碍物信息；其中，参照图3，障碍物检测模块包括六个毫米波雷达，六个毫米波雷达分别设置于车辆的前方侧、左前侧、右前侧以及后方侧、左后侧、右后侧。障碍物信息包括障碍物相对本车辆速度和障碍物相对本车辆的距离，障碍物相对本车辆速度包括前方、左前、右前以及后方、左后、右后车辆相对于本车辆的速度，障碍物相对本车辆的距离包括前方、左前、右前以及后方、左后、右后车辆相对于本车辆的横向距离和纵向距离。
37.避障判断模块，根据障碍物检测模块解析车辆循迹路径上是否存在障碍物，若不存在障碍物，则按照循迹路径继续行驶；若有障碍物，则进行避障路径规划；
38.路径规划模块，用于根据车辆前方、左前、右前以及后方、左后、右后的障碍物信息得到车辆减速、加速或者换道的避障模式；通过采用多种可供选择的避障模式，能够大大提高了自动驾驶车辆在道路上行驶的安全性。
39.加减速控制模块，用于根据前方或者后方障碍物信息判断车辆是否存在加减速危险；若不存在，则进行加减速，若存在，禁止车辆加减速，并启动换道控制模块。
40.加减速控制模块包括
41.第一判断模块，当左前或者右前存在障碍物时，通过后方障碍物信息，车辆控制器判断能否通过车辆减速进行避障，在车辆进行减速避障时，需要考虑后方障碍物的信息，避免为了避让左前或者右前存在的障碍物时，使得后方障碍物追尾，若不行，则通过车辆控制器判断能否通过车辆加速进行避障，
42.第二判断模块，当左前或者右前存在障碍物时，通过前方障碍物信息，车辆控制器判断能否通过车辆加速进行避障，在车辆进行加速避障时，需要考虑前方障碍物的信息，避免为了避让左前或者右前存在的障碍物时，使得与前方障碍物发生碰撞，若不行，则通过车辆控制器判断能否通过车辆换道进行避障。
43.换道控制模块，用于根据换道方向的侧方障碍物信息判断车辆是否存在换道危险；若不存在，则进行换道，若存在，禁止车辆换道，并启动车辆保护系统。换道控制模块包括第三判断单元，通过车辆控制器判断能否避障左前或者右前障碍物，且通过左后和右后方障碍物信息，车辆控制器判断能否通过换道进行避障。在车辆进行换道避障时，不但综合考虑能否换道避让左前或者右前存在的障碍物，还要考虑左后或者右后方障碍物的信息，避免为了避让左前或者右前存在的障碍物时，被左后或者右后障碍物追尾。
44.加减速控制模块是否存在加速危险以及换道控制模块是否存在换道危险是通过在设定时间内能否超过车辆避障换道预瞄距离决定的，而加减速控制模块是否存在减速危险是通过在设定时间内能否不超过车辆避障换道预瞄距离决定的。预瞄距离公式为：s＝v*t l，其中s为预瞄距离，v为当前车辆相对于车辆前方的障碍物的速度，t为预瞄时间，l为静态窗口预瞄距离，该l可根据情况进行调整，该预瞄距离是根据车辆和前方障碍物的相对速度、预瞄时间以及静态窗口预瞄距离来动态确定的，与相对速度及预瞄时间强相关，以确保在不同车速下预瞄距离的准确性。
45.参照图2，还包括一种自动驾驶车辆的避障方法，具体包括如下步骤：
46.s1：获取车辆周围设定范围内障碍物信息；
47.s2：根据障碍物检测模块解析车辆循迹路径上是否存在障碍物，若不存在障碍物，则按照循迹路径继续行驶；若有障碍物，则进行避障路径规划；
48.s3：根据车辆前方、左前、右前以及后方、左后、右后的障碍物信息得到车辆减速、加速或者换道的避障模式；
49.s4：根据前方或者后方障碍物信息判断车辆是否存在加减速危险；若不存在，则进行加减速，若存在，禁止车辆加减速，并启动换道控制模块；
50.s5：根据换道方向的侧方障碍物信息判断车辆是否存在换道危险；若不存在，则进行换道，若存在，禁止车辆换道，并启动车辆保护系统。
51.本发明的一种自动驾驶车辆的避障系统及方法的实施工作原理为：
52.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。