一种窄路自动错车系统和方法与流程

1.本发明属于车辆自动错车技术领域，具体涉及一种窄路自动错车系统和方法。


背景技术：

2.随着汽车自动化、智能化的发展，在行驶条件较为单纯的环境如高速公路上，已经可以很大程度上解放驾驶员的双手。但在部分特殊场景下，如在乡村窄路上会车时，由于缺乏明显的路面分界线等参考物，或者驾驶员驾驶技术水平有限等，会给驾驶员带来极大的心理压力及困难，也容易由于操作或者判断失误引发剐蹭等事故。
3.专利cn 112339663 a提出了一种车道会车辅助方法，但该专利存在一些问题，如：仅仅通过驾驶车辆本身获取环境数据，没有与对向车辆的信息交互，无法实现最优路径规划；同时未考虑错车时车身姿态；错车时仍然通过驾驶员操纵方向盘，虽有错车辅助装置，对驾驶技术较差的驾驶员而言仍然存在较大困难与压力，也容易存在误操作导致事故现象；仅考虑对向车辆静态状态下错车，未实现双向车辆协同控制，存在由于对向车辆过度占用路面等导致的无法错车误判断；不可错车时，解决方案仅为重新寻找一段可错车路面，未考虑合理调整两车姿态及最大限度使用路面空间。


技术实现要素：

4.为了解决上述窄路会车时由于缺乏明显的路面分界线等参考物，车身姿态不合理，或者驾驶员驾驶技术水平有限导致无法错车或者发生影响车辆安全驾驶的问题，本发明提供一种窄路自动错车的解决方案，通过车辆之间信息交互及自身感知探测，对双向车辆错车路径进行规划，对是否满足错车条件进行判断，对不满足错车条件问题进行方案规划并二次判断，对车辆进行自动控制行驶错车。
5.实现本发明目的之一的一种窄路自动错车系统，包括：感知模块、数据交互模块、信息处理计算模块；
6.所述感知模块用于获取周围环境数据，通过整车网络将周围环境数据提供给信息处理计算模块；
7.所述周围环境数据包括本车辆的宽度x1，允许本车辆通行的有效路面宽度xn，本车辆与对向车辆的距离，对向车辆的宽度x2，对向车辆离路面边界的最小距离x3。
8.所述信息处理计算模块用于根据感知模块获取的周围环境数进行存储和计算，判定当前是否满足错车条件；
9.所述数据交互模块用于根据信息处理计算模块给出的是否满足错车的判定条件，向需错车的对向车辆进行通讯和数据交互；所述通讯包括发出指令弹窗、声音提示、画面提示向对向车辆发出后退避让的指令；所述数据交互包括从感知模块获得的周围环境数据。
10.进一步地，还包括自动控制模块，用于对车辆实现车辆摆放位置、摆放角度、错车的自动控制；所述自动控制包括转向控制、刹车控制、动力系统控制，
11.进一步地，还包括人机交互模块，用于通过开关信号、语音信号实现与驾驶员之间
的交互。
12.进一步地，所述信息处理计算模块判定满足错车条件的方法包括如下步骤：
13.s1、根据本车辆的宽度、对向车辆的宽度判断当前是否满足错车条件，如果满足错车条件，则利用现有感知融合技术建立空间模型，所述空间模型模拟利用本车辆与对向车辆周围环境的空间关系，用于模拟车辆错车的行驶过程；所述空间模型包括道路边界模型、障碍物模型、对向车辆模型、错车的两车模型；
14.s2、根据建立的空间模型规划错车路线轨迹并模拟行驶过程判断当前错车轨迹是否满足错车条件；如果模拟行驶过程中本车辆均能与道路模型、对向车辆模型及障碍物模型保持最小安全距离x4，则判断当前错车轨迹满足错车条件，可以进行错车。
15.进一步地，所述步骤s1中，根据本车辆的宽度、对向车辆的宽度判断当前是否满足错车条件的方法包括如下步骤：
16.s101、获取本车辆的宽度x1，允许本车辆通行的有效路面宽度xn，本车辆与对向车辆的距离，对向车辆的宽度x2，对向车辆离路面边界的最小距离x3；
17.s102、如果x
n-(x1 x2 x3)的差值大于等于最小安全距离x4，则认为当前满足错车条件。
18.进一步地，所述步骤s2中，如果判断当前错车轨迹不满足错车条件，还包括如下步骤：
19.判断本车辆是否与路面边界平行，如果不平行则调整本车辆摆放角度，使本车辆与路面边界平行。
20.进一步地，所述步骤s2中，如果判断当前错车轨迹不满足错车条件，还包括如下步骤：
21.当所述对向车辆离路面边界的最短距离x3大于等于设定安全距离时，则认为对向车辆存在可避让空间，向对向车辆发出挪车避让指令，待对向车辆调整到距离路面边界的最短距离大于设定安全距离时，则认为当前满足错车条件。
22.进一步地，当所述对向车辆离路面边界的最短距离x3小于设定安全距离时，还包括如下步骤：
23.通过雷达获得探测范围内如下参数：本车辆车后第一设定距离内可供车辆通行的有效路面宽度、后方最近一个障碍物与本车辆的距离；
24.如果本车辆的后方路段的有效路面宽度大于设定宽度，且后方最近一个障碍物与车辆的距离大于第二设定距离时，则使本车辆后退避让。
25.进一步地，当所述对向车辆离路面边界的最短距离x3小于设定安全距离时，还包括如下步骤：
26.通过雷达获得探测范围内如下参数：对向车辆车后路段第一设定距离内可供车辆通行的有效路面宽度、对向车辆后方最近一个障碍物与对向车辆的距离；
27.如果对向车辆的车身后方路段的有效路面宽度大于设定宽度，且后方最近一个障碍物与车辆的距离大于第二设定距离时，则使对向车辆后退避让。
28.实现本发明目的之二的一种窄路自动错车方法，包括如下步骤：
29.s1、获取本车辆的宽度x1，允许本车辆通行的有效路面宽度xn，本车辆与对向车辆的距离，对向车辆的宽度x2，对向车辆离路面边界的最小距离x3；
30.所述允许本车辆通行的有效路面宽度xn即：当路面没有障碍物时，xn为路面实际宽度；当路面有影响车辆通行的障碍物时，xn为去掉障碍物之后的可供车辆通行的路面宽度；
31.s2、如果x
n-(x1 x2 x3)的差值大于等于最小安全距离x4，则利用现有感知融合技术建立空间模型，所述空间模型模拟本辆与对向车辆周围环境的空间关系，用于模拟车辆错车的行驶过程；所述空间模型包括道路边界模型、障碍物模型、对向车辆模型、错车的两车模型；
32.所述空间模块的建立利用现有感知融合技术，通过雷达、摄像头、传感器等实现物体的位置识别，按照采集到的位置数据构建空间模型；
33.s3、利用建立的空间模型规划错车路线轨迹并模拟行驶过程，如果模拟行驶过程中本车辆均能与道路模型、对向车辆模型及障碍物模型保持最小安全距离x4，则判断当前错车轨迹满足错车条件，可以进行错车；如果判断当前错车轨迹不满足错车条件，则跳转到下一步；
34.所述最小安全距离x4为保证两车之间不会发生剐蹭或碰撞的最小距离，本发明对此值不作限定；
35.s4、判断本车辆是否与路面边界平行，如果不平行则调整本车辆摆放角度，使本车辆与路面边界平行；
36.s5、当所述对向车辆离路面边界的最小距离x3大于等于设定安全距离时，则认为对向车辆存在可避让空间，向对向车辆发出挪车避让指令，待对向车辆调整到距离路面边界的最短距离大于设定安全距离时，则判定当前满足错车条件；当所述最短距离x3小于设定安全距离时，跳转到步骤s6；
37.s6、通过雷达获得探测范围内如下参数：本车辆车后第一设定距离内可供车辆通行的有效路面宽度、后方最近一个障碍物与本车辆的距离；对向车辆车后路段第一设定距离内可供车辆通行的有效路面宽度、对向车辆后方最近一个障碍物与对向车辆的距离；
38.如果本车辆或对向车辆的车身后方路段的有效路面宽度大于设定宽度，且后方最近一个障碍物与车辆的距离大于第二设定距离时，则使本车辆或对向车辆后退避让，返回步骤s3。
39.进一步地，所述步骤s4中判断本车辆是否与路面边界平行的方法包括：
40.获取车辆会车侧的车身前部与尾部的连线与路面边界的夹角θ，如果θ大于设定角度值，则认为本车辆与路面边界不平行。
41.进一步地，所述步骤s4中判断本车辆是否与路面边界平行的方法还包括：
42.分别获取车辆会车侧的车身前部与尾部与最近的道路边界的距离，如果所述距离的差值的绝对值大于设定值，则认为本车辆与路面边界不平行。
43.有益效果：
44.1、本发明通过自动控制达到对车辆的准确和精细的操控，可避免错车过程中人为操纵失误导致事故问题；
45.2、本发明通过车身角度测量和计算，将车辆调整至最合适错车的角度，避免由于车辆摆放位置不合理导致无法错车问题；
46.3、本发明通过信息交互和数据共享，将错车空间利用最大化，可避免对向车辆过度占用错车空间导致无法错车问题；
47.4、本发明对后退车辆实时进行判定能否错车，一旦可以错车即停止后退，避免了车辆远距离后退及人为判断带来的行驶风险。
附图说明
48.图1是本发明所述系统的示意图；
49.图2是本发明所述的模拟错车示意图；
50.图3是本发明所述的调整车身姿态前不满足错车的示意图；
51.图4是本发明所述的调整车身姿态后满足错车的示意图；
52.图5是本发明所述的对向车辆避让错车示意图。
具体实施方式
53.下列具体实施方式用于对本发明权利要求技术方案的解释，以便本领域的技术人员理解本权利要求书。本发明的保护范围不限于下列具体的实施结构。本领域的技术人员做出的包含有本发明权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本发明的保护范围。
54.本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
55.下面结合图1～5讲述本发明的实施例。
56.如图1所示，本技术实施例提供一个本发明所述系统的实施例。包括感知模块、人机交互模块、数据交互模块、信息处理计算模块、自动控制模块，可以对各种复杂的错车情景进行应对，实现自动错车；
57.感知模块通过摄像头、雷达获取周围环境数据，通过整车网络将数据提供给其他模块；
58.信息处理计算模块获取到感知模块的数据后，进行存储和计算，通过计算和模拟判定当前是否满足错车条件；信息处理计算模块可以是车辆上的影音控制器ivi，也可以是车身域控制器bcm；
59.数据交互模块根据根据信息处理计算模块给出的判定条件，向需错车的对向车辆进行通讯和数据交互，所述通讯包括发出指令弹窗、声音提示、画面提示向对向车辆发出后退避让的指令；所述数据交互包括从感知模块获得的周围环境数据；数据交互模块可以通过蓝牙或局域网实现，硬件可以是t-box等；
60.数据交互包含感知模块发出的周边环境数据，实现两车共享；
61.自动控制模块包含转向控制、刹车控制、动力系统控制，从而实现车辆摆放位置、摆放角度、错车的自动控制；自动控制模块包含底盘域控制器pdcu，制动系统控制器ibc，转向控制系统esp等；
62.人机交互模块通过开关信号、语音信号获取信息，实现与驾驶员之间的交互；人机交互模块包含影音域控制器ivi，控制仪表、mp5屏实现交互等；
63.下面结合图2～5讲述本发明所述方法的一个实施例。
64.步骤1、当面对窄路错车的场景时，驾驶员主动开启自动错车功能；或通过感知模块探测到窄路错车场景时，人机交互模块主动提示是否开开启该功能；当接收到驾驶员发
出的开关信号、语音命令或同意弹窗提示开启自动错车功能时，自动错车功能开启；
65.步骤2、如图2所示，获取有效路面宽度xn，本车辆的宽度x1，离本车辆最近的障碍物与本车辆的距离s和该障碍物的尺寸，本车辆与对向车辆的距离，对向车辆的宽度x2和长度y2，对向车辆离路面边界的最小距离x3，周边障碍物的距离x5；所述周边障碍物的距离x5即本车辆规划的路径最大边界到障碍物的距离，用于定位障碍物位置及判定是否有足够的错车空间；所述允许本车辆通行的有效路面宽度xn即：当路面没有障碍物时，xn为路面实际宽度；当路面有影响车辆通行的障碍物时，xn为去掉障碍物之后的可供车辆通行的路面宽度；
66.步骤3、如果x
n-(x1 x2 x3)的差值大于最小安全距离x4，则利用现有感知融合技术建立空间模型，所述空间模型模拟本辆与对向车辆周围环境的空间关系，用于模拟车辆错车的行驶过程；所述空间模型包括道路边界模型、障碍物模型、对向车辆模型、错车的两车模型；所述空间模块的建立利用现有感知融合技术，通过雷达、摄像头、传感器等实现物体的位置识别，按照采集到的位置数据构建空间模型；所述最小安全距离x4为保证两车之间不会发生剐蹭或碰撞的最小距离，本实施例中最小安全距离x4为20mm，但不限于此值，本发明对此不作限定。
67.如果x
n-(x1 x2 x3)的差值小于最小安全距离x4，则认为不满足错车条件，退出自动错车功能。
68.步骤4、利用建立的空间模型规划错车路线轨迹并模拟行驶过程，如果模拟行驶过程中本车辆均能与道路模型、对向车辆模型及障碍物模型保持最小安全距离x4，则判断当前错车轨迹满足错车条件，可以进行错车；否则跳转到下一步；
69.步骤5、判断本车辆是否与路面边界平行，如果不平行则调整车辆摆放角度，通过自动控制模块调整本车辆使其与路面边界平行，如图3和图4所示；
70.判断方法之一为：
71.获取车辆会车侧的车身前部与尾部的连线与路面边界的夹角θ，如果θ大于设定角度值，则认为本车辆与路面边界不平行，本实施例中设定角度值为30
°
，但不限于此值。
72.判断方法之二为：
73.分别获取车辆会车侧的车身前部与尾部与最近的道路边界的距离，如果所述距离的差值的绝对值大于设定值，则认为本车辆与路面边界不平行，本实施例中该设定值为100mm，但不限于此值。
74.步骤6、当所述对向车辆离路面边界的最小距离x3大于设定安全距离时，则认为对向车辆存在可避让空间，向对向车辆发出挪车避让指令，如图5所示，待对向车辆调整到距离路面边界的最短距离等于设定安全距离时，则认为当前满足错车条件；本实施例中，所述设定安全距离为最小安全距离x4的两倍距离，但不限于此值；
75.当所述最短距离x3小于设定安全距离时，通过雷达获得探测范围内如下参数：本车辆车后第一设定距离内可供车辆通行的有效路面宽度、后方最近一个障碍物与本车辆的距离；本实施例中第一设定距离为5m，但不限于此值；
76.如果本车辆的后方路段的有效路面宽度大于设定宽度，且后方最近一个障碍物与车辆的距离大于第二设定距离时，则使本车辆后退避让，返回步骤s3；本实施例中第二设定距离为5m，但不限于此值；本实施例中有效路面宽度为：当路面没有障碍物时，有效路面宽度为路面实际宽度；当路面有影响车辆通行的障碍物时，有效路面宽度为去掉障碍物之后
的可供车辆通行的路面宽度；本实施例中设定宽度为本车辆的宽度、对向车辆离路面边界的最小距离、2倍最小安全距离x4、对向车辆的宽度，四者之和；有效路面宽度
77.当所述最短距离x3小于设定安全距离时，还可通过雷达获得探测范围内如下参数：对向车辆车后第一设定距离内可供车辆通行的有效路面宽度、后方最近一个障碍物与对向车辆的距离；本实施例中第一设定距离为5m，但不限于此值；
78.如果本车辆的后方路段的有效路面宽度大于设定宽度，且后方最近一个障碍物与车辆的距离大于第二设定距离时，则向对向车辆发出后退避让指令，返回步骤4；本实施例中第二设定距离为5m，但不限于此值；本实施例中设定宽度为本车辆的宽度与2倍最小安全距离x4之和。
79.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
80.本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。