本發(fā)明屬于信息融合技術(shù)與智能信息處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及自動(dòng)駕駛車輛的車道選擇方法。

背景技術(shù)：

隨著駕駛輔助技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)駕駛技術(shù)日益成為人們關(guān)注的話題。自動(dòng)駕駛車輛對(duì)路徑規(guī)劃的要求高于傳統(tǒng)車輛的路徑規(guī)劃，需要精確到車道級(jí)。同時(shí)，如何根據(jù)實(shí)時(shí)交通流狀況，主動(dòng)避開擁堵路段成為自動(dòng)駕駛車輛路徑規(guī)劃系統(tǒng)面臨的新的問題。

專利文獻(xiàn)1(CN104880193A)中公開了一種車道級(jí)導(dǎo)航系統(tǒng)及其車道級(jí)導(dǎo)航方法，根據(jù)車輛定位信息和目的地信息，依據(jù)當(dāng)前時(shí)刻車輛擁堵指數(shù)、車道平均行車速度，預(yù)測(cè)出一條或若干條用時(shí)較短的車道級(jí)行駛路徑并提供給駕駛員，由駕駛員選擇一條最佳路徑。

專利文獻(xiàn)2(CN102092272A)中公開了一種基于北斗導(dǎo)航的電動(dòng)汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)及其控制方法，高精度定位終端通過北斗/GPS衛(wèi)星定位模塊獲取車輛位置信息，同時(shí)采集道路畫面為電動(dòng)汽車未來的行駛路徑提供參考。數(shù)據(jù)處理服務(wù)器通過對(duì)上傳圖片的處理，判斷出車輛所在道路的位置、判斷車輛是否超速、判斷車道前方車輛狀況、判斷相鄰車道狀況等，控制電動(dòng)汽車執(zhí)行減速操作或變更車道以控制電動(dòng)汽車安全運(yùn)行

專利文獻(xiàn)3(CN103868519A)公開了一種雙目智能車在線路徑規(guī)劃系統(tǒng)，利用雙目攝像頭感測(cè)路況環(huán)境信息，如障礙物有無、障礙物離智能車距離、障礙物尺寸以及障礙物距路中央距離等信息，控制單元根據(jù)獲取的路況環(huán)境信息及預(yù)定規(guī)則來進(jìn)行在線路徑軌跡規(guī)劃，預(yù)定規(guī)則與正前方障礙物高度、離車輛距離、障礙物離路中央距離和車輛當(dāng)前速度相關(guān)。

對(duì)于專利文獻(xiàn)1公開的系統(tǒng)，需要人工介入，由駕駛員選擇一條避免擁堵的最佳車道，缺乏智能感知與智能路徑規(guī)劃能力。專利文獻(xiàn)2所述的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)通過定位模塊和道路畫面控制車輛安全行駛；專利文獻(xiàn)3所述的智能車在線路徑規(guī)劃系統(tǒng)屬于離線系統(tǒng)，僅通過雙目攝像頭獲取車輛周圍的路況信息，以控制車輛安全行駛，專利文獻(xiàn)2與專利文獻(xiàn)3不能在遠(yuǎn)距離的范圍內(nèi)為智能車選擇一條避免擁堵的最佳車道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種面向自動(dòng)駕駛車輛的車道選擇的方法，主要依據(jù)實(shí)時(shí)車流速度和車輛相對(duì)路口的位置信息，進(jìn)行車道級(jí)路徑規(guī)劃，并實(shí)時(shí)自動(dòng)修正行駛車道。

本發(fā)明包括車載終端和信息服務(wù)終端，所述車載終端包括數(shù)據(jù)采集模塊和路徑規(guī)劃模塊，

所述數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)能采集車輛的定位信息、車速信息，并發(fā)送給信息服務(wù)終端；

所述信息服務(wù)終端包括信息處理模塊，通過接收可發(fā)出數(shù)據(jù)信息的車輛的車速信息，獲取全區(qū)域交通流速度信息，形成實(shí)時(shí)的交通流速度信息數(shù)據(jù)庫(kù)，分路段分車道計(jì)算平均車速并根據(jù)訪問需求發(fā)送至車載終端的路徑規(guī)劃模塊；

所述路徑規(guī)劃模塊主要由數(shù)據(jù)接收單元和車道選擇單元構(gòu)成，訪問云計(jì)算中心獲取可行駛區(qū)域的平均車速，根據(jù)可行駛區(qū)域的車輛相對(duì)位置、行駛速度信息，實(shí)時(shí)進(jìn)行車道選擇，并自動(dòng)修正路線，避免交通擁堵。

本發(fā)明所述的面向自動(dòng)駕駛車輛的車道選擇方法其工作步驟如下：

步驟1，根據(jù)路徑初始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)，確認(rèn)行駛區(qū)域，并劃分各路段及車道。

步驟2，采集各車道的車速，計(jì)算平均車速，建立實(shí)時(shí)交通信息數(shù)據(jù)庫(kù)。

步驟3，信息服務(wù)終端根據(jù)訪問需求將平均車速發(fā)送至車載終端，車載終端基于最短時(shí)間進(jìn)行車道級(jí)路徑規(guī)劃。

步驟4，車道實(shí)時(shí)平均車速變化導(dǎo)致規(guī)劃的行駛車道發(fā)生變化時(shí)，根據(jù)車道間平均速度差值和車輛所在位置與前方路口的距離的信息，綜合考慮是否可以換車道行駛。

步驟5，若可以進(jìn)行換道行為，則跟蹤新規(guī)劃的車道行駛；若不可以進(jìn)行換道，則按照原規(guī)劃的車道行駛。

本發(fā)明的技術(shù)效果：本發(fā)明所述的系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)采集模塊將車輛定位、車速發(fā)送至信息服務(wù)終端，信息服務(wù)終端獲取整個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送的車速信息，并通過其數(shù)據(jù)處理器計(jì)算各路段、各車道的平均車速。路徑規(guī)劃模塊訪問云計(jì)算中心獲取可行駛區(qū)域的平均車速，根據(jù)可行駛區(qū)域的車輛相對(duì)位置、行駛速度信息，實(shí)時(shí)進(jìn)行車道選擇，并自動(dòng)修正路線，避免交通擁堵。本發(fā)明依據(jù)實(shí)時(shí)車流速度和車輛相對(duì)路口的位置信息，進(jìn)行車道級(jí)路徑規(guī)劃，并實(shí)時(shí)自動(dòng)修正行駛車道。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的面向自動(dòng)駕駛的車道選擇系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖2是路徑規(guī)劃模塊車道選擇流程圖。

圖3是車道模型。

具體實(shí)施方案

以下參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。

本發(fā)明所述的面向自動(dòng)駕駛車輛的車道選擇系統(tǒng)，包括車載終端和信息服務(wù)終端，所述車載終端包括數(shù)據(jù)采集模塊和路徑規(guī)劃模塊，如圖1所示。

所述數(shù)據(jù)采集模塊應(yīng)能采集車輛的定位信息、車速信息，并發(fā)送給信息服務(wù)終端。

所述信息服務(wù)終端包括信息處理模塊，通過接收可發(fā)出數(shù)據(jù)信息的車輛的車速信息，獲取全區(qū)域交通流速度信息，形成實(shí)時(shí)的交通流速度信息數(shù)據(jù)庫(kù)，其信息處理模塊能分路段分車道計(jì)算平均車速并根據(jù)訪問需求發(fā)送至車載終端的路徑規(guī)劃模塊。

所述路徑規(guī)劃模塊主要由數(shù)據(jù)接收單元和車道選擇單元構(gòu)成。

將整個(gè)區(qū)域(如某市區(qū))的部分車輛(≥30％)安裝全球定位系統(tǒng)(可以考慮在出租車上安裝)，該系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)車輛定位，還可以向信息服務(wù)終端實(shí)時(shí)發(fā)送位置、車速信息和行駛方向等信息。

裝有本系統(tǒng)車載終端的自動(dòng)駕駛車輛，經(jīng)實(shí)時(shí)擁堵規(guī)避的路徑規(guī)劃方法，可實(shí)時(shí)規(guī)劃出最優(yōu)行駛車道，如圖2所示。

系統(tǒng)參數(shù)要求如下：

①車載終端處理頻率≥2Hz；

②信息服務(wù)終端數(shù)據(jù)更新頻率≥2Hz；

③信息服務(wù)終端與車載終端之間的通訊延遲時(shí)間≤200ms；

④自動(dòng)駕駛車輛定位精度誤差≤10cm；

⑤自動(dòng)駕駛車輛速度測(cè)量精度誤差≤0.5km/h。

路徑規(guī)劃模塊車道選擇流程圖，其功能與傳統(tǒng)路徑規(guī)劃方法區(qū)別主要在于：

路徑規(guī)劃模塊的數(shù)據(jù)接收單元需接收各路段臨近車道的平均車速信息(J為臨近左車道或右車道)，并通過定位信息計(jì)算車輛所在位置與前方路口的距離ΔL，建立簡(jiǎn)單的車道模型如圖3所示，M₀為本車，V₀為本車道平均車速；

車道選擇單元根據(jù)實(shí)時(shí)車流平均速度選擇行駛時(shí)間最短的路徑及車道，隨著交通流的變化，規(guī)劃路徑實(shí)時(shí)更新；

為提高自動(dòng)駕駛車輛的行駛安全性，不宜經(jīng)常變換車道。在路徑規(guī)劃中，是否變換車道應(yīng)根據(jù)ΔL與鄰近車道的平均車速與本車道平均車速的差值進(jìn)行判斷。

理論上，若鄰近車道的平均車速與本車道平均車速的差值表示臨近車道平均車速低于本車，則不進(jìn)行換道；若鄰近車道的平均車速與本車道平均車速的差值較小，只有當(dāng)車輛所在位置與前方路口的距離ΔL較大時(shí)，才規(guī)劃換道行駛；若鄰近車道的平均車速與本車道平均車速的差值適中，車輛所在位置與前方路口的距離ΔL大于一定閾值，就可以規(guī)劃換道行駛；若鄰近車道的平均車速與本車道平均車速的差值較大，當(dāng)車輛所在位置與前方路口的距離ΔL不是過小，就可以規(guī)劃換道行駛；若鄰近車道的平均車速與本車道平均車速的差值規(guī)劃換道行駛。可知，臨近車道的平均車速大于本車道車速時(shí)，速度差值越大，越可能規(guī)劃新的行駛車道；同時(shí)，車輛所在位置與前方路口的距離越遠(yuǎn)，越可能規(guī)劃新的行駛車道。詳細(xì)的判斷邏輯規(guī)則見下表1。

表1.規(guī)劃換車道規(guī)則表

表1中，ΔL的單位為km，的單位為km/h，“√”表示按新規(guī)劃的車道變換車道行駛，“×”表示按原規(guī)劃的車道行駛。

本系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)采集模塊將車輛定位、車速發(fā)送至信息服務(wù)終端，信息服務(wù)終端獲取整個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送的車速信息，并通過其數(shù)據(jù)處理器計(jì)算各路段、各車道的平均車速。路徑規(guī)劃模塊訪問云計(jì)算中心獲取可行駛區(qū)域的平均車速，根據(jù)以上規(guī)則自動(dòng)修正路線，避免交通擁堵。