[发明专利]一种无人驾驶汽车的自主变道决策方法

权利要求书

1.一种无人驾驶汽车的自主变道决策方法，其特征在于，包括变道决策系统模块和变道决策计算方法：

所述的变道决策系统模块包括车辆主控制模块、信息采集模块、控制执行模块和本车信息反馈模块；

所述的变道决策计算方法是根据采集本车和周围车辆的速度、位置，以及本车与周围车辆之间的相对距离和道路宽度，设定变道时间和车辆间的安全变道距离，通过模拟计算得出本车的转向角角度和加速度；

所述自主变道决策方法运行流程包括以下具体步骤：

步骤601：系统首先利用信息采集模块的摄像机采集车道线信息，以便区分是虚线还是直线；用毫米波雷达测出前后车辆与本车的相对速度和距离，用激光雷达监测道路上是否有障碍物或突发情况，然后将这些信息传输给车辆主控制模块进行分析判断；

步骤602：由车辆主控制模块将采集到的信息进行数据分析，判断车道是否为虚线、与目标车道上的前后车辆间的距离是否大于安全距离以及道路上是否有障碍物；

步骤603：若车道线不是虚线，或者本车与前后车的相对距离都小于车辆间安全行驶距离，那就继续采集信息，直至车道线为虚线，并且与前后车相对距离都大于安全距离；

步骤604：满足起初的变道要求后，由车辆主控制模块将所有信息数据进行融合处理，通过模拟计算，得出变道决策方案，即变道轨迹和控制数据；

步骤605：将决策信息传输给控制执行模块，根据决策方案中的转向角角度、速度操控本车，实行变道；

步骤606：在变道过程中，信息采集模块仍需要一直采集信息，同时本车信息反馈模块也将由速度传感器测得的本车的速度和由陀螺仪测得的转向角角度传输给车辆主控制模块，实现环境与车辆的实时跟踪监测，再由车辆主控制模块对这些信息进行分析处理，以便及时调整变道方案；

步骤607：在变道跟踪检测时，若毫米波雷达测得目标车道的前方车辆，即1号车，突然减速，且减速幅度较大，甚至紧急刹车，或者后方车辆，即2号车突然大幅度加速，则本车需要立即对采集到的数据进行分析，判断是否能够继续变道动作，重新规划变道方案；如果前后车辆的速度没有大幅度变化，则继续执行下面的步骤；

步骤608：如果在变道过程遇到障碍物、车道线突然变为实线，或者其他突发情况，则立刻停止变道执行，由车辆主控制模块将采集到的信息进行处理分析，判断是否继续进行变道，能否绕过障碍物或突发情况，重新得出变道决策方案，由控制执行模块执行决策动作；

步骤609：如果没有遇到障碍物或其他突发情况，就继续变道，直至到达目标车道位置，完成变道；

所述的变道决策计算方法步骤为：

(1)设定车辆间的安全变道距离，根据信息采集模块测得的车辆相对距离、车道线和障碍物，判断是否满足变道的初始条件，若满足则进行模拟计算；

(2)设定变道时间和目标车道前后车辆的行驶状态，计算得到前后车辆变道完成后的行驶距离和相对距离；

(3)设定变道完成后本车的位置，根据三辆车的位置关系，若满足变道终止条件，则模拟本车的行车轨迹，计算得出本车变道过程中的转向角角度和加速度；

其中，步骤(1)所设定的车辆间的安全变道距离为L，仪器测得道路宽度为D，前后车辆与本车的相对距离为L₁₃、L₂₃，若L₁₃≥L且L₂₃≥L，道路中无障碍物、车道线为虚线，则满足变道的初始条件，还可得前后车辆的相对距离L₁₂：

步骤(2)所设定的变道时间为T，前后车辆在变道过程中保持速度不变，分别为V₁、V₂，计算得变道完成后行驶距离为S₁、S₂，相对距离为

S₁＝V₁T，S₂＝V₂T

步骤(3)所设定的本车位置为相距前方车辆则与后方车辆相距若表示满足变道终止条件，可计算得出本车的行驶距离S₃、转向角角度θ、结束时速度和加速度

2.如权利要求1所述的一种无人驾驶汽车的自主变道决策方法，其特征在于，所述的车辆主控制模块是一台工控机组成的，用于对采集到的信息进行分析处理，得出决策信息，输出到控制执行模块。

3.如权利要求1所述的一种无人驾驶汽车的自主变道决策方法，其特征在于，所述的控制执行模块包括：制动控制器、转向控制器、转向灯控制器和油门控制器，用于接收决策信息，根据决策信息改变本车的速度、转向角和转向灯，完成变道动作。