[发明专利]用于自主驾驶的车辆躲避移动障碍物的统一的运动规划

说明书

用于自主驾驶的车辆躲避移动障碍物的统一的运动规划，提供了用于碰撞避免目的的转向校正。该方法包括检测车辆沿其行驶的道路车道的车道中心并且确定将车辆从其当前位置引向车道中心的车道定中路径。该方法还包括检测车辆前方的移动物体并且确定如果车辆沿着车道定中路径以当前车辆速度行驶，在车辆和物体之间是否将要发生碰撞。该方法求解五阶多项式方程来限定从当前车辆位置到距物体一定安全距离的路点的碰撞避免路径以及车辆自动沿其转向的从该路点到车道中心的返回路径。

技术领域

本发明大体涉及一种用于在半自主或自主驾驶车辆中提供路径规划和产生的系统和方法，并且更特别地，涉及一种用于在半自主或自主驾驶车辆中提供路径规划和路径产生的系统和方法，包括响应于车辆前方检测到的移动物体而改变车辆转向路径，其中物体可以相对于车辆运动沿横向或纵向方向移动。

背景技术

当今车辆的操作变得更加自主化，即，车辆能够以越来越少的驾驶员干预来提供驾驶控制。巡航控制系统已经用在车辆上很多年，其中车辆操作者能设定车辆特定的速度，而车辆将会维持在该速度而不需要驾驶员操作油门。自适应巡航控制系统最近已经在该领域中得以发展，其中，不仅仅是系统维持设定速度，而且将会在采用各种传感器检测到较慢移动的前方车辆的情况下自动使车辆减速，各种传感器例如是雷达和摄像机。某些现代车辆还提供自主泊车，其中车辆会自动地提供转向控制来停泊车辆。如果驾驶员做出可能影响车辆稳定的快速的转向改变，那么某些车辆系统进行干预。某些车辆系统试图将车辆保持在道路上车道的中心附近。此外，完全自主的车辆已经被证实能够在模拟的城市交通中达到30mph的行驶，从而观察道路的所有规则。

随着车辆系统的改善，他们会变得更自主化，目标是成为完全自主驾驶的车辆。例如，未来的车辆可能会利用自主系统来进行车道改变、通过、避开交通或进入交通等等。平滑操纵和自动车道定中以及车道改变控制对于自主驾驶车辆中的驾驶员和乘客的舒适性是重要的。然而，由于传感器和致动器的等待时间，测量的车辆状态可能与实际车辆状态不同。这种不同会引起不正确的路径产生，这将会影响车道改变的粗糙度。

美国专利号8170739(于2012年5月1日公布的，名称为用于自动车道定中和车道改变控制系统的路径产生算法，转让给本申请的受让人，并且通过参考并入本文)，公开了一种用于提供自动车道定中心和/或车道改变目的的路径产生的系统。该系统使用了一个或多个前视摄像机，前视摄像机检测车辆前方的车道标记以识别车辆在其上行驶的行驶车道。期望的路径产生处理器接收来自摄像机的信号，车辆状态信息和车辆的转向角，以及车辆车道改变的请求。该系统还包括路径预测处理器，路径预测处理器基于车辆状态信息来预测车辆路径，车辆状态信息包括车辆纵向速度，车辆横向速度，车辆横摆率以及车辆转向角。将期望路径信息和预测路径信息相比较以产生误差信号，误差信号被发送到车道改变控制器，车道改变控制器提供转向角信号以使车辆转变方向并且减少误差信号，其中路径产生处理器利用五阶多项式方程来基于输入信号确定车辆的期望路径。

Lee等人的美国专利申请公开号2010/0082195(名称为采用自主车辆控制系统自适应地控制车辆操作的方法，转让给本申请的受让人并且通过参考并入本文)公开了在‘739专利中披露的路径产生算法的改进，其包括基于预测的行驶路径和估计的道路位置确定优选的车辆行驶路径。

‘739专利和‘195申请没有在半自主或自主驾驶的车辆中提供用于避免碰撞目的期望路径产生和自动车辆转向(如果在车辆前方检测到移动物体)。

发明内容