[发明专利]一种自动换道的纵向车速控制方法及系统

说明书

本发明公开了一种自动换道的纵向车速控制方法及系统，包括S1、获取本车的周围环境信息；S2、判断是否开始自动换道，若是，则执行下一步骤；S3、根据周围环境信息判断是否满足自动换道安全条件，若满足，则开始换道，否则执行下一步骤；S4、根据周围环境信息对自动换道的目标空间进行纵向规划，获取若干个可行的纵向规划方案；S5、由若干个可行的纵向规划方案中决策一个最优方案；S6、根据最优方案生成纵向控制指令，并校验该纵向控制指令执行后书否满足自动换道安全条件；S7、执行所述纵向控制指令并开始换道。本发明对自动换道的纵向规划问题进行精确建模，并利用非线性优化求解精确解，并通过约束的实时校验，大大提高了规划的精度和成功率。

技术领域

本发明属于自动驾驶技术领域，更具体涉及一种自动换道的纵向车速控制方法及系统。

背景技术

随着人工智能技术、多传感器融合技术以及控制决策技术的发展，对于自动驾驶汽车的需求也越来越强烈。按照自动驾驶汽车的使用场景、技术能力等，可以分为L1到L5无个等级。其中L2为高级驾驶辅助，L3等级为有条件自动驾驶，L4等级为限定区域的完全自动驾驶，L5为完全的自动驾驶。

目前产业界正聚焦于L2-L3级别自动驾驶技术的量产，在该级别下主要针对的是城市快速路、高速路场景下有限的自动驾驶能力。包括了车道对中行驶、车辆自适应巡航、车辆自动换道等主要功能。

对于高速公路等结构化道路的点对点自动驾驶任务，除了基本的车道对中和车辆自适应巡航以外，还要求自动驾驶系统具备自动上下匝道、自动切换互动行驶、自动超车换道等能力。其中自动超车换道功能指的是，在导航路径开启时：(1)本车行驶车道有行驶缓慢的车辆，而相邻车道车流速度较快时，本车能自动执行超车换道指令，以提升整体的通行效率；(2)自动换道至可以进出匝道或者进出互通立交的车道上，以便能完成下一阶段的行驶。

在需要执行自动换道的场景中，可能存在目标车道和本车车道车辆占据了本车换道空间的情况，这个时候就需要系统自动进行纵向的决策规划，调整车速，以便能顺利安全地完成换道动作。

我国专利CN202110604908.3公开了一种用于创造换道条件的自动驾驶纵向规划方法、系统及车辆，描述了一种通过主动加减速创造安全换道条件的方法，该方法遍历所有可能的加减速方案，以寻找可行的方案，以满足安全换道的条件。但是通过遍历的方法，求解精度也较为粗糙，同时随着约束问题的复杂化，也较难得到可行解。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种自动换道的纵向车速控制方法及系统，对自动换道的纵向规划问题进行精确建模，并利用非线性优化求解精确解，并通过约束的实时校验，大大提高了规划的精度和成功率。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种自动换道的纵向车速控制方法，包括以下步骤，

S1、获取本车的周围环境信息；

S2、判断是否开始自动换道，若是，则执行下一步骤；

S3、根据周围环境信息判断是否满足自动换道安全条件，若满足，则开始换道，否则执行下一步骤；

S4、根据周围环境信息对自动换道的目标空间进行纵向规划，获取若干个可行的纵向规划方案；

S5、由若干个可行的纵向规划方案中决策一个最优方案；

S6、根据最优方案生成纵向控制指令，并校验该纵向控制指令执行后书否满足自动换道安全条件；

S7、执行所述纵向控制指令并开始换道。

作为优化，所述周围环境信息包括通过车载传感器实时采集的周围车辆目标信息和车道线信息，并将车辆目标信息与车道线信息建立对应关系；所述车辆目标信息包括周围车辆的位置、速度、类型；所述车道线信息包括车道线系数、长度、类型。