[发明专利]一种基于人工势场法的车辆换道方法及装置

说明书

本发明属于自动驾驶技术领域，具体涉及一种基于人工势场法的车辆换道方法及装置。该方法首先获取预行驶道路上的各障碍物的信息，所述障碍物的信息包括障碍物的速度和位置；然后在各预行驶道路上沿自车行驶方向的设定检测范围内均设置至少一个检测点，确定各个检测点对应的静态势场和障碍物动态势场，所述静态势场包括道路静态势场和/或障碍物静态势场；接着根据每个预行驶道路的所有检测点对应的静态势场和障碍物动态势场，确定每个预行驶道路的综合势场；最后根据各个预行驶道路的综合势场，进行换道控制。本发明的综合势场能够充分反映行驶环境的连续变化过程，考虑的更加全面，提高了换道决策的合理性和准确性，进而提高了驾驶的安全性。

技术领域

本发明属于自动驾驶技术领域，具体涉及一种基于人工势场法的车辆换道方法及装置。

背景技术

自动驾驶车辆是通过车载传感系统感知道路环境后，自动规划行车路线并控制车辆达到预定目的地的智能化车辆。在车辆行驶过程中，需要通过车载装置获得自车信息及外部环境信息，依据交通规则及任务要求，在安全和效率的双重约束下完成换道动作。如若换道不当，极有可能发生交通事故，造成不可预估的损失。

为了进行安全且高效的换道，申请公布号为CN110244713A的中国发明专利申请公开了一种基于人工势场法的智能车辆换道轨迹规划系统及方法，当智能车辆(即自车)处于前方障碍车辆的斥力场范围之外时，决策结果为直行，当智能车辆处于前方障碍物车辆的斥力场范围之内时，决策为换道。也即，该方法根据障碍物车辆的速度，计算得到障碍物车辆的动态势场来进行换道判断。但是，影响自车是否换道的因素有很多，除了障碍物动态势场外，还有其他因素，例如预行驶道路自身也存在势场，等等。如若仅根据障碍物动态势场来判断是否进行换道不够准确，换道存在危险。

发明内容

本发明提供了一种基于人工势场法的车辆换道方法及装置，用以解决现有技术仅根据障碍物车辆的势场来判断是否进行换道不够准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案包括：

本发明提供了一种基于人工势场法的车辆换道方法，包括如下步骤：

1)获取预行驶道路上的各障碍物的信息，所述障碍物的信息包括障碍物的速度和位置；

2)在各预行驶道路上沿自车行驶方向的设定检测范围内均设置至少一个检测点，确定各个检测点对应的静态势场和障碍物动态势场，所述静态势场包括道路静态势场和/或障碍物静态势场；其中：

根据检测点与预行驶道路中心线之间的距离，确定该检测点对应的道路静态势场；

根据检测点与各个障碍物之间的距离，确定该检测点对应的各个障碍物静态势场；

根据障碍物与自车之间的距离、以及各个障碍物的速度，确定各个障碍物动态势场；

3)根据每个预行驶道路的所有检测点对应的静态势场和障碍物动态势场，确定每个预行驶道路的综合势场；

4)根据各个预行驶道路的综合势场，进行换道控制。

上述技术方案的有益效果为：本发明基于人工势场法，考虑障碍物信息和预行驶道路的信息，除了得到障碍物动态势场外，还考虑静态势场，静态势场为道路静态势场、或者障碍物静态势场、或者道路静态势场和障碍物静态势场均考虑在内，从而构建得到每条预行驶道路的综合势场，该综合势场能够充分反映行驶环境的连续变化过程，考虑的更加全面，进而比较每条预行驶道路的综合势场，根据比较结果来判断是否进行换道，或者换道至哪条道路上，提高了换道决策的合理性和准确性，进而提高了换道的安全性以及驾驶的安全性。

作为方法的进一步改进，为了准确确定障碍物动态势场，步骤2)中，所述障碍物动态势场包括障碍物横向动态势场和障碍物纵向动态势场；所述障碍物横向动态势场根据障碍物与自车的横向距离、以及障碍物的横向速度得到；所述障碍物纵向动态势场根据障碍物与自车的纵向距离、以及障碍物的纵向速度得到。