一种车辆智慧避让方法与流程

1.本发明涉及车辆自动驾驶领域，更具体的说是涉及一种车辆智慧避让方法和方法。


背景技术：

2.自动驾驶方法是指车辆驾驶员执行的工作完全自动化的、高度集中控制的方法，自动驾驶方法具备车辆自动唤醒启动和休眠、自动停车、自动行驶、自动开关车门、故障自动恢复等功能，并具有常规运行、降级运行、运行中断等多种运行模式。
3.目前针对自动行驶这个技术难点是需要着重克服的，自动驾驶包括车辆的居中保持、车道线的检测以及前车的安全距离保持，而目前的自动驾驶技术还不成熟，道路上的车辆情况比较复杂，如相邻车道的车辆为大型挂车或体积较大的车辆，或相邻车道的车辆靠近本车车道，且车速较慢，若自动驾驶还选择减速避让则导致车速过慢，引起本车车道的拥堵，若自动驾驶还是选择本车车道的居中驾驶，则容易发出碰撞造成交通事故，因此车辆需要选择避让，而目前的避让方式通常是超车避让或转弯避让，在本车道内实现避让且避让时规划一条平滑柔和的避让轨迹是技术难点。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种车辆智慧避让方法，该种车辆智慧避让方法能够根据相邻车道及本车道内的实时情况在本车道内合理规划平滑柔和的避让轨迹，以保证车辆的行驶安全。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
6.一种车辆智慧避让方法，包括以下步骤：
7.步骤s1，获取本车车头处的前视摄像头拍摄到的图像作为待分析图像；
8.步骤s2，根据本车的车头中点为原点建立平面坐标系，根据所述待分析图像在平面坐标系中标记相邻车道内的车辆位置，根据所述车辆位置计算相邻车道内的车辆与本车之间的纵向距离值；
9.步骤s3，根据所述待分析图像在平面坐标系中标记本车车道远离该相邻车辆一侧的车道线位置，根据车道线位置计算本车横向偏移的标准距离值，根据所述标准距离值和纵向距离值得到本车避让后的末端坐标点；
10.步骤s4，根据所述末端坐标点以及原点通过规划算式计算得到本车的避让轨迹。
11.进一步的，所述步骤s3中包括步骤s31，取所述车道线位置与原点之间的中线为偏移点位纵向线，根据纵向距离值在偏移点位纵向线上索引对应点位作为末端坐标点。
12.进一步的，所述轨迹算式配置为：
[0013][0014]
其中，d
‑‑
标准距离值，l
‑‑
纵向距离值。
[0015]
进一步的，所述步骤s3中还包括步骤s32，获取本车的车速作为第一车速值，获取t时刻时本车与相邻车辆的纵向距离值为第一车距值，获取t2时刻时本车与相邻车辆的纵向距离值为第二车距值，根据所述t时刻至t2时刻的耗时值、第一车距值以及第二车距值计算邻车的车速作为第二车速值，还预设有时距表，所述时距表内包括有一一对应的邻车参考车速区间、本车参考车速区间以及纵向距离参考值，根据所述第一车速值和第二车速值在时距表中索引对应的纵向距离参考值作为纵向距离值。
[0016]
进一步的，所述步骤s1中还包括步骤s11，根据所述待分析图像判断相邻车道内的车辆情况，若单边相邻车道内具有邻车，则进行步骤s2，若两边相邻车道内均具有邻车，则判断两邻车之间是否错开，若相互错开，则判断两邻车之间的可控距离值，若可控距离值大于或等于纵向距离值，则进行步骤s2。
[0017]
进一步的，所述所述步骤s4中还包括步骤s41，当所述两邻车之间的可控距离值大于或等于纵向距离值，根据待分析图像分析计算得到远离本车的该相邻车辆的车速值作为第三车速值，根据所述第一车速值和第三车速值在时距表中索引对应的纵向距离参考值作为二次纵向距离值，根据所述二次纵向距离值在偏移点位纵向线上索引对应的直行末端点位，根据所述待分析图像在平面坐标系中标记直行末端点位远离该相邻车辆一侧的车道线位置之间划分得到偏移复线，根据二次纵向距离值在偏移复线上索引对应的复避末端点位，根据所述末端坐标点和直行末端点位连线得到直行轨迹，根据所述直行末端点位以及复避末端点位通过规划算式计算得到本车的复避轨迹，将所述避让轨迹、直行轨迹以及复避轨迹连线得到整车行驶轨迹。
[0018]
进一步的，所述步骤s4中还包括步骤s42，根据待分析图像分析本车车道内是否存在坑洼，若存在坑洼，则规划坑洼的轮廓线，根据轮廓线在平面坐标系中索引对应的若干个轮廓点，判断每个轮廓点是否与避让轨迹重合，若有重合，则进行轨迹更新，若未重合，则执行避让轨迹。
[0019]
进一步的，所述步骤s42中还包括步骤s421，判断轮廓点的位置区间，若位于避让轨迹和/或复避轨迹上，则将偏移点位纵向线和/或偏移复线向远离相邻车辆的一侧平移至轨迹与轮廓点脱离，或调整纵向距离值和/或二次纵向距离值。
[0020]
进一步的，还包括步骤s5，获取本车沿整车行驶轨迹进行避让过程中的待分析图像，判断相邻车辆与避让轨迹之间的横向距离作为实际距离值，预设有安全距离值，若实际距离值大于或等于安全距离值时，继续执行避让行驶，若实际距离值小于安全距离值时，发出鸣笛指令。
[0021]
本发明的有益效果：通过视觉判断本车道相邻两车道内的情况，以判断本车自动驾驶时是否需要避让，若需要避让时能够规划出平滑安全的避让轨迹以使本车顺利平滑的完成避让，具体的，通过视觉判断相邻车辆与本车之间的纵向距离，根据纵向距离、本车车速以及偏移点位纵向线的划分合理的规划避让的轨迹，再通过检测靠近避让轨迹一侧的车辆的位置规划本车避让第一车辆后的直行轨迹以及规划本车避让第二车辆的复避轨迹，以使本车实现安全的避让，且还能根据相邻车辆的纵向距离提前能够判断出本车是否能够安全的完成避让超车，进一步的在避让轨迹规划后，进行避让时根据相邻车道内的车辆实时监测，以降低避让超车时相邻车辆因变道或减速等原因造成的避让碰撞事故。
附图说明
[0022]
图1是本发明的避让流程图；
[0023]
图2是本发明中第一场景图；
[0024]
图3是本发明中第二场景图；
[0025]
图4是本发明中第三场景图；
[0026]
图5是本发明中第四场景图。
具体实施方式
[0027]
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0028]
由于目前的自动驾驶技术还不成熟，道路上的车辆情况比较复杂，如相邻车道的车辆为大型挂车或体积较大的车辆，或相邻车道的车辆靠近本车车道，且车速较慢，若自动驾驶还选择减速避让则导致车速过慢，引起本车车道的拥堵，若自动驾驶还是选择本车车道的居中驾驶，则容易发出碰撞造成交通事故，因此车辆需要选择避让，而目前的避让方式通常是超车避让或转弯避让，在本车道内实现避让且避让时规划一条平滑柔和的避让轨迹是技术难点；因此本发明设计这种车辆智慧避让方法，具体如图1所示，包括以下步骤：
[0029]
步骤s1，获取本车车头处的前视摄像头拍摄到的图像作为待分析图像；假设道路为三车道，本车位于中间车道，则待分析图像中包含本车车道内的图像和相邻两车道内的图像；
[0030]
步骤s2，根据本车的车头中点为原点建立平面坐标系，根据待分析图像在平面坐标系中标记相邻车道内的车辆位置，车辆位置主要为车位的位置，根据车辆位置计算相邻车道内的车辆与本车之间的纵向距离值；
[0031]
步骤s3，根据待分析图像在平面坐标系中标记本车车道远离该相邻车辆一侧的车道线位置，根据车道线位置计算本车横向偏移的标准距离值，根据标准距离值和纵向距离值得到本车避让后的末端坐标点；
[0032]
步骤s4，根据末端坐标点以及原点通过规划算式计算得到本车的避让轨迹；
[0033]
其中，步骤s3中包括步骤s31，取车道线位置与原点之间的中线为偏移点位纵向线，根据纵向距离值在偏移点位纵向线上索引对应点位作为末端坐标点；
[0034]
轨迹算式配置为：
[0035][0036]
其中，d
‑‑
标准距离值，l
‑‑
纵向距离值。
[0037]
例如：如图2所示的第一场景中，左侧车道内具有b车，本车为a车，本车正前方以及右侧车道内均无车辆，通过待分析图像能够分析出b车行驶缓慢，且b车行驶时靠向本车道，而本车的行驶速度为限速范围内，因此，本车会自动进行规划避让轨迹以使本车能够安全经过b车，直至超过b车，即先以本车车头中心点位圆心建立一个平面坐标系，将b车的车尾中点在坐标系中标记为g(x1，y1)，能够根据g点的坐标点计算出纵向距离值为l，再计算出
本车右侧的车道线之间距离，划出之间的中线为偏移点位纵向线，计算本车与偏移点位纵向线之间的横向偏移点位标准距离值d，此时a车避让b车时的轨迹线为曲线，且曲线的终点是在偏移点位纵向线上，且横向偏移后a车的车头是与b车的车尾是平齐的，即末端坐标点位h(x2，y2)，通过原点和h点位能够规划出避让的轨迹，即规划方向盘的转动实时角度，其避让轨迹可以是一个圆弧形，方向盘的转角不变，直接使得a车行驶至h点位，本发明是通过轨迹算式计算出平滑的曲线。
[0038]
步骤s3中还包括步骤s32，获取本车的车速作为第一车速值，获取t时刻时本车与相邻车辆的纵向距离值为第一车距值，获取t2时刻时本车与相邻车辆的纵向距离值为第二车距值，根据t时刻至t2时刻的耗时值、第一车距值以及第二车距值计算邻车的车速作为第二车速值，还预设有时距表，时距表内包括有一一对应的邻车参考车速区间、本车参考车速区间以及纵向距离参考值，根据第一车速值和第二车速值在时距表中索引对应的纵向距离参考值作为纵向距离值，由于a车行的行驶速度和b车的行驶速度均会影响纵向距离值的范围，若b车靠近a车的车道过近，此时a车向前行驶至一定距离时，纵向距离值缩小，a车的避让轨迹曲线弧度越大，a车的方向盘转角越大，安全系数越小，因此设置时距表，根据a车和b车的车速在表中索引合理的纵向距离值，当a车向前行驶只要与b车的实际纵向距离值大于或等于索引出的纵向距离值时，系统均能合理的规划出平滑的避让轨迹。
[0039]
步骤s1中还包括步骤s11，根据待分析图像判断相邻车道内的车辆情况，若单边相邻车道内具有邻车，则进行步骤s2，若两边相邻车道内均具有邻车，则判断两邻车之间是否错开，若相互错开，则判断两邻车之间的可控距离值，若可控距离值大于或等于纵向距离值，则进行步骤s2；
[0040]
例如：如图3的第二场景和图4的第三场景，其中第二场景和第三场景均为本车车道的左侧车道内具有b车，右侧车道内具有c车，而第二场景中c车的车尾与b车的车头之间的可控距离值l1是大于或等于索引后的纵向距离值l的，则能够安全的实现第二次避让的轨迹规划，而第三场景中c车的车尾部分与b车的车头部分平齐，若a车完成第一次避让后行驶至靠近右侧车道时，容易与c车发生相贴碰撞，因此无法规划第二次避让轨迹。
[0041]
步骤s4中还包括步骤s41，当两邻车之间的可控距离值大于或等于纵向距离值，根据待分析图像分析计算得到远离本车的该相邻车辆的车速值作为第三车速值，根据第一车速值和第三车速值在时距表中索引对应的纵向距离参考值作为二次纵向距离值，根据二次纵向距离值在偏移点位纵向线上索引对应的直行末端点位，根据待分析图像在平面坐标系中标记直行末端点位远离该相邻车辆一侧的车道线位置之间划分得到偏移复线，根据二次纵向距离值在偏移复线上索引对应的复避末端点位，根据末端坐标点和直行末端点位连线得到直行轨迹，根据直行末端点位以及复避末端点位通过规划算式计算得到本车的复避轨迹，将避让轨迹、直行轨迹以及复避轨迹连线得到整车行驶轨迹；
[0042]
例如：如图2所示的第一场景和图3所示的第二场景，a车在进行避让超车时的轨迹均为三段，其中第一场景中包括避让轨迹、直行轨迹以及复避轨迹，其中的复辟轨迹为当本车行驶至a1位置时(本车在a1位置时车身中心点与b车的车头平齐)，此时本车规划复避轨迹回到本车道的中心位置正常行驶，而根据第二场景可知，避让轨迹的初始点为原点，末端坐标点为h点，直行轨迹的初始点为h点，直行末端点位为k点，复避轨迹的起始点为k点，在本车道的左半边划分一条偏移复线，根据偏移复线标记复避轨迹的复避末端点位m，其中的
偏移复线有两种划分方式，一种为取本车车道左侧车道线与直行轨迹之间的中线，另一种取本车车道中线与本车车道的左侧车道线之间的中心线，主要考虑b车的车速以及情况来取舍，一般情况考虑取第二种为偏移复线。
[0043]
由于避让时车辆行驶至坑洼内会造成车辆的摇晃，以使乘客不舒适，若车辆避让速度过快，转向至坑洼内容易造成车辆失控，因此步骤s4中还包括步骤s42，根据待分析图像分析本车车道内是否存在坑洼，若存在坑洼，则规划坑洼的轮廓线，根据轮廓线在平面坐标系中索引对应的若干个轮廓点，判断每个轮廓点是否与避让轨迹重合，若有重合，则进行轨迹更新，若未重合，则执行避让轨迹；步骤s42中还包括步骤s421，判断轮廓点的位置区间，若位于避让轨迹和/或复避轨迹上，则将偏移点位纵向线和/或偏移复线向远离相邻车辆的一侧平移至轨迹与轮廓点脱离，或调整纵向距离值和/或二次纵向距离值。
[0044]
例如：如图5所示的第四场景，通过图像能够比对分析出路面上是否有坑洼，若有，则能够根据图像处理标记出坑洼的轮廓线，图2-5中的避让轨迹虽然只是线的形式，但是车辆是具有宽度的，因此根据本车的宽度能够在轨迹线上进行延伸画出轨迹区域，判断坑洼的区域是否在轨迹区域内，且能够精准的判断坑洼是否位于轨迹区域内的车轮线上，若位于，则需要进行调整，进一步的，若有重合，则判断坑洼是否在避让轨迹上或复避轨迹，又或者有两个坑洼分别在避让轨迹和复避轨迹上，则此时需要将偏移点位纵向线或偏移复线进行位移一定距离，如坑洼q位于避让轨迹上，将偏移点位纵向线p调整至p1，此时h点更改为h，当a车避让至h点后，向前以直线行驶一段距离后重新转向回到h-k的直线轨迹上，安全的实现避让坑洼。
[0045]
还包括步骤s5，获取本车沿整车行驶轨迹进行避让过程中的待分析图像，判断相邻车辆与避让轨迹之间的横向距离作为实际距离值，预设有安全距离值，若实际距离值大于或等于安全距离值时，继续执行避让行驶，若实际距离值小于安全距离值时，发出鸣笛指令。
[0046]
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种车辆智慧避让方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤s1，获取本车车头处的前视摄像头拍摄到的图像作为待分析图像；步骤s2，根据本车的车头中点为原点建立平面坐标系，根据所述待分析图像在平面坐标系中标记相邻车道内的车辆位置，根据所述车辆位置计算相邻车道内的车辆与本车之间的纵向距离值；步骤s3，根据所述待分析图像在平面坐标系中标记本车车道远离该相邻车辆一侧的车道线位置，根据车道线位置计算本车横向偏移的标准距离值，根据所述标准距离值和纵向距离值得到本车避让后的末端坐标点；步骤s4，根据所述末端坐标点以及原点通过规划算式计算得到本车的避让轨迹。2.根据权利要求1所述一种车辆智慧避让方法，其特征在于：所述步骤s3中包括步骤s31，取所述车道线位置与原点之间的中线为偏移点位纵向线，根据纵向距离值在偏移点位纵向线上索引对应点位作为末端坐标点。3.根据权利要求2所述一种车辆智慧避让方法，其特征在于：所述轨迹算式配置为：其中，d
‑‑
标准距离值，l
‑‑
纵向距离值。4.根据权利要求3所述一种车辆智慧避让方法，其特征在于：所述步骤s3中还包括步骤s32，获取本车的车速作为第一车速值，获取t时刻时本车与相邻车辆的纵向距离值为第一车距值，获取t2时刻时本车与相邻车辆的纵向距离值为第二车距值，根据所述t时刻至t2时刻的耗时值、第一车距值以及第二车距值计算邻车的车速作为第二车速值，还预设有时距表，所述时距表内包括有一一对应的邻车参考车速区间、本车参考车速区间以及纵向距离参考值，根据所述第一车速值和第二车速值在时距表中索引对应的纵向距离参考值作为纵向距离值。5.根据权利要求2所述一种车辆智慧避让方法，其特征在于：所述步骤s1中还包括步骤s11，根据所述待分析图像判断相邻车道内的车辆情况，若单边相邻车道内具有邻车，则进行步骤s2，若两边相邻车道内均具有邻车，则判断两邻车之间是否错开，若相互错开，则判断两邻车之间的可控距离值，若可控距离值大于或等于纵向距离值，则进行步骤s2。6.根据权利要求5所述一种车辆智慧避让方法，其特征在于：所述所述步骤s4中还包括步骤s41，当所述两邻车之间的可控距离值大于或等于纵向距离值，根据待分析图像分析计算得到远离本车的该相邻车辆的车速值作为第三车速值，根据所述第一车速值和第三车速值在时距表中索引对应的纵向距离参考值作为二次纵向距离值，根据所述二次纵向距离值在偏移点位纵向线上索引对应的直行末端点位，根据所述待分析图像在平面坐标系中标记直行末端点位远离该相邻车辆一侧的车道线位置之间划分得到偏移复线，根据二次纵向距离值在偏移复线上索引对应的复避末端点位，根据所述末端坐标点和直行末端点位连线得到直行轨迹，根据所述直行末端点位以及复避末端点位通过规划算式计算得到本车的复避轨迹，将所述避让轨迹、直行轨迹以及复避轨迹连线得到整车行驶轨迹。7.根据权利要求2或6所述一种车辆智慧避让方法，其特征在于：所述步骤s4中还包括步骤s42，根据待分析图像分析本车车道内是否存在坑洼，若存在坑洼，则规划坑洼的轮廓
线，根据轮廓线在平面坐标系中索引对应的若干个轮廓点，判断每个轮廓点是否与避让轨迹重合，若有重合，则进行轨迹更新，若未重合，则执行避让轨迹。8.根据权利要求7所述一种车辆智慧避让方法，其特征在于：所述步骤s42中还包括步骤s421，判断轮廓点的位置区间，若位于避让轨迹和/或复避轨迹上，则将偏移点位纵向线和/或偏移复线向远离相邻车辆的一侧平移至轨迹与轮廓点脱离，或调整纵向距离值和/或二次纵向距离值。9.根据权利要求8所述一种车辆智慧避让方法，其特征在于：还包括步骤s5，获取本车沿整车行驶轨迹进行避让过程中的待分析图像，判断相邻车辆与避让轨迹之间的横向距离作为实际距离值，预设有安全距离值，若实际距离值大于或等于安全距离值时，继续执行避让行驶，若实际距离值小于安全距离值时，发出鸣笛指令。

技术总结
本发明提供一种车辆智慧避让方法，包括以下步骤：步骤S1，获取本车车头处的前视摄像头拍摄到的图像作为待分析图像；步骤S2，根据本车的车头中点为原点建立平面坐标系，在平面坐标系中标记相邻车道内的车辆位置，计算相邻车道内的车辆与本车之间的纵向距离值；步骤S3，根据待分析图像在平面坐标系中标记本车车道远离该相邻车辆一侧的车道线位置，根据车道线位置计算本车横向偏移的标准距离值，根据标准距离值和纵向距离值得到本车避让后的末端坐标点；步骤S4，根据末端坐标点以及原点通过规划算式计算得到本车的避让轨迹；本发明优点是能够根据相邻车道及本车道内的实时情况在本车道内合理规划平滑柔和的避让轨迹，以保证车辆的行驶安全。辆的行驶安全。辆的行驶安全。


技术研发人员：耿来志 田锋 何兴诗 李洪彬
受保护的技术使用者：英博超算（南京）科技有限公司
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/8/6