车辆控制方法和车辆控制系统与流程

1.本发明涉及车辆领域，具体地涉及一种车辆控制方法、车辆控制系统、车辆和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.在车辆驾驶、特别是自动驾驶中，车辆从当前所在的车道掉头驶入对向车道时，需要警惕对向车道是否有对其掉头造成干扰的车辆或行人(例如存在碰撞风险)，这对驾驶员的判断和自动驾驶车辆的控制提出了高的要求。同时，车辆车身对掉头位置处两侧车道的占用、以及车辆途径掉头位置的时间等因素均可能对两侧车道上的其他车辆的通行产生影响。例如，一旦车辆车身过多地占用了掉头位置两侧的车道，则将迫使两侧车道上的其他车辆减速或停车避让，从而影响了双向车道的交通秩序，甚至还可能存在巨大的安全隐患。另外，在确保对向车道没有影响本车掉头的对向车辆的情况下，如本车途径掉头位置的时间较长，则依然会阻碍两侧车道上的车辆通行。因此，在考虑车辆掉头时对车辆的控制的解决方案时，兼顾对车道的占用以及通行安全性很有必要。


技术实现要素：

3.为此，本发明的目的在于提供一种车辆控制方法和系统，其能够在掉头前提前根据环境数据自动控制车辆的车身姿态以进行掉头，从而减小掉头车辆对通行效率的影响。
4.根据本发明的第一方面，提供了一种车辆控制方法，其特征在于，所述车辆控制方法包括以下步骤：
5.s101：在本车行驶到掉头位置之前获取所述掉头位置周围的环境数据；
6.s102：判断对向车道是否有影响本车从所述掉头位置掉头的对向车辆或行人；和
7.s103：如果有，则控制本车在所述掉头位置相对于车道延伸方向以能够实现最小车道占用的第一角度从所述掉头位置驶出。
8.根据本发明的一个可选实施例，所述第一角度通过根据获取的环境数据计算的本车被允许在所述掉头位置处执行的最大转弯半径确定。
9.根据本发明的一个可选实施例，所述车辆控制方法还包括以下步骤：
10.s104：在步骤s102中判断对向车道没有影响本车从所述掉头位置掉头的对向车辆或行人的情况下，控制本车在所述掉头位置相对于车道延伸方向以能够实现最高掉头效率的第二角度从所述掉头位置驶出。
11.根据本发明的一个可选实施例，所述第二角度通过根据获取的环境数据计算的本车被允许在所述掉头位置处执行的最小转弯半径确定。
12.根据本发明的一个可选实施例，在步骤s102中，通过推测本车在驶入对向车道后的预定时间窗内是否有对向车辆或行人进入本车在对向车道中的掉头区域，执行判断对向车道是否有影响本车从掉头位置掉头的对向车辆或行人。
13.根据本发明的一个可选实施例，步骤s103还包括：控制本车在所述掉头位置处停
车让行，并在让行结束后自动以所述第一角度从所述掉头位置驶出，优选地在影响本车掉头的对向车辆或行人离开所述掉头区域后，让行结束。
14.根据本发明的一个可选实施例，所述掉头位置由本车的导航路线确定。
15.根据本发明的一个可选实施例，所述车辆控制方法还包括：在本车驶离所述掉头位置后以重新规划的行驶轨迹完成掉头。
16.根据本发明的一个可选实施例，所述车辆控制方法还包括：将用于完成掉头的行驶轨迹和/或驾驶提醒以与地图相关联的方式推送给用户。
17.根据本发明的第二方面，提供了一种车辆控制系统，其特征在于，所述车辆控制系统包括：数据获取模块，用于在本车行驶到掉头位置之前获取所述掉头位置周围的环境数据；判断模块，用于判断对向车道是否有影响本车从所述掉头位置掉头的对向车辆或行人；和控制模块，用于在判断模块判断有的情况下控制本车在所述掉头位置相对于车道延伸方向以实现最小车道占用的第一角度从所述掉头位置驶出。
18.根据本发明的第三方面，提供了一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据本发明第二方面的车辆控制系统。
19.根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被配置为能够在被处理器执行时实施根据本发明的第一方面的任一种车辆控制方法。
20.根据本发明的实施例，可以特别是以自动的方式提前获取掉头位置处的环境数据，并根据环境数据确定本车待要掉头进入的对向车道是否有干扰车辆或行人，从而能够在本车行驶到掉头位置处之前自动控制本车的车体姿态，使得车辆能够从掉头位置驶出时对两侧车道的占用最小，由此优先确保了安全。在一些实施例中，在对向车道没有干扰车辆时，还可以控制本车从掉头位置以最快转弯、即最高转弯效率的方式完成转弯，由此优先确保了通行效率。因此，根据本发明的实施例，可以减少车辆掉头、特别是在两个交叉(或十字)路口之间的道路中间路口处掉头时对本车道及对向车道内交通的影响，还可以提前调整车辆的车体姿态，从而为车辆掉头做准备，使得完成掉头所需的对车辆车体的控制能够更流畅且更方便。
21.值得说明的是，本发明的优点和有益效果不限于上面提到的优点和有益效果，本领域技术人员能够通过下面的具体实施方式和权利要求理解本发明其他未提及的优点和有益效果。
附图说明
22.下面，通过参看附图更详细地描述本发明，可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。在附图中，
23.图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的车辆控制方法的流程图；
24.图2示出了在存在影响掉头的对向车辆的情况下本车在掉头位置处的示意图；
25.图3示出了在不存在影响掉头的对向车辆的情况下本车在掉头位置处的示意图；以及
26.图4示出了根据本发明的一个示例性实施例的车辆控制系统的示意图。
具体实施方式
27.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白，以下将结合附图以及示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明的原理，而不是用于限定本发明的保护范围。
28.图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的车辆控制方法100的流程图。如图1所示，根据本发明实施例的车辆控制方法100可以包括以下步骤：
29.s101：在本车行驶到掉头位置之前获取所述掉头位置周围的环境数据；
30.s102：判断对向车道是否有影响本车从所述掉头位置掉头的对向车辆或行人；和
31.s103：如果有，则控制本车在所述掉头位置相对于车道延伸方向以能够实现最小车道占用的第一角度从所述掉头位置驶出。
32.根据本发明的实施例，掉头位置特别是由本车的导航路线确定的。在一个示例性实施例中，本车的车载导航系统通过确定的行驶起点和行驶终点生成预计导航路线，其中，当车辆沿该预计导航路线行驶需要进行掉头时，车载导航系统可以自动确定相应的掉头位置，例如两个交叉路口或十字路口之间的道路中间路口。本车的驾驶员在驾驶过程中通过肉眼观察来进行掉头时，很难判断该路口是否可以完成掉头，更无法准确判断对向车道是否有车辆或行人影响本车掉头。另外，由于人为判断需要时间，也使得很难提前控制车辆来为掉头做准备。因此，根据本发明实施例的方法可以在无需驾驶员参与的情况下自动确定掉头位置，从而控制车辆以提前做掉头准备，包括判断对向车道是否有影响本车在该确定的掉头位置处掉头的对向车辆或行人，为提前进行判断和车辆控制提供了充足的时间。此外，所述车辆控制方法100还实现了车辆的自动化控制，由此还可以用于自动驾驶领域。
33.另外，也可以通过车载传感器来确定掉头位置，例如可以通过摄像头图像识别出行驶前方的路口并根据交通指示标志确定该识别出的路口是否允许车辆掉头。
34.在步骤s101中，可以通过本车的车载传感器(例如摄像头、激光雷达、毫米波雷达、超声波传感器、红外传感器等)或者地图数据来获取掉头位置周围的环境数据。这里，环境数据可以包括对向车道的数量(包括但不限于所示出的两条)与宽度(被标记为l)、掉头位置的尺寸(如被标记为w的路口宽度)以及掉头位置与对向车道的如车辆和行人等动态物体的位置、方位、移动速度等。在一些实施例中，环境数据还可以包括掉头位置周围的如路障、建筑物、交通指示标志等静态物体。另外，车载传感器还用于检测本车的行驶速度和行驶方向、车道中心线等其它用来确定本车在掉头时的行驶轨迹的数据。
35.在步骤s102中，可以根据在步骤s101中获取的环境数据判断对向车道是否有影响本车从掉头位置掉头的对向车辆或行人。在一个示例性实施例中，可以通过推测本车在驶入对向车道后的预定时间窗内是否有对向车辆或行人进入本车在对向车道中的掉头区域，执行判断对向车道是否有影响本车从掉头位置掉头的对向车辆或行人。值得说明的是，这里的推测与判断是在本车掉头前(例如图2中示出的掉头位置p’之前的位置p处)执行的。预定时间窗的长短和掉头区域的大小可以根据安全需要而提前设定，在此，可以考虑本车的行驶速度、驾驶员的反应时间、本车的车体尺寸等因素。由此，可以确保本车掉头时的通行安全。
36.在步骤s103中，可以在步骤s102中判断有影响本车掉头的对向车辆的情况下控制本车在掉头位置相对于车道延伸方向以能够实现最小车道占用的第一角度从掉头位置驶
出。图2示意性地示出了该情况下本车a在掉头位置p’处的示意图，其中对向车辆标记为b。如图2所示，在掉头位置p’处，本车a的车身方向x与车道延伸方向y之间的夹角为第一角度α。该第一角度α被配置为使得当本车a的车身方向x与车道延伸方向y之间的夹角(也可以称之为航向角)为第一角度α时，本车a对掉头位置p’两侧车道的占用最小。这样，在本车a途径掉头位置p’时，可以充分利用掉头位置(例如路口)处的空间或面积，减少对车道的占用，从而降低对两侧车道上其他车辆通行的阻碍。
37.一般地，如图2所示的两个交叉或十字路口之间的道路中间路口往往较窄，车辆在途径这样的路口时需要格外考虑航向角的控制以能够穿过该路口而不会碰撞到该路口前后两侧的车道边界物(其在图2和下面将描述的图3中被标记为c)，该车道边界物用于分隔两侧车道。由此，根据本发明实施例的车辆控制方法100特别可以适用于车辆在道路中间路口这样前后两侧均有车道边界物c的路口处掉头的场景。
38.另外，可以控制本车在到达掉头位置之前的行驶过程中调整好车身姿态以在到达掉头位置时车身方向x与车道延伸方向y之间的夹角为第一角度α，而后可以继续以这一角度α从掉头位置p’处驶出。这样，可以简化对车辆的操作，使得车辆的行驶更加流畅。
39.在一些示例性实施例中，第一角度α可以通过根据获取的环境数据计算的本车a被允许在掉头位置p’处执行的最大转弯半径确定。所述第一角度α特别可以是与最大转弯半径相对应的圆弧部分在掉头位置p’处的切线与车道延伸方向y之间的夹角。所述最大转弯半径可以是根据掉头位置p’处的宽度w、对向车道的数量和宽度l、本车的车体长度与宽度等因素综合确定的本车可执行的最大转弯半径。
40.在一些示例性实施例中，步骤s103中，本车a可以以缓慢的速度途径掉头位置p’，例如在本车a到达掉头位置p’时，影响本车a掉头的对向车辆b或行人距离掉头位置很近，此时，本车a无需停车让行，仅需减速慢行即可避开对向车辆b或行人。而在另一些示例性实施例中，步骤s103还可以包括：控制本车a在掉头位置p’处停车让行，并在让行结束后自动以第一角度α从掉头位置p’驶出。优选地，在影响本车a掉头的对向车辆b或行人离开掉头区域后，让行结束。这里，本车a在掉头位置p’处停车时的航向角有利地是第一角度α，从而在本车a停车时也减少对两侧车道的占用，减少对交通流的影响。由此，本车a可以以相同的航向角停车让行并再启动，简化了对车辆的控制。
41.附加性地，根据本发明实施例的方法100还可以包括如图1所示的步骤s104：在步骤s102中判断对向车道没有影响本车从掉头位置p’掉头的对向车辆或行人的情况下，控制本车在掉头位置p’相对于车道延伸方向y以能够实现最高掉头效率的第二角度β从掉头位置p’驶出。
42.图3示意性地示出了这一情况下本车a在掉头位置p’处的示意图。如图3所示，在此情况下，本车a的车身方向x与车道延伸方向y之间的夹角为第二角度β。该第二角度β被配置为使得当本车的车身方向x与车道延伸方向y之间的夹角为第二角度β时，本车的掉头效率最高，即掉头的行驶距离最短。这样，可以使本车在掉头位置处以最高的效率执行掉头，从而减少对本车道交通流的阻塞。
43.在一些示例性实施例中，第二角度β可以通过根据获取的环境数据计算的本车a被允许在掉头位置p’处执行的最小转弯半径确定。该第二角度β特别可以是与最小转弯半径相对应的圆弧部分在掉头位置p’处的切线与车道延伸方向y之间的夹角。另外，最小转弯半
径以与最大转弯半径相同的方式确定，并且是本车可执行的最小转弯半径，即还需要考虑本车能够执行的航向角控制极限。
44.根据本发明实施例，所述车辆控制方法100还可以包括在本车a驶离掉头位置p’后以重新规划的行驶轨迹完成掉头。换句话说，在本车a从掉头位置p’驶出后，特别是进入对向车道后，本车a接下来的轨迹优选地可以是重新规划的。这里，可以通过获取对向车道的环境数据来重新判断是否有影响掉头的对向车辆b或行人，如果有，则可以重新规划本车a在对向车道内的行驶轨迹，如果没有，本车a可以按从掉头位置p’以第一角度或第二角度驶出时的轨迹行驶，也可以具有重新规划的行驶轨迹。由于本车a从掉头位置p’驶出以及进入对向车道后，此时对向车道的环境数据与之前在步骤s101中获取的环境数据很可能发生了显著变化，为此再次获取对向车道的环境数据可以有利地提高本车在进入对向车道后的安全性。另外，还可以根据对向车道的实时车流规划出多段非连续的行驶轨迹以便于本车掉头。此外，多段非连续的行驶轨迹在一些实施例中还可以包括倒车轨迹。由此，可以通过实时监控对向车道的环境数据来确保整个掉头过程中的通行安全。
45.另外，特别是在非自动驾驶、即有驾驶员驾驶车辆的情况下，根据本发明实施例的车辆控制方法100还可以包括：将用于完成掉头的行驶轨迹和/或驾驶提醒以与地图相关联的方式推送给用户。在一个示例性实施例中，可以在车辆内部安装的显示器、特别是抬头显示装置(hud)或中控台显示器中显示地图以及与其相关联的预计行驶轨迹，并且在步骤s101和步骤s102结束后规划的在掉头位置p’处掉头的行驶轨迹将在本车行驶到掉头位置p’处或靠近该位置的之前位置处显示在显示器中，特别是以与地图相关联的方式显示。驾驶员/用户可以根据这一推送(提前)了解掉头行驶轨迹，以便对在掉头位置p’处执行的掉头有充分心理准备。也可以在一些实施例中，由驾驶员控制本车停车让行，此时，可以将用于停车和/或再启动的驾驶提醒推送给驾驶员/用户。该提醒特别是在显示器中显示的本车按照预计行驶轨迹行驶到掉头位置p’处或靠近该位置的之前位置处被自动推送，特别是以视觉和/或听觉的方式推送，从而提醒驾驶员/用户停车以及在让行结束后再次启动本车从掉头位置p’处驶出。
46.图4示出了根据本发明的一个示例性实施例的车辆控制系统200的示意图，其包括数据获取模块201、判断模块202和控制模块203。数据获取模块201用于在本车行驶到掉头位置p’之前获取掉头位置p’周围的环境数据。判断模块202用于判断对向车道是否有影响本车从掉头位置p’掉头的对向车辆或行人。控制模块203用于在判断模块202判断有的情况下控制本车在掉头位置p’相对于车道延伸方向y以实现最小车道占用的第一角度α从掉头位置p’驶出。
47.判断模块202和控制模块203可以包括与各种类型的计算机可读存储介质通信的处理器，两者可以是单独的两个模块，也可以是集成的一个模块，特别可以是车辆的电子控制单元(ecu)。另外，控制模块203可以通过附加的通信模块(未示出)与云服务器通信以借助于云服务器进行相应的至少一部分数据处理、数据存储和数据传输、与卫星定位系统通信以获取实时地图与所需的环境数据、和/或与用户终端(包括但不限于智能手机、平板电脑或可穿戴设备等)通信以通过用户终端与用户交互。
48.车辆控制系统200的各个模块的操作已经在上面关于车辆控制方法100实施例进行了描述，为了简洁起见，这里不再赘述。值得说明的是，上面关于车辆控制方法100所描述
的优点也将适用于车辆控制系统200。
49.根据本发明的第三方面，提供了一种车辆，其包括根据本发明的第二方面的车辆控制系统。
50.根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被配置为能够在被处理器执行时实施根据本发明的第一方面的任一种车辆控制方法100。计算机可读存储介质可以是任何非暂时性存储设备，包括但不限于只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、磁介质、光学存储设备、硬盘和软盘等。
51.根据本发明的实施例，可以特别是以自动的方式提前获取掉头位置处的环境数据，并根据环境数据确定待要掉头进入的对向车道是否有干扰车辆，从而能够在车辆行驶到掉头位置处之前自动控制车辆的车体姿态，使得车辆能够从掉头位置驶出时对两侧车道的占用最小，由此优先确保了通行安全。在一些实施例中，在对向车道没有干扰车辆时，还可以控制车辆从掉头位置以最高转弯效率完成转弯，由此优先确保了通行效率。因此，根据本发明的实施例，可以减少车辆掉头、特别是在两个交叉(或十字)路口之间的中间路口处掉头时对本车道及对向车道内交通的影响，还可以提前调整车辆的车体姿态，从而为车辆掉头做准备，使得完成掉头所需的对车辆车体的控制能够更流畅且更方便。
52.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”和“示例性实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。另外，在本说明书中，“第一”、“第二”等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。
53.尽管这里详细描述了本发明的特定实施方式，但它们仅仅是为了解释的目的而给出的，而不应认为它们对本发明的范围构成限制。在不脱离本发明精神和范围的前提下，各种替换、变更和改造可被构想出来。

技术特征：
1.一种车辆控制方法(100)，其特征在于，所述车辆控制方法(100)包括以下步骤：s101：在本车(a)行驶到掉头位置(p’)之前获取所述掉头位置(p’)周围的环境数据；s102：判断对向车道是否有影响本车(a)从所述掉头位置(p’)掉头的对向车辆(b)或行人；和s103：如果有，则控制本车(a)在所述掉头位置(p’)相对于车道延伸方向(y)以能够实现最小车道占用的第一角度(α)从所述掉头位置(p’)驶出。2.根据权利要求1所述的车辆控制方法(100)，其中，所述第一角度(α)通过根据获取的环境数据计算的本车(a)被允许在所述掉头位置(p’)处执行的最大转弯半径确定。3.根据权利要求1或2所述的车辆控制方法(100)，其中，所述车辆控制方法还包括以下步骤：s104：在步骤s102中判断对向车道没有影响本车(a)从所述掉头位置(p’)掉头的对向车辆(b)或行人的情况下，控制本车(a)在所述掉头位置(p’)相对于车道延伸方向(y)以能够实现最高掉头效率的第二角度(β)从所述掉头位置(p’)驶出。4.根据权利要求3所述的车辆控制方法(100)，其中，所述第二角度(β)通过根据获取的环境数据计算的本车(a)被允许在所述掉头位置(p’)处执行的最小转弯半径确定。5.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆控制方法(100)，其中，在步骤s102中，通过推测本车(a)在驶入对向车道后的预定时间窗内是否有对向车辆(b)或行人进入本车(a)在对向车道中的掉头区域，执行判断对向车道是否有影响本车(a)从掉头位置(p’)掉头的对向车辆(b)或行人。6.根据权利要求1-5中任一项所述的车辆控制方法(100)，其中，步骤s103还包括：控制本车(a)在所述掉头位置(p’)处停车让行，并在让行结束后自动以所述第一角度(α)从所述掉头位置(p’)驶出，优选地在影响本车(a)掉头的对向车辆(b)或行人离开所述掉头区域后，让行结束。7.根据权利要求1-6中任一项所述的车辆控制方法(100)，其中，所述掉头位置(p’)由本车(a)的导航路线确定；和/或所述车辆控制方法还包括：在本车(a)驶离所述掉头位置(p’)后以重新规划的行驶轨迹完成掉头；和/或所述车辆控制方法还包括：将用于完成掉头的行驶轨迹和/或驾驶提醒以与地图相关联的方式推送给用户。8.一种车辆控制系统(200)，其特征在于，所述车辆控制系统(200)包括：-数据获取模块(201)，用于在本车(a)行驶到掉头位置(p’)之前获取所述掉头位置(p’)周围的环境数据；-判断模块(202)，用于判断对向车道是否有影响本车(a)从所述掉头位置(p’)掉头的对向车辆(b)或行人；和-控制模块(203)，用于在判断模块判断有的情况下控制本车(a)在所述掉头位置(p’)相对于车道延伸方向(y)以实现最小车道占用的第一角度(α)从所述掉头位置(p’)驶出。9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求8所述的车辆控制系统(200)。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被配置为能够在被处理器执行时实施根据权利要求1-7中任一项所述的车辆控制方法(100)。

技术总结
本发明涉及车辆领域，提供了一种车辆控制方法(100)，其特征在于，所述车辆控制方法(100)包括以下步骤：S101：在本车(A)行驶到掉头位置(P’)之前获取所述掉头位置(P’)周围的环境数据；S102：判断对向车道是否有影响本车(A)从所述掉头位置(P’)掉头的对向车辆(B)或行人；和S103：如果有，则控制本车在所述掉头位置(P’)相对于车道延伸方向(Y)以能够实现最小车道占用的第一角度(α)从所述掉头位置(P’)驶出。根据本发明的一些实施例，可以在车辆行驶到掉头位置处之前自动控制车辆的车体姿态，使得车辆能够途经掉头位置时减少对两侧车道的占用或以最高效率掉头，从而减少对两侧车道的交通流的阻塞。的交通流的阻塞。的交通流的阻塞。


技术研发人员：王德瑾
受保护的技术使用者：梅赛德斯-奔驰集团股份公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/8/13