本發(fā)明涉及汽車電子控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體而言，涉及一種自動駕駛車輛的換道控制方法和裝置。
背景技術(shù)：
：自動駕駛車輛駕駛場景需要在結(jié)構(gòu)化道路和非結(jié)構(gòu)化道路中切換。在結(jié)構(gòu)化道路中正常情況下需要按照國家交通規(guī)則來選擇換道方向；但在非結(jié)構(gòu)化道路中自動駕駛車輛需要自己決定換道方向。所以復(fù)雜環(huán)境下一種合理、安全的換道方向選擇對無人車的運行至關(guān)重要。常歸的自動駕駛車換道時通過先確定當(dāng)前預(yù)瞄軌跡，然后向換道方向平移當(dāng)前預(yù)瞄軌跡，但采用上述方法容易造成預(yù)瞄軌跡階躍跳變，這樣的跳變會造成自動駕駛車的橫向轉(zhuǎn)角突增、橫向加速度突增，從而導(dǎo)致較差的乘坐舒適性。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種自動駕駛車輛的換道控制方法和裝置，能夠緩解由于預(yù)瞄軌跡階躍跳變造成的轉(zhuǎn)角突變問題。第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種自動駕駛車輛的換道控制方法，包括：當(dāng)監(jiān)測到車輛行進(jìn)前方出現(xiàn)障礙物時，根據(jù)所述障礙物與車輛之間的距離和當(dāng)前路況，確定可行駛區(qū)域；根據(jù)所述車輛的橫向車寬和所述障礙物與車輛之間的距離，調(diào)整所述車輛的引導(dǎo)軌跡；判斷調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡是否位于所述可行駛區(qū)域內(nèi)；如果是，根據(jù)調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡上的路徑點，采用梯度下降法確定方向盤轉(zhuǎn)角；根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角輸出控制信號，控制電機(jī)帶動方向盤和車輪轉(zhuǎn)動。結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，所述確定可行駛區(qū)域的步驟，包括：根據(jù)所述障礙物與車輛之間的距離和當(dāng)前路況，將極坐標(biāo)系下的柵格區(qū)分為障礙物柵格和無障礙物柵格；將連續(xù)的無障礙物柵格組成的可行駛扇區(qū)作為初步可行駛區(qū)域；從所述初步可行駛區(qū)域中選取可行使區(qū)域。結(jié)合第一方面的第一種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，所述將連續(xù)的無障礙物柵格組成的可行駛扇區(qū)作為初步可行駛區(qū)域的步驟，包括：組合連續(xù)的無障礙物柵格，得到至少一個可行駛扇區(qū)；從所述可行駛扇區(qū)中隨機(jī)選取一個可行駛扇區(qū)，作為初步可行駛區(qū)域；或者，從所述可行駛扇區(qū)中選取最大的可行駛扇區(qū)，作為初步可行駛區(qū)域。結(jié)合第一方面的第一種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，從所述初步可行駛區(qū)域中選取可行使區(qū)域的步驟，包括：確定車輛所處的當(dāng)前路段為結(jié)構(gòu)化道路或非結(jié)構(gòu)化道路；如果是結(jié)構(gòu)化道路，從位于車輛左前方的初步可行駛區(qū)域中選取可行駛區(qū)域；如果是非結(jié)構(gòu)化道路，從位于車輛左前方或右前方的初步可行駛區(qū)域中選取可行駛區(qū)域。結(jié)合第一方面的第一種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，所述確定可行駛區(qū)域的步驟之后，所述方法還包括：判斷所述可行駛區(qū)域是否滿足車輛通過條件；如果是，執(zhí)行所述根據(jù)所述車輛的橫向車寬和所述障礙物與車輛之間的距離，調(diào)整所述車輛的引導(dǎo)軌跡的步驟；如果否，控制所述車輛停車。結(jié)合第一方面的第四種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，所述車輛通過條件，包括：所述可行駛扇區(qū)對應(yīng)的圓心角大于設(shè)定的角度閾值；或者，按照設(shè)定的柵格寬度計算得到的可行駛扇區(qū)的寬度大于設(shè)定的寬度閾值。結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，所述采用梯度下降法確定方向盤轉(zhuǎn)角的步驟，包括：根據(jù)調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡上的各個路徑點和車輛的當(dāng)前航向角確定航向偏差角δθ；計算對應(yīng)于第i個路徑點的方向盤的目標(biāo)轉(zhuǎn)角其中，k為預(yù)設(shè)的比例系數(shù)，wi為所述引導(dǎo)軌跡上的第i個路徑點與車輛之間的橫向距離，hi為所述引導(dǎo)軌跡上的第i個路徑點與車輛之間的縱向距離，δθi為所述引導(dǎo)軌跡上的第i個路徑點的航向偏差角；采用梯度比例下降函數(shù)f(xi)＝-0.1xi-12+26xi-1-506，優(yōu)化方向盤的目標(biāo)轉(zhuǎn)角，得到方向盤轉(zhuǎn)角。結(jié)合第一方面，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第七種可能的實施方式，所述方法還包括：當(dāng)車輛完成從存在障礙物的第一車道向?qū)儆诳尚旭倕^(qū)域的第二車道換道的過程后，保持車輛在第二車道上行駛；根據(jù)傳感器探測到的障礙物縱向長度，確定車輛需在第二車道上行駛的最短距離；當(dāng)車輛在第二車道上行駛的距離超過所述最短距離時，判斷車輛前方路況是否滿足并道條件；如果是，控制車輛向所述第一車道并道。結(jié)合第一方面的第七種可能的實施方式，本發(fā)明實施例提供了第一方面的第八種可能的實施方式，所述方法還包括：在車輛行駛過程中，根據(jù)車輛的行進(jìn)狀態(tài)調(diào)節(jié)車速。第二方面，本發(fā)明實施例還提供了一種自動駕駛車輛的換道控制裝置，包括：可行駛區(qū)域標(biāo)定模塊，用于當(dāng)監(jiān)測到車輛行進(jìn)前方出現(xiàn)障礙物時，根據(jù)所述障礙物與車輛之間的距離和當(dāng)前路況，確定可行駛區(qū)域；引導(dǎo)軌跡調(diào)整模塊，用于根據(jù)所述車輛的橫向車寬和所述障礙物與車輛之間的距離，調(diào)整所述車輛的引導(dǎo)軌跡；轉(zhuǎn)角計算模塊，用于判斷調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡是否位于所述可行駛區(qū)域內(nèi)；如果是，根據(jù)調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡上的路徑點，采用梯度下降法確定方向盤轉(zhuǎn)角；信號輸出模塊，用于根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角輸出控制信號，控制電機(jī)帶動方向盤和車輪轉(zhuǎn)動。本發(fā)明實施例帶來了以下有益效果：本發(fā)明實施例提供的自動駕駛車輛的換道控制方法和裝置，在換道時，先根據(jù)障礙物與車輛之間的距離和當(dāng)前路況，確定可行駛區(qū)域。當(dāng)調(diào)整后的引導(dǎo)軌跡位于可行駛區(qū)域內(nèi)時，再準(zhǔn)備換向，避免了因反復(fù)嘗試換道而造成的方向盤抖動的問題。另外，采用梯度下降法確定方向盤轉(zhuǎn)角，使換道過程中方向盤的角度變化是平緩的，緩解了傳統(tǒng)的預(yù)瞄跟隨算法造成橫向轉(zhuǎn)角突增而導(dǎo)致的乘坐舒適性較差的問題，提高了自動駕駛車輛的乘坐舒適度。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明一實施例所提供的自動駕駛車輛的換道控制方法的流程圖；圖2為本發(fā)明一實施例所提供的在極坐標(biāo)系下柵格填充的狀態(tài)圖；圖3為本發(fā)明另一實施例所提供的可行駛扇區(qū)的統(tǒng)計結(jié)果圖；圖4為本發(fā)明一實施例所提供的調(diào)整車輛引導(dǎo)軌跡前后的對比圖；圖5為本發(fā)明另一實施例所提供的自動駕駛車輛的換道控制方法的流程圖；圖6為本發(fā)明一實施例所提供的梯度下降法的原理圖；圖7為本發(fā)明一實施例所提供的梯度下降方法與純比例角度變化曲線的對比圖；圖8為本發(fā)明一實施例所提供的車輛換道及并道的過程示意圖；圖9為利用本發(fā)明實施例所提供的方法避障過程中方向盤角度的變化圖；圖10為本發(fā)明一實施例所提供的自動駕駛車輛的換道控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。具體實施方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。針對現(xiàn)有的自動駕駛車輛換道時容易造成橫向轉(zhuǎn)角突增的問題。本發(fā)明實施例提供了一種自動駕駛車輛的換道控制方法和裝置，以下首先對本發(fā)明的自動駕駛車輛的換道控制方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。實施例一該實施例提供了一種自動駕駛車輛的換道控制方法，該方法的流程圖如圖1所示，包括如下步驟：步驟s101，當(dāng)監(jiān)測到車輛行進(jìn)前方出現(xiàn)障礙物時，根據(jù)障礙物與車輛之間的距離和當(dāng)前路況，確定可行駛區(qū)域。其中，障礙物與車輛之間的距離和當(dāng)前路況可以通過雷達(dá)、導(dǎo)航或攝像頭等傳感器得到。根據(jù)傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，將極坐標(biāo)系下的柵格區(qū)分為障礙物柵格和無障礙物柵格。例如，如圖2所示，將傳感器的數(shù)據(jù)填充到極坐標(biāo)系下，按二值化填充。即障礙物柵格填充1，無障礙物柵格填充0，考慮到車輛本身的運動特性，車輛兩側(cè)一定范圍車輛是無法到達(dá)的，所以在這些位置也填充1。將連續(xù)的無障礙物柵格組成的可行駛扇區(qū)作為初步可行駛區(qū)域。具體地說，組合連續(xù)的無障礙物柵格，得到至少一個可行駛扇區(qū)。即對填充0的扇區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計，得到可行駛扇區(qū)，可按照設(shè)定的柵格寬度計算得到可行駛扇區(qū)的寬度，將可行駛扇區(qū)轉(zhuǎn)換為如圖3所示的形式?？蓪⒍鄠€可行駛扇區(qū)均作為初步可行駛區(qū)域；也從可行駛扇區(qū)中隨機(jī)選取一個可行駛扇區(qū)，作為初步可行駛區(qū)域；或者，從可行駛扇區(qū)中選取最大的可行駛扇區(qū)，作為初步可行駛區(qū)域。再從初步可行駛區(qū)域中選取可行使區(qū)域。例如，確定車輛所處的當(dāng)前路段為結(jié)構(gòu)化道路或非結(jié)構(gòu)化道路；如果是結(jié)構(gòu)化道路，從位于車輛左前方的初步可行駛區(qū)域中選取可行駛區(qū)域；如果是非結(jié)構(gòu)化道路，從位于車輛左前方或右前方的初步可行駛區(qū)域中選取可行駛區(qū)域。由于在結(jié)構(gòu)化道路中，需要按照國家交通規(guī)則來選擇換道方向。在車輛前方出現(xiàn)障礙物時，只能向左側(cè)變道，因此，設(shè)計了上述步驟，控制車輛向左換道。而在非結(jié)構(gòu)化道路中，則可以根據(jù)可行駛區(qū)域所在的方位向左換道或向右換道。為了保證安全，避免車輛在換道過程中發(fā)生碰撞，在確定可行駛區(qū)域的步驟之后，該方法還包括，判斷可行駛區(qū)域是否滿足車輛通過條件的步驟，如果是，執(zhí)行步驟s102；如果否，執(zhí)行步驟s104。判斷可行駛區(qū)域是否滿足車輛通過條件，可以采用如下兩種方式。方式一：判斷可行駛區(qū)域中的連續(xù)的可行駛扇區(qū)對應(yīng)的圓心角是否大于設(shè)定的角度閾值；所述的角度閾值是根據(jù)車輛的寬度確定的。方式二：按照設(shè)定的柵格寬度計算可行駛扇區(qū)的寬度，判斷可行駛扇區(qū)的寬度是否大于設(shè)定的寬度閾值；所述的寬度閾值也是根據(jù)車輛的寬度確定的。步驟s102，根據(jù)所述車輛的橫向車寬和所述障礙物與車輛之間的距離，調(diào)整車輛的引導(dǎo)軌跡。步驟s103，判斷調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡是否位于所述可行駛區(qū)域內(nèi)；如果是，執(zhí)行步驟s105，如果否，執(zhí)行步驟s104。如圖4所示，車輛在道路上行駛的初始引導(dǎo)軌跡(圖4中的一次軌跡)為沿第一車道的直線。根據(jù)車輛的橫向車寬與障礙物的位置，采用平移軌跡法確定引導(dǎo)軌跡平移量的大小，按照確定的軌跡平移量調(diào)整車輛的引導(dǎo)軌跡至二次軌跡。為了避免碰撞，平移后的二次軌跡必須處于可行駛區(qū)域內(nèi)，若不處于可行駛區(qū)域則不允許換道，無人車進(jìn)行停車動作。步驟s104，控制車輛停車。步驟s105，根據(jù)調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡上的路徑點，采用梯度下降法確定方向盤轉(zhuǎn)角。考慮到無人車可以不設(shè)置方向盤，此處的方向盤轉(zhuǎn)角也可以理解為車輪轉(zhuǎn)角。進(jìn)一步地，采用梯度下降法確定方向盤轉(zhuǎn)角或車輪轉(zhuǎn)角，可以包括如下步驟：根據(jù)調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡上的各個路徑點和車輛的當(dāng)前航向角確定航向偏差角δθ；計算對應(yīng)于第i個路徑點的方向盤的目標(biāo)轉(zhuǎn)角其中，k為預(yù)設(shè)的比例系數(shù)，wi為所述引導(dǎo)軌跡上的第i個路徑點與車輛之間的橫向距離，hi為所述引導(dǎo)軌跡上的第i個路徑點與車輛之間的縱向距離，δθi為所述引導(dǎo)軌跡上的第i個路徑點的航向偏差角；采用梯度比例下降函數(shù)f(xi)＝-0.1xi-12+26xi-1-506，優(yōu)化方向盤的目標(biāo)轉(zhuǎn)角，得到方向盤轉(zhuǎn)角。步驟s106，根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角輸出控制信號，控制電機(jī)帶動方向盤和車輪轉(zhuǎn)動。本實施例提供的自動駕駛車輛的換道控制方法，在換道時，先根據(jù)障礙物與車輛之間的距離和當(dāng)前路況，確定可行駛區(qū)域。當(dāng)調(diào)整后的引導(dǎo)軌跡位于可行駛區(qū)域內(nèi)時，再準(zhǔn)備換向，避免了因反復(fù)嘗試換道而造成的方向盤抖動的問題。另外，采用梯度下降法確定方向盤轉(zhuǎn)角，使換道過程中方向盤的角度變化是平緩的，緩解了傳統(tǒng)的預(yù)瞄跟隨算法造成橫向轉(zhuǎn)角突增而導(dǎo)致的乘坐舒適性較差的問題，提高了自動駕駛車輛的乘坐舒適度?？紤]到現(xiàn)有的自動駕駛車換道成功后會進(jìn)行并道動作，在無法得知障礙物縱向深度情況下，自動駕駛車會反復(fù)嘗試并道，當(dāng)不滿足并道條件時保持原車道駕駛，當(dāng)滿足并道條件后再進(jìn)行并道動作。這種并道決策會造成無人車嚴(yán)重的方向盤抖動現(xiàn)象。為了改善上述現(xiàn)象，本實施例的方法還包括如下步驟：當(dāng)車輛完成從存在障礙物的第一車道向?qū)儆诳尚旭倕^(qū)域的第二車道換道的過程后，保持車輛在第二車道上行駛；根據(jù)傳感器探測到的障礙物縱向長度，確定車輛需在第二車道上行駛的最短距離；當(dāng)車輛在第二車道上行駛的距離超過所述最短距離時，判斷車輛前方路況是否滿足并道條件；如果是，控制車輛向所述第一車道并道。上述方法能夠盡量避免出現(xiàn)障礙物縱向深度造成的無人車反復(fù)嘗試換道的現(xiàn)象，緩解方向盤的抖動，進(jìn)一步提高乘坐舒適性。實施例二該實施例提供了另一種自動駕駛車輛的換道控制方法，該方法的流程圖如圖5所示，包括如下步驟：步驟s501，當(dāng)監(jiān)測到車輛行進(jìn)前方出現(xiàn)障礙物時，根據(jù)障礙物與車輛之間的距離和當(dāng)前路況，確定初步可行駛區(qū)域。具體實現(xiàn)方法可以參照實施例一中記載的在極坐標(biāo)系下進(jìn)行標(biāo)記和統(tǒng)計的方法。步驟s502，判斷車輛所處的當(dāng)前路段是否為結(jié)構(gòu)化道路；如果是，執(zhí)行步驟s503，如果否，則認(rèn)為當(dāng)前路段為非結(jié)構(gòu)化道路，執(zhí)行步驟s504?？梢愿鶕?jù)預(yù)先存儲的電子地圖數(shù)據(jù)，確定車輛所處的當(dāng)前路段為結(jié)構(gòu)化道路或非結(jié)構(gòu)化道路。對于結(jié)構(gòu)化雙向單車道，無人車只能從左側(cè)道路換道。如果處于城市道路單向多車道上或者特定行駛路線上非結(jié)構(gòu)道路上，無人車則應(yīng)依據(jù)實時道路環(huán)境選擇換道方向。步驟s503，按照左換道預(yù)備，確定可行駛區(qū)域。即從位于車輛左前方的初步可行駛區(qū)域中選取可行駛區(qū)域。步驟s504，按照向可行駛區(qū)域換道預(yù)備，確定可行駛區(qū)域。可以從位于車輛左前方或右前方的初步可行駛區(qū)域中選取可行駛區(qū)域。步驟s505，判斷可行駛區(qū)域是否滿足車輛通過條件；如果是，執(zhí)行步驟s506；如果否，執(zhí)行步驟s514。此處的車輛通過條件，包括：可行駛區(qū)域中的連續(xù)的可行駛扇區(qū)對應(yīng)的圓心角大于設(shè)定的角度閾值，或者，按照設(shè)定的柵格寬度計算得到的可行駛扇區(qū)的寬度，大于設(shè)定的寬度閾值。步驟s506，根據(jù)車輛的橫向車寬和障礙物與車輛之間的距離，調(diào)整車輛的引導(dǎo)軌跡。步驟s507，判斷調(diào)整后的引導(dǎo)軌跡是否位于可行駛區(qū)域內(nèi)；如果是，執(zhí)行步驟s508，如果否，執(zhí)行步驟s514。步驟s508，根據(jù)調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡上的路徑點，采用梯度下降法確定方向盤轉(zhuǎn)角。由圖4中的一次軌跡和二次軌跡可以看出，無人車在進(jìn)行換道時引導(dǎo)路點的變化情況：路徑點跳變屬于階躍跳變。無人車依據(jù)預(yù)瞄跟隨算法計算目標(biāo)轉(zhuǎn)角過程中，在跳變的地圖上選取預(yù)瞄點就會造成無人車橫向轉(zhuǎn)角突然增加，突增的轉(zhuǎn)角容易造成換道中橫向加速度突增從而導(dǎo)致較差的乘坐舒適性甚至?xí)斐神{駛安全問題。為了緩解這一問題，本實施例采用梯度下降法來確定方向盤轉(zhuǎn)角。如圖6所示，梯度下降法是用負(fù)梯度方向為搜索方向的，最速下降法越接近目標(biāo)值，步長越小，前進(jìn)越慢。梯度下降法的迭代公式為：ak+1＝ak+ρks-(k)其中，s-(k)代表梯度負(fù)方向，ρk表示梯度方向上的搜索步長。本實施例采用梯度下降法來確定方向盤轉(zhuǎn)角，具體包括以下步驟：步驟一，確定各個路徑點上的方向盤的目標(biāo)轉(zhuǎn)角。根據(jù)調(diào)整后的所述引導(dǎo)軌跡上的各個路徑點和車輛的當(dāng)前航向角確定航向偏差角δθ；公式為：δθ＝θj-θi，其中，θj為預(yù)瞄航向角，θi為當(dāng)前航向角。計算對應(yīng)于第n個路徑點的方向盤的目標(biāo)轉(zhuǎn)角其中，k為預(yù)設(shè)的比例系數(shù)，一般取值范圍在[-1,1]之間，且k值的正負(fù)與wn的正負(fù)相關(guān)：左負(fù)右正。wn為所述引導(dǎo)軌跡上的第n個路徑點與車輛之間的橫向距離，hn為所述引導(dǎo)軌跡上的第n個路徑點與車輛之間的縱向距離，δθn為所述引導(dǎo)軌跡上的第n個路徑點的航向偏差角。采用上述公式計算得到的方向盤的目標(biāo)轉(zhuǎn)角為梯度下降模型的輸入值，xn的值域范圍在[0,180]。步驟二，建立梯度下降模型。依據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)角與方向盤轉(zhuǎn)角的對應(yīng)關(guān)系建立梯度下降比例因子s(x)＝-0.1x+17，方向盤轉(zhuǎn)角以1024度(三圈)為基準(zhǔn)。確定梯度比例下降函數(shù)f(x)＝1024+s(x)×δx，其中，δx＝x-90。步驟三，計算方向盤轉(zhuǎn)角函數(shù)。將梯度下降比例因子s(x)和δx帶入確定梯度比例下降函數(shù)f(x)＝1024+s(x)×δx，得到f(x)＝-0.1x2+26x-506。對于引導(dǎo)軌跡上的第n個路徑點，可以得到f(xn)＝-0.1xn-12+26xn-1-506。從圖7中可以看出，與傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)角確定方法相比，隨著目標(biāo)轉(zhuǎn)角的增大，本實施例提供的梯度下降法可以很好地克制90度以上方向盤轉(zhuǎn)角的線性增長，同時緩解90度以下方向盤角度直線下降的趨勢。以上兩點表明梯度下降法在目標(biāo)角度變化劇烈時可以減緩方向盤角度變換，從而達(dá)到乘坐舒適性的要求。步驟s509，根據(jù)車輛的行進(jìn)狀態(tài)調(diào)節(jié)車速。發(fā)明人將無人車換道的整個過程劃分按照車輛的行進(jìn)狀態(tài)劃分屬性，給不同的行進(jìn)狀態(tài)屬性賦予預(yù)瞄車速。如表1所示。表1行進(jìn)狀態(tài)屬性屬性值預(yù)瞄車速(km/h)準(zhǔn)備換道710換道進(jìn)行中88換道完成保持車道912并道108根據(jù)預(yù)先建立的行進(jìn)狀態(tài)與預(yù)瞄車速之間的對應(yīng)關(guān)系，確定與車輛的當(dāng)前行進(jìn)狀態(tài)相對應(yīng)的預(yù)瞄車速；按照預(yù)瞄車速，調(diào)節(jié)車輛的車速。例如，車輛在換道過程中，包括兩種狀態(tài)。當(dāng)車輛處于準(zhǔn)備換道狀態(tài)時，預(yù)瞄車速為10km/h，當(dāng)車輛處于換道進(jìn)行中狀態(tài)時，預(yù)瞄車速為8km/h。步驟s510，換道成功，進(jìn)行車道保持，根據(jù)車輛的行進(jìn)狀態(tài)調(diào)節(jié)車速。當(dāng)車輛完成從存在障礙物的第一車道向?qū)儆诳尚旭倕^(qū)域的第二車道換道的過程后，保持車輛在第二車道上行駛。此時，車輛處于換道完成保持車道狀態(tài)中，按照預(yù)瞄車速12km/h調(diào)節(jié)當(dāng)前車速。步驟s511，根據(jù)障礙物縱向長度確定車道保持距離。根據(jù)傳感器探測到的障礙物縱向長度，確定車輛需在第二車道上行駛的最短距離。步驟s512，判斷車輛行駛距離是否大于車道保持距離，并且判斷當(dāng)前路況是否滿足并道條件；如果是，執(zhí)行步驟s513，如果否，執(zhí)行步驟s510，繼續(xù)沿當(dāng)前車道行駛。步驟s513，控制車輛進(jìn)行并道。當(dāng)車輛在第二車道上行駛的距離超過所述最短距離時，判斷車輛前方路況是否滿足并道條件。此處的并道條件為：原引導(dǎo)軌跡是否位于初步可行駛區(qū)域內(nèi)。即車輛需按照步驟s501的方法確定初步可行駛區(qū)域。如果原引導(dǎo)軌跡位于初步可行駛區(qū)域內(nèi)，則取消路徑平移量，采用梯度下降法計算并道轉(zhuǎn)角，依據(jù)車輛行駛狀態(tài)控制車速，進(jìn)行并道。車輛換道和并道的過程如圖8所示。步驟s514，控制車輛停車。為了驗證本發(fā)明實施例所提供的換道控制方法的效果，特制定如下實驗：在兩車道的地圖軌跡上放置障礙物，無人車在預(yù)設(shè)軌跡中自動駕駛，當(dāng)遇到障礙物時執(zhí)行換道操作，當(dāng)?shù)竭_(dá)安全區(qū)域后執(zhí)行并道操作。在車輛換道過程中，實時記錄方向盤的實際轉(zhuǎn)角。圖9為整個過程中方向盤轉(zhuǎn)角變化圖。從圖9中可以看出，無人車在換道、并道過程中角度變化是緩慢的，沒有出現(xiàn)瞬時大幅度轉(zhuǎn)角，且在換道、并道中每個周期的轉(zhuǎn)角平均只有10度，由此可見，采用本發(fā)明實施例提供的換道控制方法，極大的制約了無人車換道、回道過程中的大幅度轉(zhuǎn)角，增加了無人車的乘坐舒適度。實施例三與上述方法實施例相對應(yīng)地，本實施例提供了一種自動駕駛車輛的換道控制裝置。如圖10所示，該裝置包括：可行駛區(qū)域標(biāo)定模塊901，用于當(dāng)監(jiān)測到車輛行進(jìn)前方出現(xiàn)障礙物時，根據(jù)障礙物與車輛之間的距離和當(dāng)前路況，確定可行駛區(qū)域。引導(dǎo)軌跡調(diào)整模塊902，用于根據(jù)車輛的橫向車寬和障礙物與車輛之間的距離，調(diào)整車輛的引導(dǎo)軌跡。轉(zhuǎn)角計算模塊903，用于判斷調(diào)整后的引導(dǎo)軌跡是否位于可行駛區(qū)域內(nèi)；如果是，根據(jù)調(diào)整后的引導(dǎo)軌跡上的路徑點，采用梯度下降法確定方向盤轉(zhuǎn)角。信號輸出模塊904，用于根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角輸出控制信號，控制電機(jī)帶動方向盤和車輪轉(zhuǎn)動。其中，轉(zhuǎn)角計算模塊903又包括：航向偏差角確定單元，用于根據(jù)引導(dǎo)路徑點和車輛的當(dāng)前航向角確定航向偏差角δθ；目標(biāo)轉(zhuǎn)角計算單元，用于采用公式計算對應(yīng)于第i個路徑點的方向盤的目標(biāo)轉(zhuǎn)角；目標(biāo)轉(zhuǎn)角優(yōu)化單元，采用方向盤轉(zhuǎn)角函數(shù)f(xi)＝-0.1xi-12+26xi-1-506，優(yōu)化方向盤的目標(biāo)轉(zhuǎn)角，得到方向盤轉(zhuǎn)角。在較優(yōu)選的實施例中，該裝置還可包括并道控制模塊，該模塊用于在車輛完成從存在障礙物的第一車道向?qū)儆诳尚旭倕^(qū)域的第二車道換道的過程后，保持車輛在第二車道上行駛；根據(jù)傳感器探測到的障礙物縱向長度，確定車輛需在第二車道上行駛的最短距離；當(dāng)車輛在第二車道上行駛的距離超過所述最短距離時，判斷車輛前方路況是否滿足并道條件；如果是，控制車輛向所述第一車道并道。本發(fā)明實施例提供的自動駕駛車輛的換道控制方法和裝置具有相同的技術(shù)特征，所以也能解決相同的技術(shù)問題，達(dá)到相同的技術(shù)效果。需要說明的是，在本發(fā)明所提供的實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露系統(tǒng)和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，又例如，多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。另外，在本發(fā)明提供的實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。所述功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機(jī)設(shè)備(可以是個人計算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。最后應(yīng)說明的是：以上所述實施例，僅為本發(fā)明的具體實施方式，用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，其依然可以對前述實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實施例技術(shù)方案的精神和范圍，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁12