CN109828573B - 无人车辆控制方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出一种无人车辆控制方法、装置及计算机可读存储介质。其中无人车辆控制方法包括：获取车辆掉头对应的安全时间窗口；判断在安全时间窗口内对向车道是否有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置；基于判断的结果，对所述车辆进行控制。本发明实施例在车辆掉头场景中采用有针对性的避让直行车流的决策方法，提高了车辆在路口掉头时的安全性和通行效率，减少事故发生概率，使车辆驾驶更加安全畅通。

Description

无人车辆控制方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及无人驾驶技术领域，尤其涉及一种无人车辆控制方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

在路口放行的场景中，交通环境比较复杂，车辆在路口掉头需要避让对向车道的障碍物。现有技术的车辆系统在掉头时仍然采用常规的控制方法，即利用感知获得的道路信息和障碍物信息控制车辆的转向和速度。由于现有技术的车辆系统在掉头场景中并没有实施有针对性的控制决策，使得车辆在路口掉头时的安全性和通行效率都有所下降，可能会导致车流不畅，增大发生交通事故的风险。

发明内容

本发明实施例提供一种车辆控制方法、装置及计算机可读存储介质，以至少解决现有技术中的一个或多个技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种车辆控制方法，包括：

获取车辆掉头对应的安全时间窗口；

判断在安全时间窗口内对向车道是否有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置；

基于判断的结果，对所述车辆进行控制。

在一种实施方式中，基于判断的结果，对所述车辆进行控制，包括：

若在安全时间窗口内对向车道没有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆执行掉头。

在一种实施方式中，基于判断的结果，对所述车辆进行控制，包括：

若在安全时间窗口内对向车道有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆停车让行。

在一种实施方式中，控制所述车辆停车让行，包括：控制所述车辆停止在所述对向车道与所述车辆掉头车道相交的边界处。

在一种实施方式中，获取车辆掉头对应的安全时间窗口，包括：

计算所述车辆完成掉头需要的时间；

将所述车辆完成掉头需要的时间设定为所述安全时间窗口。

在一种实施方式中，判断在安全时间窗口内对向车道是否有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，包括：

根据所述车辆的运动学参数和对向车道的障碍物的运动学参数，预测在所述安全时间窗口内，对向车道的障碍物能否到达车辆掉头车道所在的位置，并与所述车辆保持安全距离；

其中，所述运动学参数包括速度、位置和加速度中的至少一项。

第二方面，本发明实施例提供了一种车辆控制装置，包括：

获取单元，用于获取车辆掉头对应的安全时间窗口；

判断单元，用于判断在安全时间窗口内对向车道是否有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置；

控制单元，用于：基于判断的结果，对所述车辆进行控制。

在一种实施方式中，所述控制单元还用于：

若在安全时间窗口内对向车道没有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆执行掉头。

在一种实施方式中，所述控制单元还用于：

若在安全时间窗口内对向车道有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆停车让行。

在一种实施方式中，所述控制单元还用于：

若在安全时间窗口内对向车道有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆停止在所述对向车道与所述车辆掉头车道相交的边界处。

在一种实施方式中，所述获取单元还用于：

计算所述车辆完成掉头需要的时间；

将所述车辆完成掉头需要的时间设定为所述安全时间窗口。

在一种实施方式中，所述判断单元还用于：

根据所述车辆的运动学参数和对向车道的障碍物的运动学参数，预测在所述安全时间窗口内，对向车道的障碍物能否到达车辆掉头车道所在的位置，并与所述车辆保持安全距离；

其中，所述运动学参数包括速度、位置和加速度中的至少一项。

第三方面，本发明实施例提供了一种车辆控制装置，所述装置的功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。

在一个可能的设计中，所述装置的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持所述装置执行上述方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述装置还可以包括通信接口，用于与其他设备或通信网络通信。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一所述的方法。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：在车辆掉头场景中采用有针对性的避让直行车流的决策方法，提高了车辆在路口掉头时的安全性和通行效率，减少事故发生概率，使车辆驾驶更加安全畅通。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1为本发明实施例提供的车辆控制方法的流程图。

图2为本发明实施例提供的车辆控制方法的掉头场景示意图。

图3为本发明实施例提供的车辆控制方法的流程图。

图4为本发明实施例提供的车辆控制装置的结构框图。

图5为本发明实施例提供的车辆控制装置的结构框图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

图1为本发明实施例提供的车辆控制方法的流程图。如图1所示，本发明实施例的车辆控制方法包括：

步骤S110，获取车辆掉头对应的安全时间窗口；

步骤S120，判断在安全时间窗口内对向车道是否有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置；

步骤S130，基于判断的结果，对所述车辆进行控制。

在路口放行的场景中，车辆在路口掉头需要避让其它车道的障碍物，尤其是需要避让对向车道的障碍物。其中，障碍物可包括障碍车、行人或其它运动的阻塞物。因此在车辆掉头场景中需要采用有针对性的决策方法避让对向的直行车流、行人或其它运动的阻塞物，以确保掉头的安全性，并且避免车道阻塞，提高通行效率。

具体地，以无人车为例，可首先预测对向车道中障碍车的运动轨迹，判断在设定时间内对向车道的障碍车能否到达主车掉头车道所在的位置。例如，可将主车掉头所需的安全时间窗口作为设定时间，也就是掉头对应的安全时间窗口。若在设定时间内对向车道没有障碍车能够到达主车掉头车道所在的位置，则认为没有对向车流。在没有对向车流的情况下，给出主车执行掉头的决策，并控制主车执行掉头。

图2为本发明实施例提供的车辆控制方法的掉头场景示意图。图2中的标号1表示双黄线；标号2表示车辆掉头车道；标号3表示对向车道；标号4所示的双虚线表示对向车道与车辆掉头车道交会处的边界线。其中，双黄线是一种道路上常见的交通标志，由两条平行的黄色实线组成。双黄线通常设置在没有中央隔离带的马路中间，划分相反行车方向区域，将往返车辆用地上标识分隔。正常情况的车辆不能越过此线行驶。当双黄线断开时，并在其它交通标志许可的情况下，车辆才能在该双黄线断口处转弯或掉头。

在一种实施方式中，获取车辆掉头对应的安全时间窗口，包括：

计算所述车辆完成掉头需要的时间；

将所述车辆完成掉头需要的时间设定为所述安全时间窗口。

如图2所示，仍以无人车为例，主车掉头的时候，对向车道有障碍车可能会与主车的轨迹交会。因此主车掉头时，需要识别对向车道是否有直行车流。具体地，可预测对向车道中障碍车在设定时间内的轨迹。

在一个示例中，可将主车的调头时间，也就是主车需要多长时间能够完成掉头的时间，作为设定的安全时间窗口。其中，主车完成掉头需要的时间可根据主车的速度和主车掉头过程中需要行驶的路程来计算。

在另一个示例中，安全时间窗口可设置为固定的时间间隔，例如可预测8秒内的轨迹，在8秒内如果对向车道直行的障碍车能够到达主车掉头车道所在的位置，就认为有对向车流。其中，作为安全时间窗口的固定的时间间隔可根据具体情况而设置，例如可根据主车行驶的路段场景的复杂程度、不同的路况或不同的天气状况等具体情况而设置。并且，通常情况下作为安全时间窗口的固定的时间间隔可设置为大于等于主车完成掉头需要的时间的时间间隔。

在又一个示例中，安全时间窗口可在每次进行掉头决策时动态设置。作为动态设置的安全时间窗口可根据具体的路况情况而设置，例如可根据主车与障碍物的安全距离而定，安全距离较大情况下安全性相对较差，这种情况可将安全时间窗口设置较长的时间。

其中，安全距离是指主车为了避免与障碍物发生意外碰撞而在行驶过程中与障碍物所保持的必要间隔距离。根据力学有关定律，车辆从运动到完全静止的这段时间内，会继续向前移动一段距离。如果主车与障碍物距离太近，就极易发生碰撞事故。为了确保主车无论在怎样极端情况下都不会与障碍物碰撞，主车就需要始终与障碍物保持一定的距离，以便在遇到紧急情况时留有足够的刹车距离。

在一种实施方式中，判断在安全时间窗口内对向车道是否有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，包括：

根据所述车辆的运动学参数和对向车道的障碍物的运动学参数，预测在所述安全时间窗口内，对向车道的障碍物能否到达车辆掉头车道所在的位置，并与所述车辆保持安全距离；

其中，所述运动学参数包括速度、位置和加速度中的至少一项。

参见图2，在一个示例中，可根据主车的速度、位置、加速度和对向车道上迎面驶来的障碍车的速度、位置、加速度，预测在设定的安全时间窗口之内，对面车道上的直行的障碍车能否到达主车掉头车道所在的位置，并与主车保持安全距离。如果对面车道上有一个或多个障碍车在设定时间内能到达主车掉头车道所在的位置，则认为有对向车流。如果对面车道上没有障碍车在设定时间内能到达主车掉头车道所在的位置，则认为无对向车流。

图3为本发明实施例提供的车辆控制方法的流程图。如图3所示，在一种实施方式中，所述方法还包括：

步骤S135，若在安全时间窗口内对向车道没有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆执行掉头。

步骤S140，若在安全时间窗口内对向车道有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆停车让行。

以无人车控制为例，在步骤S120中，判断在安全时间窗口内对向车道是否有障碍车能够到达主车掉头车道所在的位置，以识别对向车道是否有直行车流。若判断的结果是认为无对向车流，则在步骤S135中给出主车执行掉头决策。若判断的结果是认为有对向车流，则在步骤S140中给出主车停车让行决策，让障碍车先通过之后，主车再执行掉头，避免障碍车与主车发生碰撞。

在一种实施方式中，控制所述车辆停车让行，包括：控制所述车辆停止在所述对向车道与所述车辆掉头车道相交的边界处。

参见图2，第一个对向直行车道3跟车辆掉头车道2的交会处有一条边界线4。如果让障碍物先通过，则主车应停在边界线之前的位置。标号4所示的交会处的边界线在地图上是没有画线的，因此首先需要计算边界线的位置。可根据地图信息确定边界线的位置，具体可根据地图上对向直行车道3和车辆掉头车道2的位置信息确定交会处的边界线的位置。车辆停在边界线之前是安全的，否则容易发生撞车的事故。

在车辆掉头场景中，对向车道上出现得较多的障碍物主要包括对向车流。在本发明实施例的车辆控制方法中，可首先判断是否有对向车流。一种情况是没有对向车流，没有对向车流的情况可能包括对向车道上没有障碍车，或者是虽然对向车道上有障碍车，但障碍车与所述车辆的距离比较远或障碍车速度比较慢，障碍车在安全时间窗口内不能到达所述车辆掉头车道所在的位置。如果没有对向车流则执行掉头，在障碍车与所述车辆的距离比较远或障碍车速度比较慢的情况下，所述车辆可以在障碍车到达车辆掉头车道之前完成掉头，从而避免发生碰撞事故。另一种情况是有对向车流，有对向车流的情况包括障碍车在安全时间窗口内能够到达车辆掉头车道所在的位置。如果有对向车流，则所述车辆停在对向车道与车辆掉头车道的边界线的前边，所述车辆避让对向直行的障碍车以避免发生碰撞。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：在车辆掉头场景中采用有针对性的避让直行车流的决策方法，提高了车辆在路口掉头时的安全性和通行效率，减少事故发生概率，使车辆驾驶更加安全畅通。

图4为本发明实施例提供的车辆控制装置的结构框图。如图4所示，本发明实施例的车辆控制装置包括：

获取单元100，用于获取车辆掉头对应的安全时间窗口；

判断单元200，用于判断在安全时间窗口内对向车道是否有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置；

控制单元300，用于：基于判断的结果，对所述车辆进行控制。

在一种实施方式中，所述控制单元300还用于：

若在安全时间窗口内对向车道没有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆执行掉头。

在一种实施方式中，所述控制单元300还用于：

若在安全时间窗口内对向车道有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆停车让行。

在一种实施方式中，所述控制单元300还用于：

若在安全时间窗口内对向车道有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆停止在所述对向车道与所述车辆掉头车道相交的边界处。

在一种实施方式中，所述获取单元100还用于：

计算所述车辆完成掉头需要的时间；

将所述车辆完成掉头需要的时间设定为所述安全时间窗口。

在一种实施方式中，所述判断单元200还用于：

根据所述车辆的运动学参数和对向车道的障碍物的运动学参数，预测在所述安全时间窗口内，对向车道的障碍物能否到达车辆掉头车道所在的位置，并与所述车辆保持安全距离；

其中，所述运动学参数包括速度、位置和加速度中的至少一项。

本发明实施例的车辆控制装置中各单元的功能可以参见上述方法的相关描述，在此不再赘述。

在一个可能的设计中，车辆控制装置的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持车辆控制装置执行上述车辆控制方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述车辆控制装置还可以包括通信接口，车辆控制装置与其他设备或通信网络通信。

图5为本发明实施例提供的车辆控制装置的结构框图。如图5所示，该装置包括：存储器101和处理器102，存储器101内存储有可在处理器102上运行的计算机程序。所述处理器102执行所述计算机程序时实现上述实施例中的车辆控制方法。所述存储器101和处理器102的数量可以为一个或多个。

该装置还包括：

通信接口103，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。

存储器101可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

如果存储器101、处理器102和通信接口103独立实现，则存储器101、处理器102和通信接口103可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构(ISA，Industry Standard Architecture)总线、外部设备互连(PCI，PeripheralComponent)总线或扩展工业标准体系结构(EISA，Extended Industry StandardComponent)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图5中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，在具体实现上，如果存储器101、处理器102及通信接口103集成在一块芯片上，则存储器101、处理器102及通信接口103可以通过内部接口完成相互间的通信。

又一方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述车辆控制方法中任一所述的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种无人车辆控制方法，其特征在于，包括：

获取车辆掉头对应的安全时间窗口，所述安全时间窗口根据车辆与障碍物的安全距离而定且在每次进行掉头决策时动态设置，所述安全距离是指车辆为了避免与障碍物发生意外碰撞而在行驶过程中与障碍物所保持的必要间隔距离；

判断在安全时间窗口内对向车道是否有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置；

基于判断的结果，对所述车辆进行控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于判断的结果，对所述车辆进行控制，包括：

若在安全时间窗口内对向车道没有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆执行掉头。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于判断的结果，对所述车辆进行控制，包括：

若在安全时间窗口内对向车道有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆停车让行。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，控制所述车辆停车让行，包括：控制所述车辆停止在所述对向车道与所述车辆掉头车道相交的边界处。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，判断在安全时间窗口内对向车道是否有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，包括：

根据所述车辆的运动学参数和对向车道的障碍物的运动学参数，预测在所述安全时间窗口内，对向车道的障碍物能否到达车辆掉头车道所在的位置，并与所述车辆保持安全距离；

其中，所述运动学参数包括速度、位置和加速度中的至少一项。

6.一种无人车辆控制装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取车辆掉头对应的安全时间窗口，所述安全时间窗口根据车辆与障碍物的安全距离而定且在每次进行掉头决策时动态设置，所述安全距离是指车辆为了避免与障碍物发生意外碰撞而在行驶过程中与障碍物所保持的必要间隔距离；

判断单元，用于判断在安全时间窗口内对向车道是否有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置；

控制单元，用于基于判断的结果，对所述车辆进行控制。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制单元还用于：

若在安全时间窗口内对向车道没有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆执行掉头。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制单元还用于：

若在安全时间窗口内对向车道有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆停车让行。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制单元还用于：

若在安全时间窗口内对向车道有障碍物能够到达车辆掉头车道所在的位置，则控制所述车辆停止在所述对向车道与所述车辆掉头车道相交的边界处。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的装置，其特征在于，所述判断单元还用于：

根据所述车辆的运动学参数和对向车道的障碍物的运动学参数，预测在所述安全时间窗口内，对向车道的障碍物能否到达车辆掉头车道所在的位置，并与所述车辆保持安全距离；

其中，所述运动学参数包括速度、位置和加速度中的至少一项。

11.一种无人车辆控制装置，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。

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