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车辆的自主行驶控制装置和自主行驶控制方法

阅读：889发布：2020-05-11

专利汇可以提供车辆的自主行驶控制装置和自主行驶控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开提供了一种自主行驶控制装置和方法，以通过考虑从详细地图识别到的前方道路的形状、道路之间的联接关系、速度限制、车道的数量、道路特性(例如，十字路口、人行横道、道路立交、交叉口、减速带、死路等)等来自动地确定是否要求车道变换。该方法也有效地确定了在要求车道变换时车道变换的时刻，用于使用自主行驶而使驾驶员更方便地、更稳定地、且更有效地到达目的地。，下面是车辆的自主行驶控制装置和自主行驶控制方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种车辆的自主行驶控制方法，包括：
当所述车辆行驶时参考地图数据库，通过控制器生成从所述车辆的当前位置到目的地的路径规划；
通过所述控制器将从所述车辆的当前位置到所述路径规划上的预定目标路段的道路的每个车道的多个路段中的最远路段确定为当前目标点；
通过所述控制器确定是否要求车道变换以到达所述当前目标点，并且当要求所述车道变换时确定所述车道变换的方向；以及
通过所述控制器从每个车道的直至所述目标路段的路段中确定车道变换完成路段，并且将与所述车道变换完成路段的端部相距一用于所述车道变换的距离之前的路段位置确定为用于所述车道变换的时刻位置，
其中，所述目标路段包括：
在向前方向上与所述车辆的当前位置间隔开一预定距离的路段，
在所述车辆的当前位置前方的路段的数量的总和变为预定数量时所对应的最远路段，或者
在从所述车辆的当前位置前方的事件的数量的总和变为预定数量时所对应的最远路段，所述事件包括十字路口、人行横道、道路立交、交叉口、减速带、或死路。
2.根据权利要求1所述的自主行驶控制方法，其中，所述路径规划包括与从由道路的形状、在道路分离节点之间联接的路段之间的联接关系、所述车辆的速度限制、车道的数量以及道路特性构成的组中选择的至少一个相关的信息。
3.根据权利要求1所述的自主行驶控制方法，其中，在确定所述车道变换的方向时，基于所述车辆是否在执行完左方或者右方的车道变换之后通过直线行驶到达所述当前目标点，来确定所述车道变换的方向是左方还是右方。
4.根据权利要求1所述的自主行驶控制方法，其中，在将所述路段位置确定为用于所述车道变换的所述时刻位置时，将具有事件的路段之前的路段确定为所述车道变换完成路段，所述事件包括十字路口、人行横道、道路立交、交叉口、减速带、或死路。
5.根据权利要求1所述的自主行驶控制方法，其中，当用于所述车道变换的距离之前的路段具有预定阈值或更大的道路曲率时、当用于十字路口的车道的数量是一个时、或者在交通拥堵状态期间，将紧邻用于所述车道变换的距离之前的路段之前或之后的路段确定为用于所述车道变换的所述时刻位置。
6.根据权利要求1所述的自主行驶控制方法，其中，在将所述路段位置确定为用于所述车道变换的所述时刻位置时，当用于所述车道变换的距离大于从所述车辆的当前位置到所述车道变换完成路段的所述端部的距离时，将用于所述车道变换的距离之前的路段位置确定为用于所述车道变换的所述时刻位置。
7.根据权利要求1所述的自主行驶控制方法，其中，在将所述路段位置确定为用于所述车道变换的所述时刻位置时，通过计算所述车辆在执行所述车道变换过程中移动的距离以及减速距离来计算所述车道变换所必需的最小距离，并且用一预置距离反映用于所述车道变换的稳定性，由此计算用于所述车道变换的距离。
8.根据权利要求7所述的自主行驶控制方法，其中，在将所述路段位置确定为用于所述车道变换的所述时刻位置时，计算下列方程式，
Dlc＝v*(t1*p+t2*(p-1))
其中，Dlc是所述车辆在执行所述车道变换过程中移动的距离，v是所述车辆的速度，t1是所述车道变换所必需的时间，并且t2是在所述车道变换的执行次数p是两次或更多次的情况下用于所述车道变换与下一次车道变换之间的稳定性的预置时间。
9.一种车辆的自主行驶控制装置，所述自主行驶控制装置包括：
路径生成器，被配置为当所述车辆行驶时参考地图数据库生成从所述车辆的当前位置到目的地的路径规划；
路段/当前目标点确定器，被配置为将从所述车辆的当前位置到所述路径规划上的预定目标路段的道路的每个车道的多个路段中的最远路段确定为当前目标点；
车道变换/方向确定器，确定是否要求车道变换以到达所述当前目标点，并且当要求所述车道变换时，确定所述车道变换的方向；以及
车道变换时刻确定器，被配置为从每个车道的直至所述目标路段的路段中确定车道变换完成路段，并且将离所述车道变换完成路段的端部的一用于所述车道变换的距离之前的路段位置确定为用于所述车道变换的时刻位置，
其中，所述目标路段包括：
在向前的方向上与所述车辆的当前位置间隔开一预定距离的路段，
在所述车辆的当前位置前方的路段的数量的总和变为预定数量时所对应的最远路段，或者
在从所述车辆的当前位置前方的事件的数量的总和变为预定数量时所对应的最远路段，所述事件包括十字路口、人行横道、道路立交、交叉口、减速带、或死路。
10.根据权利要求9所述的自主行驶控制装置，其中，所述路径规划包括与从由道路的形状、在道路分离节点之间联接的路段之间的联接关系、所述车辆的速度限制、车道的数量以及道路特性构成的组中选择的至少一个相关的信息。
11.根据权利要求9所述的自主行驶控制装置，其中，所述车道变换/方向确定器被配置为，基于所述车辆是否在执行完左方或者右方的车道变换之后通过直线行驶到达所述当前目标点，来确定所述车道变换的方向是左方还是右方。
12.根据权利要求9所述的自主行驶控制装置，其中，所述车道变换时刻确定器被配置为将具有一道路特性的路段之前的路段确定为所述车道变换完成路段，所述道路特性包括十字路口、人行横道、道路立交、交叉口、减速带或死路。
13.根据权利要求9所述的自主行驶控制装置，其中，当用于所述车道变换的距离之前的路段具有预定阈值或更大的道路曲率时、当用于十字路口的车道的数量是一个时、或者在交通拥堵状态期间，所述车道变换时刻确定器将紧邻用于所述车道变换的距离之前的路段之前或之后的路段确定为用于所述车道变换的所述时刻位置。
14.根据权利要求9所述的自主行驶控制装置，其中，所述车道变换时刻确定器被配置为，当用于所述车道变换的距离大于从所述车辆的当前位置到所述车道变换完成路段的所述端部的距离时，将用于所述车道变换的距离之前的路段位置确定为用于所述车道变换的所述时刻位置。
15.根据权利要求9所述的自主行驶控制装置，其中，所述车道变换时刻确定器被配置为，通过计算所述车辆在执行所述车道变换过程中移动的距离以及减速距离来计算所述车道变换所需的最小距离并且利用一预置距离反应所述车道变换的稳定性，由此计算用于所述车道变换的距离。
16.根据权利要求15所述的自主行驶控制装置，其中，所述车道变换时刻确定器被配置为使用下列方程式来计算所述车辆在执行所述车道变换过程中移动的距离，Dlc＝v*(t1*p+t2*(p-1))
其中，v是所述车辆的速度，t1是所述车道变换所必需的时间，并且t2是在所述车道变换的执行次数p是两次或更多次的情况下用于所述车道变换与下一次车道变换之间的稳定性的预置时间。

说明书全文

车辆的自主行驶控制装置和自主行驶控制方法

[0001] 相关申请的交叉引证

[0002] 本申请基于并要求于2015年8月10日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0112340号的优先权，其全部内容通过引证结合于此。

技术领域

[0003] 本公开内容涉及一种自主行驶控制装置和方法，并且更具体地，涉及基于从用于自主行驶的详细地图识别到的前方道路的形状、道路之间的联接关系等确定车道变换及其时刻的一种自主行驶控制装置和方法。

背景技术

[0004] 现如今，由于电动车辆使用的增加有助于方便地到达目的地，同时借助于自主行驶装置而使手动行驶最小化，所以已经越来越多地研究和开发这种自主行驶装置。为了实现更方便且更稳定的自主行驶，已经改进了自主行驶装置的性能。然而，需要一种用于解决根据现有技术的自主行驶装置的缺陷并且更有效地辅助驾驶员的行驶的自主行驶装置。自主行驶装置与诸如自适应(响应)巡航控制系统(ACCS)、前方车辆防碰撞系统(FVCAS)、侧面和后方车辆防碰撞系统(SBVCAS)、以及车道偏离警报系统(LDWS)等的技术相关。发明内容

[0005] 本公开内容提供了一种自主行驶控制装置和方法，其能够基于使用详细地图检测到的前方道路的形状、道路之间的联接关系、速度限制、车道的数量、道路特性(例如，十字路口、人行横道、道路立交、交叉口、减速带、死路等)等来自动地确定是否要求车道变换，并且当要求车道变换时有效地确定车道变换的时刻，以借助于自主行驶而支持更方便地、更稳定地、且更有效地到达目的地。

[0006] 根据本公开的示例性实施方式，车辆的自主行驶控制方法可包括：当行驶车辆时参考地图数据库生成从车辆的当前位置向目的地的路径规划；将从车辆的当前位置到路径规划上的预定目标路段的每个车道的路段中的最远路段确定为当前目标点；确定是否要求车道变换以到达当前目标点，并且基于确定是否要求车道变换来确定车道变换的方向；以及从每个车道的直至所述目标路段的路段中确定车道变换完成路段，并且将与车道变换完成路段的端部相距一用于车道变换的距离之前的路段位置确定为用于车道变换的时刻位置。

[0007] 路径规划可包括与道路形状、联接道路分离节点的路段之间的联接关系、车辆的速度限制、车道的数量、或者事件(例如，道路特性)有关的信息。目标路段可包括在向前的方向上与车辆的当前位置间隔开一预定距离的路段；与从车辆的当前位置前方的路段的数量的总和变为预定数量的情况相对应的最远路段；与从车辆的当前位置前方的事件的数量的总和变为预定数量的情况相对应的最远路段。

[0008] 在确定车道变换的方向时，可基于车辆在执行左方或者右方的车道变换之后是否通过直线行驶到达当前目标点，来确定车道变换的方向是左方还是右方。此外，在将路段位置确定为用于车道变换的时刻位置时，可将具有道路特性(包括十字路口、人行横道、道路立交、交叉口、减速带、或死路)的路段之前的路段确定为车道变换完成路段。

[0009] 在将路段位置确定为用于车道变换的时刻位置时，当用于车道变换的距离之前的路段具有预定阈值或更大的道路曲率时、当用于十字路口的车道的数量是一个时、或者在相应路段内由于交通量过大而产生的交通拥堵状态期间，可将紧邻相应路段之前或之后的路段确定为用于车道变换的时刻位置。

[0010] 在将路段位置确定为用于车道变换的时刻位置时，当用于车道变换的距离(K)大于从车辆的当前位置到车道变换完成路段的端部的距离Devent时，可将用于车道变换的距离之前的路段位置确定为用于车道变换的时刻位置。此外，在将路段位置确定为用于车道变换的时刻位置时，可通过计算车辆在执行车道变换过程中移动的距离Dlc以及减速距离Ddec来计算车道变换所必需的最小距离Dmin_require＝Dlc+Ddec，并且利用一预置距离Dmargin反映车道变换的稳定性，由此计算用于车道变换的距离K＝Dmin_require+Dmargin。

[0011] 在将路段位置确定为用于车道变换的时刻位置时，可使用下列方程式，

[0012] 方程式

[0013] Dlc＝v*(t1*p+t2*(p-1))

[0014] 其中，v是车辆的速度，t1是车道变换所必需的时间，并且t2是在车道变换的执行次数(p)是两次或更多次的情况下用于车道变换与下一次车道变换之间的稳定性的预置时间。

[0015] 根据本公开的另一示例性实施方式，车辆的自主行驶控制装置可包括：路径生成器，被配置为当车辆行驶时参考地图数据库生成从车辆的当前位置到目的地的路径规划；路段/当前目标点确定器，被配置为将从车辆的当前位置到路径规划上的预定目标路段的每个车道的路段中的最远路段确定为当前目标点；车道变换/方向确定器，被配置为确定是否要求车道变换以到达(例如，抵达)当前目标点，并且基于确定是否要求车道变换来确定车道变换的方向；以及车道变换时刻确定器，被配置为从每个车道的直至所述目标路段的路段中确定车道变换完成路段，并且将与车道变换完成路段的端部相距一用于车道变换的距离之前的路段位置确定为用于车道变换的时刻位置。可通过集中控制器来执行以上模块或单元中的每一个，该集中控制器被配置为总体地操作自主行驶控制装置。

[0016] 路径规划可包括关于道路形状、联接道路分离节点的路段之间的联接关系、车辆的速度限制、车道的数量、或者道路特性的信息。目标路段可包括在向前的方向上与车辆的当前位置间隔开一预定距离的路段；与从车辆的当前位置前方的路段的数量的总和变为预定数量的情况相对应的最远路段；与从车辆的当前位置前方的事件的数量的总和变为预定数量的情况相对应的最远路段。

[0017] 车道变换/方向确定器可被配置为，基于车辆在执行左方或者右方的车道变换之后是否通过行驶到达当前目标点来确定车道变换的方向是左方还是右方。车道变换时刻确定器可被配置为将具有事件(包括十字路口、人行横道、道路立交、交叉口、减速带或死路)的路段之前的路段确定为车道变换完成路段。

[0018] 当用于车道变换的距离之前的路段具有预定阈值或更大的道路曲率时、当用于十字路口的车道的数量是一个时、或者在相应路段内由于交通量过大而产生交通拥堵状态时，车道变换时刻确定器可被配置为将紧邻相应路段之前或者之后的路段确定为用于车道变换的时刻位置。

[0019] 当用于车道变换的距离K大于从车辆的当前位置到车道变换完成路段的端部的距离Devent时，车道变换时刻确定器可被配置为将用于车道变换的距离之前的路段位置确定为用于车道变换的时刻位置。特别地，车道变换时刻确定器可被配置为通过计算车辆在执行车道变换过程中移动的距离Dlc及减速距离Ddec计算车道变换所需的最小距离Dmin require＝Dlc+Ddec，并且一预置距离Dmargin反映用于车道变换的稳定性，由此计算用于车道变换的距离K＝Dmin_require+Dmargin。

[0020] 车道变换时刻确定器可计算下列方程式，

[0021] 方程式

[0022] Dlc＝v*(t1*p+t2*(p-1))

[0023] 其中，v是车辆的速度，t1是车道变换所必需的时间，并且t2是在车道变换的执行次数(p)是两次或更多次的情况下用于车道变换与下一次车道变换之间的稳定性的预置时间。附图说明

[0024] 结合附图从以下详细说明中将使得本公开内容的上述以及其他目的、特征和优点变得更加显而易见。

[0025] 图1是根据本公开的示例性实施方式的自主行驶控制装置的框图；

[0026] 图2是示出了根据本公开的示例性实施方式的自主行驶控制装置的操作的流程图；

[0027] 图3是示出了根据本公开的示例性实施方式的路段之间的联接关系的示例性图示，该路段从车辆的当前位置到当前目标点具有六车道(six trees)形式；

[0028] 图4示出了根据本公开的示例性实施方式的详细地图的示例，该详细地图示出了根据自主行驶控制装置的控制而在车辆的当前位置与前方的当前目标点之间执行的车道变换方法；

[0029] 图5示出了根据本公开的示例性实施方式的详细地图的示例，该详细地图示出了根据自主行驶控制装置的控制而在车辆变换车道的位置与新的前方的当前目标点之间执行的车道变换方法；

[0030] 图6是示出了根据本公开的示例性实施方式的在路段的联接关系中的车道变换方法的示意图，该路段在车辆的路径规划上的当前位置与当前目标点之间具有三车道(three trees)形式；

[0031] 图7是示出了根据本公开的示例性实施方式的在路段的联接关系中的车道变换方法的另一示例性图示，该路段在车辆的路径规划的当前位置与当前目标点之间具有三车道形式；以及

[0032] 图8是根据本公开的示例性实施方式的又一示意图，该图示出了在车辆的路径规划的当前位置与当前目标点之间存在十字路口7、8和9的情况下的车道变换方法。

具体实施方式

[0033] 应理解的是，如在本文中使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他相似术语包含广义的电动车辆，诸如客车(包括运动型多用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、各种商业车辆)、船舶(包括各种小船以及船只)、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电混合动力车辆、氢动力车和其他替代燃料车辆(例如，源自从石油之外的资源获得的燃料)。如在本文中引用的，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如，汽油动力车辆和电动车辆。

[0034] 虽然示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性工序，但要理解的是，示例性工序还可由一个或多个模块执行。此外，要理解的是，术语控制器/控制单元表示包括存储器和处理器的硬件装置。存储器被配置为对模块进行储存，并且处理器具体地被配置为执行所述模块，以执行下面进一步描述的一个或多个工序。

[0035] 而且，本公开的控制逻辑可体现为可读介质在包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非易失性计算机。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动、智能卡以及光数据存储装置。计算机可读记录介质还可分布在网络耦接的计算机系统中，使得例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)而以分布的方式储存和执行计算机可读介质。

[0036] 本文中所使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的，而并非旨在限制本公开。如本文中使用的，除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”旨在还包括复数形式。还应了解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprise)”和/或“包括(comprising)”表明存在陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或组件，但不排除存在或添加其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组中的一个或多个。如在本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列举项目的任意和全部组合。

[0037] 除非特别说明或者在上下文中显而易见，否则在本文中使用的术语“大约”要理解为在本领域的正常公差的范围内，例如，在平均值的2个标准偏差内。“约”可理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或者0.01％内。除非上下文另明确说明，否则本文中提供的所有数值均由术语“约”修饰。

[0038] 在下文中，将参照附图详细描述本公开。本文中，相同参考标号表示在相应附图中的相同元件。此外，将省略对众所周知的功能和/或配置的详细描述。以下公开的内容主要描述根据不同的示例性实施方式的操作的必需理解的内容，并且将省略对那些可能使描述的主旨变得模糊的元件的描述。此外，可以放大、省略或者示意性地示出在附图中示出的一些组件。每个组件的尺寸不精确地反映其真实尺寸，并且因此，在本说明书中描述的内容不被相应附图中示出的组件的相对尺寸或间隔所限制。

[0039] 图1是根据本公开的示例性实施方式的自主行驶控制装置100的框图。将参考图2描述根据本公开的示例性实施方式的自主行驶控制装置100的操作。

[0040] 参考图1，根据本公开的示例性实施方式的自主行驶控制装置100可包括：控制器110、地图数据库(DB)120、路径生成器130、路段/当前目标点确定器140、车道变换/方向确定器150、车道变换时刻确定器160、以及车道变换器170。如上所述的自主行驶控制装置100的相应组件可通过硬件(诸如半导体处理器)、软件(诸如应用程序)或者其组合来确定。控制器110可被配置为总体地操作如上所述的自主行驶控制装置100的其它组件。在一些情况下，控制器110也可实现为包括自主行驶控制装置100的其它组件的全部或一部分以执行其功能。

[0041] 地图DB 120可被配置为将具有路段的集合的详细地图信息存储为与每个区域的道路和交通情况有关的用于自主行驶的基本信息(参见图2的步骤S110)。这些路段可以以函数的形式(例如，三次或高阶函数)来配置，该函数表示将要在显示装置上显示的道路的形状。例如，一条道路可包括一个路段或两个以上路段，相应的路段可彼此联接以配置总地图，并且与联接关系有关的信息也可被包括和存储在地图DB 120中。

[0042] 换言之，地图DB 120可被配置为与道路的形状、路段之间的联接关系(例如，在道路的诸如十字路口、道路立交、交叉口等的分离节点之间的道路联接)、车辆的速度限制、车道的数量、事件或道路特性(例如，十字路口、人行横道、道路立交、交叉口、减速带、死路等)等有关的、与每个区域(基于如上所述的路段)的道路和交通情况有关的详细地图信息。除了如上所述的与交通相关的数据，地图DB 120可被配置为存储涉及地图的背景以及关于设施、方向(或者方位)等的与多边形地区、多线路、文本等有关的信息以表示基当前图。在一些情况下，地图DB 120可进一步被配置为存储与安全性相关的数据，其包括关于当前/预测交通情况(例如，交通堵塞等)的信息、关于涉及事故的交通情况的信息、关于涉及安全行驶区域(例如，猎物禁猎区、建筑区域等)的位置、类型等的信息等。

[0043] 路径生成器130可被配置为执行导航功能，该导航功能参考地图DB 120而生成在车辆自主行驶过程中从当前位置到达(例如，抵达)目的地的相应的路径规划(参见图2的步骤S120)。路径生成器120可进一步被配置为在当前位置与目的地之间的路径上生成路径规划，该路径规划包括与道路的形状、路段之间的联接关系(例如，在道路的诸如十字路口、道路立交、交叉口等的分离节点之间的道路联接)、车辆的速度限制、车道的数量、道路特性(例如，十字路口、人行横道、道路立交、交叉口、减速带、死路等)等有关的信息。

[0044] 路段/当前目标点确定器140可被配置为从如上所述生成的路径规划中确定从车辆的当前位置到目标路段的每个车道的所有路段，并且将每个车道的路段中的最远路段(多个最远路段)确定(或设置)为当前目标点(多个目标点)(步骤S130)。例如，如在图3的实例中，当自动车辆500(例如，自主车辆)在路段3上行驶，并且从自动车辆500的当前位置到目标路段的每个车道的所有路段形成六车道形式的路段联接关系时，路段26和路段27可被设置为当前目标点。

[0045] 具体地，目标路段可被确定为：(1)相应路段(多个相应路段)，该相应路段在向前的方向上与车辆的当前位置间隔开预定的距离(例如，N(实数)米)；(2)最远路段，该最远路段对应于当从车辆的当前位置向前的路段的数量的总和变为预定数字(例如，M(自然数))时的情况；(3)最远路段，该最远路段对应于当从车辆的当前位置向前的事件(例如，十字路口、人行横道、道路立交、交叉口、减速带、死路等)的数量的总和变为预定数字(例如，M(自然数))时的情况；等。

[0046] 路段/当前目标点确定器140可被配置为确定每个车道的达到上述目标路段的所有路段，并且将每个车道的所有路段中的最远路段设置为当前目标点(多个当前目标点)。此外，车道变换/方向确定器150可被配置为确定在车辆自主行驶过程中是否要求车辆从当前道路进行车道变换以从车辆的当前位置到达当前目标点，并且响应于确定要求车道变换来确定从当前道路的右方或者左方的哪一个方向变换车道(步骤S140)。

[0047] 当车辆连续地在车辆的当前位置的道路上基本呈直线行驶时，车道变换/方向确定器150可被配置为确定车辆是否可到达当前目标点；当车辆可到达当前目标点时确定是否需要保持车道；以及当车辆不可以到达当前目标点时确定是否要求变换车道。如在图3的示例中，因为自动车辆500当前所在的道路可能是三车道道路(其为包括在车道3中的路段3)，所以自动车辆500可能不能从当前道路直线地到达当前目标点路段26和路段27(例如，可能需要转弯以抵达当前目标点)。因此，车道变换/方向确定器150可被配置为确定要求车道变换。

[0048] 此外，响应于如上所述的确定要求车道变换，车道变换/方向确定器150可被配置为确定在当前道路的右方和左方的任一方向上的车道变换的方向。当车辆当前在最左边的车道中行驶时，车道变换/方向确定器150可被配置为确定在右方的车道变换；并且当车辆当前在最右边的车道时，车道变换/方向确定器150可被配置为确定在左侧车道的车道变换。

[0049] 当车辆不在上文提及的一个车道(最左边车道)或者最右边的车道时，车道变换/方向确定器150可被配置为确定：当车辆在车辆的当前道路的左侧道路或右侧道路基本连续地直线行驶(例如，不转弯)时，车辆是否可以到达当前目标点。例如，如在图3的实例中，为了使自动车辆500从自动车辆500的当前所在的道路到达当前目标点(即，路段26或路段27)，车道变换/方向确定器150可被配置为确定在右方的车道变换。

[0050] 具体地，响应于确定要求在车辆的当前道路的左侧道路或者右侧道路进行车道变换的次数p(自然数)次(例如，两次或更多次)，车道变换/方向确定器150也可被配置为确定要求通过以下方法连续一次地在相应的方向上进行p次车道变换。

[0051] 此外，车道变换时刻确定器160可被配置为在如上所述的路径规划中通过综合反映与多个参数(诸如，每个路段的车辆的速度限制、基于道路形状确定的每个路段的最大曲率、每个路段的车道的数量、在相应方向上车道变换的次数(p次)、基于当前交通情况的车辆的实际行驶速度(例如，在当前时刻与预定的先前时刻之间的时间段内的平均速度等)、对于车辆的每个实际行驶速度而变换车道所必需的时间t1等)有关的信息来确定车道变换时刻(步骤S150)。

[0052] 例如，车道变换时刻确定器160可被配置为在每个车道的直至目标路段的所有路段中确定需要完成车道变换的车道变换完成路段(例如，在具有诸如十字路口、人行横道、道路立交、交叉口、减速带、死路等的道路特性的路段之前的路段)；并且车道变换时刻确定器160可被配置为，当计算到的变换如下所述的车道的距离K＝Dmin_require+Dmargin大于从车辆的当前位置到相应的车道变换完成路段的端部的距离Devent时，将计算到的距离相应的车道变换完成路段的端部一用于变换车道的距离K＝Dmin_require+Dmargin之前的路段位置(多个路段位置)确定为用于车道变换的时刻位置。

[0053] 然而，车道变换在如下描述的用于车道变换的时刻位置处(例如，在用于车道变换的距离之前的路段位置)是不可能或难以执行的，可在相应的路段之前或者之后执行车道变换。例如，(1)当道路曲率大于一种预定阈值时；(2)当车道的数量为一时；(3)用于十字路口；(4)在相应的路段内由于交通量过大而产生的交通拥堵的情况下；等，车道变换时刻确定器160可被配置为将紧邻相应位置(路段)之前或之后的路段确定为用于启动车道变换的时刻位置。

[0054] 车道变换时刻确定器160可被配置为按照方程式3中所表示的来计算车道变换所必需的最小距离Dmin_require＝Dlc+Ddec，其中，根据以下方程式1来计算车辆在执行车道变换的过程中移动的距离Dlc，并且根据以下方程式2来计算要求车辆在当前目标点之前减速的情况(例如，左转、右转、停车、减速带通道等)的减速距离Ddec；并且车道变换时刻确定器160可被配置为通过将最小距离Dmin_require和用于车道变换的稳定性的预置距离Dmargin求和来计算用于车道变换的距离K＝Dmin_require+Dmargin，以与直至车道变换完成路段的端部的距离Devent进行比较。

[0055] 方程式1

[0056] Dlc＝v*(t1*p+t2*(p-1))

[0057] 方程式2

[0058]

[0059] 方程式3

[0060] Dmin_require＝Dlc+Ddec

[0061] 其中，v表示车辆在不减速时的速度，t1表示车道变换所必需的时间，t2表示车道变换的执行次数(p)是两次或更多次的情况下用于车道变换与下一次车道变换之间的稳定性的预置时间，Vcurrent表示在开始减速时的当前速度，Vlast表示在减速时的最终速度，以及a表示减速度。

[0062] 因为车道变换时刻确定器160确定用于开始车道变换的时刻位置(路段)，所以车道变换器170可被配置为通过使用雷达、红外传感器等来感测当前车道和待变换的车道的前方和后方的车辆(例如，周围车辆)来生成控制信号以触发车道从相应的位置(路段)在相应方向上的变换，并且车辆控制系统(诸如车辆的电子控制单元(ECU))可被配置为基于相应的控制信号来执行车道变换。

[0063] 图4示出了根据本公开的示例性实施方式的详细地图的示例，该详细地图示出了根据自主行驶控制装置100的控制，在车辆的当前位置与前方的当前目标点之间执行的车道变换方法。

[0064] 具体地，图4示出了这样一种情况，其中，具有自主行驶控制装置100的自动车辆500在紧邻进入十字路口600之前的路段上行驶。如在图4中示出的，当自主行驶控制装置
100将两个路段700设置为前方当前目标点并且在保持当前行驶车道的同时行驶自动车辆
500时，自动车辆500可能因死路路段而不能到达当前目标点700。因此，自主行驶控制装置
100可被配置为实现对执行左车道变换进行控制。如上所述，自主行驶控制装置100可被配置为确定用于开始车道变换的时刻位置的路段800，并且因为计算的相应路段800可以是具有单车道的路段，所以自主行驶控制装置100可被配置为在具有多个车道的路段(诸如紧邻路段800之后的路段)上执行车道变换。

[0065] 图5示出了根据本公开的示例性实施方式的详细地图的实例，该详细地图示出了根据自主行驶控制装置100的控制，在车辆变换车道的位置与前方新的当前目标点之间执行的车道变换方法。

[0066] 如在图5中示出的，在具有自主行驶控制装置100的自动车辆500执行如在图4中示出的左车道变换之后，自主行驶控制装置100可再次被配置为在路径规划上检测新的当前目标点。因为自动车辆500在执行左侧车道方向的车道变换之后连续行驶的同时到达十字路口，而不是在基本上直线行驶(例如，不转弯)的同时到达当前目标点900，所以自主行驶控制装置100可被配置为确定如上所述的必需的车道变换。因为在十字路口处要求从自动车辆500的当前位置右转弯以抵达当前目标点900，所以自主行驶控制装置100可被配置为确定和执行右车道变换。此外，因为在十字路口处向右转之后存在道路立交并且相应的车道在道路立交之后消失，所以自主行驶控制装置100可被配置为确定和执行必需的左车道变换。

[0067] 图6是示出了根据本公开的示例性实施方式的在路段的联接关系中的车道变换方法的示意图，这些路段在路径规划的车辆的当前位置(路段1)与当前目标点(路段17)之间具有三车道形式。

[0068] 特别地，可以假定每个路段的长度大约是100米，并且自动车辆500在当前交通流上的速度限制和行驶速度大约是80kph(千米每小时)。此外，在如图6中示出的路段的联接关系中，安装在自动车辆500内的自主行驶控制装置100可被配置为将路段17设置为车辆的当前位置(路段1)的当前目标点。为了使自动车辆500从车辆的当前位置(路段1)到达路段17，自动车辆500可被配置为在右方执行两个车道变换，并且可在直至与诸如死路等的道路特性对应的路段13和路段14(或者路段15)之前的路段12时完成这两个车道变换。换言之，可假定从车辆的当前位置到相应车道变换完成路段(路段11)(或路段10/12)的端部的距离Devent大约是400米(Devent＝400米)，自动车辆500的行驶速度大约是80kph，车道变换的次数(p次)是两次，对于车辆的每个实际行驶速度而变换车道所必需的时间t1大约是5秒(以大约80kph的速度)，用于车道变换与下一次车道变换之间的稳定性的预置时间t2大约是5秒。

[0069] 因此，根据方程式1至方程式3，车辆在执行车道变换的过程中移动的距离Dlc可以大约是333米(Dlc＝2次*5秒/次*80kph+1次*5秒/次*80kph＝333米)。此外，当不出现要求车辆减速的情况(例如，左转、右转、停车、减速带通道等)时，减速可能是不必要的。因此，如果假定减速距离Ddec大约是零，并且用于车道变换的稳定性的预置距离Dmargin大约是100米，则用于车道变换的距离K＝Dmin_require+Dmargin，即大约是433米(K＝Dmin_require+Dmargin＝Dlc+Ddec+Dmargin＝333+0+100＝433米)，其大于Devent。

[0070] 因此，自主行驶控制车辆100可被配置为将对应于道路特性(诸如，死路等)的路段13和路段14(或路段15)之前的路段(即，计算到的距离车道变换完成路段(路段10/11/12)的端部一用于执行车道变换的距离K＝Dmin_require+Dmargin＝433米之前的路段位置)确定为用于开始车道变换的时刻位置，并且在图6的实例中，因为自动车辆500是在与道路特性相距
433米之前的点上，所以自主行驶控制装置100可被配置为在当前路段处开始车道变换。

[0071] 图7是示出了根据本公开的示例性实施方式的在路段的联接关系中的车道变换方法的另一示意图，该路段在路径规划的车辆的当前位置(路段1)与当前目标点(路段17)之间具有三车道形式。

[0072] 特别地，当可假定所有路段的每个路段的长度大约是100米，并且自动车辆500在当前交通流上的速度限制和行驶速度大约是80kph(千米每小时)，路段16对应于自动车辆500在十字路口处向右转的区域，并且可假定在这个区域中的车辆的合适速度大约是
20kph。此外，在如图7中示出的路段的联接关系中，安装在自动车辆500内的自主行驶控制装置100可被配置为将路段17设置为车辆在当前位置(路段1)的当前目标点。为了使自动车辆500从车辆的当前位置(路段1)到达路段17，自动车辆500可被配置为在右方执行两个车道变换，并且可在达到路段15(或路段13、路段14)之前的路段12时完成这两个车道变换。

[0073] 换言之，可假定从车辆的当前位置到相应车道变换完成路段(路段11)(或路段10/12)的端部的距离Devent大约是400米(Devent＝400米)，自动车辆500的当前行驶速度大约是
80kph，车道变换的次数(p次)是两次，对于车辆的每个实际行驶速度而车道变换所必需的时间t1大约是5秒(以大约80kph的速度)，用于车道变换与下一次车道变换之间的稳定性的预置时间t2大约是5秒。

[0074] 因此，根据方程式1至方程式3，车辆在执行车道变换的过程中移动的距离Dlc可以大约是333米(Dlc＝2次*5秒/次*80kph+1次*5秒/次*80kph＝333米)。此外，当出现要求车辆2
减速的情况(例如，左转、右转、停车、减速带通道等)时，可假定减速度(a)是-0.2米/秒 (a＝-0.2米/秒2)，因为Vcurrent＝80kph，并且Vlast＝20kph，所以减速距离Ddec是35米(参见方程式2)。

[0075] 此外，当假定用于车道变换的稳定性的预置距离Dmargin大约是100米，用于车道变换的距离(K＝Dmin_require+Dmargin)可大约是468米(K＝Dmin_require+Dmargin＝Dlc+Ddec+Dmargin＝333+35+100＝468米)，其大于Devent。因此，自主行驶控制车辆100可被配置为将对应于道路特性(诸如，死路等)的路段13和路段14(或路段15)之前的路段(即，计算到的离车道变换完成路段的端部(路段10/11/12)一执行车道变换的距离K＝Dmin_require+Dmargin＝468米之前的路段位置)确定为用于开始车道变换的时刻位置，并且在图7的实例中，因为自动车辆500在与事件相距468米之前的点上，所以自主行驶控制装置100可被配置为在当前路段处开始车道变换。

[0076] 图8是根据本公开的示例性实施方式的又一示意图，该附图示出了在路径规划的车辆的当前位置(路段1)与当前目标点(路段17)之间存在十字路口7、8和9的情况下的车道变换方法。

[0077] 特别地，可假定所有路段中的每个路段的长度大约是200米，并且自动车辆500在当前交通流上的速度限制和行驶速度大约是80kph(千米每小时)。此外，在如在图8示出的路段的联接关系中，安装在自动车辆500内的自主行驶控制装置100可被配置为将路段17设置为在车辆的当前位置(路段1)的当前目标点。可假定路段7、8和及9是十字路口。为了使自动车辆500从车辆的当前位置(路段1)到达路段17，自动车辆500可被配置为在右方执行两个车道变换，并且可在达到对应于道路特性(诸如，死路等)的路段13和路段14(或路段15)之前的路段12时完成这两个车道变换。

[0078] 换言之，可假定从车辆的当前位置到相应车道变换完成路段(路段11)(或路段10/12)的端部的距离Devent大约是800米(Devent＝800米)，自动车辆500的行驶速度大约是
80kph，车道变换的次数(p次)是两次，对于车辆的每个实际行驶速度而车道变换所必需的时间t1大约是5秒(以大约80kph的速度)，用于车道变换与下一次车道变换之间的稳定性的预置时间t2大约是5秒。

[0079] 因此，根据方程式1至方程式3，车辆在执行车道变换的过程中移动的距离Dlc可以大约是333米(Dlc＝2次*5秒/次*80kph+1次*5秒/次*80kph＝333米)。此外，当不出现要求车辆减速的情况(例如，左转、右转、停车、减速带通道等)时，减速是不必要的。因此，当假定减速距离Ddec大约是零，并且用于车道变换的稳定性的预置距离Dmargin大约是100米时，用于车道变换的距离K＝Dmin_require+Dmargin,，大约是433米(K＝Dmin_require+Dmargin＝Dlc+Ddec+Dmargin＝333+0+100＝433米)，其小于Devent。

[0080] 因此，自主行驶控制车辆100可被配置为将对应于道路特性(诸如，死路等)的路段13和路段14(或路段15)之前的路段(即，计算到的离车道变换完成路段的端部(路段10/11/
12)一执行车道变换的距离(K＝Dmin_require+Dmargin＝433米)之前的路段位置)确定为用于开始车道变换的时刻位置。在图8的实例中，自主行驶控制装置100可被配置为在路段4的区域(其中，自动车辆500在与事件相距433米之前的点上)之后开始车道变换。然而，因为车道标记不存在于十字路口内，所以不可以执行车道变换，并且因为路段7、8和9在十字路口内，所以可在紧邻路段7、8和9之后的路段10(或者紧邻在路段7、8和9之前的路段4)处执行车道变换。

[0081] 如上所述，根据本公开的示例性实施方式，自主行驶控制装置100可被配置为自动地确定是否要求车道变换，并且当要求车道变换时，基于从对车辆的自主行驶进行辅助的详细地图识别到的前方道路的形状、道路之间的联接关系、速度限制、车道数量、道路特性(例如，十字路口、人行横道、道路立交、交叉口、减速带、死路等)等来有效确定车道变换的时刻，从而使得能够支持驾驶员借助于自主行驶而更方便地、更稳定地、并且更有效地到达目的地。

[0082] 在上文中，虽然通过具体的物质(诸如，有形的组件等)、示例性实施方式、以及附图描述了本公开，但其仅用于帮助对本公开的整体理解。因此，本公开不限于这些示例性实施方式。本领域技术人员可对该说明书涉及的本公开做出各种修改和变化。因此，本公开的精神不应被限制于上述示例性实施方式，并且所附权利要求以及与权利要求相同或者等同地修改的所有技术精神应被解释为落入本公开的的范围和精神内。

[0083] 附图中各元件的标号

[0084] 110：控制器

[0085] 120：地图DB

[0086] 130：路径生成器

[0087] 140：路段/当前目标点确定器

[0088] 150：车道变换/方向确定器

[0089] 160：车道变换时刻确定器

[0090] 170：车道变换器

[0091] S110：管理地图DB

[0092] S120：在自主行驶过程中生成达到目的地的路径规划

[0093] S130：确定达到预定目标路段的路段并且设置当前目标点

[0094] S140：确定是否要求变换车道以及在车道变换时的车道变换方向

[0095] S150：确定车道变换的时刻

[0096] S160：执行车道变换

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