申请/专利权人：吉林大学

申请日：2022-10-25

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN115662188B

主分类号：G08G1/16

分类号：G08G1/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2023.02.17#实质审查的生效;2023.01.31#公开

摘要：本发明公开了一种队列行驶车辆的避障系统，为了解决队列行驶过程中规避障碍物的问题，将该避障系统分为四个模块：车辆分类模块，信息获取模块，避障条件判断模块，避障执行模块；车辆分类模块将队列车辆分为四种类型；信息获取模块获取队列中各个车辆的信息，获取障碍物信息及道路交通信息，将获取的车辆信息和环境信息以特定规则传递；避障条件判断模块跟据障碍物信息，判定是否满足三种避障条件；避障执行模块跟据不同的避障条件，执行不同的避障方案。

主权项：1.一种队列行驶车辆的避障系统，其特征在于，包括：该避障系统可以分为四个模块：车辆分类模块，信息获取模块，避障条件判断模块，避障执行模块；车辆分类模块将车辆分为A、B、C、D四种类型，其中A类型车是队列最前方的车辆，负责采集道路交通信息、规划队列行进路线，B类型车是队列最后方的车辆，负责采集道路交通信息，C类型车是位于A类型车和B类型车之间的车辆，负责跟车行驶和采集道路交通信息，D类型车是脱离队列、独立行驶的车辆；当车辆在行驶过程中队列位置发生变化时，可以根据位置切换不同的车辆类型；信息获取模块是获取队列中各个车辆的信息，获取障碍物信息及道路交通信息，将获取的车辆信息与环境信息以特定规则传递；避障条件判断模块包括：将A类型车头部到B类型车尾部的区域称为队列区域，将移动速度小于队列行驶车辆行驶速度的障碍物视为相对低速障碍物，将队列尚未开始避障的当前车道视为主车道，将主车道存在的静止或相对低速障碍物视为主车道障碍物，将两侧车道的障碍物视为旁车道障碍物，当检测到前方主车道障碍物时，进入避障条件判断模块，根据满足不同的避障条件，进行相应的避障操作；存在以下三项避障条件，第一避障条件为前方存在主车道障碍物，且两侧车道中至少有一条在预设范围内无旁车道障碍物，当只有一侧车道时，将无车道的一侧视为连续静止的旁车道障碍物；第二避障条件为前方存在主车道障碍物，且两侧车道在预设范围内存在移动的旁车道障碍物；若不满足上述条件，则视为第三避障条件；预设范围是以A类型车头部为起点，向A类型车行驶方向延伸的有界区域，预设范围长度为队列区域长度的一半；避障执行模块包括：获得主车道障碍物信息后，设定两个避障距离，分别为第一设定距离L1和第二设定距离L2，第一设定距离L1为队列行驶车辆开始变道时与主车道障碍物的距离，第二设定距离L2为队列车辆返回主车道时与主车道障碍物的距离，避障距离与车辆状况和道路条件成一定关系变化；跟据满足的避障条件不同，设定三种避障方案，当满足第一避障条件时，执行第一避障方案，该方案为总队列避障方案，即以整个队列为一个整体进行避障，并根据主车道障碍物信息执行不同总队列子避障方案，具体包括三类总队列子避障方案；当满足第二避障条件时，执行第二避障方案，该方案为分队列避障方案，即跟据旁车道障碍物具体信息划分不同分队列，待避障完成后合并为同一队列；当满足第三避障条件时，执行第三避障方案，即采取减少驱动力或制动的方法降低车速，使队列行驶车辆与主车道障碍物保持安全距离，同时进行避障条件判断，待到满足第一避障条件时执行第一避障方案，当满足第二避障条件时执行第二避障方案，根据设计，第一和第二避障条件不会同时满足；当满足第一或第二避障条件时，再根据每种避障方案跟据道路和障碍物状况分为不同子避障方案；所述总队列避障方案，包括：A类型车在第一设定距离L1处以第一设定速度变道至目标车道，后续所有队列车辆跟随A类型车轨迹，在第一设定距离L1处以第一设定速度变道至目标车道；到达目标车道后，根据主车道障碍物长度和队列行驶车辆车速需求执行不同的总队列子避障方案，当主车道限速满足队列行驶车辆车速需求而目标车道限速不满足队列行驶车辆车速需求时，执行总队列子避障方案一，即A类型车越过障碍物后，在第二设定距离L2处以第二设定速度返回主车道，后续所有队列行驶车辆跟随A类型车轨迹，在第二设定距离L2处返回主车道；当主车道和目标车道限速均满足队列行驶需求，且主车道障碍物长度超过队列总长度时，执行总队列子避障方案二，即A类型车继续在目标车道行驶，整个队列行驶切换到目标车道；当主车道和目标车道限速均满足队列行驶需求，且主车道障碍物长度不超过队列总长度时，执行总队列子避障方案三，即跟据A类型车环境监测范围内目标车道和主车道的车辆密度决定是否返回主车道，将A类型车头部至B类型车尾部的区域设置为队列区域，分别在A类型车前方主道路和目标车道上划分为三个与队列区域等长的区域，由近到远分别为一号区域、二号区域、三号区域，将每个区域内的车辆从1开始编号，分别称为编号1，编号2，直至编号N，其中N等于区域内车辆的数目；计算三个区域的车辆密度并分别乘相应的系数，得到主车道和目标车道的综合车辆密度，当主车道综合车辆密度低于目标车道时返回主车道，当目标车道综合车辆密度低于主车道时不返回主车道，综合车辆密度公式如下，ρv＝f1·ρ1+f2·ρ2+f3·ρ3式中，ρv是车道综合车辆密度，f是车辆密度系数，无量纲值，不同区域车辆密度系数不同，f1＝1，f2＝1.2，f3＝0.9，ρ1是一号区域内的车辆密度、ρ2是二号区域内的车辆密度、ρ3是三号区域内的车辆密度；车辆密度计算公式如下， 式中，ρ是区域内车辆密度，li为区域内第i号车的长度，L为队列区域长度，mj为长度系数，无量纲值，由车辆长度决定；车辆长度不大于5米时，mj＝1；车辆长度大于5米，不大于10米时，mj＝0.9；车辆长度大于10米，不大于15米时，mj＝0.85；车辆长度大于15米时，mj＝0.8；所述第一设定距离和第二设定距离包括：第一设定距离L1为队列行驶车辆开始变道时与主车道障碍物的距离，计算公式如下， 式中,v1为第一设定速度，t1为A类型车变道所用时间，φ1为A类型车变道时的横摆角，v0为主车道障碍物的速度，a为按照A类型车制动器制动力得到的最大制动减速度,δ为安全距离系数，无量纲值，受道路条件影响，当道路条件满足最大制动减速度a需求时，δ取最小值1；第二设定距离L2为队列车辆返回主车道时与主车道障碍物的距离，计算公式如下， 式中,v2为第二设定速度，t2为A类型车变道所用时间，φ2为A类型车变道时的横摆角。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 吉林大学 一种队列行驶车辆的避障系统

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