[发明专利]自主车辆的路径规划装置及方法

说明书

提供了自主车辆的路径规划装置和方法。该装置包括检测车辆周围的环境信息的周围环境信息检测器，以及检测有关车辆的行驶状态的车辆信息的车辆信息检测器。车辆行为确定器基于周围环境信息和车辆信息确定车辆的行为，并且当从车辆行为确定器接收变道信号时，行驶路径生成器使用周围环境信息和车辆信息生成用于变道的行驶路径和速度变化图。

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求于2016年5月3日提交的韩国专利申请第10-2016-0054595号的优先权的权益，通过引用将其公开内容全部结合于本文中。

技术领域

本公开内容涉及自主车辆的路径规划装置和方法，其生成自主车辆变道的行驶路径和速度变化图(velocity profile，速度分布图)。

背景技术

自主驾驶系统是即使在没有车辆操作员的输入的情况下，能够通过识别周围环境和车辆状态而自主驾驶到达预定目的地。这种自主驾驶系统执行以下操作：识别、确定以及路径生成；以及车辆控制。在路径生成操作中，可能需要通过检测障碍物的变化而实时生成避障路径，并生成应用了车辆的运动行为的路径。

具体地，当自主车辆尝试在市区、交通拥堵区域以及在交通实时变化的高速公路上进行变道时，可能发生各种危险的情况，因此，重要的是生成考虑了与车辆周围的动态障碍物的碰撞的安全行驶路径。因此，持续进行研究以生成允许自主车辆稳定地进行变道的行驶路径。

发明内容

本公开内容提供了用于自主车辆的路径规划装置和方法，其生成用于该自主车辆变道的安全行驶路径和速度变化图。通过确定相对于车辆周围的动态障碍物的碰撞风险程度来生成安全行驶路径，并且速度变化图使车辆不与动态障碍物碰撞地进行变道。

根据本公开内容的一个方面，一种用于自主车辆的路径规划装置包括：周围环境信息检测器，被配置为检测车辆周围的周围环境信息；车辆信息检测器，被配置为检测有关车辆的行驶状态的车辆信息；车辆行为确定器，被配置为基于周围环境信息和车辆信息确定车辆行为；以及行驶路径生成器，被配置为当从车辆行为确定器接收变道信号时，使用周围环境信息和车辆信息生成用于变道的行驶路径和速度变化图。

周围环境信息检测器可以被配置为使用成像设备、距离传感器以及位置传感器来检测周围环境信息。周围环境信息可以包括有关车辆的道路信息，以及车辆周围的动态障碍物的速度、纵向加速度、横向加速度以及位置。车辆信息检测器可以进一步被配置为使用速度传感器和位置传感器来检测车辆的速度和位置。车辆行为确定器可以被配置为当车辆的操作者操纵转向信号灯时，将关于车辆的操作者操纵而生成的信号传送至行驶路径生成器。

行驶路径生成器可以包括：候选路径生成模块，被配置为生成行驶车道候选路径以及目标车道候选路径；碰撞风险计算模块，可被配置为针对每个目标车道候选路径计算与位于车辆周围的动态障碍物的碰撞风险程度。速度变化图生成模块，被配置为使用周围环境信息信息以及车辆信息生成速度变化图；以及路径选择模块，被配置为基于碰撞风险程度或者基于碰撞风险程度和速度变化图两者来从目标车道候选路径中选择局部参考路径。

路径选择模块可以被配置为选择目标车道候选路径中具有最低碰撞风险程度的候选路径，作为局部参考路径。路径选择模块可以进一步被配置为通过成本函数来选择具有最低成本的候选路径作为局部参考路径，该成本函数应用了碰撞风险程度以及接近目标路径的程度。当变道失败时，路径选择模块可以被配置为选择行驶车道候选路径中最接近目标车道的候选路径，作为局部参考路径。

根据本公开内容的另一方面，一种用于自主车辆的路径规划方法可以包括以下步骤：从车辆行为确定器接收变道信号；当变道信号被接收时，生成行驶车道候选路径以及目标车道候选路径；针对每个目标车道候选路径计算与位于车辆周围的动态障碍物的碰撞风险程度；基于所计算的碰撞风险程度来确定是否所有目标车道候选路径中都存在碰撞风险；当在目标车道候选路径中存在碰撞风险时，基于车辆速度和目标速度生成车辆的速度变化图；并且从应用了速度变化图的目标车道候选路径中选择局部参考路径。