[发明专利]单车道自动驾驶超越相邻车道车辆的路径规划系统及方法

权利要求书

1.一种单车道自动驾驶超越相邻车道车辆的路径规划系统，其特征在于：包括摄像头（2）、毫米波雷达组、中央决策模块（1）和执行机构；

所述毫米波雷达组用于探测本车相邻车道内是否存在有车辆；

所述摄像头（2）用于获取本车车道线信息，并在毫米波雷达组探测到本车前方相邻车道内有车辆时，与毫米波雷达组所探测的信息相融合，识别出本车前方相邻车道车辆的位置信息，该摄像头（2）通过CAN线（4）与毫米波雷达组连接；

所述中央决策模块（1）根据本车车道线信息、本车前方相邻车道车辆的位置信息规划出行车轨迹，该中央决策模块（1）分别通过CAN线（4）与摄像头（2）和毫米波雷达组连接；

所述执行机构根据中央决策模块（1）所给出的行车轨迹进行自动驾驶，以使本车能安全超越相邻车道的车辆，该执行机构通过CAN线（4）与中央决策模块（1）连接；

所述执行机构包括电动助力转向系统、发动机管理系统和车身电子稳定系统；其中，电动助力转向系统执行中央决策模块（1）发出的转向扭矩请求，并将方向盘测量的驾驶员手力矩实时反馈给中央决策模块（1）；发动机管理系统执行中央决策模块（1）给出的发动机增扭、降扭指令；车身电子稳定系统执行中央决策模块的增压、减压指令，主动进行增压、减压操作对车速进行自动控制；

在本车处于自动驾驶模式时；所述路径规划系统控制本车根据车道对中原则在车道的正中央行驶；毫米波雷达组和摄像头（2）实时判断前方左右相邻车道内是否存在车辆；若前方左右相邻车道均不存在车辆，则路径规划系统控制本车根据车道对中原则在车道的正中央行驶；若前方左相邻车道和/或右相邻车道存在车辆，则将所述车辆的位置信息发送给中央决策模块（1）；中央决策模块（1）根据本车车道线信息、所述车辆的位置信息规划出行车轨迹；执行机构根据该行车轨迹进行自动驾驶，以使本车能安全超越相邻车道的车辆。

2.根据权利要求1所述的单车道自动驾驶超越相邻车道车辆的路径规划系统，其特征在于：

所述摄像头（2）安装在车辆前侧的中部；

所述毫米波雷达组至少包括分别安装在车辆正前方、左前方、右前方、左后方以及右后方的五个毫米波雷达（3）。

3.一种单车道自动驾驶超越相邻车道车辆的路径规划方法，其特征在于：采用单车道自动驾驶超越相邻车道车辆的路径规划系统，所述路径规划系统包括摄像头（2）、毫米波雷达组、中央决策模块（1）和执行机构；

所述毫米波雷达组用于探测本车相邻车道内是否存在有车辆；

所述摄像头（2）用于获取本车车道线信息，并在毫米波雷达组探测到本车前方相邻车道内有车辆时，与毫米波雷达组所探测的信息相融合，识别出本车前方相邻车道车辆的位置信息，该摄像头（2）通过CAN线（4）与毫米波雷达组连接；

所述中央决策模块（1）根据本车车道线信息、本车前方相邻车道车辆的位置信息规划出行车轨迹，该中央决策模块（1）分别通过CAN线（4）与摄像头（2）和毫米波雷达组连接；

所述执行机构根据中央决策模块（1）所给出的行车轨迹进行自动驾驶，以使本车能安全超越相邻车道的车辆，该执行机构通过CAN线（4）与中央决策模块（1）连接；

所述执行机构包括电动助力转向系统、发动机管理系统和车身电子稳定系统；其中，电动助力转向系统执行中央决策模块（1）发出的转向扭矩请求，并将方向盘测量的驾驶员手力矩实时反馈给中央决策模块 （1）；发动机管理系统执行中央决策模块（1）给出的发动机增扭、降扭指令；车身电子稳定系统执行中央决策模块的增压、减压指令，主动进行增压、减压操作对车速进行自动控制；

其路径规划方法包括以下步骤：

步骤一、本车处于自动驾驶模式；

步骤二、所述路径规划系统控制本车根据车道对中原则在车道的正中央行驶；

步骤三、毫米波雷达组和摄像头（2）实时判断前方左右相邻车道内是否存在车辆；若前方左右相邻车道均不存在车辆，则返回步骤二；若前方左相邻车道和/或右相邻车道存在车辆，则将所述车辆的位置信息发送给中央决策模块（1），并进入步骤四；

步骤四、中央决策模块（1）根据本车车道线信息、所述车辆的位置信息规划出行车轨迹；执行机构根据该行车轨迹进行自动驾驶，以使本车能安全超越相邻车道的车辆。

4.根据权利要求3所述的单车道自动驾驶超越相邻车道车辆的路径规划方法，其特征在于：所述步骤四具体为：

步骤a、中央决策模块（1）判断本车与前方相邻车道内最邻近车辆在纵向上的时距是否小于n1秒，若否，则返回步骤二，若是，则进入步骤b；

步骤b、中央决策模块（1）判断前方左右相邻车道内是否均有车辆，且两车辆与本车车道线的距离是否均小于M米，若否，则进入步骤c，若是，则进入步骤d；

步骤c、中央决策模块（1）判断是否有单侧前方相邻车道内的车辆与本车车道线的距离小于M米，若否，返回步骤二，若是，则本车在超越单侧前方相邻车道内的车辆时，本车向安全侧车道线偏离△X的距离，即本车的行车轨迹与安全侧车道线之间的距离为A/2减去△X，本车的行车轨迹与危险侧车道线之间的距离为A/2加上△X，其中，A为本车所在车道的宽度，△X为距离偏移量，直到本车超越单侧前方相邻车道内的车辆后且与所述单侧前方相邻车道内的车辆在纵向上的时距大于n2秒时，返回步骤二；

步骤d、本车在超越两车辆时，所述路径规划系统控制本车在两车辆的正中间行驶，直到本车超越两车辆后且与后方相邻车道内最邻近车辆之间在纵向上的时距大于n2秒时，返回步骤二。