车队驾驶辅助系统、相应的方法和计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，更具体而言，涉及一种车队驾驶辅助系统、相应的车队驾驶辅助方法和计算机可读存储介质。

背景技术

至少两台车辆可以形成车队在道路上行驶。车队中的车辆可以彼此无线通信(例如经由Wi-Fi或移动网络)。通常车队中的头车可以将驾驶信息(例如目标速度、目标加速度等)发送至其后的跟随车辆，跟随车辆可以接收来自头车的驾驶信息并且基于所述驾驶信息驾驶。

以车队的形式行驶可以减小空气阻力，并且减小堵车的可能性，从而提高了燃油经济性。但是，如果道路上存在从道路入口驶入或者向道路出口行驶以穿过车队所在车道的穿行车辆时，可能会导致穿行车辆与车队中的车辆碰撞，存在较大的安全隐患。

因此，需要一种车队驾驶辅助系统、相应的车队驾驶辅助方法和计算机可读存储介质，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于预测的当前车队中与穿行车辆交叉的车队交叉位置而控制位于车队交叉位置后面的在后车队减速行驶的方案，旨在降低当前车队中的车辆与穿行车辆的碰撞风险，提高行驶安全性。

在第一方面中，提供一种车队驾驶辅助系统。所述车队驾驶辅助系统包括：

穿行车辆信息检测单元，被配置用于检测当前车队周围预设区域内是否存在自预定对象或向所述预定对象运动以穿过所述当前车队所在车道的穿行车辆并且检测所述穿行车辆的车辆信息；

交叉位置预测单元，被配置用于在存在所述穿行车辆时根据所述穿行车辆的所述车辆信息估算所述穿行车辆到达所述当前车队所在车道时的预期到达时间和预期穿行车辆到达位置、根据所述预期到达时间估算所述当前车队在所述预期到达时间时的预期车队到达位置、并根据所述预期穿行车辆到达位置和所述预期车队到达位置预测所述穿行车辆是否会与所述当前车队交叉并且在会交叉时确定所述当前车队中与所述穿行车辆交叉的车队交叉位置；以及

控制单元，被配置用于控制所述当前车队中的位于所述车队交叉位置后面的在后车队减速行驶。

根据本发明的车队驾驶辅助系统，当交叉位置预测单元预测到穿行车辆会与当前车队交叉并且确定了当前车队中与穿行车辆交叉的车队交叉位置时，控制单元控制当前车队中的位于车队交叉位置后面的在后车队减速行驶，使得在穿行车辆到达当前车队的车队交叉位置时，当前车队中的在后车队的车辆不会按照原始速度行进至车队交叉位置，从而避免了穿行车辆与当前车队的车辆发生碰撞，提高了行驶安全性。

可选地，所述车队驾驶辅助系统还包括在后车队预期减速计算单元，所述在后车队预期减速计算单元被配置为基于所述穿行车辆的当前时刻的位置、行驶方向、行驶速度、所述穿行车辆的尺寸以及所述在后车队的当前位置计算所述在后车队的预期减速后的速度，

所述控制单元还被配置用于根据所述在后车队的预期减速后的速度控制所述在后车队减速行驶。

可选地，所述预定对象包括道路的出口和/或道路的入口。

可选地，所述交叉位置预测单元进一步被配置用于依照匀速直线运动或者匀加速直线运动估算所述穿行车辆到达所述当前车队所在车道时的所述预期到达时间和所述预期穿行车辆到达位置以及估算所述当前车队在所述预期到达时间时的所述预期车队到达位置。

可选地，所述控制单元被配置用于在所述穿行车辆已经驶出所述当前车队所在车道时，控制所述在后车队加速行驶，并在所述在后车队的头车与在前车队的尾车之间的距离减小到预定距离时，控制所述在后车队的速度调整为与所述在前车队的速度一致，以使得所述在后车队和所述在前车队合并为所述当前车队。

可选地，所述控制单元以下述方式之一控制所述在前车队和所述在后车队：

由所述当前车队的头车向所述在前车队中除所述在前车队的头车之外的所有跟随车辆以及所述在后车队的所述头车发送控制指令，并且所述在后车队的所述头车又向所述在后车队中除所述在后车队的所述头车之外的所有跟随车辆发送控制指令；或者

由所述当前车队的所述头车向所述在前车队中除所述在前车队的所述头车之外的所有跟随车辆以及所述在后车队中的所有车辆发送控制指令。

可选地，所述控制单元进一步被配置用于控制所述当前车队中的位于所述车队交叉位置前面的在前车队原速或加速行驶。如此，在当前车队中存在在前车队时，可以确保在前车队也已驶离车队交叉位置，从而进一步避免了穿行车辆与当前车队的车辆发生碰撞，进一步提高了行驶安全性。

在本发明的第二方面中，提供一种车队驾驶辅助方法。所述车队驾驶辅助方法包括：

检测当前车队周围预设区域内是否存在自预定对象或向所述预定对象运动以穿过所述当前车队所在车道的穿行车辆并且检测所述穿行车辆的车辆信息；

在存在所述穿行车辆时根据所述穿行车辆的所述车辆信息估算所述穿行车辆到达所述当前车队所在车道时的预期到达时间和预期穿行车辆到达位置、根据所述预期到达时间估算所述当前车队在所述预期到达时间时的预期车队到达位置、并根据所述预期穿行车辆到达位置和所述预期车队到达位置预测所述穿行车辆是否会与所述当前车队交叉并且在会交叉时确定所述当前车队中与所述穿行车辆交叉的车队交叉位置；以及

控制所述当前车队中的位于所述车队交叉位置后面的在后车队减速行驶。

根据本发明的车队驾驶辅助方法，当交叉位置预测单元预测到穿行车辆会与当前车队交叉并且确定了当前车队中与穿行车辆交叉的车队交叉位置时，控制单元控制当前车队中的位于车队交叉位置后面的在后车队减速行驶，使得在穿行车辆到达当前车队的车队交叉位置时，当前车队中的在后车队的车辆不会按照原始速度行进至车队交叉位置，从而避免了穿行车辆与当前车队的车辆发生碰撞，提高了行驶安全性。

可选地，所述在后车队的预期减速后的速度是基于所述穿行车辆的当前时刻的位置、行驶方向、行驶速度、所述穿行车辆的尺寸以及所述在后车队的当前位置计算的。

可选地，所述预定对象包括道路的出口和/或道路的入口。

可选地，所述估算所述穿行车辆到达所述当前车队所在车道时的预期到达时间和预期穿行车辆到达位置以及所述估算所述当前车队在所述预期到达时间时的预期车队到达位置是依照匀速直线运动或者匀加速直线运动进行的。

可选地，所述车队驾驶辅助方法还包括在所述穿行车辆已经驶出所述当前车队所在车道时，控制所述在后车队加速行驶，并在所述在后车队的头车与在前车队的尾车之间的距离减小到预定距离时，控制所述在后车队的速度调整为与所述在前车队的速度一致，以使得所述在后车队和所述在前车队合并为所述当前车队。

可选地，以下述方式之一控制所述在前车队和所述在后车队：

由所述当前车队的头车向所述在前车队中除所述在前车队的头车之外的所有跟随车辆以及所述在后车队的所述头车发送控制指令，并且所述在后车队的所述头车又向所述在后车队中除所述在后车队的所述头车之外的所有跟随车辆发送控制指令；或者

由所述当前车队的所述头车向所述在前车队中除所述在前车队的所述头车之外的所有跟随车辆以及所述在后车队中的所有车辆发送控制指令。

可选地，所述车队驾驶辅助方法在控制所述当前车队中的位于所述车队交叉位置后面的在后车队减速行驶的同时还包括控制所述当前车队中的位于所述车队交叉位置前面的在前车队原速或加速行驶。如此，在当前车队中存在在前车队时，可以确保在前车队也已驶离车队交叉位置，从而进一步避免了穿行车辆与当前车队的车辆发生碰撞，进一步提高了行驶安全性。

在本发明的第三方面中，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序。所述计算机程序在被处理器执行时实现上述任一种方法。

附图说明

以示例的方式参考以下附图描述本发明的非限制性且非穷举性实施例，其中：

图1示出根据本发明一个实施例的车队驾驶辅助系统的示意图；

图2示出根据本发明一个实施例的车队驾驶辅助系统的一个应用场景的示意图；

图3示出根据本发明一个实施例的车队驾驶辅助系统的另一个应用场景的示意图；以及

图4示出根据本发明一个实施例的车队驾驶辅助方法的流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本发明的第一方面中，提供一种车队驾驶辅助系统。图1示出根据本发明一个实施例的车队驾驶辅助系统100的示意图。图2示出根据本发明一个实施例的车队驾驶辅助系统100的一个应用场景示意图。图3示出根据本发明一个实施例的车队驾驶辅助系统100的另一个应用场景示意图。下面将结合图1至图3详细地描述本发明提供的车队驾驶辅助系统100。

如图1所示，根据本发明一个实施例的车队驾驶辅助系统100包括穿行车辆信息检测单元110、交叉位置预测单元120以及控制单元130。

穿行车辆信息检测单元110被配置用于检测当前车队周围预设区域内是否存在自预定对象或向预定对象运动以穿过当前车队所在车道的穿行车辆300(见图2和图3)并且检测穿行车辆300的车辆信息。预定对象包括道路的出口和/或道路的入口。“预设区域”指，与由整个车队中的头车至尾车所占的车队区域的边界在前、后、左、右四周相距预定距离范围内的区域。例如，穿行车辆信息检测单元110可以被配置用于检测当前车队周围设定距离范围内(例如，5米以内、10米以内等)是否存在穿行车辆300。穿行车辆300可以是需要穿过当前车队所在车道并且要经由道路(例如高速公路或环路等)的出口驶离道路的驶离车辆310(图2)和/或要经由道路的入口驶入道路并且需要穿过当前车队所在车道的驶入车辆320(图3)。

如图2和图3所示，当前车队200由至少两辆车辆210以及车辆之间的间隔220组成。车辆210包括头车和位于头车后面的跟随车辆。头车可以是由驾驶员驾驶的，也可以是自动驾驶的。跟随车辆至少具有自动驾驶模式。此外，跟随车辆还可以具有由驾驶员驾驶的驾驶模式。当前车队200中的车辆210以大体相同的速度行驶。此外，在当前车队200包括至少三辆车辆210时，优选地，每相邻的两辆车辆210之间的间隔距离相等。当道路包括多个车道时，当前车队200可以始终沿任一合适的车道行驶直至驶离道路。

如图2所示，穿行车辆信息检测单元110被配置用于检测当前车队200左侧预设区域内(例如距离当前车队15米的区域内)是否存在需要朝着道路出口行驶以穿过当前车队200所在的车道并且经由道路的出口驶离道路的驶离车辆310。例如，如果检测到当前车队200的右前方存在道路出口并且左侧预设区域内存在提示要向右转向的车辆，则穿行车辆信息检测单元110认为存在需要朝着道路出口行驶以穿过当前车队200所在的车道并且经由道路的出口驶离道路的驶离车辆310。

如图3所示，穿行车辆信息检测单元110还可以被配置用于检测当前车队200右侧预设区域内(例如当前车队200右侧的入口匝道中离入口距离10米至20米区域内)是否存在要经由道路的入口驶入道路并且需要穿过当前车队200所在车道的驶入车辆320。例如，如果检测到当前车队200在道路的最右侧车道行驶并且当前车队200的右前方存在道路入口以及正在入口匝道上行驶的车辆，则穿行车辆信息检测单元110认为存在要经由道路的入口驶入道路并且需要穿过当前车队200所在车道的驶入车辆320。

穿行车辆信息检测单元110可以安装在当前车队200的头车上。例如，穿行车辆信息检测单元110可以是安装在当前车队200的头车上的传感器，以检测当前车队200周围预设区域内是否存在上述穿行车辆300并检测穿行车辆300的车辆信息。传感器可以包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波传感器或任何其他合适的传感器，或其组合。

交叉位置预测单元120被配置用于在存在穿行车辆300时根据穿行车辆的车辆信息估算穿行车辆到达当前车队所在车道时的预期到达时间和预期穿行车辆到达位置、根据预期到达时间估算当前车队在预期到达时间时的预期车队到达位置、并根据预期穿行车辆到达位置和预期车队到达位置预测穿行车辆是否会与当前车队交叉并且在会交叉时确定当前车队中与穿行车辆交叉的车队交叉位置230。

在本发明的一个实施例中，交叉位置预测单元120被配置为基于穿行车辆300的当前位置和行驶速度(包括大小和方向)并且依照匀速直线运动或者匀加速直线运动估算穿行车辆300(例如驶离车辆310/驶入车辆320)到达当前车队200所在车道的预期到达时间和预期穿行车辆到达位置。例如，当穿行车辆300为驶入车辆时，根据穿行车辆300的当前位置以及行驶方向，可以估算穿行车辆300距离当前车队所在车道的距离；根据此距离以及穿行车辆300的当前速度或加速度，依照匀速直线运动或者匀加速直线运动，可以估算出穿行车辆300行驶至当前车队所在车道的预期到达时间以及预期穿行车辆到达位置；基于预期到达时间，根据当前车队200的位置并依照匀速直线运动或者匀加速直线运动估算估算当前车队在预期到达时间时的预期车队到达位置。当然，交叉位置预测单元120也可以被配置为根据实际的道路情况基于穿行车辆300的当前位置和行驶速度(包括大小和方向)并且依照其他运动形式(例如曲线运动)估算穿行车辆300(例如驶离车辆310/驶入车辆320)到达当前车队200所在车道的预期到达时间和预期穿行车辆到达位置。可选地，交叉位置预测单元120可以被配置为确定当前车队200的头车和尾车在预期到达时间时的预期位置，从而确定在预期到达时间时当前车队200的预期车队到达位置。交叉位置预测单元120被配置为基于穿行车辆300(例如驶离车辆310/驶入车辆320)的预期到达位置和当前车队200的预期车队到达位置确定车队交叉位置230。

需要说明的是，图2和图3中均示出为当前车队200的预期车队到达位置。也就是说，穿行车辆信息检测单元110检测穿行车辆300以及交叉位置预测单元120预测穿行车辆300是否会与当前车队200交叉时，当前车队200的实际位置相对于图2和图3中示出的位置更靠下方。穿行车辆信息检测单元110确定穿行车辆300以及交叉位置预测单元120预测穿行车辆300是否会与当前车队200交叉可以在当前车队200距离道路入口、道路出口一段距离时进行，也可以在当前车队200经过道路入口、道路出口时进行。

交叉位置预测单元120可以设置在当前车队的头车上，也可以设置在与当前车队的头车通信的服务器上。

控制单元130被配置用于控制当前车队200中的位于车队交叉位置230后面的在后车队减速行驶。其中当当前车队200还存在位于车队交叉位置230前面的在前车队时，控制单元130进一步被配置用于控制当前车队中的位于车队交叉位置前面的在前车队原速或加速行驶。本文所称的“在后车队”是指由所有位于车队交叉位置后面的车辆所形成的车队，“在前车队”是指当前车队中除了在后车队之外的其它所有车辆形成的车队。需要说明的是，这里所说的位于车队交叉位置后面的车辆是指的车辆的至少一部分位于车队交叉位置后面的车辆。例如，如图2所示，在车队交叉位置230位于当前车队200中的某一车辆上时，即在穿行车辆300与当前车队200中的某一车辆相交叉的情况下，“在后车队”包括交叉位置所涉及的车辆及其之后的车辆。可以理解，在车队交叉位置230位于当前车队200的头车上时，整个当前车队200都是在后车队，而不存在在前车队。又例如，如图3所示，在车队交叉位置230位于车队中的两辆相邻的车辆210之间的间隔220处时，即在穿行车辆300与当前车队200中的两辆车辆210之间的间隔220相交叉的情况下，“在后车队”包括车队交叉位置230之后的车辆。此外需要说明的是，本文所称的“减速行驶”是指速度小于减速之前的速度，其可以是以小于减速之前的速度匀速行驶，也可以是以小于减速之前的速度变速行驶(例如匀减速行驶)，只要其行驶的速度小于减速之前的速度以使得穿行车辆300可以顺利穿过当前车队即可。

优选地，车队驾驶辅助系统还包括在后车队预期减速计算单元，在后车队预期减速计算单元被配置为基于穿行车辆的当前时刻的位置、行驶方向、行驶速度、所述穿行车辆的尺寸以及在后车队的当前位置计算在后车队的预期减速后的速度。在这种情况下，控制单元还被配置用于根据在后车队的预期减速后的速度控制在后车队减速行驶。

具体地，当交叉位置预测单元120预测到穿行车辆300会与当前车队200交叉并且确定了当前车队200中与穿行车辆300交叉的车队交叉位置230时，就可以确定当前车队中哪些车辆属于在前车队，哪些车辆属于在后车队，在计算出在后车队的预期减速后的速度之后，由设置于当前车队的头车上的控制单元130向在前车队中除在前车队的头车之外的所有跟随车辆以及在后车队的头车发送速度信息，并且在后车队的头车又向在后车队中除在后车队的头车之外的所有跟随车辆发送速度信息。当然，也可以由设置于当前车队的头车上的控制单元130向在前车队中除在前车队的头车之外的所有跟随车辆以及在后车队中的所有车辆发送速度信息。在一些实施例中，在交叉位置预测单元120设置于当前车队的头车上时，当前车队的头车上的控制单元直接执行上述操作。在另外一些实施例中，在交叉位置预测单元120设置于与当前车队的头车通信的服务器上时，当前车队的头车上的控制单元可以在从服务器接收各项具体信息之后再直接执行上述操作。

在穿行车辆300已经驶出当前车队200所在车道时，可能希望在前车队和在后车队能够继续作为一个车队行驶。因此，优选地，控制单元130可以被配置用于在穿行车辆300已经驶出当前车队200所在车道时，控制在前车队与在后车队的相对速度，以使得在前车队的尾车与在后车队的头车之间的距离减小，并且在在前车队的尾车与在后车队的头车之间的距离减小到预定距离(例如10米)时控制在前车队和在后车队以相同的速度作为一个车队行驶。

控制在前车队与在后车队的相对速度可以是控制在前车队减速行驶和/或控制在后车队加速行驶。需要说明的是，与上文所描述的“减速行驶”类似，本文所称的“加速行驶”是指速度大于加速之前的速度，其可以是以大于加速之前的速度匀速行驶，也可以是以大于加速之前的速度变速行驶(例如匀加速行驶)，只要其行驶的速度大于加速之前的速度即可。

具体地，在本发明的一个实施例中，控制单元130被配置用于在穿行车辆300已经驶出当前车队200所在车道时，控制在后车队加速行驶。例如，控制单元130将加速后的目标速度发送至在后车队的每一个车辆，在后车队的每一个车辆在接收到加速后的目标速度后同时作出反应，以加速行驶。又例如，控制单元130将加速后的目标速度发送至在后车队的头车，在后车队的头车又将加速后的目标速度发送至在后车队的其它每一个车辆，在后车队的每一个车辆在接收到加速后的目标速度后同时作出反应，以加速行驶。可以理解，此时在后车队的速度应当大于在前车队的速度或者逐渐增加至大于在前车队的速度，以使得在后车队的头车与在前车队的尾车之间的距离不断减小。当然，在后车队的速度不应大于道路的最高限速。控制单元130被配置用于在在前车队的尾车与在后车队的头车之间的距离减小到预定距离(例如10米)时，控制在后车队的速度调整为与在前车队的速度一致。此后，在前车队和在后车队合并成为一个车队继续行驶，在这种情况下，在后车队的头车变为和其它跟随车辆一样的跟随车辆，不再具有头车的功能。

可替换地，在本发明的另一个实施例中，控制单元130也可以被配置用于在穿行车辆300已经驶出当前车队200所在车道时，控制在前车队减速行驶。例如，控制单元130将减速后的目标速度发送至在前车队的每一个车辆，在前车队的每一个车辆在接收到减速后的目标速度后同时作出反应，以减速行驶。可以理解，此时在前车队的速度应当小于在后车队的速度或者逐渐减小至小于在后车队的速度，以使得在前车队的尾车与在后车队的头车之间的距离不断减小。当然，在前车队的速度不应小于道路的最低限速。控制单元被配置用于在在后车队的头车与在前车队的尾车之间的距离减小到预定距离(例如10米)时，控制在前车队的速度调整为与在后车队的速度一致。此后，在前车队和在后车队合并成为一个车队继续行驶。

在本发明中，也可以通过设置机器学习单元来实现下列一项或多项：1)穿行车辆到达当前车队所在车道时的预期到达时间和预期穿行车辆到达位置；2)当前车队在预期到达时间时的预期车队到达位置；3)在后车队的预期减速后的速度。

在本发明的第二方面中，提供一种车队驾驶辅助方法。图4示出根据本发明一个实施例的车队驾驶辅助方法的流程图。

如图4所示，车队驾驶辅助方法包括：

步骤S410：检测当前车队周围预设区域内是否存在自预定对象或向所述预定对象运动以穿过所述当前车队所在车道的穿行车辆并且检测所述穿行车辆的车辆信息；

步骤S420：在存在所述穿行车辆时根据所述穿行车辆的所述车辆信息估算所述穿行车辆到达所述当前车队所在车道时的预期到达时间和预期穿行车辆到达位置、根据所述预期到达时间估算所述当前车队在所述预期到达时间时的预期车队到达位置、并根据所述预期穿行车辆到达位置和所述预期车队到达位置预测所述穿行车辆是否会与所述当前车队交叉并且在会交叉时确定所述当前车队中与所述穿行车辆交叉的车队交叉位置；以及

步骤S430：控制所述当前车队中的位于所述车队交叉位置后面的在后车队减速行驶。

可选地，当所述当前车队还存在位于车队交叉位置前面的在前车队时，车队驾驶辅助方法在控制所述当前车队中的位于所述车队交叉位置后面的在后车队减速行驶的同时还包括控制所述当前车队中的位于所述车队交叉位置前面的在前车队原速或加速行驶。

与此方法相关的任何其他技术内容可以参照上文关于车队驾驶辅助系统的描述，在此不再进行赘述。

在本发明的第三方面中，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现上述任一项所述的方法。

尽管结合实施例对本发明进行了描述，但本领域技术人员应理解，上文的描述和附图仅是示例性而非限制性的，本发明不限于所公开的实施例。在不偏离本发明的精神的情况下，各种改型和变体是可能的。