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用于管理自主车辆的纵向速度的方法

文献发布时间:2024-04-18 19:53:33


用于管理自主车辆的纵向速度的方法

本发明涉及一种用于管理自主车辆的纵向速度的方法。本发明还涉及一种用于管理自主车辆的纵向速度的设备。本发明还涉及一种实施上述方法的计算机程序。本发明最后涉及一种其上存储有这种程序的存储介质。

自动化速度管理系统通常安装在当今的车辆中,并且正在升级以并入新的功能。

一项升级涉及自主车辆在路标(例如停止标志)或交通灯处的停止的自动化管理。

此特征要求准确定位车辆的停止点。为此,使用车辆配备的前视相机允许准确定位停止点并因此自动管理自主车辆在路标或交通灯处的减速和停止。然而,这种解决方案的缺点是受到小于50米的相机量程的限制。换句话说,这种解决方案允许准确定位车辆的停止点,但是仅当该停止点距车辆不到50米时才能如此。在检测到需要立即停止车辆之前的这种延迟意味着无法保证制动来满足确保自主车辆驾驶舒适性的条件。

本发明的目的是提供一种用于管理自主车辆的纵向速度的设备和方法,该设备和方法弥补了上述缺点并改进了现有技术中已知的用于管理纵向速度的设备和方法。特别地,本发明使得能够提供一种设备和方法,该设备和方法简单且可靠,并且使得能够一方面准确定位自主车辆的即将到来的停止点,并且另一方面控制自主车辆在此即将到来的停止点处的停止,同时保证制动舒适性。

为此,本发明涉及一种用于管理自主车辆的纵向速度的方法,该自主车辆行驶在包括位于自主车辆前方的停止标志的道路上,该自主车辆配备有第一量程的第一检测装置和第二量程的第二检测装置,第一量程大于第二量程。

该方法包括:

-第一步骤,即,用第一检测装置检测停止标志,并实施第一减速逻辑以使自主车辆减速,

-第二步骤,即,用第二检测装置检测停止标志,并实施第二减速逻辑以使自主车辆减速。

此外,第一减速逻辑和第二减速逻辑实施绝对值小于第一极限阈值的加加速度,并且第二减速逻辑以相对于停止标志一厘米的量级、或相对于停止标志十厘米的量级、或相对于停止标志几十厘米的量级的精度控制自主车辆的停止。

第一减速逻辑和第二减速逻辑可以实施大于第二阈值极限的负加速度。

第一步骤可以包括在第一时间确定停止标志的近似第一位置,并且第二确定步骤可以包括在第二时间确定停止标志的准确第二位置,第二时间严格在第一时间之后。

当车辆到达距停止标志的近似第一位置的给定距离时,第一减速逻辑可以开启第一减速阶段。

第二减速逻辑可以在第二时间开始第二减速阶段,并且第二减速阶段可以与第一减速阶段展现出速度和加速度的连续性。

第一减速阶段结束时的加加速度的绝对值可以大于第一减速阶段开始时的加加速度的绝对值,并且/或者第二减速阶段结束时的加加速度的绝对值可以大于第二减速阶段开始时的加加速度的绝对值。

第一减速阶段可以由三个相继的子阶段构成,即,具有第一非零恒定加加速度的第一初始子阶段、具有零加加速度的第一中间子阶段以及具有第二非零恒定加加速度的第一最终子阶段。替代地或附加地,第二减速阶段可以由三个相继的子阶段构成,即,具有第三非零恒定加加速度的第二初始子阶段、具有零加加速度的第二中间子阶段以及具有第四非零恒定加加速度的第二最终子阶段。

第二加加速度可以是第一加加速度乘以第一乘法因子所得的乘积,特别是正负号是一方面第一最终子阶段结束的第一加速度与第一中间子阶段的第二加速度之间的差与另一方面第二加速度与第一初始子阶段开始的第三加速度之间的差之间的乘积的正负号的第一乘法因子。替代地或附加地,第四加加速度可以是第三加加速度乘以第二乘法因子所得的乘积,特别是正负号是一方面第二最终子阶段结束的第四加速度与第二中间子阶段的第五加速度之间的差与另一方面第五加速度与第二初始子阶段开始的第六加速度之间的差之间的乘积的正负号的第二乘法因子。

本发明进一步涉及一种用于管理自主车辆的纵向速度的设备,该自主车辆配备有制动致动器。该设备包括实施如上文所定义的方法的硬件和/或软件元件、特别是被设计成实施根据本发明的方法的硬件和/或软件元件,并且/或者该设备包括用于实施如上文所定义的方法的装置。

本发明进一步涉及一种自主纵向车辆,该自主纵向车辆的速度根据本发明来管理。

本发明还涉及一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的程序代码指令,这些程序代码指令用于当在计算机上运行所述程序时实施如上文所定义的方法的步骤。本发明还涉及一种计算机程序产品,该计算机程序产品可以从通信网络下载和/或存储在计算机可读数据介质和/或计算机可执行数据介质上,该计算机程序产品包括当该程序由计算机执行时使该计算机实施如上文所定义的方法的指令。

本发明还涉及一种计算机可读数据存储介质,该计算机可读数据存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序包括用于实施如上文所定义的方法的程序代码指令。本发明还涉及一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质包括在由计算机执行时使该计算机实施如上文所定义的方法的指令。

本发明还涉及一种数据介质的信号,该信号承载如上所述的计算机程序产品。

附图通过举例方式示出了根据本发明的管理设备的一个实施例和根据本发明的管理方法的一种执行模式。

[图1]图1示出了自主车辆的一个实施例,该自主车辆实施用于管理自主车辆的纵向速度的方法。

[图2]图2是用于管理自主车辆的纵向速度的方法的一种执行模式的流程图。

[图3]图3示出了自主车辆的速度作为自主车辆从检测到即将到来的停止处的时间起行驶的距离的函数的变化。

[图4]图4示出了被实施成根据第一减速逻辑来制动自主车辆的速度廓线。

[图5]图5是用于校准速度廓线的方法的流程图,该速度廓线被实施成根据第一减速逻辑或第二减速逻辑来制动自主车辆。

[图6]图6示出了被实施成根据第二减速逻辑来制动自主车辆的速度廓线。

自主车辆100可以是任何类型的自主车辆,比如客车、商用车、卡车或公共交通车辆(比如公共汽车或班车)。

假设自主车辆100正行驶在自主车辆前方具有即将到来的停止处ARR的路线上。在本文的其余部分中,术语“即将到来的停止处”用于表示可能要求车辆停止的标志(例如停止标志)或交通灯。如果路线上有多个标志或灯,那么即将到来的停止处是自主车辆将首先到达的停止处。术语“停止位置”表示即将到来的停止处的位置。停止位置由感知装置确定;因此,停止位置的精度取决于感知装置的精度。

自主车辆100包括管理系统10和制动致动器5和/或为车辆提供驱动的马达的控制单元。制动致动器5和/或为车辆提供驱动的控制单元从管理系统10接收命令,以便根据由管理系统10确定的减速逻辑来实施自主车辆的减速。

术语“减速逻辑”在本文的其余部分中用于表示确定纵向速度廓线、纵向加速度廓线和纵向加加速度廓线从而允许自主车辆在即将到来的停止处停止的模式,即将到来的停止处的位置由检测装置确定。在本文的其余部分中,术语“加加速度”表示加速度对时间的导数。特别地,术语“纵向加加速度”表示纵向加速度对时间的导数。

管理系统10主要包括以下部件:

-第一检测装置1,

-第二检测装置2,

-路径规划系统4,

-一组速度、加速度和加加速度传感器6,

-以及计算单元3,该计算单元包括微处理器31、电子存储器32和通信接口33,这些通信接口允许微处理器31与检测装置1、2、路径规划系统4和该组传感器6通信。

路径规划系统4确定自主车辆100的起点与终点之间的路径。在本文的其余部分中,术语“路径”用于表示定义自主车辆100的移动的特性的状态向量作为时间的函数的变化。在一个优选实施例中,状态向量包括位置(特别是x、y坐标)、纵向和横向速度和/或纵向和横向加速度和/或横摆角速度和/或加加速度。在本文的其余部分中,术语“位置”用于表示状态向量的x、y坐标,或者状态向量整体。

第一检测装置1包括第一量程P1的检测装置。第一检测量程P1是大量程的,例如它是几百米的量级,或者甚至是一千米的量级。

在一个实施例中,第一检测装置1包括自主车辆100在标准分辨率地图(在本文的其余部分中称为SD地图)上的GPS位置。因此,第一检测装置1的精度由GPS位置的精度确定,该精度为几米的量级。

第一检测装置1能够从路径规划系统4接收数据。路径规划数据使得能够在量程P1的界限内并且在第一给定时间T1检测位于自主车辆100的规划路径上的即将到来的停止处ARR。

第一检测装置1进一步包括用于计算第一停止距离DA1的装置,自主车辆100与相关联于即将到来的停止处ARR的第一停止位置PA1分开该第一停止距离。距离DA1是与由自主车辆100的当前位置和停止位置PA1界定的路径段的长度相对应的曲线距离。距离DA1的精度是几米的量级,例如它介于3与5米之间或者1与10米之间。

应注意,第一检测装置1不使用高分辨率地图。

第二检测装置2包括第二量程P2的检测装置。第二检测量程P2是有限的量程,特别是它小于或明显小于第一检测装置1的第一检测量程P1。例如,量程P2是几十米的量级。相反,第二检测装置2允许以明显高于第一检测装置1的精度水平来定位道路场景的物体。

在一个实施例中,第二检测装置2包括相机,特别是前视相机,该相机允许以一厘米、或约十厘米或几十厘米的量级的精度来相对于道路场景的元素定位自主车辆100。在此实施例中,在理想的天气和亮度条件下,第二检测装置的量程P2是约四十或约五十米的量级。量程P2也可能受到道路基础设施的限制(例如当道路急转弯时),或者受到道路交通的限制(例如当自主车辆100在卡车之后时)。

第二检测装置2能够从路径规划系统4接收数据。与相机的图像相比,路径规划数据使得能够在量程P2的界限内并且在第二给定时间T2检测即将到来的停止处ARR。

第二检测装置2进一步包括用于计算第二停止距离DA2的装置,自主车辆100与相关联于即将到来的停止处ARR的停止位置PA2分开该第二停止距离。距离DA2是对应于由自主车辆100的当前位置和停止位置PA2界定的路径段的长度的曲线距离。距离DA2的精度为约十厘米的量级,例如小于20厘米,或者甚至小于15厘米或者小于10厘米,或者实际上可以是一厘米的量级。

应注意,第二检测装置不使用高分辨率地图。

该组传感器6一直传递自主车辆100的速度、加速度和加加速度。

在一个实施例中,微处理器31能够执行包括以下模块的软件,这些模块相互合作:

-用于利用第一检测装置来检测停止标志并用于实施第一减速逻辑以使自主车辆减速的模块311,该模块与第一检测系统1、路径规划系统4和该组传感器6合作,以及

-用于利用第二检测装置来检测停止标志并用于实施第二减速逻辑以使自主车辆减速的模块312,该模块与第二检测系统2、路径规划系统4和该组传感器6合作。

自主车辆100、特别是用于自动管理纵向速度的系统10优选包括被配置成实施本发明主题中定义的方法或下文描述的方法的所有所需硬件和/或软件元件。

下文参考图2来描述管理方法的一种执行模式。该方法包括连续执行的两个步骤E1和E2。

在第一步骤E1中,通过第一检测装置1检测到停止信号,接着实施第一减速逻辑以使自主车辆100减速。

在第一时间T1,第一检测装置1从GPS接收关于自主车辆100的位置POS1的信息。位置POS1允许在SD地图上定位自主车辆100。在组合了路径规划、车辆位置和SD地图信息之后,在位于自主车辆100前方并且在第一检测装置1的量程内的路径段上寻找停止标志的存在。最靠近自主车辆100的停止标志将被检测为自主车辆100的即将到来的停止处ARR。第一检测装置1因此确定即将到来的停止处ARR的第一位置PA1。

因此,第一步骤E1包括在第一时间T1确定停止标志的近似第一位置,即确定第一停止位置PA1。

接着实施第一减速逻辑。

出于此目的,在接收GPS位置的每个时间t,计算停止距离DA1(t),该停止距离是在时间t将自主车辆100与位置PA1分开的曲线距离。

在一个优选实施例中,第一减速逻辑包括停止距离DA1(t)与最大距离阈值DMAX的比较,以便确定自主车辆在时间t是否足够接近停止位置PA1以开始减速。

阈值DMAX可以具有恒定值,例如300米。替代地,阈值DMAX可以是取决于例如自主车辆的当前速度的变量,该当前速度由该组传感器6测量。

距离阈值DMAX使得能够将第一减速逻辑分解成两个阶段,

-制动预期阶段,该制动预期阶段开始于第一次检测到即将到来的停止处ARR的时间T1,并且在该制动预期阶段期间,自主车辆100与即将到来的停止处ARR之间的距离DA1(t)严格大于DMAX,以及

-制动阶段,在该制动阶段期间,自主车辆100与即将到来的停止处ARR之间的距离DA1(t)小于或等于DMAX。

可以设想到制动预期阶段的各种实施例。

首先,在预期阶段期间,自主车辆100可以遵循由路径规划系统4初始规划的路径。换句话说,自主车辆100可以根据路径规划系统4最初确定的速度、加速度和加加速度廓线继续其朝向即将到来的停止处ARR的旅程,直到自主车辆到达距即将到来的停止处的距离DMAX。

在一个替代实施例中,在预期阶段期间,自主车辆100的加速度可以被限制到最大阈值。例如,加速度可以减小到小于或等于0m/s

可以设想到预期阶段的其他实施例,例如可以采用模拟人类驾驶员释放加速器踏板的减速度斜率,自主车辆100仅仅由于经由发动机/马达制动进行的制动而减速。

无论预期阶段的实施例如何,距离DA1(t)都逐渐减小,直到它变得小于或等于阈值DMAX。自主车辆100接着进入第一减速逻辑的制动和/或减速阶段。

在本文的其余部分中,制动和/或减速阶段被称为“制动阶段”。

图3包括四个曲线图G1、G2、G3、G4,这些曲线图示出了自主车辆100的速度作为自主车辆从检测到即将到来的停止处ARR的时间T1起行驶的距离d(t)的函数的变化。

曲线图G1、G2和G3更具体地展示了第一减速逻辑的实施:

-曲线图G1展示了预期阶段的表现,

-曲线图G2展示了第一减速逻辑的预期阶段与制动阶段之间的转变,以及

-曲线图G3展示了第一减速逻辑的制动阶段的表现以及第一减速逻辑与第二减速逻辑的制动阶段之间的转变。

为了清楚起见,曲线图G1至G3展示了即将到来的停止处ARR的位置PA1在第一减速逻辑的实施期间不改变的情形。然而,从GPS接收的数据的处理可以使即将到来的停止处的位置PA1改变。在这种情况下,根据第一减速逻辑重新定义预期和制动阶段。

在曲线图G1至G3中,位于横坐标DA1处的线500表示车辆到达位于由第一检测装置1检测到的位置PA1处的即将到来的停止处ARR的线。位于横坐标d3处的线400表示第一减速逻辑的制动阶段的开始,线400和500由DMAX分开。

用细线画出的曲线11、12表示为自主车辆100规划的速度廓线,而用粗线画出的曲线15、16表示车辆移动时实施的速度廓线。因此,曲线图G1至G3中所示的点M0至M3表示沿着曲线15、16自主车辆100的速度的改变点。

在曲线图G1中,点M0表示在检测到即将到来的停止处ARR的时间T1的自主车辆100的速度。点M0界定了制动预期阶段的开始。因为点M1距即将到来的停止处的距离DA(t)严格大于DMAX,所以它位于制动预期阶段中。

在所展示的示例中,自主车辆100的速度在预期阶段期间是恒定的。然而,如上所述,速度可能在预期阶段期间变化。

在给定时间T12,自主车辆已到达位于距即将到来的停止处的位置PA1距离DMAX处的点M2。曲线图G2所示的点M2表示第一减速逻辑的预期阶段与制动阶段之间的转变。因此,点M2是在第一减速逻辑的制动阶段中实施的速度廓线12的起点。

下文参考图4描述第一减速逻辑的制动阶段的速度廓线12的优选实施例。

第一减速逻辑的制动阶段的速度廓线12优选满足以下准则:

-速度廓线12允许自主车辆以基本为零的速度到达位置PA1,并且/或者

-速度廓线11和12在M2点处展现出速度和加速度的连续性,并且/或者

-速度廓线12实施绝对值小于第一极限阈值JMAX的加加速度。

在下文参考图4描述且对应于自主车辆向停止点前进而不需要加速的最常见情形的优选实施例中,速度廓线12也满足以下准则:

-速度廓线12实施大于极限阈值AMIN的负加速度,阈值AMIN能够被认为是绝对值最大的减速度,并且/或者

-速度廓线12由三个相继的子阶段构成,即,具有恒定的负加加速度J1的初始子阶段121、具有为零的加加速度J2的中间子阶段122以及具有恒定的正加加速度J3的最终子阶段123,并且/或者

-最终子阶段123的正加加速度J3大于初始子阶段121的负加加速度J1的绝对值。

第一极限阈值JMAX对应于预定的最大加加速度值,以在给定时间实现最佳目标加速度值。该最大加加速度值是针对速度廓线预先布确定的。例如在文献FR 3104520B1中描述了一种允许确定最大加加速度值的方法。类似地,极限阈值AMIN对应于预定的最小加速度值(或最大加速度值)。

有利地,在优选实施例中,速度廓线12满足所有这些准则。

然而,可以在根据本发明的管理方法中实施速度廓线12的其他实施例。

例如,当车辆在坡道上行驶使得其减速度很大时,

-在初始子阶段121中,加速度可以从非常负的第一值A0增大到大于第一值A0的负的第二值Ac,

-接着,在中间子阶段122中,加速度可以是恒定的,

-接着,在最终子阶段123中,加速度可以再次增大到第三值A3。

在这种情况下,加加速度J1将是正的,并且具有与加加速度J3相同的正负号。

同样,在速度廓线12的替代实施例中,可以在最终子阶段123结束时实施第三负加速度值A3,该加速度值将小于初始子阶段121开始时的第一加速度值A0。在这种情况下,加加速度J3将是负的,并且具有与加加速度J1相同的正负号。

如已注意到的,第一停止位置的位置可以取决于由第一检测装置1传递的数据而改变,并且这将要求重新计算速度廓线12以反映相对于即将到来的停止处的新位置的自主车辆100的新位置。

因此,在时间t的速度廓线12的优选实施例在下文一般参考图4在时间t的自主车辆100的给定位置M(可能对应于点M2的点M)与在时间t已知的停止位置PA(该停止位置可能对应于第一停止位置PA1)之间进行了描述。在时间t分离位置M和PA的曲线距离被表示为DREF。

图4中的曲线图G5、G6和G7示出了根据速度廓线12的自主车辆的加加速度、加速度和速度在点M(在时间T=0s)与停止位置PA之间作为时间的函数的变化。

速度廓线12由曲线图G5至G7中所示的一组参数定义,这些参数包括

-被称为固定参数的参数,这些参数由点M和停止位置PA处的路径约束确定,以及

-被称为校准参数的参数,这些参数的值可以被修改以便定义点M与位置PA之间的路径,该路径遵守与加加速度和加速度相关的舒适性阈值。

下文描述的固定参数和校准参数一起使得能够在上述三个相继的子阶段121、122、123中定义速度廓线12。

在优选实施例中,初始子阶段121发生在时间T=0s与时间T=T'1之间。在这个子阶段期间,

-加加速度J1严格为负且恒定,

-加速度是时间的严格递减线性函数:它在两个负值A0(在t=0s)与Ac(在t=T'1)之间变化,

-因此,速度是在值V0(在T=0s)与值V1(在T=T'1)之间变化的时间的严格递减函数。

在优选实施例中,中间子阶段122发生在时间T=T'1与时间T=T'2之间。在这个子阶段期间,

-加加速度J2是零,

-因此,加速度作为时间的函数保持恒定:它在时间T'1与T'2之间等于严格负值Ac,

-因此,速度是在值V1(在t=T'1)与值V2(在t=T'2)之间变化的时间的严格递减线性函数。

在优选实施例中,最终子阶段123发生在时间T=T'2与时间T=T'3之间。在这个子阶段期间,

-加加速度J3严格为正且恒定,

-因此,加速度是时间的严格递增线性函数:它在负值Ac(在T=T'2)与负值A3(在T=T'3)之间变化,

-因此,速度是在值V2(在t=T'2)与值V3(在t=T'3)之间变化的时间的严格递减函数。

速度廓线12的固定参数包括车辆在时间T=0s的速度V0和加速度A0。因为速度和加速度在点M处是连续的,所以速度V0等于在点M处测量的自主车辆100的速度,并且加速度A0等于在点M处测量的自主车辆100的加速度。

速度廓线的固定参数还包括车辆在位置PA处的速度V3和加速度A3。因为自主车辆100必须在位置PA处停止,所以参数V3和A3是非常接近0的常数。它们的相应值可以在车辆的配置期间设定。稍后将在本文中返回讨论值V3和A3。

速度廓线12的校准参数包括定义加加速度(即,分别在初始子阶段121和最终子阶段123中应用的加加速度J1和J3的值)作为时间的函数的变化的参数。在本文的其余部分中,定义乘法因子k,使得J3=k.J1。

速度廓线12的校准参数还包括在中间子阶段122中应用的最小加速度值Ac。

时间T'1到T'3将基于上文关于速度廓线12所述的校准参数来定义。

下文将参考图5描述用于校准速度廓线12的方法。

图5示出了校准方法的实施的五个子步骤C1到C5的流程图。

该方法包括子步骤C1到C4的迭代循环。迭代循环使得能够确定校准参数J1和Ac中的每一个的值,该值允许自主车辆100在满足舒适性准则的加加速度和加速度条件下行驶将自主车辆与停止位置PA分开的距离DREF。

随后,子步骤C5基于为校准参数J1、k和Ac确定的值而确定速度廓线12。

在第一次计算的上游,为校准参数分配初始值。比如Ac=-2m/s

在第一子步骤C1中,确定乘法因子k的正负号s

公式“式1”允许取决于加速度A0、A3和Ac来确定正负号s

[式1]

s

接着,可以使用公式“式2”来表达乘法因子k

[式2]

k=s

其中,K

因此,取决于加速度A0、Ac和A3,公式“式1”允许以以下方式定义加加速度J1和J3的正负号,即使得使加速度在与值A0、Ac和A3相关的三个相继的子阶段121、122和123中变化。

此外,加加速度J1的所选择的值必须使得能够实施速度廓线12,该速度廓线

-一方面,考虑速度值V0和V3以及加速度值A0、A3和Ac,并且

-另一方面,根据上文定义的三个子阶段121、122、123变化。

为了实现这种情况,J1的绝对值必须小于或等于由公式“式3”定义的阈值J

[式3]

如果|J1|小于或等于|J

在第二子步骤C2中,根据公式“式4”,子阶段121和123的相应持续时间ΔT

[式4]

持续时间ΔT

[式5]

最后,使用公式“式6”来计算子阶段122的持续时间

[式6]

因此,在子步骤C2结束时,已确定基于固定参数和校准参数Ac、J1和k的初始值建立的对应于候选速度廓线12的所有参数。

因此,在第三子步骤C3中,可以根据候选速度廓线12计算自主车辆100从点M行驶的距离。接着根据公式“式7”计算总廓线距离XT,该总廓线距离对应于在阶段121、122和123中的每一个期间行进的距离的总和。

[式7]

X

在第三子步骤C4中,对校准参数进行优化,使得总距离X

下文描述优化过程的一个实施例。

在第一子步骤C41中,对加速度值A

加速度A

如果没有发现值A

加加速度J

如果没有发现值J

优化可能要求循环回到步骤C1(步骤C4和C5之间的菱形所展示的条件循环)。

在优化子步骤C4结束时,已确定校准参数的值。

接着,执行计算由校准参数定义的速度廓线12的子步骤C5。

应注意,因此计算的速度廓线1使得能够获得不同的输入和输出加加速度,以及非零的初始和最终加速度。

因此计算的廓线12允许自主车辆100实施使用户舒适的减速,并在由第一检测装置1确定的位置PA1处停止。

因此,自主车辆100根据速度廓线12逐渐接近即将到来的停止处ARR的近似第一位置PA1,该速度廓线根据第一减速逻辑实施减速。

在时间T2,即将到来的停止处ARR进入第二检测装置2的量程界限。接着执行第二步骤E2。

在步骤E2中,确定即将到来的停止处ARR的准确第二位置PA2,接着实施第二减速逻辑以使自主车辆100减速。

为了实施第二减速逻辑,第二检测装置2在第二检测装置2检测到即将到来的停止处的时间T2计算将自主车辆100与准确停止位置PA2分开的停止距离DA2(T2)。

图3的曲线图G3中所示的点M3表示第一减速逻辑与第二减速逻辑之间的转变点。换句话说,点M3既位于距近似位置PA1的距离DA1(T2)处,又位于距第二停止点的距离DA2(T2)处。

在曲线图G3和G4中,线600表示车辆到达位于由第二检测装置2检测到的位置PA2处的即将到来的停止处ARR的线。

线500与600之间的距离差ΔDA表示由于第一检测装置1精度不足而诱发的、对即将到来的停止处ARR的位置的估计的误差。

线700表示第二减速逻辑的实施的开始,线600和700由DA2(T2)分开。

用细线画出的曲线22表示在步骤E2中为自主车辆100规划的速度廓线,而用粗线画出的曲线26表示车辆移动时实施的速度廓线。因此,曲线图G3和G4中所示的点M3和M4是自主车辆100沿着曲线22的速度的变化点。

在所描述的实施例中,第二减速逻辑由一个或多个制动阶段22组成,这一个或多个制动阶段是经由与第一减速逻辑的制动阶段12相同的计算方法来确定的。

在此实施例中,根据第二减速逻辑的制动阶段的速度廓线22满足以下准则:

-速度廓线22允许自主车辆以基本为零的速度到达位置PA2,并且/或者

-速度廓线12和22在M3点处展现出速度和加速度的连续性,并且/或者

-速度廓线22实施绝对值小于第一极限阈值JMAX的加加速度。

在下文参考图6描述且对应于自主车辆向停止点前进而不需要加速的最常见情形的优选实施例中,速度廓线22进一步满足以下准则:

-速度廓线22实施大于极限阈值AMIN的负加速度,阈值AMIN能够被认为是绝对值最大的减速度,并且/或者

-速度廓线22由三个相继的子阶段构成,即,具有恒定的负加加速度J'1的初始子阶段221、具有为零的加加速度J'2的中间子阶段222以及具有恒定的正加加速度J'3的最终子阶段223,并且/或者

-最终子阶段223的正加加速度J'3大于初始子阶段221的负加加速度J'1的绝对值。

有利地,在优选实施例中,速度廓线22满足所有这些准则。

然而,在本文中没有描述的速度廓线22的其他实施例被根据本发明的管理方法的范围所涵盖。

例如,当车辆在坡道上行驶使得其负减速度很大时,

-在初始子阶段221中,加速度可以从非常负的第一值A'0增大到大于第一值A'0的负的第二值A'c,

-接着,在中间子阶段222中,它可以是恒定的,

-接着,在最终子阶段223中,它可以再次增大到第三值A'3。

在这种情况下,加加速度J'1将是正的,并且具有与加加速度J'3相同的正负号。

同样,在速度廓线22的替代实施例中,可以在最终子阶段223结束时实施第三负加速度值A'3,该加速度值将小于初始子阶段221开始时的第一加速度值A'0。在这种情况下,加加速度J'3将是负的,并且具有与加加速度J'1相同的正负号。

第二停止位置的位置可以取决于由第二检测装置2传递的数据而改变,并且这将要求重新计算速度廓线22以反映相对于即将到来的停止处的新位置的自主车辆100的新位置。

因此,在时间t的速度廓线22的优选实施例在下文一般参考图6在时间t的自主车辆100的给定位置M(可能对应于点M3的点M)与在时间t已知的停止位置PA(该停止位置可能对应于第二停止位置PA2)之间进行了描述。在时间t分离位置M和PA的曲线距离被表示为DREF。

图6中的曲线图G8、G9和G10示出了根据速度廓线22的自主车辆的加加速度、加速度和速度在点M(在时间T=0s)与停止位置PA之间作为时间的函数的变化。

速度廓线22由曲线图G8至G10中所示的一组参数定义,这些参数包括

-被称为固定参数的参数,这些参数由点M和停止位置PA处的路径约束确定,以及

-被称为校准参数的参数,这些参数的值可以被修改以便定义点M与位置PA之间的路径,该路径遵守与加加速度和加速度相关的舒适性阈值。

下文描述的固定参数和校准参数一起使得能够在上述三个相继的子阶段221、222、223中定义速度廓线22。

在优选实施例中,初始子阶段221发生在时间T=0s与时间T=T”1之间。在这个子阶段期间,

-加加速度J'1严格为负且恒定,

-加速度是时间的严格递减线性函数:它在两个负值A'0(在t=0s)与A'c(在t=T”1)之间变化,

-因此,速度是在值V'0(在T=0s)与值V'1(在T=T”1)之间变化的时间的严格递减函数。

在优选实施例中,中间子阶段222发生在时间T=T”1与时间T=T”2之间。在这个子阶段期间,

-加加速度J'2是零,

-因此,加速度作为时间的函数保持恒定:它在时间T”1与T”2之间等于严格负值A'c,

-因此,速度是在值V'1(在t=T”1)与值V'2(在t=T”2)之间变化的时间的严格递减线性函数。

在优选实施例中,最终子阶段222发生在时间T=T”2与时间T=T”3之间。在这个子阶段期间,

-加加速度J'3严格为正且恒定,

-因此,加速度是在负值A'c(在T=T”2)与负值A'3(在T=T”3)之间变化的时间的严格递增线性函数,

-因此,速度是在值V'2(在t=T”2)与值V'3(在t=T”3)之间变化的时间的严格递减函数。

速度廓线22的固定参数包括车辆在时间T=0s的速度V'0和加速度A'0。因为速度和加速度在点M处是连续的,所以速度V'0等于在点M处测量的自主车辆100的速度,并且加速度A'0等于在点M处测量的自主车辆100的加速度。

速度廓线的固定参数还包括车辆在位置PA处的速度V'3和加速度A'3。因为自主车辆100必须在位置PA处停止,所以参数V'3和A'3是非常接近0的常数。它们的相应值可以在车辆的配置期间设定。稍后将在本文中返回讨论值V'3和A'3。

速度廓线22的校准参数包括定义加加速度(即,分别在初始子阶段221和最终子阶段223中应用的加加速度J'1和J'3的值)的、作为时间的函数的变化的参数。

速度廓线22的校准参数还包括在中间子阶段222中应用的最小加速度值A'c。

时间T”1到T”3将基于上文关于速度廓线22所述的校准参数来定义。

用于校准速度廓线22的方法类似于参考图5描述的用于校准第一减速逻辑的速度廓线12的方法。

在校准步骤结束时,获得速度廓线22,该速度廓线允许自主车辆100实施使用户舒适的减速,并在由第二检测装置2确定的位置PA2处停止。

如图3的曲线图G4所展示,并且特别是点M4所展示,自主车辆100因此根据速度廓线22逐渐接近即将到来的停止处ARR的准确位置PA2,该速度廓线根据第二减速逻辑实施减速。

因此,自主车辆100首先根据实施第一减速逻辑的至少一个速度廓线12来控制,从而以基本为零的速度V3到达近似第一停止位置PA1。

然而,并不旨在一直遵循该至少一个速度廓线12直到位置PA1。具体地,在到达第一停止位置PA1之前,自主车辆100切换到实施第二减速逻辑的至少一个速度廓线22,该至少一个速度廓线22允许其以基本为零的速度V'3到达准确第二停止位置PA2。

在本发明的某些实施例中,测量自主车辆速度的当前值的该组传感器6、特别是速度传感器不允许测量非常低的速度,例如小于大约1km/h(即0.3m/s)的速度,这一事实证明了将非零值分配给V3接着是V'3的决策是合理的。

一种解决方案是将停止的最终管理委托给补充模块,该模块将在速度廓线的最后几十厘米上实施开环减速斜率。

附加地或替代地,在第二减速逻辑中实施的速度廓线22可以被定义成使得车辆以非常低的速度(例如1km/h)和中等减速度(例如1m/s

总而言之,本发明关联了两种互补类型的减速逻辑:

-第一减速逻辑,该第一减速逻辑允许预期实施制动,以便将自主车辆100停止在由标志确定的位置处,接着

-第二减速逻辑,该第二减速逻辑允许提高实施制动的精度,以便将自主车辆100停在由标志确定的位置处。

第一减速逻辑需要第一检测装置,该第一检测装置的量程优选为至少一百米或数百米,并且其精度可能相对低,例如几米的量级。第一检测装置可以是标准地图上的GPS位置。

第二减速逻辑需要第二检测装置,该第二检测装置的精度高,例如误差裕度小于几十厘米,或者甚至小于十厘米,或者甚至小于一厘米,并且其量程可以相对小,例如几十米的量级。第二检测装置可以是前视相机。

将该第二检测装置与第一检测装置结合使用允许以非常高的精度(相对于停止标志为一厘米或大约十厘米的量级)实现停止。具体而言,仅使用第一检测装置只能以几米的精度停车,这在很大程度上是不够的,如果车辆停在十字路口,则可能会是危险的。此外,由于第二检测装置具有非常低的量程,如果车辆以高速(例如,在法国的高速公路上80公里/小时)行驶,仅凭第二检测装置将不能确保车辆能够停止。

因此,通过组合第一减速逻辑和第二减速逻辑,本发明允许自主车辆100停在由标志确定的位置处,从而一方面提供高舒适性和制动精度,另一方面使用通常安装在自主车辆上的检测装置。第一减速逻辑使得能够以足够低的速度到达由标志确定的位置附近,使得第二减速逻辑可以以足以确保安全的精度确保车辆的完全停止。

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06120116336922