本發(fā)明涉及自動(dòng)避碰技術(shù)，尤其涉及一種車輛低速自動(dòng)駕駛避碰方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，隨著汽車的不斷普及，電子控制技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車安全系統(tǒng)市場(chǎng)需求量越來越大，而且主動(dòng)安全技術(shù)，特別是主動(dòng)避碰技術(shù)，對(duì)于減少交通事故發(fā)揮的作用越來越大。

常用的主動(dòng)避碰方案為，通過持續(xù)對(duì)車輛制動(dòng)踏板的制動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)，若制動(dòng)踏板被快速制動(dòng)，則推斷出存在碰撞危險(xiǎn)，系統(tǒng)對(duì)車輛周圍的物體相對(duì)于車輛的位置和運(yùn)動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，并評(píng)價(jià)碰撞危險(xiǎn)，當(dāng)系統(tǒng)判定僅采取制動(dòng)不能避免碰撞而采取轉(zhuǎn)向避讓可以避免碰撞時(shí)，系統(tǒng)接管方向盤實(shí)現(xiàn)主動(dòng)避讓操作。但是這種方法存在一些缺陷，例如：1、通過制動(dòng)踏板的快速制動(dòng)來推斷碰撞危險(xiǎn)，系統(tǒng)容易產(chǎn)生誤判斷；2、駕駛員采取制動(dòng)踏板的操作使得系統(tǒng)對(duì)車速的變化難以估計(jì)，車輛的實(shí)際避讓軌跡與理論軌跡可能存在較大的偏差，避碰的可靠性低。因此為了解決這種傳統(tǒng)避碰方案的缺點(diǎn)，目前提出的避碰方案為：對(duì)駕駛員的操作意圖進(jìn)行判斷，結(jié)合傳感器對(duì)周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)結(jié)果，綜合判斷是否滿足系統(tǒng)主動(dòng)介入的條件，若滿足，則由系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)避碰。然而，這種方案通常都是針對(duì)具體的某個(gè)駕駛行為(例如，緊急剎車、變道等)進(jìn)行反應(yīng)，沒有普適性，當(dāng)系統(tǒng)輸出的避讓轉(zhuǎn)向與駕駛員的操作反向時(shí)則可能對(duì)駕駛員的人身安全造成威脅，此外，這種駕駛員駕駛過程中，系統(tǒng)突然介入獲取車輛主動(dòng)權(quán)的方式，會(huì)讓駕駛員不知所措，可能會(huì)采取錯(cuò)誤的操作，如果發(fā)生意外，法律責(zé)任難以界定。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種針對(duì)車輛低速自動(dòng)駕駛工況的主動(dòng)避碰方法，從而提高避碰的穩(wěn)定性和可靠性。

本發(fā)明的另一目的是提供一種針對(duì)車輛低速自動(dòng)駕駛工況的主動(dòng)避碰系統(tǒng)，從而提高避碰的穩(wěn)定性和可靠性。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種車輛低速自動(dòng)駕駛避碰方法，該方法的步驟包括有：

根據(jù)車載道路環(huán)境感知系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)到的道路環(huán)境參數(shù)，從而檢測(cè)車輛的規(guī)劃行駛路徑上是否存有障礙物；

當(dāng)檢測(cè)到車輛的規(guī)劃行駛路徑上存有障礙物時(shí)，則判斷是否存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)；

當(dāng)判斷出存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，則判斷是否可以避讓該障礙物，若是，則采用避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓；反之，則控制車輛啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)。

進(jìn)一步，所述判斷是否存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)這一步驟，其具體包括：

判斷檢測(cè)出的障礙物是否處于車輛的規(guī)劃行駛路徑上，若是，則表示存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)；反之，則判斷車輛沿規(guī)劃行駛路徑行駛時(shí)車輛輪廓是否與障礙物產(chǎn)生碰撞干涉，若是，則表示存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)，反之，則表示不存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

進(jìn)一步，所述判斷車輛沿規(guī)劃行駛路徑行駛時(shí)車輛輪廓是否與障礙物產(chǎn)生碰撞干涉這一步驟，其具體包括：

計(jì)算出第一路徑點(diǎn)，所述第一路徑點(diǎn)指的是在規(guī)劃行駛路徑上距離障礙物最近的路徑點(diǎn)；

在規(guī)劃行駛路徑上選取出以第一路徑點(diǎn)為中心的第一路徑；

將車輛后輪軸中心移動(dòng)到第一路徑中的路徑點(diǎn)，并且以該路徑點(diǎn)作為切點(diǎn)，從而以該路徑點(diǎn)所在第一路徑的切線方向放置車輛，然后計(jì)算車輛輪廓是否與障礙物輪廓相交。

進(jìn)一步，所述計(jì)算車輛輪廓是否與障礙物輪廓相交這一步驟，其具體包括：

計(jì)算以下叉乘變量：

其中，k1k2表示為第一線段，所述第一線段指的是車輛輪廓的輪廓邊，k1表示為第一線段的一端點(diǎn)，k2表示為第一線段的另一端點(diǎn)；h1h2表示為第二線段，所述第二線段指的是障礙物輪廓的輪廓邊，h1表示為第二線段的一端點(diǎn)，h2表示為第二線段的另一端點(diǎn)；

然后，判斷i1*i2與i3*i4是否均小于0，若是，則表示車輛輪廓與障礙物輪廓相交。

進(jìn)一步，所述判斷是否可以避讓該障礙物這一步驟，其具體包括：

以最小轉(zhuǎn)彎避讓策略來進(jìn)行避讓行駛路線規(guī)劃，當(dāng)判斷出車輛沿規(guī)劃的避讓行駛路線行駛時(shí)車輛輪廓與障礙物產(chǎn)生碰撞干涉，此時(shí)，則表示不可避讓該障礙物；反之，則表示可避讓該障礙物。

進(jìn)一步，所述采用避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓這一步驟，其具體為：采用最小轉(zhuǎn)彎避讓策略或大轉(zhuǎn)彎避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓；

所述采用最小轉(zhuǎn)彎避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓這一步驟，其具體包括：

根據(jù)安全距離以及車輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑，計(jì)算出可沿規(guī)劃行駛路徑的持續(xù)行駛距離，然后當(dāng)車輛行駛完持續(xù)行駛距離時(shí)，控制車輛以最小轉(zhuǎn)彎半徑進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，以實(shí)現(xiàn)障礙物的避讓；

所述采用大轉(zhuǎn)彎避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓這一步驟，其具體包括：

根據(jù)安全距離，計(jì)算出第一轉(zhuǎn)彎半徑，然后控制車輛以第一轉(zhuǎn)彎半徑進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，以實(shí)現(xiàn)障礙物的避讓；其中，所述第一轉(zhuǎn)彎半徑大于等于最小轉(zhuǎn)彎半徑。

進(jìn)一步，所述根據(jù)安全距離，計(jì)算出第一轉(zhuǎn)彎半徑這一步驟，其所采用的第一轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算公式如下所示：

其中，d表示為車頭到障礙物的垂直距離，l表示為車輛后輪軸中心到車頭的垂直距離，rm表示為計(jì)算得出的第一轉(zhuǎn)彎半徑，w表示為車輛的寬度，d1表示為安全距離。

進(jìn)一步，所述控制車輛啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)這一步驟，其具體包括：

計(jì)算車輛所需的減速度，其中，所述減速度的計(jì)算公式如下所示：

其中，a表示為計(jì)算得出的減速度，v表示為車輛當(dāng)前的速度，d表示為車頭到障礙物的垂直距離，dmin表示為最小安全距離；

判斷計(jì)算得出的減速度是否大于車輛的最大減速度，若是，則利用車輛的最大減速度來控制車輛進(jìn)行制動(dòng)；反之，則利用計(jì)算得出的減速度來控制車輛進(jìn)行制動(dòng)。

進(jìn)一步，該方法的步驟還包括中斷檢測(cè)步驟，所述中斷檢測(cè)步驟包括：

當(dāng)檢測(cè)到駕駛員的操作時(shí)，則中斷自動(dòng)駕駛避碰程序。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是：一種車輛低速自動(dòng)駕駛避碰系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

障礙物檢測(cè)模塊，用于根據(jù)車載道路環(huán)境感知系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)到的道路環(huán)境參數(shù)，從而檢測(cè)車輛的規(guī)劃行駛路徑上是否存有障礙物；

碰撞風(fēng)險(xiǎn)判斷模塊，用于當(dāng)檢測(cè)到車輛的規(guī)劃行駛路徑上存有障礙物時(shí)，則判斷是否存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)；

避讓處理模塊，用于當(dāng)判斷出存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，則判斷是否可以避讓該障礙物，若是，則采用避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓；反之，則控制車輛啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)。

進(jìn)一步，所述判斷是否存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)，其具體包括：

判斷檢測(cè)出的障礙物是否處于車輛的規(guī)劃行駛路徑上，若是，則表示存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)；反之，則判斷車輛沿規(guī)劃行駛路徑行駛時(shí)車輛輪廓是否與障礙物產(chǎn)生碰撞干涉，若是，則表示存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)，反之，則表示不存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

進(jìn)一步，所述判斷車輛沿規(guī)劃行駛路徑行駛時(shí)車輛輪廓是否與障礙物產(chǎn)生碰撞干涉，其具體包括：

計(jì)算出第一路徑點(diǎn)，所述第一路徑點(diǎn)指的是在規(guī)劃行駛路徑上距離障礙物最近的路徑點(diǎn)；

在規(guī)劃行駛路徑上選取出以第一路徑點(diǎn)為中心的第一路徑；

將車輛后輪軸中心移動(dòng)到第一路徑中的路徑點(diǎn)，并且以該路徑點(diǎn)作為切點(diǎn)，從而以該路徑點(diǎn)所在第一路徑的切線方向放置車輛，然后計(jì)算車輛輪廓是否與障礙物輪廓相交。

進(jìn)一步，所述計(jì)算車輛輪廓是否與障礙物輪廓相交，其具體包括：

計(jì)算以下叉乘變量：

其中，k1k2表示為第一線段，所述第一線段指的是車輛輪廓的輪廓邊，k1表示為第一線段的一端點(diǎn)，k2表示為第一線段的另一端點(diǎn)；h1h2表示為第二線段，所述第二線段指的是障礙物輪廓的輪廓邊，h1表示為第二線段的一端點(diǎn)，h2表示為第二線段的另一端點(diǎn)；

然后，判斷i1*i2與i3*i4是否均小于0，若是，則表示車輛輪廓與障礙物輪廓相交。

進(jìn)一步，所述判斷是否可以避讓該障礙物，其具體包括：

以最小轉(zhuǎn)彎避讓策略來進(jìn)行避讓行駛路線規(guī)劃，當(dāng)判斷出車輛沿規(guī)劃的避讓行駛路線行駛時(shí)車輛輪廓與障礙物產(chǎn)生碰撞干涉，此時(shí)，則表示不可避讓該障礙物；反之，則表示可避讓該障礙物。

進(jìn)一步，所述采用避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓，其具體為：采用最小轉(zhuǎn)彎避讓策略或大轉(zhuǎn)彎避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓；

所述采用最小轉(zhuǎn)彎避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓，其具體包括：

根據(jù)安全距離以及車輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑，計(jì)算出可沿規(guī)劃行駛路徑的持續(xù)行駛距離，然后當(dāng)車輛行駛完持續(xù)行駛距離時(shí)，控制車輛以最小轉(zhuǎn)彎半徑進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，以實(shí)現(xiàn)障礙物的避讓；

所述采用大轉(zhuǎn)彎避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓，其具體包括：

根據(jù)安全距離，計(jì)算出第一轉(zhuǎn)彎半徑，然后控制車輛以第一轉(zhuǎn)彎半徑進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，以實(shí)現(xiàn)障礙物的避讓；其中，所述第一轉(zhuǎn)彎半徑大于等于最小轉(zhuǎn)彎半徑。

進(jìn)一步，所述第一轉(zhuǎn)彎半徑的計(jì)算公式如下所示：

其中，d表示為車頭到障礙物的垂直距離，l表示為車輛后輪軸中心到車頭的垂直距離，rm表示為計(jì)算得出的第一轉(zhuǎn)彎半徑，w表示為車輛的寬度，d1表示為安全距離。

進(jìn)一步，所述控制車輛啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)，其具體包括：

計(jì)算車輛所需的減速度，其中，所述減速度的計(jì)算公式如下所示：

其中，a表示為計(jì)算得出的減速度，v表示為車輛當(dāng)前的速度，d表示為車頭到障礙物的垂直距離，dmin表示為最小安全距離；

判斷計(jì)算得出的減速度是否大于車輛的最大減速度，若是，則利用車輛的最大減速度來控制車輛進(jìn)行制動(dòng)；反之，則利用計(jì)算得出的減速度來控制車輛進(jìn)行制動(dòng)。

進(jìn)一步，該系統(tǒng)還包括中斷檢測(cè)模塊，所述中斷檢測(cè)模塊用于當(dāng)檢測(cè)到駕駛員的操作時(shí)，則中斷自動(dòng)駕駛避碰程序。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明方法是一種針對(duì)車輛低速自動(dòng)駕駛工況的主動(dòng)避碰方法，在車輛進(jìn)行低速自動(dòng)駕駛過程中，根據(jù)車載道路環(huán)境感知系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)到的道路環(huán)境參數(shù)，自動(dòng)實(shí)時(shí)地檢測(cè)車輛的規(guī)劃行駛路徑上是否存有障礙物，然后當(dāng)檢測(cè)到車輛的規(guī)劃行駛路徑上存有障礙物時(shí)，則判斷是否存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)，接著當(dāng)判斷出存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，則判斷是否可以避讓該障礙物，若是，則采用避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓，反之，則控制車輛啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)，因此由此可見，本發(fā)明的方法無需對(duì)駕駛員的駕駛意圖進(jìn)行判斷，對(duì)駕駛行為沒有限制，其適應(yīng)性更廣，而且消除了傳統(tǒng)車輛避碰系統(tǒng)突然介入獲取車輛主動(dòng)權(quán)這一缺陷，大大提高車輛避碰的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。還有本發(fā)明的方法通過對(duì)障礙物的檢測(cè)、對(duì)避讓策略的選擇、制動(dòng)動(dòng)力的輸出計(jì)算來實(shí)現(xiàn)避碰自動(dòng)控制，更能提高自動(dòng)駕駛避碰的安全性和可靠性。另外，本發(fā)明方法設(shè)置了駕駛員的操作的優(yōu)先級(jí)為最高，當(dāng)檢測(cè)到駕駛員的操作時(shí)，則會(huì)中斷自動(dòng)駕駛避碰程序，后續(xù)便根據(jù)駕駛員的操作來控制車輛，可靠性、穩(wěn)定性以及操作便利靈活性得到進(jìn)一步的提高。

本發(fā)明的另一有益效果是：本發(fā)明系統(tǒng)是一種針對(duì)車輛低速自動(dòng)駕駛工況的主動(dòng)避碰系統(tǒng)，在車輛進(jìn)行低速自動(dòng)駕駛過程中，利用障礙物檢測(cè)模塊來自動(dòng)實(shí)時(shí)地檢測(cè)車輛的規(guī)劃行駛路徑上是否存有障礙物，然后當(dāng)碰撞風(fēng)險(xiǎn)判斷模塊檢測(cè)到車輛的規(guī)劃行駛路徑上存有障礙物時(shí)，則判斷是否存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)，接著當(dāng)避讓處理模塊判斷出存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，則判斷是否可以避讓該障礙物，若是，則采用避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓，反之，則控制車輛啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)，因此由此可見，本發(fā)明的避碰系統(tǒng)無需對(duì)駕駛員的駕駛意圖進(jìn)行判斷，對(duì)駕駛行為沒有限制，其適應(yīng)性更廣，而且消除了傳統(tǒng)車輛避碰系統(tǒng)突然介入獲取車輛主動(dòng)權(quán)這一缺陷，大大提高車輛避碰的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。還有本發(fā)明的系統(tǒng)通過對(duì)障礙物的檢測(cè)、對(duì)避讓策略的選擇、制動(dòng)動(dòng)力的輸出計(jì)算來實(shí)現(xiàn)避碰自動(dòng)控制，更能提高自動(dòng)駕駛避碰的安全性和可靠性。另外，本發(fā)明系統(tǒng)設(shè)置了中斷檢測(cè)模塊，而駕駛員的操作的優(yōu)先級(jí)為最高，當(dāng)中斷檢測(cè)模塊檢測(cè)到駕駛員的操作時(shí)，則會(huì)中斷自動(dòng)駕駛避碰程序，后續(xù)便根據(jù)駕駛員的操作來控制車輛，可靠性、穩(wěn)定性以及操作便利靈活性得到進(jìn)一步的提高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種車輛低速自動(dòng)駕駛避碰方法的步驟流程示意圖；

圖2是本發(fā)明一種車輛低速自動(dòng)駕駛避碰系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3是第一路徑點(diǎn)的計(jì)算原理示意圖；

圖4是第一路徑的示意圖；

圖5是障礙物輪廓和車輛輪廓示意圖；

圖6是兩條線段相交的示意圖；

圖7是車輛避讓規(guī)則原理示意圖；

圖8是不可避讓障礙物的示意圖；

圖9是以最小轉(zhuǎn)彎避讓策略來實(shí)現(xiàn)障礙物避讓的原理示意圖；

圖10是以大轉(zhuǎn)彎避讓策略來實(shí)現(xiàn)障礙物避讓的原理示意圖；

圖11是主動(dòng)制動(dòng)時(shí)所需減速度的計(jì)算原理示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種車輛低速自動(dòng)駕駛避碰方法，該方法的步驟包括有：

根據(jù)車載道路環(huán)境感知系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)到的道路環(huán)境參數(shù)，從而檢測(cè)車輛的規(guī)劃行駛路徑上是否存有障礙物；

當(dāng)檢測(cè)到車輛的規(guī)劃行駛路徑上存有障礙物時(shí)，則判斷是否存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)檢測(cè)不到車輛的規(guī)劃行駛路徑上存有障礙物時(shí)，則控制車輛按照規(guī)劃行駛路徑正常行駛；

當(dāng)判斷出存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，則判斷是否可以避讓該障礙物，若是，則采用避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓；反之，則控制車輛啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)；當(dāng)判斷出不存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，則控制車輛按照規(guī)劃行駛路徑正常行駛。

如圖2所示，一種車輛低速自動(dòng)駕駛避碰系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

障礙物檢測(cè)模塊，用于根據(jù)車載道路環(huán)境感知系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)到的道路環(huán)境參數(shù)，從而檢測(cè)車輛的規(guī)劃行駛路徑上是否存有障礙物；

碰撞風(fēng)險(xiǎn)判斷模塊，用于當(dāng)檢測(cè)到車輛的規(guī)劃行駛路徑上存有障礙物時(shí)，則判斷是否存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)；

避讓處理模塊，用于當(dāng)判斷出存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，則判斷是否可以避讓該障礙物，若是，則采用避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓；反之，則控制車輛啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)。

結(jié)合以下的具體實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)做詳細(xì)闡述。

在本發(fā)明方案中，所述低速指的是車速小于30km/h。

對(duì)于本發(fā)明的方案，其主要涉及的部件有：(1)、eps電子助力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)方向盤的自動(dòng)轉(zhuǎn)向控制；(2)、主動(dòng)剎車系統(tǒng)，例如abs，esp等；(3)、車載道路環(huán)境感知系統(tǒng)，包括但不限于有毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、激光雷達(dá)、視覺感知模塊等。

本發(fā)明一種車輛低速自動(dòng)駕駛避碰方法，其實(shí)施步驟具體包括有：

啟動(dòng)車輛低速自動(dòng)駕駛避碰程序，所述車輛低速自動(dòng)駕駛避碰程序所實(shí)現(xiàn)的步驟包括有：

s101、根據(jù)車載道路環(huán)境感知系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)到的道路環(huán)境參數(shù)，從而檢測(cè)車輛的規(guī)劃行駛路徑上是否存有障礙物；

s102、當(dāng)檢測(cè)到車輛的規(guī)劃行駛路徑上存有障礙物時(shí)，則判斷是否存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)檢測(cè)不到車輛的規(guī)劃行駛路徑上存有障礙物時(shí)，車輛則按照規(guī)劃行駛路徑正常行駛；

所述判斷是否存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)這一步驟，其具體包括：

判斷檢測(cè)出的障礙物是否處于車輛的規(guī)劃行駛路徑上，若是，則表示存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)；反之，則判斷車輛沿規(guī)劃行駛路徑行駛時(shí)車輛輪廓是否與障礙物產(chǎn)生碰撞干涉，若是，則表示存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)，反之，則表示不存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)不存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，車輛則按照規(guī)劃行駛路徑正常行駛；

對(duì)于所述判斷車輛沿規(guī)劃行駛路徑行駛時(shí)車輛輪廓是否與障礙物產(chǎn)生碰撞干涉這一步驟，其具體包括：

s1021、計(jì)算出第一路徑點(diǎn)，所述第一路徑點(diǎn)指的是在規(guī)劃行駛路徑上距離障礙物最近的路徑點(diǎn)；

上述步驟s1021具體包括：在本實(shí)施例中，障礙物的輪廓被描述為凸多邊形(即n多邊形)，首先計(jì)算能夠代表凸多邊形“幾何中心”的坐標(biāo)，對(duì)于n多邊形計(jì)算公式如下：

其中，(xi,yi)表示為n多邊形第i個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)，(x0,y0)表示為n多邊形的“幾何中心”坐標(biāo)；

然后對(duì)規(guī)劃行駛路徑進(jìn)行離散，從規(guī)劃行駛路徑的起點(diǎn)開始，每隔固定的距離△s，取一個(gè)路徑上的點(diǎn)(即路徑點(diǎn))(xi,yi)，計(jì)算該路徑點(diǎn)與障礙物的幾何中心的距離，該距離計(jì)算公式如下所示：

通過上述公式進(jìn)行路徑點(diǎn)與障礙物幾何中心之間距離的計(jì)算，便可找到最小的d值所對(duì)應(yīng)的離散點(diǎn)p，該路徑點(diǎn)則為所需計(jì)算得出的距離障礙物最近的路徑點(diǎn)，即p點(diǎn)為第一路徑點(diǎn)，如圖3所示；

s1022、在規(guī)劃行駛路徑上選取出以第一路徑點(diǎn)為中心的第一路徑；

上述步驟s1022具體包括：判斷最近點(diǎn)p附近一段路徑上，車輛是否與障礙物發(fā)生干涉，這樣一段路徑的選擇方式(即第一路徑的選擇方式)是：取最近點(diǎn)p及前后各m個(gè)路徑離散點(diǎn)(即路徑點(diǎn))所構(gòu)成的路徑(即第一路徑)，如圖4所示；可見，對(duì)于δs，其選擇需要綜合考慮計(jì)算效率(不能太小)及避免碰撞判斷遺漏(不能太大)，而m的選擇則與δs相關(guān)，δs越小，m越大，δs越大，m越??；

s1023、將車輛后輪軸中心移動(dòng)到第一路徑中的路徑點(diǎn)，并且以該路徑點(diǎn)作為切點(diǎn)，從而以該路徑點(diǎn)所在第一路徑的切線方向放置車輛，然后計(jì)算車輛輪廓是否與障礙物輪廓相交；由于對(duì)于第一路徑中的每一個(gè)路徑點(diǎn)均需要進(jìn)行一次上述的處理計(jì)算，即其總計(jì)需要對(duì)2m+1路徑點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算判斷，并且當(dāng)任一個(gè)路徑點(diǎn)上，計(jì)算出車輛輪廓與障礙物輪廓相交，則表示存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)；

對(duì)于所述計(jì)算車輛輪廓是否與障礙物輪廓相交這一步驟，其具體包括：

如圖5所示，設(shè)定障礙物obj為四邊形efgh(不限制障礙物的多邊形描述形式，在本實(shí)施例中僅以四邊形為例進(jìn)行說明而已)，則車輛輪廓與障礙物輪廓之間是否相交的判斷過程為：abcd四條邊分別與efgh四條邊進(jìn)行兩兩線段的相交判斷，即此種情形對(duì)于一個(gè)路徑點(diǎn)，則需要判斷16次；而對(duì)于兩條線段k1k2和h1h2是否相交，其判斷原則為：k1，k2分別位于第二線段h1h2的兩側(cè)，同時(shí)h1，h2分別位于第一線段k1k2的兩側(cè)，如圖6所示；

可見，為了計(jì)算車輛輪廓是否與障礙物輪廓相交，其具體實(shí)施步驟包括有：

首先計(jì)算計(jì)算以下叉乘變量：

其中，k1k2表示為第一線段，所述第一線段指的是車輛輪廓的輪廓邊，k1表示為第一線段的一端點(diǎn)，k2表示為第一線段的另一端點(diǎn)；h1h2表示為第二線段，所述第二線段指的是障礙物輪廓的輪廓邊，h1表示為第二線段的一端點(diǎn)，h2表示為第二線段的另一端點(diǎn)；

然后，判斷i1*i2的乘積值與i3*i4乘積值是否同時(shí)均小于0，若是，則表示車輛輪廓的輪廓邊與障礙物輪廓的輪廓邊相交，即車輛沿規(guī)劃行駛路徑行駛時(shí)車輛輪廓與障礙物產(chǎn)生碰撞干涉，存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)；

s103、當(dāng)判斷出存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，則判斷是否可以避讓該障礙物，若是，則采用避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓；反之，則控制車輛啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)；

對(duì)于所述的步驟s103，其所遵循的避讓規(guī)則是(如圖7所示)：當(dāng)障礙物處于規(guī)劃行駛路徑上時(shí)，遵循左轉(zhuǎn)避讓規(guī)則(符合中國超車原則)；當(dāng)障礙物處于規(guī)劃行駛路徑偏左側(cè)時(shí)，遵循右轉(zhuǎn)避讓規(guī)則；當(dāng)障礙物處于規(guī)劃行駛路徑偏右側(cè)時(shí)，遵循左轉(zhuǎn)避讓規(guī)則；

對(duì)于所述判斷是否可以避讓該障礙物這一步驟，其具體包括：

以最小轉(zhuǎn)彎避讓策略來進(jìn)行避讓行駛路線規(guī)劃，令車輛在判斷出存有碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，以最小轉(zhuǎn)彎半徑rmin(最大轉(zhuǎn)向角)進(jìn)行避讓，當(dāng)判斷出車輛沿規(guī)劃的避讓行駛路線行駛時(shí)車輛輪廓與障礙物產(chǎn)生碰撞干涉，如圖8所示，此時(shí)，則表示不可避讓該障礙物；反之，則表示可避讓該障礙物；通常，出現(xiàn)不可避讓該障礙物的情況是由于發(fā)現(xiàn)障礙物時(shí)的距離d過近或突然出現(xiàn)在車輛近處的障礙物；

a.當(dāng)判斷出可避讓該障礙物時(shí)，則采用最小轉(zhuǎn)彎避讓策略或大轉(zhuǎn)彎避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓；

①、所述采用最小轉(zhuǎn)彎避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓這一步驟，如圖9所示，其具體包括：根據(jù)安全距離d1以及車輛的最小轉(zhuǎn)彎半徑rmin，計(jì)算出可沿規(guī)劃行駛路徑的持續(xù)行駛距離s，然后當(dāng)車輛行駛完持續(xù)行駛距離s(即從p0行駛至p1)時(shí)，控制車輛以最小轉(zhuǎn)彎半徑rmin進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，以實(shí)現(xiàn)障礙物的避讓；其中，對(duì)于所述的最小轉(zhuǎn)彎半徑rmin，其由車輛的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及車輛軸距決定，對(duì)于每一輛車其是一個(gè)固定值；

對(duì)于這種避讓策略，其可以保證自動(dòng)駕駛車輛最大限度地沿著原路徑行駛，然而避讓過程會(huì)使得車輛的航向角(橫擺角)與路徑方向有較大的偏差，避障過程車輛發(fā)生的橫向位移大，因此這一策略適用于道路較寬的情況；

②、所述采用大轉(zhuǎn)彎避讓策略來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓這一步驟，其具體包括：

令車輛在判斷出可避讓該障礙物時(shí)，采用較大的轉(zhuǎn)彎半徑來控制車輛進(jìn)行障礙物的避讓，如圖10所示；其中，所述較大的轉(zhuǎn)彎半徑，其為根據(jù)安全距離d1而計(jì)算出的第一轉(zhuǎn)彎半徑rm，rm應(yīng)大于等于rmin，并且rm的計(jì)算公式如下所示：

其中，d表示為車頭到障礙物的垂直距離，l表示為車輛后輪軸中心到車頭的垂直距離，rm表示為計(jì)算得出的第一轉(zhuǎn)彎半徑，w表示為車輛的寬度，d1表示為安全距離；

對(duì)于這種避讓策略，其會(huì)使得車輛與原路徑的偏離會(huì)持續(xù)較長的一段路程，但是繞障后車輛航向角與原路徑方向偏差較小，避障過程車輛發(fā)生的橫向位移小，因此這一策略適用于道路較窄的情況；

對(duì)于上述的安全距離d1，其表示車輛繞過障礙物時(shí)車輛輪廓與障礙物之間的最近距離，而在設(shè)計(jì)避讓策略時(shí)，關(guān)于安全距離d1的設(shè)定，其僅需要滿足d1>dmin這一條件便可，其中，dmin表示為系統(tǒng)所設(shè)定的繞障最小安全距離；優(yōu)選地，d1的取值應(yīng)為：d1＝1.2*dmin；

b.當(dāng)判斷出不可避讓該障礙物時(shí)，則控制車輛啟動(dòng)主動(dòng)制動(dòng)，其具體包括：

計(jì)算車輛所需的減速度，其中，所述減速度的計(jì)算公式如下所示：

其中，a表示為計(jì)算得出的減速度，v表示為車輛當(dāng)前的速度，d表示為車頭到障礙物的垂直距離，dmin表示為最小安全距離，如圖11所示；

判斷計(jì)算得出的減速度a是否大于車輛的最大減速度amax，若是，則說明車輛的制動(dòng)系統(tǒng)不能保證最小安全距離，此時(shí)則利用車輛的最大減速度amax來控制車輛進(jìn)行制動(dòng)，從而避免或減小碰撞損失；反之，則利用計(jì)算得出的減速度a來控制車輛進(jìn)行制動(dòng)。

作為本實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于上述的車輛低速自動(dòng)駕駛避碰方法，其還包括中斷檢測(cè)步驟，所述中斷檢測(cè)步驟包括：

由于駕駛員的操作被設(shè)置為最高優(yōu)先級(jí)，當(dāng)檢測(cè)到駕駛員的操作時(shí)，則中斷上述的車輛低速自動(dòng)駕駛避碰程序，然后以駕駛員的操作來控制車輛。

由上述可得，本發(fā)明的方法及系統(tǒng)為針對(duì)低速自動(dòng)駕駛工況的自動(dòng)駕駛避碰方案，其不需要判斷駕駛員的駕駛意圖，對(duì)駕駛行為沒有限制，適應(yīng)性更廣；而且能自動(dòng)判斷并采取轉(zhuǎn)向避讓或剎車策略，車輛的轉(zhuǎn)向、動(dòng)力和制動(dòng)通過線控的方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，對(duì)避讓路徑的選擇及執(zhí)行、制動(dòng)力大小的輸出更穩(wěn)定可靠。此外，本發(fā)明方案還設(shè)置駕駛員的優(yōu)先級(jí)最高，駕駛員可以隨時(shí)中斷系統(tǒng)，接管車輛。

以上是對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做作出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。