具体实施方式

在此描述了本发明公开的实施例。然而，应理解的是，本发明公开的以下实施例仅为示例，并且其他实施例可采用多种和替代的形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式使用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的是，参照任一附图示出和描述的多种特征可与一个或更多个其他附图中示出的特征组合，以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本发明公开的教导一致的特征的多种组合和修改可被期望用于特定的应用或实施方式。

本申请实施例提供的自动驾驶优化系统应用在具有自动驾驶功能的车辆上，也可应用在具有控制自动驾驶功能的其他设备上。车辆可通过其包含的组件（包括硬件和软件）实施本实施例提供的自动驾驶优化方法。

如图1所示，本实施例提供的自动驾驶优化系统框图。在一个实施例中，将车辆配置为完全或部分地自动驾驶模式，其中，所涉及的目标车辆就被配置为完全或部分地自动驾驶模式，其他车辆可被配置为完全或部分地自动驾驶模式，也可不被配置为完全或部分地自动驾驶模式。以所述目标车辆为例，若其被配置为完全自动驾驶模式，那么系统可接管目标车辆自动完成变道，若其被配置为部分自动驾驶模式，那么系统可向用户输出变道提示信息，用户在收到提示信息后手操完成变道，所述变道提示信息包含变道方向以及变道位置，例如“请向右变换一条车道”。

本实施例所提到的车道为机动车道上每一纵列的行驶地带，而非一条完整的道路，那么本实施例提供的自动驾驶优化系统就是帮助目标车辆在不同车道上变换行驶，而非帮助目标车辆在不同道路上变换行驶。

自动驾驶优化系统由两个子系统构成：车辆感知子系统以及智慧交通子系统。

其中，如图2所示，车辆感知子系统设置于目标车辆上，又包括若干模块，如导航模块101、提取模块102、第一计算模块103、第一判断模块104、第一获取模块105、第二获取模块106、第三获取模块107、第二计算模块108、第四获取模块109、自动驾驶模块110、转向车辆监控模块111、第二判断模块112、转向车辆调整模块113、第四获取模块114、第三判断模块115、第三计算模块116、第四判断模块117等。可选的，目标车辆可包括更多或更少的模块，各模块之间通过有线或者无线连接。

导航模块用于生成目标车辆从实时位置至目的地位置的导航路线，导航模块又包括一个定位组件，所述定位组件用于确定并更新目标车辆的实时位置，导航模块可与用户（驾驶员）实现智能交互，所述导航模块包括面向驾驶位的人脸感应组件。

当目标车辆的实时位置至目的地位置存在多条导航路线时，可由用户自行选择其中一条导航路线或由系统自动选择其中一条导航路线，系统选择的标准可以是路线最短或用时最短。

在确定了导航路线后，目标车辆按照该导航路线自动驾驶，提取模块从地图中标记出导航路线途中的交通信号灯位置，地图来自于目标车辆上安装的地图软件，地图软件中自带有交通信号灯位置，地图软件可以有多个；若是目标车辆上并未安装任何地图软件，提取模块可联网获取在线地图。

本实施例仅考虑位于目标车辆行驶方向前方的各交通信号灯位置，目标车辆驶过的交通信号灯位置并不会影响自动驾驶优化方案，在确定了各交通信号灯位置后，目标车辆距离下一个交通信号灯位置越来越近，第一计算模块就计算目标车辆与其下一个交通信号灯位置之间的距离，具体为地图上目标车辆的实时位置与下一个交通信号灯之间的距离，下一个交通信号灯指的是目标车辆即将到达的一个交通信号灯。

目标车辆在驶过前一个交通信号灯位置至到达下一个交通信号灯位置期间，需要获取这一段道路上其他车辆的行驶情况，本实施例设定有一个第一预设距离，例如，将第一预设距离设定为200米，那么就从目标车辆距离下一个交通信号灯200米的距离处开始设定优化方案。

一条道路包括若干条车道，例如若干条左转车道、若干条直行车道、若干条右转车道，不同车道有不同的分工，目标车辆行驶在目标车道上时，导航模块101会根据导航路线限定目标车辆所能够行驶的车道，例如，当目标车辆需要直行通过下一个交通信号灯位置时，那么目标车辆只会被允许在当前道路的任一直行车道上行驶，本实施例将不考虑目标车道绕行的情况，上述被允许行驶的直行车道就被称为待选车道，即目标车辆可在其中任选一条车道行驶，第一获取模块105就用于获取上述的待选车道。

在确定了待选车道后，目标车辆改变车道的目的是为了减少行驶至目的地的时间，那么目标车辆需要变换到车流最小的一条待选车道上，本实施例就参考各条待选车道上位于目标车辆前方的车辆数量，第二获取模块106用于获取各条待选车道上位于目标车辆前方的其他车辆，当所述的其他车辆行驶至目标车辆后方时将被排除。

车辆在变换车道之前需要开启转向灯，转向灯设置于车辆的车头部、车尾部以及后视镜上，第三获取模块107就用于获取其他车辆的转向状态，当车辆的左转灯开启后，该车辆的转向状态为向左变道，当车辆的右转灯开启后，该车辆的转向状态为向右变道。

其中，第一获取模块105、第二获取模块106、第三获取模块107通过影像组件进行工作。

在统计各条待选车道上的其他车辆的转向状态时，开始预计算当其他车辆完成转向后各条待选车道上位于目标车辆前方的车辆数量，通过第二计算模块108预估的车辆数量就能够提前得知车流最小的一条待选车道，第四获取模块109用于将该条车流最小的待选车道设定为转移车道。

在确定了转移车道后，若目标车辆被配置为完全自动驾驶模式，则自动驾驶模块控制目标车辆进入转移车道行驶；若目标车辆被配置为部分自动驾驶模块，则自动驾驶模块110在获得用户授权后控制目标车辆进入转移车道行驶，自动驾驶模块110获取授权的方式也是人机交互方法。

智慧交通子系统属于目标车辆的外围设备，如图3所示，也包括若干模块，如第一获取子模块118、第二获取子模块119、第三获取子模块120、转向车辆监控子模块121、第四获取子模块122、第三判断子模块123等。

智慧交通子系统所包括的模块设置于交通信号灯位置处或道路的路口位置处，在本实施例中，智慧交通子系统的各模块设置于交通信号灯上，面向各车道上的车辆。

如图4所示，智慧交通子系统与车辆感知子系统的联动方式如下，第一获取模块105获取待选车道时，提取出对向的交通信号灯（下一个交通信号灯）上的第一获取子模块118，并与其无线连接，此时第一获取子模块118被激活，第一获取子模块118也获取待选车道，不同之处在于，第一获取模块105与第一获取子模块118获取到的是呈对向的待选车道影像。

同时还将激活第二获取子模块119与第三获取子模块120，第二获取子模块119与第三获取子模块120获取的是其他车辆车头部影像，第二获取模块106与第三获取模块107获取的是其他车辆车尾部影像，同样的，第二获取模块106与第二获取子模块119获取到的是呈对向的其他车辆影像，第三获取模块106与第三获取子模块120获取到的是呈对向的转向灯点亮情况。

其中，第一获取子模块118、第二获取子模块119、第三获取子模块120通过影像组件进行工作。

需要说明的是，在本申请实施例中，目标车辆与其他车辆可以是汽车、摩托车等机动车辆。

本申请实施例提供一种自动驾驶优化方法，该方法可应用于图1-4的系统中，如图5所示，优化方法包括如下步骤：

S201：获取用户的目标车辆所处的车道，并将所述车道设定为目标车道。

可选的，如图6（a）所示，目标车辆C1所处的车道可以直接来自于目标车辆上的导航模块，若还未开启导航模块，也可以来自于对车道线的识别，目标车辆C1的左右两侧或前后两侧设置有影像组件，通过该影像组件识别目标车辆周围的车道线，根据目标车辆左侧以及右侧的两根车道线来确认目标车辆C1所处的车道位置，将该车道设定为目标车道L1。

目标车道L1是一个动态目标信息，当目标车辆C1变换车道后，目标车道L1即发生改变，系统会及时更新目标车道L1。

另外，若是目标车辆C1上设置有显示导航信息的显示屏，系统会在所述显示屏上将所述目标车道L1标注出来，将所述目标车道L1与其他车道区别显示，便于用户观察。

S202：获取所述目标车辆C1的导航路线，所述导航路线中包括所述目标车辆C1的实时位置。

系统自动获取目标车辆C1的实时位置，在用户设定目的地后，系统自动生成从所述实时位置至目的地位置的导航路线，若是目标车辆上设置有显示导航信息的显示屏，系统会在所述显示屏上将所述导航路线输出给用户。

其中，随着目标车辆C1实时位置的改变，导航路线也可能随之改变，这里所指的导航路线的改变并非单一地至导航路线变短了，而是可能会发生路线上的变化，这里将会结合实时位置与目的地位置之间的实时路况，当备选路线的路况优于当前路线时，导航路线就会从当前路线转换至备选路线。

另外，本实施例提供给用户的是人机交互模式，用户在设定目的地或选择导航路线时，用户看向人脸感应组件，人脸感应组件设置于导航模块上，人脸感应组件自动激活导航功能，用户可以采取语音输入的方式设定目的地，导航模块能够自动识别用户的语音。

S203：从所述导航路线中提取出所述实时位置与目的地位置之间的交通信号灯位置。

实时位置与目的地位置之间存在若干交通信号灯，通常情况下，每个路口处均会设置交通信号灯，随着目标车辆C1实时位置的变化，提取出的交通信号灯位置的数量也在变少；当导航路线变化时，交通信号灯位置也随之变化。

交通信号灯位置也将在导航路线上进行标注。

在以下场景中，一个十字路口处设置有四组交通信号灯，但是影响目标车辆C1通行的只有其中一组交通信号灯，那么S203中提取出的交通信号灯位置仅指影响目标车辆C1通行的这一组交通信号灯的位置。

S204：获取位于所述实时位置下一个的交通信号灯位置，并计算所述实时位置与其下一个交通信号灯位置之间的距离，所述下一个交通信号灯位置为具有限定车辆通行功能的交通信号灯的位置。

S204中所指的下一个的含义为位于导航路线上具有限定车辆通行功能且目标车辆将到达的下一个交通信号灯位置。

需要说明的是，在目标车辆C1右转时，部分情况是无需参考交通信号灯，部分情况是需要参考交通信号灯，这取决于交通信号灯是否包括右转信号灯，在不包括右转信号灯且目标车辆需要在该路口右转的情况下，那么该交通信号灯就是不具有限定车辆通行功能的交通信号灯，该种交通信号灯不予考虑，反之就是S204中提到的具有限定车辆通行功能的交通信号灯。

实时位置与下一个交通信号灯位置之间的距离将在地图软件中进行估计。

S205：判断所述实时位置与其下一个交通信号灯位置之间的距离是否小于或等于第一预设距离。

S206：若是，则获取所述目标车辆在所述实时位置与下一个交通信号灯位置之间被允许行驶的待选车道。

越是靠近路口位置，车辆变道情况就越少，本实施例设定有第一预设距离作为侦测车流量的起点。随着目标车辆C1实时位置的变化，实时位置与其下一个交通信号灯位置之间的距离也在不断缩减，系统需要判断是目标车辆是否到达所述的起点位置，若已到达，则开启侦测步骤；如图6（a）所示，第一步，先根据导航路线确定目标车辆C1被允许行驶的待选车道，待选车道可以包括目标车道，例如，导航路线显示直行通过下一个交通信号灯，那么目标车辆C1被允许行驶的待选车道就是各直行车道L1、L2、L3，此外，若是存在例如直行与转弯合并的车道，那么包括直行车道的合并车道也可作为被允许行驶的待选车道。

S207：获取位于所述目标车辆前方且位于所述待选车道上的其他车辆。

如图6（2）所示，第二步，通过车辆感知子系统与智慧交通子系统截取出目标车辆C1与停车线之间的待选车道L1、L2、L3上的影像，影像中出现的车辆就是“其他车辆”，那么其他车辆包括C2、C3、C4、C5、C6。

本实施例提供的优化方法就是让目标车辆C1需要尽可能多地避开其他车辆。

S208：通过所述其他车辆的转向灯点亮情况获取所述其他车辆的转向状态，并预计算当所述其他车辆完成转向后各条待选车道上位于所述目标车辆前方的车辆数量。

车辆感知子系统仅能够从其他车辆的后方获取到转向灯点亮情况，且前后的转向灯容易被后车遮挡，当车辆感知子系统无法完成地获取到各其他车辆的转向灯点亮情况时，就需要通过外部的智慧交通子系统来获取其他车辆的转向灯点亮情况。

当前路况如图6（a）所示，其他车辆的转向灯情况如下：C3开启左转向灯，C4开启左转向灯，当确认所有其他车辆C2、C3、C4、C5、C6的转向灯均被采集到时，提前模拟其他车辆C3、C4的变道动作。

可选的，本实施例提供的提前模拟的含义如下，车辆变道或转向需要提前开启转向灯，再确认周围条件允许后进行变道或转向行驶，那么在开启转向灯到变道完成就存在空档期，例如目标车辆前方的车辆开启右转向灯，表明前方车辆将向右变道行驶，进一步表明目标车道上的车辆数量将会减一，右侧车道上的车辆数量将会加一，然而上述的车道数量变化是发生于将来某一时刻的事件，并非当下发生的事件，本实施例就可省略上述空档期，将车道数量变化结果提前预算。

图6（b）为提前模拟后的路况信息，C3位于左转车道上，不再属于其他车辆之列，C4位于L1上，那么L1上且位于C1前方预计有3辆车，L2上且位于C1前方预计有1辆车，L3上且位于C1前方预计有0辆车。

在S208中，预计算的结果可能与实际情况存在差异，例如，预计算只能计算出其他车辆一次变道的结果，若是其他车辆连续变道，就无法预测出其他车辆最终所在车道。

例如，目标车辆前方的车辆开启右转向灯，那么预计算的结果就是当前车道上的车辆数量减一，右侧车道上的车辆数量加一，但若是前方车辆连续变道，那么实际结果应该是当前车道上的车辆数量减一，右侧车道上的车辆数量不变，再右侧车道上的车辆数量加一，因此，在预计算结果的情况下模拟各待选车道上的其他车辆数量，同时对有变道趋势的其他车辆进行连续监控。

如图7所示，S2081：通过其他车辆的转向灯点亮情况获取其他车辆的转向状态；S2082：根据其他车辆的转向灯点亮情况提取出即将进入转向状态或处于转向状态的转向车辆，并对所述转向车辆进行监控；S2083：若转向车辆连续变道，则无论该转向车辆是否点亮转向灯均重新计算该转向车辆所历经的各条待选车道上的车辆数量。

若该车辆连续变道驶出待选车道则不会影响预计算结果，若未驶出待选车道则通过连续监控的方法能够更快速地采集到有变道趋势的车辆，例如对于连续第二次变道的车辆可以在第一次变道过程中就获取到，这里可以参考到车辆的行驶轨迹，例如车辆与车道线的距离、车辆的前进方向等，而非连续的每次变道都作为第一次变道进行监控。

此外，对于连续的变道，可能存在后续变道未开启转向灯的情况，连续监控的方法能够有效避免上述情况。

另外，还可能存在转向灯的错误开启，例如，开启转向灯的方向与车辆实际转向方向相反，这可能是电子故障，也可能是人为失误，当转向灯错误开启且车辆未采取变道动作时，预计算方法仍是按照转向灯开启方向进行。

如图8所示，S2081：通过其他车辆的转向灯点亮情况获取其他车辆的转向状态；S2082：根据其他车辆的转向灯点亮情况提取出即将进入转向状态或处于转向状态的转向车辆，并对所述转向车辆进行监控；S2084：判断转向车辆的转向状态与实际转向方向是否相同；S2085：若是，根据转向车辆的实际转向方向预计算各条待选车道上位于所述目标车辆前方的车辆数量。

随着车辆采取变道动作后，系统会识别车辆的变道动作与转向灯方向是否匹配，若不匹配，则按照实际转向方向修改预计算结果，需要说明的是，这里的转向方向与变道方向是相同的意思。

在另一种情况中，车道线还可作为判断车辆变道的依据，如图9所示，S2086：获取待选车道左右两侧的边界线；S2087：判断是否有未点亮转向灯的其他车辆越过所述边界线；S2088：对该越过边界线的其他车辆进行监控,当该越过边界线的其他车辆每完成一次变道，均重新计算该越过边界线的其他车辆所历经的各条待选车道上的车辆数量。

若是存在变道不开启转向灯的情况，那么通过转向灯点亮情况就无法确定其他车辆的转向情况，系统需要对未开启转向灯的其他车辆进行行驶状态的侦测，以其他车辆是否越过车道边界线（车道线）来判断其他车辆是否采取变道动作。

S209：获取车辆数量最少且距离目标车道最近的一条待选车道，并将该待选车道设定为转移车道。

S210：控制所述目标车辆进入所述转移车道行驶。

转移车道的设定原则是车流最小的待选车道，图6（b）中L3的车流最小为零，那么就将L3设定为转移车道，图6（c）为目标车辆C1自动驾驶后的路况，需要说明的是，C3、C4此时可能已经变道完成，也可能未变道完成，图中所示的C3、C4仍为模拟后的位置。通过预计算车流的方法能够更早地计算出转移车道，帮助目标车辆更早地完成变道动作，提高变道行驶的安全性。

具体地，如图10所示，S2101：获取车辆数量最少且距离目标车道最近的一条待选车道，并将该待选车道设定为转移车道；S2102：计算目标车辆与其正前方相邻车辆之间的距离；S2103：判断所述距离是否小于或等于第二预设距离；S2104：若是，选定转移车道并控制目标车辆进入转移车道行驶，且在目标车辆通过下一个交通信号灯位置且不再变道。

本实施例设定有第二预设距离，第二预设距离小于第一预设距离，选定转移车道后，控制目标车辆在目标车道内继续行驶，直至目标车辆与其正前方相邻车辆之间的距离小于或等于第二预设距离时，控制目标车辆进入转移车道行驶。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。