CN107792073B - 一种车辆换道控制方法、装置及相关设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种车辆换道控制方法及装置，该方法包括：以第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道；实时获取自车与参考车道线的位置关系，参考车道线位于自车与待转入车道之间；判断该位置关系是否满足预设切换规则；当该位置关系满足预设切换规则时，以与预设切换规则对应的第二控制规则控制自车动作。在本申请实施例中，自车的实际换道控制与其在车道内、车道间的姿态相结合，无需复杂的控制算法，即可使换道中的转向控制符合实际的道路情况，得到更加符合实际情况、更加精准的换道结果。

Description

一种车辆换道控制方法、装置及相关设备

技术领域

本申请涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种车辆换道控制方法、装置及相关设备。

背景技术

换道是车辆在行驶过程中必然会执行的动作，在实际驾驶过程中，引发换道的原因有很多，包括不得不换道的情况(例如下匝道、路口转向车道、当前车道到达尽头、前方道路变窄、当前车道出现障碍、当前车道施工以及当前车道前方车辆突发故障等)和影响驾驶的情况(例如当前车道前方车辆车速过慢、当前车道前方有危险品运输车辆)等。在面临上述情况时，车辆均需执行换道操作。

现阶段，自动驾驶的实现需要以自车行驶在靠车道线标识车道划分的道路为基础，在决策换道过程中，使用跟随典型单移线方向盘转角变化时序的方法决策换道轨迹，预先根据自车的行驶环境对换道轨迹进行规划，生成一条虚拟的换道轨迹，控制自车方向盘调整角度，使自车沿该虚拟的换道轨迹偏离到旁边车道。

在保持自车沿虚拟换道轨迹行驶时，由于实际路况复杂多变，自车的位置与虚拟换道轨迹的位置关系不定，需要实时对自车的动态位置进行跟踪识别，估计自车的行驶状态，以此为依据调整自车的方向盘转角，从而使自车保持沿虚拟换道轨迹行驶的状态，这导致了实际的控制算法复杂、系统开销大的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种车辆换道控制方法、装置及相关设备，能够解决现有技术中无法达到预期的换道效果、换道结果不准确的问题。

本申请实施例提供的一种车辆换道控制方法，包括：

以第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道；

实时获取所述自车与参考车道线的位置关系，所述参考车道线位于所述自车与所述待转入车道之间；

判断所述位置关系是否满足预设切换规则；

当所述位置关系满足所述预设切换规则时，以与所述预设切换规则对应的第二控制规则控制自车动作。

可选的，所述判断所述位置关系是否满足预设切换规则，具体包括：

当所述位置关系为所述自车的前车轮全部越过所述参考车道线时，确定满足所述预设切换规则；

或，当所述自车全部驶入所述待转入车道，且所述自车的航向与所述参考车道线之间的夹角小于预设角度阈值时，确定满足所述预设切换规则。

可选的，所述第一控制规则和所述第二控制规则的确定方法，具体包括：

获取所述自车的车速；

确定所述车速对应的换道规则，所述换道规则预先根据驾驶员驾驶所述自车在所述车速下实际执行的换道操作和换道环境标定得到，所述换道规则包括所述第一控制规则和所述第二控制规则。

可选的，

所述换道规则，包括：方向盘转角阈值和方向盘转动的角速度；

或者，所述换道规则，包括：方向盘转角度阈值、方向盘转动的角速度和方向盘的转角保持时间。

可选的，所述以第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道，之前还包括：

获取所述自车周围的行驶环境信息，所述行驶环境信息包括自车的车速以及同一车道和相邻车道内障碍物的速度和方位；

根据所述行驶环境信息，判断所述自车是否可以向待选车道换道，所述待选车道为所述自车的左侧相邻车道或右侧相邻车道；

当所述自车可以向待选车道换道时，执行所述以第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道。

可选的，所述判断所述自车是否可以向待选车道换道，具体包括：

根据所述自车、第一跟踪目标和第二跟踪目标的速度，以及所述自车与所述第一跟踪目标和所述第二跟踪目标之间的距离，判断所述自车是否可以向所述待选车道换道，所述第一跟踪目标为所述待选车道内位于所述自车前方的障碍物，所述第二跟踪目标为所述待选车道内位于所述自车后方的障碍物。

可选的，所述根据所述自车、第一跟踪目标和第二跟踪目标的速度，以及所述自车与所述第一跟踪目标和所述第二跟踪目标之间的距离，判断所述自车是否可以向所述待选车道换道，具体包括：

根据所述自车的车速和预设的侧向加速度阈值，获得所述自车的转向切入点，所述转向切入点位于所述自车与所述待选车道之间的车道线上；

判断所述第一跟踪目标与所述自车的相对速度是否大于或等于零，且，在第一预设时间后所述第一跟踪目标与所述转向切入点的距离是否大于所述自车的预瞄距离，所述预瞄距离为所述自车在预设的转向预瞄时间段内行驶的距离；若判断结果均为是，则确定满足前方换道条件；

判断所述第二跟踪目标与所述自车的相对速度是否小于或等于零，且，在所述第一预设时间后所述第二跟踪目标与所述转向切入点的距离是否大于所述预瞄距离；若判断结果均为是，则确定满足后方换道条件；

当所述前方换道条件和所述后方换道条件均满足时，则确定所述自车在所述第一预设时间后可以向所述待选车道换道。

可选的，所述获取所述自车周围的行驶环境信息，之后还包括：

根据全局路径规划判断所述自车是否需要换道，所述全局路径规划包括车道尽头识别和导航路径识别；

和/或，

判断所述行驶环境信息是否满足预设的跟车条件；

若至少一个判断结果为否，且所述自车可以向待选车道换道时，执行所述以第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道。

可选的，所述判断所述行驶环境信息是否满足预设的跟车条件，具体包括：

判断第三跟踪目标的速度是否小于预设速度，且所述第三跟踪目标的速度与所述预设速度的差值是否大于或等于预设速度差阈值，若判断结果均为是，则确定所述行驶环境信息不满足所述跟车条件，所述第三跟踪目标为与所述自车位于同一车道的前方障碍物；

或，

当所述自车和所述第三跟踪目标的速度均为零时，判断所述自车的静止时间是否大于或等于预设的第一等待时间，若是，则确定所述行驶环境信息不满足所述跟车条件；

或，

判断第三跟踪目标的速度是否小于预设速度，且所述第三跟踪目标的速度与所述预设速度的差值是否大于或等于所述预设速度差阈值，若判断结果均为是，则统计所述第三跟踪目标的速度与所述预设速度的差值大于或等于所述预设速度差阈值的持续时间，若所述持续时间大于预设的第二等待时间，则确定所述行驶环境信息不满足所述跟车条件。

本申请实施例提供的一种车辆换道控制装置，包括：规则切换模块、转向控制模块、位置监测模块和位置判断模块；

所述规则切换模块，用于将第一控制规则发送至所述转向控制模块；还用于当所述位置判断模块判断所述自车与参考车道线的位置关系满足预设切换规则时，将与所述预设切换规则对应的第二控制规则发送至所述转向控制模块，所述参考车道线位于所述自车与所述待转入车道之间；

所述转向控制模块，用于根据所述规则切换模块发送的第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道；还用于根据所述规则切换模块发送的第二控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道；

所述位置监测模块，用于实时获取所述自车与参考车道线的位置关系；

所述位置判断模块，用于判断所述位置关系是否满足预设切换规则。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的车辆换道控制方法。

本申请实施例还提供了一种整车控制器，包括：存储器和处理器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输至所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述实施例所述的车辆换道控制方法。

与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：

在本申请实施例中，控制自车换道时，先以第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道，并在换道过程中，实时获取自车与待转入车道之间参考车道线的位置关系，判断该位置关系是否满足预设的切换规则。当位置关系满足预设切换规则时，切换控制自车的控制规则，以与预设切换规则对应的第二控制规则控制自车动作，使得自车的实际换道控制与其在车道内、车道间的姿态相结合，以自车的实际位置与参考车道线的位置关系为依据，对换道控制规则进行切换，控制自车执行的换道动作，保证了换道过程中对自车的转向控制符合实际的道路情况，无需预先对虚拟的换道轨迹进行规划，即可得到更加符合实际情况、更加精准的换道结果。并且，在控制过程中，无需预先对虚拟的换道轨迹进行规划，也摒弃了沿换道轨迹换道所需的复杂的控制算法和控制流程，在保证了换道结果的准确性的基础上，降低了算法和流程的复杂度，减少了系统开销。

另外，在本申请一些可能的实现方式中，控制自车开始执行换道之前，先获取自车周围的行驶环境信息，根据行驶环境信息判断是否满足预设的换道条件，包括是否需要换道以及是否可以换道，即换道的必要性和可行性。换道必要性通过速度阈值和跟车时间阈值等判断依据的组合，表现出对不同条件下换道必要性的支持。换道可行性，通过三车道五目标的局部环境建模，并跟踪、预测局部环境模型中的目标运动，确保安全换道空间。当满足预设的换道条件时，再实际控制自车开始执行换道，无需人为触发换道动作，通过必要性和可行性的触发条件触发换道控制，进一步保证了在摒弃了换道轨迹规划和跟踪的基础上实际换道的可行，在无需复杂的换道算法控制车辆实现自车的换道，简化了实际换道过程中采用的换道控制方法和控制算法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种车辆换道控制方法的流程示意图；

图2为本申请具体实施例中标定的方向盘转角时序的示意图；

图3为本申请具体实施例中提供的车辆换道控制方法的换道过程中一种自车方位及姿态的示意图；

图4为本申请具体实施例中提供的一种换道过程的各控制阶段中方向盘转角变化曲线的示意图；

图5为本申请实施例中提供的另一种车辆换道控制方法的流程示意图；

图6为本申请具体实施例中提供的一种局部驾驶环境的示意图；

图7为本申请具体实施例中提供的一种判断换道可行性的流程示意图；

图8为本申请具体实施例中提供的一种跟踪目标位置估计的示意图；

图9为本申请实施例提供的一种车辆换道控制装置的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的另一种车辆换道控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

自动驾驶的实现需要融入传统车辆的形式环境中，在靠车道线标识车道划分的道路中行驶。现阶段存在一种换道控制方法，使用跟随典型单移线方向盘转角变化时序的方法决策换道轨迹，预先根据自车的行驶环境对换道轨迹进行规划，生成一条虚拟的换道轨迹，通过控制自车方向盘调整角度，使自车沿该虚拟的换道轨迹偏离到旁边车道。在保持自车沿虚拟换道轨迹行驶时，由于实际路况复杂多变，自车的位置与虚拟换道轨迹的位置关系不定，需要实时对自车的动态位置进行跟踪识别，估计自车的行驶状态，以此为依据调整自车的方向盘转角，以使自车保持沿虚拟换道轨迹行驶的状态，这导致了实际的控制算法复杂、系统开销大的问题。

为此，本申请实施例提供了一种车辆换道控制方法及装置，在换道控制过程中，以实际的换道过程为依据，控制自车的换道过程，将自车在车道内、车道间的姿态和自车实际执行的换道转向动作关联，在无需预先对虚拟的换道轨迹进行规划，也摒弃了沿换道轨迹换道所需的复杂的控制算法和控制流程的情况下，实现了以更加符合实际的道路情况的换道控制，不仅保证了换道结果的准确性，还降低了算法和流程的复杂度，减少了系统开销。

基于上述思想，为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种车辆换道控制方法的流程示意图。本申请实施例提供的车辆换道控制方法，包括以下步骤S101-S104。

S101：以第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道。

在本申请实施例中，相邻的待驶入车道可以是在换道触发时预先确定的，具体包括自车左右两侧相邻的车道中，任意一条满足预设的换道条件的车道。下面将具体说明如何确定待转入车道，这里不再赘述。依据第一控制规则，可以使自车向待驶入车道偏移、驶入待转入车道或者保持在待转入车道内行驶完成换道。

为了保证换道控制的准确，换道过程中自车的车速一般保持不变，通过控制自车的方向盘转动，使其航向偏移驶入待转入车道，进而完成换道。因此，在具体实施时，第一控制规则可以是控制自车的方向盘转动的规则，例如方向盘的转角和角速度规则等。

举例而言，可以预先根据驾驶员驾驶自车在不同车速下的实际换道动作，记录换道过程中驾驶员操作的方向盘转角变化时序，以此为依据得到本申请实施例中控制自车换道的第一控制规则。

S102：实时获取自车与参考车道线的位置关系。

其中，参考车道线位于自车与待转入车道之间。若待转入车道为自车的左侧相邻车道，则参考车道线为自车的左侧相邻车道线；若待转入车道为自车的右侧相邻车道，则参考车道线为自车的右侧相邻车道线。

在本申请实施例中，具体可以通过自车上预先设置的环境感知传感器，例如摄像机等，对自车与参考车道线的位置关系进行实时获取。自车与参考车道线的位置关系可以分为：未越过参考车道线、前车轮压住参考车道线、前车轮完全越过参考车道线、后车轮完全越过参考车道线以及平行于参考车道线行驶等，具体可以根据实际需要对其中的一种或多种位置关系进行实时获取，以使对自车的换道控制符合实际的路况环境，在不规划虚拟的换道轨迹的基础上，实现自车的准确换道，本申请实施例对具体获取的位置关系不做限定。

S103：判断该位置关系是否满足预设切换规则。

在本申请实施例中，该预设切换规则以自车与参考车道线的位置关系标记控制规则调整的节点，当自车与参考车道线的位置关系满足预设切换规则时，调整控制规则，以防超调等影响换道准确性的状况的出现。

由于实际的换道环境复杂多变，实际换道过程中，需要根据自车与参考车道线的位置关系，对实际采用的控制规则进行调整，以适应当前的换道环境，保证准确的换道结果。即，需要判断自车与参考车道线的位置关系是否满足预设切换规则，判断当前自车的行驶状况是否需要调整，以实现准确的换道。

由于自车与参考车道线的位置关系具体可以分为：未越过参考车道线、前车轮压住参考车道线、前车轮完全越过参考车道线、后车轮完全越过参考车道线以及平行于参考车道线行驶等。例如，以第一控制规则控制自车向待转入车道偏转时，需要在前车轮完全越过参考车道线后，调整控制规则，以防超调等影响换道准确性的状况的出现。则，在自车未驶入待转入车道前，预设切换规则为前车轮完全越过参考车道线。当自车和参考车道线的位置关系为自车的前车轮全部越过参考车道线时，确定满足该预设切换规则。又例如，在自车完全驶入待转入车道后，以第一控制规则调整自车的航向进入车道保持状态时，需要在自车的航向与参考车道线之间的夹角小于预设角度阈值时，调整控制规则，以对自车航向进行微调使其进入车道保持状态，结束换道控制。则，在自车完全驶入待转入车道后，预设切换规则为自车的航向与参考车道线之间的夹角小于预设角度阈值。当自车全部驶入待转入车道，且自车的航向与参考车道线之间的夹角小于预设角度阈值时，确定满足预设切换规则。

本领域技术人员可以根据实际控制需要，具体设定满足预设切换规则的情况，本申请实施例对此不做限定。

S104：当该位置关系满足预设切换规则时，以与预设切换规则对应的第二控制规则控制自车动作。

在本申请实施例中，第二控制规则用于控制自车动作以完成换道，也可以是控制自车的方向盘转动的规则，例如方向盘的转角和角速度规则等。

在具体实施时，可以根据自车与参考车道线的位置关系，将换道控制过程划分为不同的阶段，分阶段控制自车偏移至待转入车道内行驶，完成换道过程。每个阶段均参考自车与参考车道线之间的位置关系，采用不同的控制规则控制自车换道，以预设切换规则判断是否进入下一阶段，切换控制规则，以达到该转向控制阶段对应的预期换道目标，使得换道中的转向控制以实际的道路情况为依据，保证了自车可以准确的驶入待转入车道内行驶，达到预期的转向效果。这样，可以预先设置不同的控制规则，只需要对自车和参考车道线的位置关系进行实时监测，以该位置关系为依据对控制规则进行调整，即可实现自车的换道控制，无需复杂的控制算法和控制流程。

在本申请实施例中，控制自车换道时，先以第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道，并在换道过程中，实时获取自车与待转入车道之间参考车道线的位置关系，判断该位置关系是否满足预设的切换规则。当位置关系满足预设切换规则时，切换控制自车的控制规则，以与预设切换规则对应的第二控制规则控制自车动作，使得自车的实际换道控制与其在车道内、车道间的姿态相结合，以自车的实际位置与参考车道线的位置关系为依据，对换道控制规则进行切换，控制自车执行的换道动作，保证了换道过程中对自车的转向控制符合实际的道路情况，无需预先对虚拟的换道轨迹进行规划，即可得到更加符合实际情况、更加精准的换道结果。并且，在控制过程中，无需预先对虚拟的换道轨迹进行规划，也摒弃了沿换道轨迹换道所需的复杂的控制算法和控制流程，在保证了换道结果的准确性的基础上，降低了算法和流程的复杂度，减少了系统开销。

下面举例说明具体如何确定第一控制规则和第二控制规则。

可以理解的是，控制自车换道之前，需要预先获得控制其换道的第一控制规则和第二控制规则，其确定方法，具体包括：

获取自车的车速；确定车速对应的换道规则，换道规则预先根据驾驶员驾驶自车在车速下实际执行的换道操作和换道环境标定得到，换道规则包括第一控制规则和第二控制规则。

可以理解的是，不同车速下相同的方向盘转角所导致的自车行驶轨迹存在这较大的差异。因此，在控制自车换道时，需要以自车的车速为依据，以获得准确的换道结果。在具体实施时，可以从自车的控制系统中获取自车车速，还可以采用环境感知类传感器对自车车速进行实际测量，本申请实施例对车速的获取方式不做限定，这里也不再一一列举。

在本申请实施例中，换道操作即驾驶员控制的方向盘转动操作，换道环境即在换道过程中自车实际所处的位置，包括自车与参考车道线的位置关系等。

为了保证换道的准确性和舒适度，在本申请实施例中，以驾驶员的实际换道操作对换道控制中采用的换道规则(即第一控制规则和第二控制规则)进行标定，并根据换道环境和预设切换规则划分该换道规则，得到第一控制规则和第二控制规则。即将自车与参考车道线的位置关系不满足预设切换规则之前，驾驶员操作的方向盘转动操作确定为第一控制规则；将自车与参考车道线的位置关系满足预设切换规则后，驾驶员操作的方向盘转动操作确定为第二控制规则。该换道规则，可以包括：方向盘转角阈值(如转角最大值和转角最小值)和方向盘转动的角速度；或者，换道规则，包括：方向盘转角度阈值、方向盘转动的角速度和方向盘的转角保持时间。在实际应用中，换道规则可以采用如图2所示的方向盘转角时序表示，该图举例示出了一种根据实际驾驶情况和换道环境标定的方向盘转角变化曲线。

在具体实施时，还可以根据不同的驾驶员驾驶该自车的驾驶习惯分别为其标定对应的换道规则，使得对自车的转向控制更符合每个驾驶员的驾驶习惯。

下面结合具体应用场景，举例说明具体如何根据自车与参考车道线的位置关系，控制自车越过参考车道线至待转入车道内行驶完成换道。

在本申请实施例中，可以根据自车与参考车道线的位置关系，将整个换道过程分为三个阶段：航向偏移阶段、航向恢复阶段和航向调整阶段，分阶段采用对应的控制规则对自车进行控制，通过控制自车的转向系统、驱动系统、制动系统等执行机构，调整自车的行驶状态和车身姿态，实现换道。图3以向左侧换道为例示出了一种具体的换道阶段，下面详细说明各个阶段的控制流程。向右侧换道与向左侧换道的控制流程类似，后面不再赘述。

在航向偏移阶段，采用对应的控制规则控制自车的方向盘偏转，以一定的速度向换道的目标方向偏移，通过对自车方向盘转角角度的调整，在一些可能的情况中还包括对自车车速的调整，实现自车的航向偏移，为越过参考车道线驶入待转入车道做准备。

在具体实施中，可以通过控制自车方向盘转动的角度以及油门和制动的开合程度实现。具体的控制规则可以根据实际情况具体设定，这里不再一一列举。

当自车的前车轮全部越过参考车道线时，说明自车此时已具有足够的换道航向，需要及时恢复自车的航向，使其保持在待转入车道内行驶，进入航向恢复阶段。

在航向恢复阶段，采用对应的控制规则控制自车驶入待转入车道，调整自车的航向，通过对自车方向盘转角角度的调整，恢复自车的航向，使其保持在待转入车道内行驶。

当自车的航向与参考车道线之间的夹角小于预设角度阈值(如5°或6°)时，即自车的航向与参考车道线的方向基本保持一致，说明自车已基本可以保持在待转入车道内行驶，但仍需通过第三控制规则对自车航向进行微调，使自车的航向与参考车道线之间的夹角小于车道保持的角度阈值(可在如0.5°-2°之间取值)，使自车进行车道保持状态，控制自车保持在待转入车道内行驶，完成换道。

在航向调整阶段，采用对应的控制规则调整自车的行驶姿态，通过对自车方向盘转角角度的调整，对自车航向进行微调，使自车进行车道保持状态。

这里需要说明的是，由于实际路况的复杂多变，实际的换道控制过程可能不会经历全部三个阶段，存在由航向偏移阶段直接进入航向调整阶段，或者在航向恢复阶段直接进入车道保持状态的情况。在实际应用中，通过每个阶段的划分依据切换控制规则控制自车换道即可实现自车的换道。因此，图1所示的换道控制方法中第一控制规则和第二控制规则可以分别是航向偏移阶段和航向恢复阶段对应的控制规则，还可以是航向偏移阶段和航向调整阶段对应的控制规则，也可以是航向恢复阶段和航向调整阶段对应的控制规则。

下面结合图4示出的例子中低速情况下方向盘转角的变化曲线，对在各阶段对应的控制规则进行详细说明。

需要说明的是，图4中纵轴正方向表示方向盘向左旋转的角度为正值，纵轴负方向表示方向盘向右旋转的角度为负值。方向盘转角增加代表向换道的目标方向转动方向盘，方向盘转角减小代表向换道的目标方向的反方向转动方向盘。

在航向偏移阶段内，对应的控制规则包括3个阶段：第1.1阶段、第1.2阶段和第1.3阶段，每个阶段内方向盘转角的变化情况分别对应线段OA、线段AB和线段BC。

第1.1阶段，即线段OA，以第一增长速率控制方向盘的转角增加至第一转角阈值，使自车航向指向参考车道线，用于进行航向偏移准备。

第1.2阶段，即线段AB，在第一预设时间段内，控制保持方向盘第一转角阈值，用于进行航向偏移。

第1.3阶段，即线段BC，以第一减小速率控制方向盘的转角减小，在自车的航向基本满足换道航向偏移需求前，减小方向盘的转角，避免超调。一般在线段BC执行的过程中，自车的前轮已经全部越过参考车道线，若自车的前轮未全部越过参考车道线航线，则控制方向盘的转角减小至第二转角阈值，避免超调。当自车的前轮已经全部越过参考车道线时，航向偏移阶段结束，进入航向恢复阶段。

在航向恢复阶段内，类似的，对应的控制规则也包括3个阶段：第2.1阶段、第2.2阶段和第2.3阶段，每个阶段内方向盘转角的变化情况分别对应线段CD线段DE和线段EF。

第2.1阶段，即线段CD，以第二减小速率控制方向盘的转角减小至第三转角阈值，在待转入车道内继续减小方向盘的转角，避免超调。

第2.2阶段，即线段DE，在第二预设时间段内，控制保持方向盘第三转角阈值，使自车的航向恢复至与参考车道线平行。

第2.3阶段，即线段EF，以第二增长速率控制方向盘的转角增加，避免超调。在线段EF执行的过程中，自车已具有足够的换道航向，需要及时恢复自车的航向，使其保持在待转入车道内行驶，航线恢复阶段结束，进入航向保持阶段。

在航向恢复阶段内，其控制规则对应曲线上位于点F和点G的区域，控制方向盘回正，并进行微调使自车进入车道保持状态，维持在待转入车道内行驶的状态。

这里需要说明的是，在实际控制过程中，受自车的车速以及实际的路况影响，可能会出现在航向偏移阶段、航向恢复阶段和航向保持阶段与上述方向盘转角变化曲线不对应的情况，因此，为了保证换道结果的准确，需要按照航向偏移阶段、航向恢复阶段和航向保持阶段为依据对自车的换道进行控制。

例如，在航向偏移阶段的方向盘转角增加过程中，自车的前轮已经全部越过参考车道线，则结束航向偏移阶段进入航道恢复阶段，减小方向盘转角，以第二控制规则控制自车驶入待转入车道。

在本申请实施例可能的实现方式中，由于车辆的转向动作与其车型和车速相关，因此，上述控制规则中方向盘转角变化的参数，如第一增长速率、第一转角阈值、第一预设时间段、第一减小速率、第二转角阈值、第二减小速率、第三转角阈值、第二预设时间段和第二增长速率等，可以预先根据驾驶员驾驶自车在不同车速行驶时实际的转向动作标定得到。即，控制规则可以预先根据驾驶员驾驶自车在不同车速行驶时实际的转向动作标定得到(即上述第一增长速率、第一转角阈值、第一预设时间段、第一减小速率、第二转角阈值、第二减小速率、第三转角阈值、第二预设时间段和第二增长速率等参数在特新车型上与车速相关)，使换道过程更符合驾驶员真实的换道过程，更加符合人工驾驶行为的换道控制逻辑，增加乘客的舒适度。

可以理解的是，由于本申请实施例中方向盘转角的增长速率和减小速率是根据驾驶员的实际驾驶习惯得到的，因此同一阶段内的增长速率和/或减小速率不一定是恒定值，图2和图4仅为示例性说明。

可选的，在实际应用中，还可以根据不同的驾驶员驾驶该自车的驾驶习惯分别为其训练对应的第一控制规则、第二控制规则和第三控制规则，使得对自车的转向控制更符合每个驾驶员的驾驶习惯。

下面结合具体应用场景，对本申请实施例的换道控制方法进行具体描述。假设，自车处于低速行驶状态(如10千米每小时)向左换道。

继续参见图4，换道开始后，进入航向偏移阶段，先以第一增长速率控制方向盘向左转动至转角为44°(即线段OA)，保持向左44°转角0.7秒(即线段AB)后，以第一减小速率控制方向盘向右回正，至方向盘向左转8°角(即点C)时，自车的前轮已经全部越过参考车道线，进入航向恢复阶段。在航向恢复阶段，以第二减小速率继续控制方向盘向右转动，至方向盘向右转35°角(即线段CD)，保持向右35°转角0.5秒(即线段DE)后，以第二增长速率控制方向盘向左转动，至方向盘向右的转角为20°(即点F)时，自车已具有足够的换道航向，进入航向保持阶段。在航向恢复阶段，控制方向盘回正，并对自车航向进行微调，使自车进入车道保持状态，维持在待转入车道内行驶的状态。

在上述实施例中说明了在本申请中具体如何控制自车执行换道动作，然而，由于在本申请实施例中不对虚拟的换道轨迹进行规划，用户或其他设备触发换道时，实际驾驶环境存在不能换道的情况，因此，在步骤S101之前，需要对换道的可行性进行验证，对当前自车的行驶环境是否满足换道条件进行判断，即判断自车是否可以换道。当满足换道条件时，再触发换道控制，控制自车向目标方向偏移，完成换道。

在本申请一些可能的实现方式中，如图5所示，在步骤S101之前还包括如下步骤S501-S502。

S501：获取自车周围的行驶环境信息。

其中，行驶环境信息包括自车的车速以及同一车道和相邻车道内障碍物(如车辆、行人等)的速度和方位，具体可以包括自车的车速、同一车道内前方障碍物和后方障碍物的速度及方位、左侧车道内前方障碍物和后方障碍物的速度及方位、右侧车道内前方障碍物和后方障碍物的速度及方位。可以理解的是，行驶环境信息与自车的实际行驶环境相关，若自车位于最右侧车道，则行驶环境信息中不包括右侧车道内前方障碍物和后方障碍物的速度及方位，以此类推，这里不再一一赘述。在以下具体对本申请实施例的说明中，默认自车左右两侧车道均存在，且左右两侧车道和自车当前所处车道内前后方均存在障碍物，其他特殊情况的控制方法与此类似，具体参见相关说明即可，在本申请实施例中不再赘述。

行驶环境信息可以由各种用于环境感知、目标检测的传感器得到，例如，高精度定位和导航、摄像设备、激光雷达、毫米波雷达等。在实际应用中，可以预先根据传感器回传的数据(即行驶环境信息)，建立自车周围的局部驾驶环境，为后续换道控制提供依据。

图6举例示出了一种三车道五目标的局部驾驶环境。局部驾驶环境包括行驶空间和跟踪目标，其中，行驶空间包括自车行驶的当前车道以及左右两侧可换道的待选车道，跟踪目标包括自车行驶的当前车道内前方障碍物(可以定义为跟踪目标0)、左侧待选车道内前方障碍物(可以定义为跟踪目标1)和后方障碍物(可以定义为跟踪目标3)、右侧待选车道内前方障碍物(可以定义为跟踪目标2)和后方障碍物(可以定义为跟踪目标4)。

S502：根据行驶环境信息，判断自车是否可以向待选车道换道。当自车可以向待选车道换道时，执行步骤S101。

其中，待选车道为自车的左侧相邻车道或右侧相邻车道。

在本申请实施例中，可以根据图6所示的局部驾驶环境以及该局部驾驶环境内各目标的速度与方位，对目标进行跟踪预测，进而判断自车是否可以向待选车道换道。当自车可以向左侧车道换道时，左侧相邻车道具备换道的可行性，待转入车道为左侧相邻车道；当自车可以向右侧相邻车道换道时，右侧相邻车道具备换道的可行性，待转入车道为右侧相邻车道。

这里需要说明的是，为了符合实际的驾驶规则和驾驶习惯，当自车左右两侧的车道均具备换道的可行性时，若自车为左舵车辆，则可以优先选择左侧车道作为待转入车道进行换道；若自车为右舵车辆，则可以优先选择右侧车道作为待转入车道进行换道。

下面举例说明具体如何判断待选车道的换道可行性。

在本申请实施例中，步骤S502可以具体根据自车、第一跟踪目标和第二跟踪目标的速度，以及自车与第一跟踪目标和第二跟踪目标的距离进行判断。其中，第一跟踪目标为待选车道内位于自车前方的障碍物，第二跟踪目标为待选车道内位于自车后方的障碍物。第一跟踪目标和第二跟踪目标可以是车辆、行人、车道内障碍等会阻碍自车正常行驶的物体。

可以理解的是，判断自车左侧相邻车道的换道可行性时，第一跟踪目标和第二跟踪目标为图6中示出的跟踪目标1和跟踪目标3；判断自车右侧相邻车道的换道可行性时，第一跟踪目标和第二跟踪目标为图6中示出的跟踪目标2和跟踪目标4。

在本申请实施例可能的实现方式中，如图7所示，根据自车、第一跟踪目标和第二跟踪目标的速度，以及自车与第一跟踪目标和第二跟踪目标的距离，判断自车是否可以向待选车道换道，具体可以包括以下步骤S701-S704。

S701：根据自车的车速和预设的侧向加速度阈值，获得自车的转向切入点，转向切入点位于自车与待选车道之间的车道线上。

在本申请实施例中，转向切入点为在以当前速度侧向加速度阈值对转向动作进行预测时，得到的自车换道过程中会经过的车道线上的点。

假设当前自车的车速为V_x，侧向加速度阈值为a_lim，自车向左侧或右侧进行换道的轨迹半径R为左侧换道轨迹与当前车道左侧车道线的交点即为向左换道时的转向切入点，右侧换道轨迹与当前车道右侧车道线的交点即为向右换道时的转向切入点。

S702：判断第一跟踪目标与自车的相对速度是否大于或等于零，且，在第一预设时间后第一跟踪目标与转向切入点的距离是否大于自车的预瞄距离S，预瞄距离S为自车在预设的转向预瞄时间段内行驶的距离；若判断结果均为是，则确定满足前方换道条件。

可以理解的是，第一跟踪目标与自车的相对速度等于第一跟踪目标的速度减去自车的车速。当第一跟踪目标的速度大于或等于自车的车速时，二者的相对速度大于或等于零；反之，则二者的相对速度小于零。第一预设时间可以等于1秒、3秒或5秒等，自车的预瞄距离S＝V_x×t_set，其中t_set为预设的转向预瞄时间段(如1.2秒)。本领域技术人员可以根据实际情况具体设定第一预设时间和转向预瞄时间段，这里不再一一列举。

举例而言，继续参见图6，以向左转向为例，此时转向切入点为点1，当跟踪目标1(即第一跟踪目标)对自车的相对速度大于或等于0，且在1秒后跟踪目标1与点1的距离大于预瞄距离S时，则在1秒后左侧相邻车道满足前方换道条件。

S703：判断第二跟踪目标与自车的相对速度是否小于或等于零，且，在第一预设时间后第二跟踪目标与转向切入点的距离是否大于预瞄距离；若判断结果均为是，则确定满足后方换道条件。

同理，第二跟踪目标与自车的相对速度等于第二跟踪目标的速度减去自车的车速。当第二跟踪目标的速度小于或等于自车的车速时，二者的相对速度小于或等于零；反之，则二者的相对速度大于零。

继续参见图6，继续以向左转向为例，转向切入点为点1，当跟踪目标3(即第二跟踪目标)对自车的相对速度小于或等于0，且在1秒后跟踪目标3与点1的距离大于预瞄距离S时，则在1秒后左侧相邻车道满足后方换道条件。

可以理解的是，在本申请实施例中并不对步骤S702和步骤S703的执行顺序进行限定，本领域技术人员可以根据实际情况，具体设定这两个步骤的执行顺序，顺序执行或并行执行，这里不再一一列举。

S704：当前方换道条件和后方换道条件均满足时，则确定自车在第一预设时间后可以向待选车道换道。

在本实施中，当前方换道条件和后方换道条件均满足时，说明待选车道内的前后车均不会在换道过程中对自车的行驶造成阻碍，换道具备可行性，可以控制自车向待选车道换道。

在实际操作时，可以先对局部驾驶环境中各跟踪目标的位置进行预测，估计不同时间间隔(即第一预设时间)后跟踪目标相对于自车的相对位置，得到跟踪目标位置估计，如图8所示。基于跟踪目标位置估计，针对换道切入点前后障碍物的位置和相对速度以及换道切入点的位置，判断是否满足换道可行性条件，即是否满足前方换道条件和后方换道条件。

现有的换道控制的触发，有些是通过驾驶员根据前车运动情况判断，并通过拨动转向灯的方式提示系统进入换道工况，需要人为参与，自主性较差。为此，在本申请实施例中，换道的触发通过对换道的必要性进行判断实现，判断自车是否需要换道，若是，则触发换道控制。

具体的，步骤S501之后，还包括：根据全局路径规划判断自车是否需要换道，全局路径规划包括车道尽头识别和导航路径识别；和/或，判断行驶环境信息是否满足预设的跟车条件；若至少一个判断结果为否，且自车可以向待选车道换道时，执行步骤S101。

正常情况下，自车一般会保持在当前车道，根据前方车辆进行跟车行驶。换道决策的触发来源于以下几个方面：

第一方面，当前车道尽头；

第二方面，当前车道不满足全局规划需求(如转向/直行、限速等)；

第三方面，前方车辆的状态(如速度、类型等)不能满足跟车行驶的跟随条件。

其中，上述第一方面和第二方面，即上述根据全局路径规划判断自车是否需要换道，可以由车道线识别、地图系统、导航系统等全部路径规划给出判断的依据；上述第三方面，即上述判断行驶环境信息是否满足预设的跟车条件，可以由局部环境感知给出判断的依据。当上述三个方面中存在满足一个时，则确定自车需要进行换道。

在本申请实施例可能的实现方式中，判断行驶环境信息是否满足预设的跟车条件，至少存在以下三种可能的实现方式。

第一种可能的实现方式中，判断行驶环境信息是否满足预设的跟车条件，可以具体包括：判断第三跟踪目标的速度V_前是否小于预设速度V_max，且第三跟踪目标的速度V_前与预设速度V_max的差值是否大于或等于预设速度差阈值V_TH，若判断结果均为是，则确定行驶环境信息不满足跟车条件。

其中，第三跟踪目标为与自车位于同一车道的前方障碍物，如图6中示出的跟踪目标0。

即，当前车道前方车辆不满足跟车的速度条件，自车的跟车速度过低。预设速度V_max可以是预先设定的最大行驶速度，可以由实际的道路情况确定。预设速度差阈值V_TH为低速限制，当V_max-V_前≥V_TH时，不满足跟车条件，自车需要进行换道。

第二种可能的实现方式中，判断行驶环境信息是否满足预设的跟车条件，可以具体包括：当自车和第三跟踪目标的速度均为零时，判断自车的静止时间t₁是否大于或等于预设的第一等待时间T₁，若是，则确定行驶环境信息不满足跟车条件。

即，当前车道前方车辆不满足跟车的时间条件，自车静止时间过长。第一等待时间T₁为预设的等待时间限制。自车跟随第三跟踪目标静止后，开始计时得到静止时间t₁，当t₁≥T₁时，不满足跟车条件，自车需要进行换道。

第三种可能的实现方式中，判断行驶环境信息是否满足预设的跟车条件，可以具体包括：判断第三跟踪目标的速度V_前是否小于预设速度，且第三跟踪目标的速度V_前与预设速度V_max的差值是否大于或等于预设速度差阈值V_TH，若判断结果均为是，则统计第三跟踪目标的速度V_前与预设速度V_max的差值大于或等于预设速度差阈值V_TH的持续时间t₂，若持续时间t₂大于预设的第二等待时间T₂，则确定行驶环境信息不满足跟车条件。

即，当前车道前方车辆不满足跟车的速度与时间组合条件，自车低速行驶时间过长。第一等待时间T₂为预设的低速行驶时间限制。当V_max-V_前≥V_TH时，开始计时得到持续时间t₂，当t₂≥T₂时，不满足跟车条件，自车需要进行换道。

可以理解的是，实际操作中，一般是先判断自车是否需要进行换道，即先判断换道的必要性，若自车需要换道时，再判断自车是否可以驶入待选车道，即判断换道的可行性。在本申请实施例中并不对这两个判断过程的执行顺序进行限定，本领域技术人员可以根据实际情况，具体设定这两个判断步骤的执行顺序，这里不再一一列举。

现有的换道控制的触发，有些是通过驾驶员根据前车运动情况判断，并通过拨动转向灯的方式提示系统进入换道工况，需要人为参与，自主性较差；另一些是采用换道可行性判断触发换道控制，通过侧方传感器判断侧方环境内是否有影响换道的目标存在，通过目标的存在性判断换道是否可行，但对目标的检测缺乏针对性的划分和筛选，所以在实现目标跟踪和轨迹预估过程中算法会比较复杂。而在本申请实施例中，控制自车开始执行换道之前，先获取自车周围的行驶环境信息，根据行驶环境信息判断是否满足预设的换道条件，包括是否需要换道以及是否可以换道，即换道的必要性和可行性。换道必要性通过速度阈值和跟车时间阈值等判断依据的组合，表现出对不同条件下换道必要性的支持。换道可行性，通过三车道五目标的局部环境建模，并跟踪、预测局部环境模型中的目标运动，确保安全换道空间。当满足预设的换道条件时，再实际控制自车开始执行换道，无需人为触发换道动作，通过必要性和可行性的触发条件触发换道控制，使后续的换道控制方法只需简单的执行预先设定好的动作即可，无需复杂的换道算法简化了实际换道过程中采用的换道控制方法。

基于上述实施例提供的一种车辆换道控制方法，本申请实施例还提供了一种车辆换道控制装置。

参见图9，该图为本申请实施例提供的一种车辆换道控制装置的结构示意图。

本申请实施例提供的一种车辆换道控制装置，包括：规则切换模块100、转向控制模块200、位置监测模块300和位置判断模块400。

规则切换模块100，用于发送第一控制规则至转向控制模块200；还用于当位置判断模块300判断自车与参考车道线的位置关系满足预设切换规则时，发送与预设切换规则对应的第二控制规则至转向控制模块200。

其中，参考车道线位于自车与待转入车道之间。

转向控制模块200，用于根据规则切换模块发送的第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道；还用于根据规则切换模块发送的第二控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道。

位置监测模块300，用于实时获取自车与参考车道线的位置关系。

位置判断模块400，用于判断位置关系是否满足预设切换规则。

在本申请实施例可能的实现方式中，位置判断模块400，具体用于：

当位置关系为自车的前车轮全部越过参考车道线时，确定满足预设切换规则；或，当自车全部驶入待转入车道，且自车的航向与参考车道线之间的夹角小于预设角度阈值时，确定满足预设切换规则。

作为一个示例，规则切换模块100，具体还用于：获取自车的车速；确定车速对应的换道规则，换道规则预先根据驾驶员驾驶自车在车速下实际执行的换道操作和换道环境标定得到，换道规则包括第一控制规则和第二控制规则。

这里需要说明的是，换道规则包括：方向盘转角阈值和方向盘转动的角速度。或者，换道规则，包括：方向盘转角度阈值、方向盘转动的角速度和方向盘的转角保持时间。

在本申请实施例中，控制自车换道时，先以第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道，并在换道过程中，实时获取自车与待转入车道之间参考车道线的位置关系，判断该位置关系是否满足预设的切换规则。当位置关系满足预设切换规则时，切换控制自车的控制规则，以与预设切换规则对应的第二控制规则控制自车动作，使得自车的实际换道控制与其在车道内、车道间的姿态相结合，以自车的实际位置与参考车道线的位置关系为依据，对换道控制规则进行切换，控制自车执行的换道动作，保证了换道过程中对自车的转向控制符合实际的道路情况，无需预先对虚拟的换道轨迹进行规划，即可得到更加符合实际情况、更加精准的换道结果。并且，在控制过程中，无需预先对虚拟的换道轨迹进行规划，也摒弃了沿换道轨迹换道所需的复杂的控制算法和控制流程，在保证了换道结果的准确性的基础上，降低了算法和流程的复杂度，减少了系统开销。

参见图10，该图为本申请实施例提供的另一种车辆换道控制装置的结构示意图。相较于图9，提供了一种更加具体的车辆换道控制装置。

在图9的基础上，本申请实施例提供的车辆换道控制装置，还包括：环境获取模块500、第一换道判断模块601和触发模块700。

环境获取模块500，用于获取自车周围的行驶环境信息。

其中，行驶环境信息包括自车的车速以及同一车道和相邻车道内障碍物的速度和方位。

第一换道判断模块601，用于根据行驶环境信息，判断自车是否可以向待选车道换道。

其中，待选车道为自车的左侧相邻车道或右侧相邻车道。

触发模块700，用于当第一换道判断模块601判断自车可以向待选车道换道时，触发规则切换模块100。

在本申请实施例可能的实现方式中，第一换道判断模块601，具体用于：

根据自车、第一跟踪目标和第二跟踪目标的速度，以及自车与第一跟踪目标和第二跟踪目标之间的距离，判断自车是否可以向待选车道换道，第一跟踪目标为待选车道内位于自车前方的障碍物。

其中，第二跟踪目标为待选车道内位于自车后方的障碍物。

作为一个示例，第一换道判断模块601，具体包括：获取子模块、第一判断子模块、第二判断子模块和确定子模块；

获取子模块，用于根据自车的车速和预设的侧向加速度阈值，获得自车的转向切入点，转向切入点位于自车与待选车道之间的车道线上。

第一判断子模块，用于判断第一跟踪目标与自车的相对速度是否大于或等于零，且，在第一预设时间后第一跟踪目标与转向切入点的距离是否大于自车的预瞄距离，预瞄距离为自车在预设的转向预瞄时间段内行驶的距离。

第二判断子模块，用于判断第二跟踪目标与自车的相对速度是否小于或等于零，且，在第一预设时间后第二跟踪目标与转向切入点的距离是否大于预瞄距离。

确定子模块，用于当第一判断子模块的判断结果均为是时，确定满足前方换道条件；还用于当第二判断子模块的判断结果均为是，确定满足后方换道条件；还用于当前方换道条件和后方换道条件均满足时，确定自车在第一预设时间后可以向待选车道换道。

在本申请实施例可能的实现方式中，该车辆换道控制装置，还包括：第二换道判断模块602，和/或，第三换道判断模块603。

第二换道判断模块602，用于根据全局路径规划判断自车是否需要换道，全局路径规划包括车道尽头识别和导航路径识别。

第三换道判断模块603，用于判断行驶环境信息是否满足预设的跟车条件。

触发模块700，具体用于：当第二换道判断模块602和第三换道判断模块603至少一个的判断结果为否，且第一换道判断模块601判断自车可以向待选车道换道时，触发规则切换模块100。

在实际应用中，第三换道判断模块603至少存在以下三种具体实施方式：

在第一种实施方式中，第三换道判断模块603，具体用于：

判断第三跟踪目标的速度是否小于预设速度，且第三跟踪目标的速度与预设速度的差值是否大于或等于预设速度差阈值，若判断结果均为是，则确定行驶环境信息不满足跟车条件，第三跟踪目标为与自车位于同一车道的前方障碍物。

在第二种实施方式中，第三换道判断模块603，具体用于：

当自车和第三跟踪目标的速度均为零时，判断自车的静止时间是否大于或等于预设的第一等待时间，若是，则确定行驶环境信息不满足跟车条件。

在第三种实施方式中，第三换道判断模块603，具体用于：

判断第三跟踪目标的速度是否小于预设速度，且第三跟踪目标的速度与预设速度的差值是否大于或等于预设速度差阈值，若判断结果均为是，则统计第三跟踪目标的速度与预设速度的差值大于或等于预设速度差阈值的持续时间，若持续时间大于预设的第二等待时间，则确定行驶环境信息不满足跟车条件。

在本申请实施例中，控制自车开始执行换道之前，先获取自车周围的行驶环境信息，根据行驶环境信息判断是否满足预设的换道条件，包括是否需要换道以及是否可以换道，即换道的必要性和可行性。换道必要性通过速度阈值和跟车时间阈值等判断依据的组合，表现出对不同条件下换道必要性的支持。换道可行性，通过三车道五目标的局部环境建模，并跟踪、预测局部环境模型中的目标运动，确保安全换道空间。当满足预设的换道条件时，再实际控制自车开始执行换道，无需人为触发换道动作，通过必要性和可行性的触发条件触发换道控制，使后续的换道控制方法只需简单的执行预先设定好的动作即可，无需复杂的换道算法简化了实际换道过程中采用的换道控制方法。

基于上述实施例提供的车辆换道控制方法及装置，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。

该计算机可读存储介质上，存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的车辆换道控制方法。

基于上述实施例提供的车辆换道控制方法及装置，本申请实施例还提供了一种整车控制器。

该整车控制器，包括：存储器和处理器；

该存储器，用于存储程序代码，并将该程序代码传输至该处理器；

该处理器，用于根据存储器传输的程序代码中的指令，执行如上述实施例所述的车辆换道控制方法。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置或相关设备而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (20)

1.一种车辆换道控制方法，其特征在于，所述方法，包括：

以第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道；

实时获取所述自车与参考车道线的位置关系，所述参考车道线位于所述自车与所述待转入车道之间；

判断所述位置关系是否满足预设切换规则；

当所述位置关系满足所述预设切换规则时，以与所述预设切换规则对应的第二控制规则控制自车动作；

所述位置关系，包括：未越过参考车道线、前车轮压住参考车道线、前车轮完全越过参考车道线、后车轮完全越过参考车道线以及平行于参考车道线行驶中任意一种或多种；以驾驶员的实际换道操作对换道控制中采用的换道规则进行标定，并根据换道环境和预设切换规则划分该换道规则，得到第一控制规则和第二控制规则。

2.根据权利要求1所述的车辆换道控制方法，其特征在于，所述判断所述位置关系是否满足预设切换规则，具体包括：

当所述位置关系为所述自车的前车轮全部越过所述参考车道线时，确定满足所述预设切换规则；

或，当所述自车全部驶入所述待转入车道，且所述自车的航向与所述参考车道线之间的夹角小于预设角度阈值时，确定满足所述预设切换规则。

3.根据权利要求2所述的车辆换道控制方法，其特征在于，所述第一控制规则和所述第二控制规则的确定方法，具体包括：

获取所述自车的车速；

确定所述车速对应的换道规则，所述换道规则预先根据驾驶员驾驶所述自车在所述车速下实际执行的换道操作和换道环境标定得到，所述换道规则包括所述第一控制规则和所述第二控制规则。

4.根据权利要求3所述的车辆换道控制方法，其特征在于，

所述换道规则，包括：方向盘转角阈值和方向盘转动的角速度；

或者，所述换道规则，包括：方向盘转角度阈值、方向盘转动的角速度和方向盘的转角保持时间。

5.根据权利要求1所述的车辆换道控制方法，其特征在于，所述以第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道，之前还包括：

获取所述自车周围的行驶环境信息，所述行驶环境信息包括自车的车速以及同一车道和相邻车道内障碍物的速度和方位；

根据所述行驶环境信息，判断所述自车是否可以向待选车道换道，所述待选车道为所述自车的左侧相邻车道或右侧相邻车道；

当所述自车可以向待选车道换道时，执行所述以第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道。

6.根据权利要求5所述的车辆换道控制方法，其特征在于，所述判断所述自车是否可以向待选车道换道，具体包括：

根据所述自车、第一跟踪目标和第二跟踪目标的速度，以及所述自车与所述第一跟踪目标和所述第二跟踪目标之间的距离，判断所述自车是否可以向所述待选车道换道，所述第一跟踪目标为所述待选车道内位于所述自车前方的障碍物，所述第二跟踪目标为所述待选车道内位于所述自车后方的障碍物。

7.根据权利要求6所述的车辆换道控制方法，其特征在于，所述根据所述自车、第一跟踪目标和第二跟踪目标的速度，以及所述自车与所述第一跟踪目标和所述第二跟踪目标之间的距离，判断所述自车是否可以向所述待选车道换道，具体包括：

根据所述自车的车速和预设的侧向加速度阈值，获得所述自车的转向切入点，所述转向切入点位于所述自车与所述待选车道之间的车道线上；

判断所述第一跟踪目标与所述自车的相对速度是否大于或等于零，且，在第一预设时间后所述第一跟踪目标与所述转向切入点的距离是否大于所述自车的预瞄距离，所述预瞄距离为所述自车在预设的转向预瞄时间段内行驶的距离；若判断结果均为是，则确定满足前方换道条件；

判断所述第二跟踪目标与所述自车的相对速度是否小于或等于零，且，在所述第一预设时间后所述第二跟踪目标与所述转向切入点的距离是否大于所述预瞄距离；若判断结果均为是，则确定满足后方换道条件；

当所述前方换道条件和所述后方换道条件均满足时，则确定所述自车在所述第一预设时间后可以向所述待选车道换道。

8.根据权利要求5所述的车辆换道控制方法，其特征在于，所述获取所述自车周围的行驶环境信息，之后还包括：

根据全局路径规划判断所述自车是否需要换道，所述全局路径规划包括车道尽头识别和导航路径识别；

和/或，

判断所述行驶环境信息是否满足预设的跟车条件；

若至少一个判断结果为否，且所述自车可以向待选车道换道时，执行所述以第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道。

9.根据权利要求8所述的车辆换道控制方法，其特征在于，所述判断所述行驶环境信息是否满足预设的跟车条件，具体包括：

判断第三跟踪目标的速度是否小于预设速度，且所述第三跟踪目标的速度与所述预设速度的差值是否大于或等于预设速度差阈值，若判断结果均为是，则确定所述行驶环境信息不满足所述跟车条件，所述第三跟踪目标为与所述自车位于同一车道的前方障碍物；

或，

当所述自车和所述第三跟踪目标的速度均为零时，判断所述自车的静止时间是否大于或等于预设的第一等待时间，若是，则确定所述行驶环境信息不满足所述跟车条件；

或，

判断第三跟踪目标的速度是否小于预设速度，且所述第三跟踪目标的速度与所述预设速度的差值是否大于或等于所述预设速度差阈值，若判断结果均为是，则统计所述第三跟踪目标的速度与所述预设速度的差值大于或等于所述预设速度差阈值的持续时间，若所述持续时间大于预设的第二等待时间，则确定所述行驶环境信息不满足所述跟车条件。

10.一种车辆换道控制装置，其特征在于，所述装置，包括：规则切换模块、转向控制模块、位置监测模块和位置判断模块；

所述规则切换模块，用于将第一控制规则发送至所述转向控制模块；还用于当所述位置判断模块判断自车与参考车道线的位置关系满足预设切换规则时，将与所述预设切换规则对应的第二控制规则发送至所述转向控制模块，所述参考车道线位于所述自车与待转入车道之间；

所述转向控制模块，用于根据所述规则切换模块发送的第一控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道；还用于根据所述规则切换模块发送的第二控制规则控制自车驶入相邻的待转入车道；

所述位置监测模块，用于实时获取所述自车与参考车道线的位置关系；

所述位置判断模块，用于判断所述位置关系是否满足预设切换规则；

所述位置关系，包括：未越过参考车道线、前车轮压住参考车道线、前车轮完全越过参考车道线、后车轮完全越过参考车道线以及平行于参考车道线行驶中任意一种或多种；以驾驶员的实际换道操作对换道控制中采用的换道规则进行标定，并根据换道环境和预设切换规则划分该换道规则，得到第一控制规则和第二控制规则。

11.根据权利要求10所述的换道控制装置，其特征在于，所述位置判断模块，具体用于：

当所述位置关系为所述自车的前车轮全部越过所述参考车道线时，确定满足所述预设切换规则；

或，当所述自车全部驶入所述待转入车道，且所述自车的航向与所述参考车道线之间的夹角小于预设角度阈值时，确定满足所述预设切换规则。

12.根据权利要求11所述的车辆换道控制装置，其特征在于，所述规则切换模块，具体还用于：

获取所述自车的车速；

确定所述车速对应的换道规则，所述换道规则预先根据驾驶员驾驶所述自车在所述车速下实际执行的换道操作和换道环境标定得到，所述换道规则包括所述第一控制规则和所述第二控制规则。

13.根据权利要求12所述的车辆换道控制装置，其特征在于，

所述换道规则，包括：方向盘转角阈值和方向盘转动的角速度；

或者，所述换道规则，包括：方向盘转角度阈值、方向盘转动的角速度和方向盘的转角保持时间。

14.根据权利要求10所述的车辆换道控制装置，其特征在于，所述装置，还包括：环境获取模块、第一换道判断模块和触发模块；

所述环境获取模块，用于获取所述自车周围的行驶环境信息，所述行驶环境信息包括自车的车速以及同一车道和相邻车道内障碍物的速度和方位；

所述第一换道判断模块，用于根据所述行驶环境信息，判断所述自车是否可以向待选车道换道，所述待选车道为所述自车的左侧相邻车道或右侧相邻车道；

所述触发模块，用于当所述第一换道判断模块判断自车可以向待选车道换道时，触发所述规则切换模块。

15.根据权利要求14所述的车辆换道控制装置，其特征在于，所述第一换道判断模块，具体用于：

根据所述自车、第一跟踪目标和第二跟踪目标的速度，以及所述自车与所述第一跟踪目标和所述第二跟踪目标之间的距离，判断所述自车是否可以向所述待选车道换道，所述第一跟踪目标为所述待选车道内位于所述自车前方的障碍物，所述第二跟踪目标为所述待选车道内位于所述自车后方的障碍物。

16.根据权利要求15所述的车辆换道控制装置，其特征在于，所述第一换道判断模块，具体包括：获取子模块、第一判断子模块、第二判断子模块和确定子模块

所述获取子模块，用于根据所述自车的车速和预设的侧向加速度阈值，获得所述自车的转向切入点，所述转向切入点位于所述自车与所述待选车道之间的车道线上；

所述第一判断子模块，用于判断所述第一跟踪目标与所述自车的相对速度是否大于或等于零，且，在第一预设时间后所述第一跟踪目标与所述转向切入点的距离是否大于所述自车的预瞄距离，所述预瞄距离为所述自车在预设的转向预瞄时间段内行驶的距离；

所述第二判断子模块，用于判断所述第二跟踪目标与所述自车的相对速度是否小于或等于零，且，在所述第一预设时间后所述第二跟踪目标与所述转向切入点的距离是否大于所述预瞄距离；

所述确定子模块，用于当所述第一判断子模块的判断结果均为是时，确定满足前方换道条件；还用于当所述第二判断子模块的判断结果均为是，确定满足后方换道条件；还用于当所述前方换道条件和所述后方换道条件均满足时，确定自车在第一预设时间后可以向所述待选车道换道。

17.根据权利要求14所述的车辆换道控制装置，其特征在于，所述装置，还包括：第二换道判断模块，和/或，第三换道判断模块；

所述第二换道判断模块，用于根据全局路径规划判断所述自车是否需要换道，所述全局路径规划包括车道尽头识别和导航路径识别；

所述第三换道判断模块，用于判断所述行驶环境信息是否满足预设的跟车条件；

所述触发模块，具体用于：

当所述第二换道判断模块和所述第三换道判断模块至少一个的判断结果为否，且所述第一换道判断模块判断自车可以向所述待选车道换道时，触发所述规则切换模块。

18.根据权利要求17所述的车辆换道控制装置，其特征在于，

所述第三换道判断模块，具体用于：

判断第三跟踪目标的速度是否小于预设速度，且所述第三跟踪目标的速度与所述预设速度的差值是否大于或等于预设速度差阈值，若判断结果均为是，则确定所述行驶环境信息不满足所述跟车条件，所述第三跟踪目标为与所述自车位于同一车道的前方障碍物；

或，

当所述自车和所述第三跟踪目标的速度均为零时，判断所述自车的静止时间是否大于或等于预设的第一等待时间，若是，则确定所述行驶环境信息不满足所述跟车条件；

或，

判断第三跟踪目标的速度是否小于预设速度，且所述第三跟踪目标的速度与所述预设速度的差值是否大于或等于所述预设速度差阈值，若判断结果均为是，则统计所述第三跟踪目标的速度与所述预设速度的差值大于或等于所述预设速度差阈值的持续时间，若所述持续时间大于预设的第二等待时间，则确定所述行驶环境信息不满足所述跟车条件。

19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-9任意一项所述的车辆换道控制方法。

20.一种整车控制器，其特征在于，包括：存储器和处理器；

所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输至所述处理器；

所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令，执行如权利要求1-9任意一项所述的车辆换道控制方法。