CN110466522A - 自动变道方法、系统、车辆、车载计算机及存储介质 - Google Patents

自动变道方法、系统、车辆、车载计算机及存储介质 Download PDF

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Abstract

一种自动变道方法、系统、车辆、车载计算机及存储介质，该方法包括：获取前方车辆行驶信息；根据前方车辆行驶信息获得变道等级；根据所述变道等级执行相应的变道操作。实施本发明实施例，能够根据前方车辆不同的行驶状态确定当前车辆需要变道的紧急程度，然后根据不同的紧急程度执行不同的变道操作，模拟驾驶员在实际行车时针对不同的前车行驶状态可能执行的变道操作，从而可以提高自动变道系统的智能化程度。

Description

自动变道方法、系统、车辆、车载计算机及存储介质
技术领域
本发明涉及驾驶辅助技术领域，具体涉及一种自动变道方法、系统、车辆、车载计算机及存储介质。
背景技术
目前，部分车辆已经搭载有自动变道系统，可以控制车辆自动变道。然而，现有的自动变道系统仍然需要由驾驶员在判定需要变道或者主观上希望变道时，手动输入变道指令来启动自动变道系统并触发变道操作。这在一定程度上降低了自动变道系统的智能化程度。
发明内容
本发明实施例公开了一种自动变道方法、系统、车辆、车载计算机及存储介质，能够根据前车的行驶状态自动触发变道操作，提高自动变道系统的智能化程度。
本发明实施例第一方面公开一种自动变道方法，所述方法包括：
获取前方车辆行驶信息；
根据前方车辆行驶信息获得变道等级；
根据所述变道等级执行相应的变道操作。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述前方车辆行驶信息具体包括以下至少一个：横摆角速度、横摆角速度变化率、纵向行驶速率、减速度。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述根据所述变道等级执行相应的变道操作，包括：
生成与所述变道等级对应的变道路径；
确定与所述变道等级对应的转向控制参数的值；所述转向控制参数包括以下至少一个：最大加速度、最大转向角、最大转向角变化率；
判断当前车辆与根据所述变道路径构建出的变道安全空间内的车辆是否存在碰撞风险；
如果否，控制所述当前车辆按照所述对应的转向控制参数沿着所述变道路径行驶。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述变道等级至少包括以下任一等级：等级一、等级二、等级三；
其中，所述等级三的级别高于等级二；所述等级二的级别高于所述等级一；以及，
所述变道等级的级别越高，对应的所述变道路径的最大曲率越大，对应的所述变道路径的最大曲率变化率越大，对应的最大加速度越大，对应的最大转向角越大，对应的最大转向角变化率越大。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述前方车辆行驶信息具体为：纵向行驶速率；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级具体为：
如果当前车辆的纵向行驶速率与所述前方车辆的纵向行驶速率之间的速率差值大于等于预设的速率阈值，确定变道等级为第一级；
或者，如果所述当前车辆的纵向行驶速率与所述前方车辆的纵向行驶速率之间的速率差值大于零且小于所述速率阈值，并且所述前方车辆的车辆类型属于预设的潜在慢车类型，确定变道等级为第一级；
或者，如果所述当前车辆的纵向行驶速率与所述前方车辆的纵向行驶速率之间的速率差值大于等于预设的速率阈值，并且所述前方车辆与所述当前车辆之间的距离小于预设的距离阈值，确定变道等级为第一级；
或者，如果所述当前车辆的纵向行驶速率与所述前方车辆的纵向行驶速率之间的速率差值大于零且小于所述速率阈值，并且所述前方车辆的车辆类型属于预设的潜在慢车类型，以及所述前方车辆与所述当前车辆之间的距离小于预设的距离阈值，确定变道等级为第一级；
以及，在所述确定变道等级为第一级之后，以及在所述根据所述变道等级执行相应的变道操作之前，所述方法还包括：
判断所述当前车辆行驶的车道是否存在至少一侧车道线；
如果是，执行所述根据所述变道等级执行相应的变道操作。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述前方车辆行驶信息具体为：横摆角速度；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级具体为：
如果所述前方车辆的横摆角速度小于预设的角速度第一安全阈值，并且大于等于预设的角速度第二安全阈值，确定变道等级为第二级；其中，所述角速度第一安全阈值大于所述角速度第二安全阈值；
或者，所述前方车辆行驶信息具体为：横摆角速度变化率；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级具体为：
如果所述前方车辆的横摆角速度变化率小于预设的角速度变化率第一安全阈值，并且大于等于预设的角速度变化率第二安全阈值，确定变道等级为第二级；其中，所述角速度变化率第一安全阈值大于所述角速度变化率第二安全阈值；
或者，所述前方车辆行驶信息具体为：减速度；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级具体为：
如果所述前方车辆的减速度小于预设的减速度阈值，并且当前车辆与所述前方车辆的碰撞时间大于预设的时间阈值，确定变道等级为第二级；
以及，在所述确定变道等级为第二级之后，以及在所述根据所述变道等级执行相应的变道操作之前，所述方法还包括：
判断所述当前车辆行驶的车道是否存在至少一侧车道线；
如果是，执行所述根据所述变道等级执行相应的变道操作。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述前方车辆行驶信息具体为：横摆角速度；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级具体为：
如果所述前方车辆的横摆角速度大于等于预设的角速度第一安全阈值，确定变道等级为第三级；
或者，所述前方车辆行驶信息具体为：横摆角速度变化率；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级具体为：
如果所述前方车辆的横摆角速度变化率大于等于预设的角速度变化率第一安全阈值，确定变道等级为第三级；
或者，所述前方车辆行驶信息具体为：减速度；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级具体为：
如果所述前方车辆的减速度小于等于预设的减速度阈值，并且当前车辆与所述前方车辆的碰撞时间小于等于预设的时间阈值，确定变道等级为第三级。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述前方车辆行驶信息具体为：横摆角速度、横摆角速度变化率、纵向行驶速率、减速度；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级，包括：
判断所述前方车辆的横摆角速度是否大于等于预设的角速度第一安全阈值；
判断所述前方车辆的横摆角速度变化率是否大于等于预设的角速度变化率第一安全阈值；
如果所述前方车辆的横摆角速度大于等于所述角速度第一安全阈值，或者所述前方车辆的横摆角速度变化率大于等于所述角速度变化率第一安全阈值时，确定变道等级为第三级；
如果所述前方车辆的横摆角速度小于所述角速度第一安全阈值，和/或所述前方车辆的横摆角速度变化率小于所述角速度变化率第一安全阈值时，判断当前车辆是否满足预设的变道前置条件；所述变道前置条件至少包括以下任意一个：所述当前车辆当前未处于隧道、所述当前车辆当前未处于预转弯车道、所述当前车辆当前未处于交通拥堵路段；
如果所述当前车辆满足所述变道前置条件，执行以下三个步骤中的至少一个：
步骤一：判断所述当前车辆的纵向行驶速率与所述前方车辆的纵向行驶速率之间的速率差值是否大于等于预设的速率阈值；如果大于等于所述速度阈值，判断所述前方车辆与所述当前车辆之间的距离是否小于预设的距离阈值；如果小于所述速度阈值，判断所述前方车辆的车辆类型是否属于预设的潜在慢车类型；如果属于所述潜在慢车类型且所述速率差值大于零，执行所述判断所述前方车辆与所述当前车辆之间的距离是否小于预设的距离阈值的步骤；在判断出所述前方车辆与所述当前车辆之间的距离小于所述距离阈值时，确定变道等级为第一级；
步骤二：判断所述前方车辆的横摆角速度是否小于预设的角速度第一安全阈值并且大于等于预设的角速度第二安全阈值；其中，所述角速度第一安全阈值大于所述角速度第二安全阈值；以及，
判断所述前方车辆的车辆行驶信息中的横摆角速度变化率是否小于预设的角速度变化率第一安全阈值并且大于等于预设的角速度变化率第二安全阈值；其中，所述角速度变化率第一安全阈值大于所述角速度变化率第二安全阈值；
如果所述前方车辆的横摆角速度小于预设的角速度第一安全阈值并且大于等于所述角速度第二安全阈值，或者如果所述前方车辆的横摆角速度变化率小于预设的角速度变化率第一安全阈值并且大于等于预设的角速度变化率第二安全阈值，确定变道等级为第二级；
步骤三：判断所述前方车辆的减速度是否小于等于预设的减速度阈值；如果小于等于所述减速度阈值，判断所述前方车辆与当前车辆的碰撞时间是否小于等于预设的时间阈值；如果小于等于所述时间阈值，确定变道等级为第三级；如果大于所述时间阈值，确定变道等级为第二级。
作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述生成与所述变道等级对应的变道路径，包括：
如果确定出至少两个不同的变道等级，生成与级别最高的变道等级对应的变道路径；
以及，所述确定与所述变道等级对应的转向控制参数的值，包括：
如果确定出至少两个不同的变道等级，确定与级别最高的变道等级对应的转向控制参数的值。
本发明实施例第二方面公开一种自动变道系统，所述系统包括：
第一获取单元，用于获取前方车辆行驶信息；
第二获取单元，用于根据前方车辆行驶信息获得变道等级；
变道控制单元，用于根据所述变道等级执行相应的变道操作。
本发明实施例第三方面公开一种车辆，所述车辆包括本发明实施例第二方面公开的自动变道系统。
本发明实施例第四方面公开一种车载计算机，包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明实施例第一方面公开的任一项方法。
本发明第四方面公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行本发明实施例第一方面公开的任一项方法。
本发明实施例第五方面公开一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行本发明实施例第一方面公开的任一项方法。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
通过获取前方车辆行驶信息获得变道等级，使得可以根据变道等级执行相应的变道操作。实施本发明实施例，能够根据前方车辆不同的行驶状态确定当前车辆需要变道的紧急程度，然后根据不同的紧急程度执行不同的变道操作，模拟驾驶员在实际行车时针对不同的前车行驶状态可能执行的变道操作，可以提高自动变道系统的智能化程度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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他的附图。
图1是本发明实施例公开的一种自动变道方法的流程示意图；
图2是本发明实施例公开的另一种自动变道方法的流程示意图；
图3是本发明实施例公开的一种自动变道系统的结构示意图；
图4是本发明实施例公开的一种车载计算机的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明实施例公开了一种自动变道方法、系统、车辆、车载计算机及存储介质，能够根据前车的行驶状态自动触发变道操作，提高自动变道系统的智能化程度。以下分别进行详细说明。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种自动变道方法的流程示意图。其中，图1所描述的自动变道方法适用于自动变道系统，该自动变道系统可以运行于车辆的电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)、车载计算机等车载电子设备或装置，本发明实施例不做限定。如图1所示，该自动变道方法可以包括以下步骤：
101、自动变道系统获取前方车辆行驶信息。
在本发明实施例中，当前车辆上可以设置有毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达与摄像头等传感器中的至少一个，自动变道系统可以通过上述的各个传感器获取当前车辆所处的道路信息以及行驶在当前车辆周边的车辆行驶信息；上述的道路信息可以包括但不限于以下信息中的至少一个：道路类型、道路位置参数、车道数、车道宽度、车道曲率、车道线位置参数、车道线类型、车道线颜色、护栏与路沿位置信息；上述的车辆行驶信息可以包括但不限于以下信息中的至少一个：上述各个传感器探测范围内的车辆的横摆角速度、侧倾角速度、俯仰角速度、横摆角速度变化率、纵向加速度、纵向减速度、纵向行驶速度。
可见，自动变道系统可以通过上述的传感器探测前方车辆的车辆行驶信息。并且前方车辆的车辆行驶信息可以包括但不限于以下信息中的至少一个：前方车辆的横摆角速度、侧倾角速度、俯仰角速度、横摆角速度变化率、纵向加速度、纵向减速度、纵向行驶速度。
作为一种可选的实施方式，自动变道系统也可以通过当前车辆与前方车辆之间的车-车(Vehicle-to-Vehicle，V2V)通信获取前方车辆发送的车辆行驶信息，本发明实施例不做限定。
102、自动变道系统根据前方车辆行驶信息获得变道等级。
在本发明实施例中，根据前方车辆行驶信息获得的变道等级具体可以为以下三种等级中的任意一种：等级一、等级二、等级三。
其中，等级三的级别高于等级二，等级二的级别高于等级一。利用不同的行驶信息可以确定出不同的变道等级。以下进行分别说明：
1.前方车辆行驶信息具体为：纵向行驶速率V；
根据前方车辆行驶信息获得变道等级的方式具体可以为：
如果ΔV≥V0，确定变道等级为第一级；
或者，如果V0>ΔV>0,并且前方车辆的车辆类型属于预设的潜在慢车类型，确定变道等级为第一级；
其中，ΔV＝VH-VT，VH为当前车辆的纵向行驶速率，VT为前方车辆的纵向行驶速率，V0为预设的速率阈值；预设的潜在慢车类型可以包括但不限于以下车辆中的至少一种：货车、工程车、客车等中大型车辆。
可选的，还可以进一步地考虑当前车辆与前方车辆之间的距离D1，以判断是否确定变道等级为第一级；具体可以如下：
如果ΔV≥V0，并且D1≤D0，确定变道等级为第一级；
或者，如果V0>ΔV>0，并且前方车辆的车辆类型属于预设的潜在慢车类型，并且D1≤D0，确定变道等级为第一级；
其中，D0为预设的距离阈值。
也就是说，当获得的前方车辆行驶信息为纵向行驶速率V时，可以根据纵向行驶速率V判断变道等级是否为等级一。
2.前方车辆行驶信息具体为：横摆角速度Φ；
根据前方车辆行驶信息获得变道等级的方式具体可以为：
如果ΦT≥ΦT1，确定变道等级为第三级；
如果ΦT1＞ΦT≥ΦT2，确定变道等级为第二级；
其中，ΦT为前方车辆的横摆角速度，ΦT1为预设的角速度第一安全阈值，ΦT2为预设的角速度第二安全阈值，ΦT1＞ΦT2。
也就是说，获得的前方车辆行驶信息为横摆角速度Φ时，可以根据横摆角速度Φ判断变道等级是否为等级二或者等级三。
3.前方车辆行驶信息具体为：横摆角速度变化率
根据前方车辆行驶信息获得变道等级的方式具体可以为：
如果确定变道等级为第三级；
如果确定变道等级为第二级；
其中，为前方车辆的横摆角速度变化率，为预设的角速度变化率第一安全阈值，为预设的角速度变化率第二安全阈值，
也就是说，获得的前方车辆行驶信息为横摆角速度变化率时，可以根据横摆角速度变化率判断变道等级是否为等级二或者等级三。
4.前方车辆行驶信息具体为：减速度a；
根据前方车辆行驶信息获得变道等级的方式具体可以为：
如果aT≤aT1，并且当前车辆与前方车辆的碰撞时间(Time to Collision，TTC)小于等于预设的时间阈值T0，确定变道等级为第三级；
如果aT≤aT1，并且TTC>T0，确定变道等级为第二级；
其中，aT为前方车辆的减速度，aT1为预设的减速度阈值，TTC是指当前车辆撞上前方车辆的所需的时间。作为一种可选的实施方式，TTC的计算公式可以如下：
TTC＝D1/ΔV。
也就是说，获得的前方车辆行驶信息为减速度a时，可以根据TTC判断变道等级是否为等级二或者等级三。
综上所述，当前方车辆为慢车(即ΔV≥V0)或者为潜在慢车(即V0>ΔV>0且车辆类型属于潜在慢车类型)时，确定变道等级为等级一，等级一主要模拟驾驶员进行常规超车时的变道意图；进一步地，在判断出前方车辆为慢车或者潜在慢车之后，以及在确定变道等级为等级一之前，还可以判断当前车辆与前方车辆之间的距离是否过近(即D1≤D0)，如果过近，确定变道等级为等级一；
当前方车辆为潜在失稳车辆(即ΦT1＞ΦT≥ΦT2或者)或者前方车辆急刹但TTC较长(即aT≤aT1且TTC>T0)时，确定变道等级为等级二，等级二主要模拟驾驶员对一些潜在的危险进行预避险的变道意图；
当前方车辆处于不稳定行驶状态(即ΦT≥ΦT1或者)或者前方车辆急刹但TTC较短(即aT≤aT1且TTC≤T0)时，确定变道等级为等级三，等级三主要模拟驾驶员紧急避险时的变道意图。
103、自动变道系统根据变道等级执行相应的变道操作。
在本发明实施例中，自动变道系统根据变道等级执行相应的变道操作的方式具体可以为：
1031、生成与变道等级对应的变道路径；变道路径可以由路径最大曲率以及最大曲率变化率进行表示。因此，不同等级对应的变道路径具体可以表示如下：
变道等级 变道路径等级 变道空间等级
等级一 P<sub>1</sub>(C<sub>1</sub>,C<sub>r1</sub>) M<sub>1</sub>(P<sub>1</sub>,V<sub>H</sub>)
等级二 P<sub>2</sub>(C<sub>2</sub>,C<sub>r2</sub>) M<sub>2</sub>(P<sub>2</sub>,V<sub>H</sub>)
等级三 P<sub>3</sub>(C<sub>3</sub>,C<sub>r3</sub>) M<sub>3</sub>(P<sub>3</sub>,V<sub>H</sub>)
其中，P为变道路径，C为路径最大曲率，Cr为最大曲率变化率；M为变道空间，VH为当前车辆的纵向速率。C1＜C2＜C3，Cr1＜Cr2＜Cr3，变道安全空间M则依据规划的变道路径P以及当前车辆的纵向行驶速率VH来构建。比如说，可以根据变道路径上各个点的法线构成的区域确定变道安全空间，法线的长度根据当前车辆的的纵向行驶速率VH确定。
1032、确定与变道等级对应的转向控制参数的值；具体可以如下：
变道等级 转向控制参数等级
等级一 Ⅰ(a<sub>1</sub>,θ<sub>1</sub>,ζ<sub>1</sub>)
等级二 Ⅱ(a<sub>2</sub>,θ<sub>2</sub>,ζ<sub>2</sub>)
等级三 Ⅲ(a<sub>3</sub>,θ<sub>3</sub>,ζ<sub>3</sub>)
其中，转向控制参数包括以下的至少一个：
a—当前车辆变道时的最大加速度；
θ—当前车辆变道时的最大转向角；
ζ—当前车辆变道时的最大转向角变化率。
不同的变道等级对应的最大加速度a、最大转向角θ以及最大转向角变化率ζ不一样，其中|a1|＜|a2|＜|a3|，|θ1|＜|θ2|＜|θ3|，|ζ1|＜|ζ2|＜|ζ3|。
1033、判断当前车辆与变道安全空间M内的车辆是否存在碰撞风险；如果是，执行步骤1034；如果否，返回执行步骤102。
1034、控制当前车辆按照对应的转向控制参数沿着变道路径行驶。
实施上述的实施方式，从不同等级对应的变道路径、变道空间以及转向控制参数的值可以看出，变道等级的级别越低，自动变道系统控制当前车辆变道时的操作越平稳，从而可以在超车或者预避险等变道急切程度不高的情况下兼顾乘客的乘车体验和变道需求。
此外，在本发明实施例中，可选的，在执行步骤103之前，如果获得的变道等级具体为等级一或者等级二，自动变道系统还可以执行以下步骤：
判断当前车辆行驶的车道是否存在至少一侧车道线；
如果是，执行步骤103。
也就是说，当变道等级具体为等级一或者等级二时，先判断当前车辆行驶的车道是否存在虚线的车道线，以减少当前车辆压实线变道等违规行为的发生；当变道等级具体为等级三时，变道的紧急程度较高，可以无需判断是否存在虚线的车道线，直接执行相应的变道操作。
可见，在图1所描述的方法中，自动变道系统可以根据前方车辆不同的行驶状态确定当前车辆需要变道的紧急程度，然后根据不同的紧急程度执行不同的变道操作。具体的，至少可以确定三种不同的变道等级，分别对应于常规超车、预避险、紧急避险这三种不同的变道意图。变道等级的级别越高，变道的紧急程度越低，控制当前车辆进行变道时的操作越平稳，可以更加贴近驾驶员实际的人工操作效果，从而可以提高自动变道系统的智能化程度。
实施例二
请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种自动变道方法的流程示意图。如图2所示，该自动变道方法包括以下步骤：
201、自动变道系统获取前方车辆行驶信息。
202、自动变道系统判断是否满足ΦT≥ΦT1或者如果是，执行步骤215；如果否，执行步骤203。
在本发明实施例中，ΦT为前方车辆的横摆角速度，ΦT1为预设的角速度第一安全阈值；为前方车辆的横摆角速度变化率，为预设的角速度变化率第一安全阈值；
判断车辆是否处于不稳定行驶状态(即ΦT≥ΦT1或者)的优先级最高，一旦满足ΦT≥ΦT1或者触发执行步骤215，以将变道等级的界别确定为等级三，以使自动变道系统执行用于紧急避险的变道操作。
此外，可以理解的是，“如果否”具体可以为判断出ΦT＜ΦT1和/或 的情况。
203、自动变道系统判断当前车辆当前是否未处于隧道；如果是，执行步骤204；如果否，返回执行步骤202。
204、自动变道系统判断当前车辆当前是否未处于预转弯车道；如果是，执行步骤205；如果否，返回执行步骤202。
在本发明实施例中，自动变道系统的地图与定位模块可以指示当前车辆是否处于隧道中行驶，同时也可以指示当前车辆是否处于与当前车辆的导航路径相对应的预转弯车道中。
205、自动变道系统判断当前车辆当前是否未处于交通拥堵路段；如果是，执行步骤206；如果否，返回执行步骤202。
在本发明实施例中，自动变道系统的环境探测模块可以通过上述的一个或者多个传感器获取在当前车辆的周围行驶的车辆数量、行驶速度等参数来检测交通的拥堵程度，从而判断当前车辆当前是否未处于交通拥堵路段。
执行上述的步骤203～步骤205可以用于判断当前车辆是否满足预设的变道前置条件。其中，变道前置条件可以至少包括以下任意一个：当前车辆当前未处于隧道、当前车辆当前未处于预转弯车道、当前车辆当前未处于交通拥堵路段。
也就是说，在判断出前方车辆未处于不稳定行驶状态(即ΦT1≤ΦT和/或)时，先判断当前车辆是否处于适合变道的行车环境中，如果是(即满足变道前置条件)，触发执行步骤206～步骤209和/或执行步骤210和/或执行步骤211～步骤212。
此外，可以理解的是，步骤206、步骤210与步骤211没有必然的先后顺序。
206、自动变道系统判断是否满足ΔV≥V0；如果是，执行步骤209；如果否，执行步骤207。
其中，ΔV＝VH-VT，VH为当前车辆的纵向行驶速率，VT为前方车辆的纵向行驶速率，V0为预设的速率阈值。
207、自动变道系统判断前方车辆的车辆类型是否属于预设的潜在慢车类型；如果是，执行步骤208；如果否，返回执行步骤202。
在本发明实施例中，预设的潜在慢车类型可以包括但不限于以下车辆中的至少一种：货车、工程车、客车等中大型车辆。
208、自动变道系统判断是否满足ΔV≥0；如果是，执行步骤209；如果否，返回执行步骤202。
209、自动变道系统判断是否满足D1≤D0；如果是，执行步骤213；如果否，继续执行步骤202。
其中，D1为当前车辆与前方车辆之间的距离；D0为预设的距离阈值。
210、自动变道系统判断是否满足ΦT1＞ΦT≥ΦT2或者如果是，执行步骤214；如果否，返回执行步骤202。
其中，ΦT为前方车辆的横摆角速度，ΦT1为预设的角速度第一安全阈值，ΦT2为预设的角速度第二安全阈值，ΦT1＞ΦT2；
为前方车辆的横摆角速度变化率，为预设的角速度变化率第一安全阈值，为预设的角速度变化率第二安全阈值，
此外，可以理解的是，“如果否”具体可以为判断出ΦT＜ΦT2和/或 的情况。
211、自动变道系统判断是否满足aT≤aT1；如果是，执行步骤212；如果否，返回执行步骤202。
其中，aT为前方车辆的减速度，aT1为预设的减速度阈值。
212、自动变道系统判断是否满足TTC≤T0；如果是，执行步骤215；如果否，执行步骤214。
其中，TTC是当前车辆与前方车辆的碰撞时间，指当前车辆撞上前方车辆的所需的时间。作为一种可选的实施方式，TTC的计算公式可以如下：
TTC＝D1/ΔV。
213、自动变道系统确定变道等级为第一级，并执行步骤216。
214、自动变道系统确定变道等级为第二级，并执行步骤216。
215、自动变道系统确定变道等级为第三级，并执行步骤217。
216、自动变道系统判断当前车辆行驶的车道是否存在至少一侧车道线；如果是，执行步骤217；如果否，返回执行步骤202。
217、如果确定出至少两个不同的变道等级，自动变道系统生成与级别最高的变道等级对应的变道路径并确定与级别最高的变道等级对应的转向控制参数的值。
在本发明实施例中，自动变道系统能够以固定周期T作为变道等级获取周期，在周期结束时，输出在周期T内收到的级别最高的变道等级。
218、自动变道系统判断当前车辆与根据变道路径构建出的变道安全空间内的车辆是否存在碰撞风险；如果是，执行步骤219；如果否，返回执行步骤202。
219、自动变道系统控制当前车辆按照对应的转向控制参数沿着变道路径行驶。
在图2所描述的方法中，自动变道系统优先判断前方车辆是否处于不稳定行驶状态，如果是，将变道等级确定为等级三以直接触发控制当前车辆进行变道的操作；如果前方车辆未处于不稳定行驶状态之后，先判断当前车辆是否处于适合变道的环境中，如果是，再判断前方车辆是否为慢车、潜在慢车、潜在失稳车辆或者是否存在急刹车等情况，从而确定具体的变道等级，以控制当前车辆执行相应的变道操作。也就是说，在图2所描述的方法中，对于不稳定驾驶状态的判断优先级最高，以使得当前车辆可以紧急避险；对于变道环境的判断优先级其次，以使得当前车辆可以在适合变道的行车环境中执行变道操作，以提高行车安全；在判断出前方车辆未处于不稳定驾驶状态并且当前车辆处于适合变道的行车环境中时，再针对前方车辆是否为慢车、潜在慢车、潜在失稳车辆、是否存在急刹车等情况进行判断，以执行预避险或者常规超车相应的变道操作。
实施例三
请一并参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种自动变道系统的结构示意图。如图3所示，该自动变道系统可以包括：
第一获取单元301，用于获取前方车辆行驶信息；
其中，作为一种可选的实施方式，第一获取单元301可以通过以下至少一个传感器获取当前车辆所处的道路信息以及行驶在当前车辆周边的车辆行驶信息：毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达与摄像头等传感器；
上述的道路信息可以包括但不限于以下信息中的至少一个：道路类型、道路位置参数、车道数、车道宽度、车道曲率、车道线位置参数、车道线类型、车道线颜色、护栏与路沿位置信息；
上述的车辆行驶信息可以包括但不限于以下信息中的至少一个：上述各个传感器探测范围内的车辆的横摆角速度、侧倾角速度、俯仰角速度、横摆角速度变化率、纵向加速度、纵向减速度、纵向行驶速度；
作为另一种可选的实施方式，第一获取单元301也可以通过当前车辆与前方车辆之间的V2V通信获取前方车辆发送的车辆行驶信息；
第二获取单元302，用于根据前方车辆行驶信息获得变道等级；
变道控制单元303，用于根据变道等级执行相应的变道操作。
第二获取单元302利用不同的行驶信息可以确定出不同的变道等级。以下进行分别说明：
1.第二获取单元302获取到第一获取单元301传输的前方车辆行驶信息具体为：纵向行驶速率V；
第二获取单元302，用于根据前方车辆行驶信息获得变道等级的方式具体可以为：
第二获取单元302，可以用于在ΔV≥V0时，确定变道等级为第一级；
或者，在V0>ΔV>0,并且前方车辆的车辆类型属于预设的潜在慢车类型时，确定变道等级为第一级；
其中，ΔV＝VH-VT，VH为当前车辆的纵向行驶速率，VT为前方车辆的纵向行驶速率，V0为预设的速率阈值；预设的潜在慢车类型可以包括但不限于以下车辆中的至少一种：货车、工程车、客车等中大型车辆。
可选的，还可以进一步地考虑当前车辆与前方车辆之间的距离D1，以判断是否确定变道等级为第一级；具体可以如下：
第二获取单元302，可以用于在ΔV≥V0并且D1≤D0时，确定变道等级为第一级；
或者，在V0>ΔV>0，并且前方车辆的车辆类型属于预设的潜在慢车类型，并且D1≤D时0，确定变道等级为第一级；
其中，D0为预设的距离阈值。
2.第二获取单元302获取到第一获取单元301传输的前方车辆行驶信息具体为：横摆角速度Φ；
第二获取单元302，用于根据前方车辆行驶信息获得变道等级的方式具体可以为：
第二获取单元302，可以用于在ΦT≥ΦT1时，确定变道等级为第三级；还可以用于在ΦT1＞ΦT≥ΦT2时，确定变道等级为第二级；
其中，ΦT为前方车辆的横摆角速度，ΦT1为预设的角速度第一安全阈值，ΦT2为预设的角速度第二安全阈值，ΦT1＞ΦT2。
3.第二获取单元302获取到第一获取单元301传输的前方车辆行驶信息具体为：横摆角速度变化率
第二获取单元302，用于根据前方车辆行驶信息获得变道等级的方式具体可以为：
第二获取单元302，可以用于在时，确定变道等级为第三级；还可以用于在时，确定变道等级为第二级；
其中，为前方车辆的横摆角速度变化率，为预设的角速度变化率第一安全阈值，为预设的角速度变化率第二安全阈值，
4.第二获取单元302获取到第一获取单元301传输的前方车辆行驶信息具体为：减速度a；
第二获取单元302，用于根据前方车辆行驶信息获得变道等级的方式具体可以为：
第二获取单元302，可以用于在aT≤aT1并且TTC≤T0时，确定变道等级为第三级；还可以用于在aT≤aT1并且TTC>T0时，确定变道等级为第二级；
其中，aT为前方车辆的减速度，aT1为预设的减速度阈值，TTC是指当前车辆撞上前方车辆的所需的时间。作为一种可选实施方式，TTC的计算公式可以如下：
TTC＝D1/ΔV。
作为一种可选的实施方式，如果第二获取单元302获取到第一获取单元301传输的前方车辆行驶信息具体为：纵向行驶速率V、横摆角速度Φ、横摆角速度变化率以及减速度a；
那么第二获取单元302用于根据前方车辆行驶信息获得变道等级的方式具体可以为：
第二获取单元302，可以用于判断是否满足ΦT≥ΦT1或者如果是，判断当前车辆是否满足预设的变道前置条件；
如果满足变道前置条件，判断是否满足ΔV≥V0；如果是，判断是否满足D1≤D0；如果否，判断前方车辆的车辆类型是否属于预设的潜在慢车类型以及是否满足ΔV≥0；如果属于潜在慢车类型且ΔV≥0，判断是否满足D1≤D0；如果满足D1≤D0，确定变道等级为第一级；
和/或，如果满足变道前置条件，判断是否满足ΦT1＞ΦT≥ΦT2或者 如果是，确定变道等级为第二级；
和/或，如果满足变道前置条件，判断是否满足aT≤aT1；如果是，判断是否满足TTC≤T0；如果TTC≤T0，确定变道等级为第三级；如果TTC>T0，确定变道等级为第二级。
当第二获取单元302获得变道等级之后，变道控制单元303用于根据变道等级执行相应的变道操作的方式具体可以为：
变道控制单元303，用于生成与所述变道等级对应的变道路径；以及，确定与变道等级对应的转向控制参数的值；转向控制参数包括以下至少一个：最大加速度、最大转向角、最大转向角变化率；以及，
判断当前车辆与根据变道路径构建出的变道安全空间内的车辆是否存在碰撞风险；
如果否，控制当前车辆按照对应的转向控制参数沿着变道路径行驶。
其中，第二获取单元302获得的变道等级的级别越高，对应的变道路径的最大曲率越大，对应的变道路径的最大曲率变化率越大，对应的最大加速度越大，对应的最大转向角越大，对应的最大转向角变化率越大。
上述的级别中，等级三的级别高于等级二；所述等级二的级别高于所述等级一。
可选的，如果第二获取单元302获得的变道等级为等级一或者等级二，变道控制单元303在根据变道等级执行相应的变道操作之前，还可以用于判断当前车辆行驶的车道是否存在至少一侧车道线；如果存在，再触发执行根据变道等级执行相应的变道操作的步骤。
进一步可选的，第二获取单元302根据前方车辆行驶信息可能获取到至少两个不同的变道等级，相应地，变道控制单元303用于生成与所述变道等级对应的变道路径的方式具体可以为：
变道控制单元303，可以用于生成与级别最高的变道等级对应的变道路径；
以及，变道控制单元303用于确定与变道等级对应的转向控制参数的值的方式具体可以为：
变道控制单元303，可以用于确定与级别最高的变道等级对应的转向控制参数的值。
作为一种可选的实施方式，地图与定位单元405可以用于判断当前车辆当前是否未处于隧道；和/或，判断当前车辆当前是否未处于预转弯车道；
可见，实施如图3所示的自动变道系统，可以根据前方车辆不同的行驶状态确定当前车辆需要变道的紧急程度，然后根据不同的紧急程度执行不同的变道操作，兼顾避险需求以及乘车体验。进一步地，还可以优先判断前方车辆是否处于不稳定行驶状态，以优先进行紧急避险；如果前方车辆未处于不稳定行驶状态之后，先判断当前车辆是否处于适合变道的环境中，再判断前方车辆是否为慢车、潜在慢车、潜在失稳车辆或者是否存在急刹车等情况，以使得当前车辆可以在适合变道的行车环境中执行变道操作，从而提高行车安全。在判断出前方车辆未处于不稳定驾驶状态并且当前车辆处于适合变道的行车环境中时，再针对前方车辆是否为慢车、潜在慢车、潜在失稳车辆、是否存在急刹车等情况进行判断，以执行预避险或者常规超车相应的变道操作。
实施例四
请参阅图4，图4是本发明实施例公开的一种车载计算机的结构示意图。如图4所示，该车载计算机可以包括：
存储有可执行程序代码的存储器401；
与存储器401耦合的处理器402；
其中，处理器402调用存储器401中存储的可执行程序代码，执行图1或图2所示的任一种自动变道方法。
本发明实施例公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行图1或图2所示的任一种自动变道方法。
本发明实施例公开一种车辆，该车辆包括如图3所示的自动变道系统或如图4所示的车载计算机。
本发明实施例公开一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，且该计算机程序可操作来使计算机执行图1或图2所示的任一种自动变道方法。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在本发明的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物单元，即可位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元若以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可获取的存储器中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或者部分，可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干请求用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务器或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器)执行本发明的各个实施例上述方法的部分或全部步骤。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
以上对本发明实施例公开的一种自动变道方法、系统、车辆、车载计算机及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (13)

1.一种自动变道方法，包括：
获取前方车辆行驶信息；
根据前方车辆行驶信息获得变道等级；
根据所述变道等级执行相应的变道操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前方车辆行驶信息具体包括以下至少一个：横摆角速度、横摆角速度变化率、纵向行驶速率、减速度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述变道等级执行相应的变道操作，包括：
生成与所述变道等级对应的变道路径；
确定与所述变道等级对应的转向控制参数的值；所述转向控制参数包括以下至少一个：最大加速度、最大转向角、最大转向角变化率；
判断当前车辆与根据所述变道路径构建出的变道安全空间内的车辆是否存在碰撞风险；
如果否，控制所述当前车辆按照所述对应的转向控制参数沿着所述变道路径行驶。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述变道等级至少包括以下任一等级：等级一、等级二、等级三；
其中，所述等级三的级别高于等级二；所述等级二的级别高于所述等级一；以及，
所述变道等级的级别越高，对应的所述变道路径的最大曲率越大，对应的所述变道路径的最大曲率变化率越大，对应的最大加速度越大，对应的最大转向角越大，对应的最大转向角变化率越大。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：
所述前方车辆行驶信息具体为：纵向行驶速率；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级具体为：
如果当前车辆的纵向行驶速率与所述前方车辆的纵向行驶速率之间的速率差值大于等于预设的速率阈值，确定变道等级为第一级；
或者，如果所述当前车辆的纵向行驶速率与所述前方车辆的纵向行驶速率之间的速率差值大于零且小于所述速率阈值，并且所述前方车辆的车辆类型属于预设的潜在慢车类型，确定变道等级为第一级；
或者，如果所述当前车辆的纵向行驶速率与所述前方车辆的纵向行驶速率之间的速率差值大于等于预设的速率阈值，并且所述前方车辆与所述当前车辆之间的距离小于预设的距离阈值，确定变道等级为第一级；
或者，如果所述当前车辆的纵向行驶速率与所述前方车辆的纵向行驶速率之间的速率差值大于零且小于所述速率阈值，并且所述前方车辆的车辆类型属于预设的潜在慢车类型，以及所述前方车辆与所述当前车辆之间的距离小于预设的距离阈值，确定变道等级为第一级；
以及，在所述确定变道等级为第一级之后，以及在所述根据所述变道等级执行相应的变道操作之前，所述方法还包括：
判断所述当前车辆行驶的车道是否存在至少一侧车道线；
如果是，执行所述根据所述变道等级执行相应的变道操作。
6.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：
所述前方车辆行驶信息具体为：横摆角速度；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级具体为：
如果所述前方车辆的横摆角速度小于预设的角速度第一安全阈值，并且大于等于预设的角速度第二安全阈值，确定变道等级为第二级；其中，所述角速度第一安全阈值大于所述角速度第二安全阈值；
或者，所述前方车辆行驶信息具体为：横摆角速度变化率；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级具体为：
如果所述前方车辆的横摆角速度变化率小于预设的角速度变化率第一安全阈值，并且大于等于预设的角速度变化率第二安全阈值，确定变道等级为第二级；其中，所述角速度变化率第一安全阈值大于所述角速度变化率第二安全阈值；
或者，所述前方车辆行驶信息具体为：减速度；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级具体为：
如果所述前方车辆的减速度小于预设的减速度阈值，并且当前车辆与所述前方车辆的碰撞时间大于预设的时间阈值，确定变道等级为第二级；
以及，在所述确定变道等级为第二级之后，以及在所述根据所述变道等级执行相应的变道操作之前，所述方法还包括：
判断所述当前车辆行驶的车道是否存在至少一侧车道线；
如果是，执行所述根据所述变道等级执行相应的变道操作。
7.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：
所述前方车辆行驶信息具体为：横摆角速度；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级具体为：
如果所述前方车辆的横摆角速度大于等于预设的角速度第一安全阈值，确定变道等级为第三级；
或者，所述前方车辆行驶信息具体为：横摆角速度变化率；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级具体为：
如果所述前方车辆的横摆角速度变化率大于等于预设的角速度变化率第一安全阈值，确定变道等级为第三级；
或者，所述前方车辆行驶信息具体为：减速度；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级具体为：
如果所述前方车辆的减速度小于等于预设的减速度阈值，并且当前车辆与所述前方车辆的碰撞时间小于等于预设的时间阈值，确定变道等级为第三级。
8.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：
所述前方车辆行驶信息具体为：横摆角速度、横摆角速度变化率、纵向行驶速率、减速度；
所述根据前方车辆行驶信息获得变道等级，包括：
判断所述前方车辆的横摆角速度是否大于等于预设的角速度第一安全阈值；
判断所述前方车辆的横摆角速度变化率是否大于等于预设的角速度变化率第一安全阈值；
如果所述前方车辆的横摆角速度大于等于所述角速度第一安全阈值，或者所述前方车辆的横摆角速度变化率大于等于所述角速度变化率第一安全阈值时，确定变道等级为第三级；
如果所述前方车辆的横摆角速度小于所述角速度第一安全阈值，和/或所述前方车辆的横摆角速度变化率小于所述角速度变化率第一安全阈值时，判断当前车辆是否满足预设的变道前置条件；所述变道前置条件至少包括以下任意一个：所述当前车辆当前未处于隧道、所述当前车辆当前未处于预转弯车道、所述当前车辆当前未处于交通拥堵路段；
如果所述当前车辆满足所述变道前置条件，执行以下三个步骤中的至少一个：
步骤一：判断所述当前车辆的纵向行驶速率与所述前方车辆的纵向行驶速率之间的速率差值是否大于等于预设的速率阈值；如果大于等于所述速度阈值，判断所述前方车辆与所述当前车辆之间的距离是否小于预设的距离阈值；如果小于所述速度阈值，判断所述前方车辆的车辆类型是否属于预设的潜在慢车类型；如果属于所述潜在慢车类型且所述速率差值大于零，执行所述判断所述前方车辆与所述当前车辆之间的距离是否小于预设的距离阈值的步骤；在判断出所述前方车辆与所述当前车辆之间的距离小于所述距离阈值时，确定变道等级为第一级；
步骤二：判断所述前方车辆的横摆角速度是否小于预设的角速度第一安全阈值并且大于等于预设的角速度第二安全阈值；其中，所述角速度第一安全阈值大于所述角速度第二安全阈值；以及，
判断所述前方车辆的车辆行驶信息中的横摆角速度变化率是否小于预设的角速度变化率第一安全阈值并且大于等于预设的角速度变化率第二安全阈值；其中，所述角速度变化率第一安全阈值大于所述角速度变化率第二安全阈值；
如果所述前方车辆的横摆角速度小于预设的角速度第一安全阈值并且大于等于所述角速度第二安全阈值，或者如果所述前方车辆的横摆角速度变化率小于预设的角速度变化率第一安全阈值并且大于等于预设的角速度变化率第二安全阈值，确定变道等级为第二级；
步骤三：判断所述前方车辆的减速度是否小于等于预设的减速度阈值；如果小于等于所述减速度阈值，判断所述前方车辆与当前车辆的碰撞时间是否小于等于预设的时间阈值；如果小于等于所述时间阈值，确定变道等级为第三级；如果大于所述时间阈值，确定变道等级为第二级。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述生成与所述变道等级对应的变道路径，包括：
如果确定出至少两个不同的变道等级，生成与级别最高的变道等级对应的变道路径；
以及，所述确定与所述变道等级对应的转向控制参数的值，包括：
如果确定出至少两个不同的变道等级，确定与级别最高的变道等级对应的转向控制参数的值。
10.一种自动变道系统，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取前方车辆行驶信息；
第二获取单元，用于根据前方车辆行驶信息获得变道等级；
变道控制单元，用于根据所述变道等级执行相应的变道操作。
11.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求10所述的自动变道系统。
12.一种车载计算机，其特征在于，包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如权利要求1～9任一项所述的方法。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行如权利要求1～9任一项所述的方法。
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