CN111469847B - 一种变道路径规划的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种变道路径规划的方法，包括：获取第一车辆的第一行驶信息和第二车辆的第二行驶信息；确定第一车辆是否存在变道需求；当第一车辆存在变道需求时，根据第一车辆确定监测区域，获取监测区域内的路况信息，判断第一车辆是否满足变道条件；若第一车辆满足变道条件，确定至少一个第三车辆，获取每个第三车辆的第三行驶信息；获取候选变道路径集；获取候选变道路径集中各候选变道路径的安全系数；从候选变道路径集中确定目标变道路径；本发明还提供一种变道路径规划的系统；本发明通过避让函数和对各候选变道路径安全系数的筛选，避免了在变道至相邻车道时，与会遭遇到的前方车辆及会遭遇到的后方车辆的安全问题，方法简单，安全性高。

Description

一种变道路径规划的方法及系统

技术领域

本发明涉及自动驾驶领域，特别涉及一种变道路径规划的方法及系统。

背景技术

现阶段的交通运输系统已发展的极为庞大，但与此同时产生的环境污染问题和交通安全问题成为两大急需解决的重要难题。无人驾驶与辅助驾驶借助于车辆与车辆之间、车辆与基础设施之间的相互通信，能够很好的实现路径规划与安全防范，并且以自动驾驶模式运行的车辆可以将乘员、尤其是驾驶员从一些与驾驶相关的职责中解放出来，因而成为当下研究的热点，受到国内外的密切关注。

车辆对周围交通状态的感知和对车辆进行的实时轨迹控制是无人驾驶车辆安全高效运行的重要因素。其中轨迹控制就是通过轨迹规划得到车辆的运行轨迹。现有的轨迹规划主要有全局轨迹方法和局部轨迹方法这两种，结合这两种轨迹方法，可实现依靠环境感知生成实时轨迹，并广泛应用于无人驾驶车辆的轨迹规划中。车辆的轨迹规划包括主要包括车辆跟驰、变道和超车，其中超车行为可以看作两次变道行为。现有技术中，车辆在变道时，只能判断车辆周边一定距离的安全情况，并不知道前方交通流情况，例如：道路前方存在合流或分叉路口、道路前方变窄等等，而本车也无法有效识别其道路流畅性。因此，车辆进行变道后，很有可能会发现变道后的车道并非是通行效率高的行驶车道，因而再次进行变道决策。而不断的变换车道不仅会降低通行效率更会增加行驶的危险性。单独依靠云端识别道路流畅性，提供变道依据，很难满足车辆变道的安全性要求。

因此，针对现有技术存在的上述问题，本发明旨在提供一种变道路径规划的方法及系统，以解决如何能经济安全的选择变道轨迹的问题，从而避免多次进行变道决策，提高变道效率。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种变道路径规划的方法及系统。

为了解决上述问题，本发明提供一种变道路径规划的方法，包括：

获取第一车辆的第一行驶信息和第二车辆的第二行驶信息，所述第二车辆为行驶于所述第一车辆所在车道且位于所述第一车辆前方的车辆；

根据所述第一行驶信息和所述第二行驶信息，确定所述第一车辆是否存在变道需求；

当所述第一车辆存在变道需求时，根据所述第一车辆确定监测区域，获取所述监测区域内的路况信息，根据所述路况信息判断所述第一车辆是否满足变道条件；

若所述第一车辆满足变道条件，确定至少一个第三车辆，获取每个所述第三车辆的第三行驶信息，所述第三车辆为所述监测区域内位于所述第一车辆所在车道的相邻车道的车辆；

根据所述第一行驶信息和所述第三行驶信息，获取候选变道路径集，所述候选变道路径集包括与所述第三车辆一一对应的候选变道路径；

获取所述候选变道路径集中各所述候选变道路径的安全系数；

根据预设安全阈值和各所述候选变道路径的安全系数，从所述候选变道路径集中确定目标变道路径。

进一步地，所述根据所述第一行驶信息和所述第二行驶信息，确定所述第一车辆是否存在变道需求，包括：

根据所述第一行驶信息和所述第二行驶信息，获得所述第一车辆与所述第二车辆的相对距离；

获取所述相对距离小于相对距离阈值的连续持续时间；

将所述连续持续时间与预设的时间阈值进行比较；

当所述连续持续时间等于或大于所述时间阈值时，确定所述第一车辆存在变道需求。

具体地，所述当所述第一车辆存在变道需求时，根据所述第一车辆确定监测区域，获取所述监测区域内的路况信息，根据所述路况信息判断所述第一车辆是否满足变道条件，包括：

获取所述监测区域内，所述第一车辆所在车道的第一路况信息；

根据所述第一路况信息，获取所述第一车辆所在车道的第一通行系数；

获取所述监测区域内，所述第一车辆所在车道的相邻车道的第二路况信息；

根据所述第二路况信息，获取所述相邻车道的第二通行系数；

将所述第一通行系数与所述第二通行系数进行比较；

当所述第二通行系数小于所述第二通行系数时，判定所述第一车辆满足变道条件。

具体地，所述根据所述第一行驶信息和所述第三行驶信息，获取候选变道路径集，所述候选变道路径集包括与所述第三车辆一一对应的候选变道路径，包括：

将所述第一车辆当前位置作为原点建立坐标系；

根据所述第三行驶信息和预设的采样时间周期，获得所述第三车辆的多个坐标位置；

根据多个所述坐标位置和所述第一行驶信息，获取与所述第三车辆对应的多组路径规划离散点；

分析每组路径规划离散点，获得与所述第三车辆一一对应的多个所述候选变道路径；

根据所述候选变道路径获得所述候选变道路径集。

优选地，所述分析每组路径规划离散点，获得与所述第三车辆一一对应的多个所述候选变道路径，包括：

分析每组路径规划离散点，获取与每组路径规划离散点一一对应的多个坐标拟合函数和多个转向角拟合函数，即每个所述第三车辆均有一个所述坐标拟合函数和一个转向角函数与之对应；

根据所述坐标拟合函数和所述转向角拟合函数，生成与所述第三车辆一一对应的所述候选变道路径。

优选地，所述获取所述候选变道路径集中各所述候选变道路径的安全系数，包括：

确定是否存在第四车辆，所述第四车辆为行驶于各所述第三车辆所在车道且位于各所述第三车辆后方的车辆；

若不存在所述第四车辆，则将后方不存在所述第四车辆的所述第三车辆对应的候选变道路径的安全系数设置为第一安全值，所述第一安全值大于所述安全阈值。

优选地，所述方法还包括：若存在所述第四车辆，则

获取所述第四车辆的第四行驶信息；

根据所述第四行驶信息，预测所述第四车辆的行驶路径；

根据所述行驶路径与所述候选变道路径，获得路径碰撞点；

根据所述路径碰撞点，计算所述候选变道路径的安全系数。

进一步地，所述根据所述路径碰撞点，计算所述候选变道路径的安全系数，包括：

根据所述第一行驶信息和所述路径碰撞点，获得所述第一车辆的第一碰撞时间；

根据所述第四行驶信息和所述路径碰撞点，获得所述第四车辆的第四碰撞时间；

根据所述第一碰撞时间和所述第四碰撞时间，获得所述候选变道路径的安全系数。

更进一步地，根据预设安全阈值和各所述候选变道路径的安全系数，从所述候选变道路径集中确定目标变道路径，包括：

将各所述候选变道路径的所述安全系数与所述安全阈值进行比较；

当所述安全系数均不小于所述安全阈值时，将所述候选变道路径集中安全系数最高的所述候选变道路径作为目标变道路径。

本发明另一方面保护一种变道路径规划的系统，包括：

第一获取模块，用于获取第一车辆的第一行驶信息和所述第二车辆的第二行驶信息，所述第二车辆为行驶于所述第一车辆所在车道且位于所述第一车辆前方的车辆；

第一判断模块，用于根据所述第一行驶信息和所述第二行驶信息，确定所述第一车辆是否存在变道需求；

第二获取模块，用于当所述第一车辆存在变道需求时，根据所述第一车辆确定监测区域，获取所述监测区域内的路况信息；

第二判断模块，用于根据所述监测区域内的路况信息，判断所述第一车辆是否满足变道条件；

第三获取模块，用于当所述第一车辆满足变道条件时，确定第三车辆，获取第三车辆的第三行驶信息，所述第三车辆为所述监测区域内且位于所述第一车辆所在车道相邻车道的车辆，所述第三车辆至少有一个；

第四获取模块，用于根据所述第一行驶信息和所述第三行驶信息，获取候选变道路径集，所述候选变道路径集包括与所述第三车辆一一对应的候选变道路径；

第五获取模块，用于获取所述候选变道路径集中各所述候选变道路径的安全系数；和

第六获取模块，用于根据预设安全阈值和各所述候选变道路径的安全系数，从所述候选变道路径集中确定目标变道路径。

由于上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1)本发明提供的一种变道路径规划的方法，通过判断所述连续持续时间是否等于或大于所述时间阈值，来确认所述第一车辆是否具有变道需求，使得对所述第一车辆的变道需求的判断能够更加准确地，避免了在所述第一车辆具有与实际需求相悖的变道需求时对所述第一车辆进行变道路径规划导致的计算资源的浪费。

2)本发明提供的一种变道路径规划的方法，在变道前对有变道需求的车辆进行了是否具有变道条件的判断，从而避免了在变道完成后，发现变道后的车道并非是通行效率较高的行驶车道导致的需要再次进行变道决策的情况；因此，从根本上解决了因不断变换车道导致的通行效率低、行驶的危险性高的问题。

3)本发明提供的一种变道路径规划的方法，分别通过避让函数和对各候选变道路径安全系数的筛选，避免了在变道至相邻车道时，与会遭遇到的前方车辆及会遭遇到的后方车辆的安全问题，方法简单，安全性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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的介绍。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它附图。

图1是本发明实施例变道场景示意图；

图2是本发明实施例提供的一种变道路径规划方法的流程示意图。

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的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，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

请参照图1和图2，图1为本说明书实施例所提供的一种变道路径规划方法的场景示意图，图2为所示为本说明书实施例提供的一种变道路径规划方法的流程示意图，需要说明的是，本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例或流程图中所述的操作步骤的顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序，在实际中的车辆行驶时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行。具体的如图2所示，所述方法包括：

S100：获取第一车辆的第一行驶信息和第二车辆的第二行驶信息，所述第二车辆为行驶于所述第一车辆所在车道且位于所述第一车辆前方的车辆；具体地，所述第二车辆为行驶于所述第一车辆同车道前方，且距离所述第一车辆最近的车辆，如图1所示，所述第一车辆为T车，则所述第二车辆为E车；所述第一行驶信息包括所述第一车辆的车速信息、转向角信息和位置信息等等，所述第二行驶信息包括所述第二车辆的车速信息、转向角信息和位置信息等等。

需要说明的是，本说明书实施例中，所述第一行驶信息和所述第二行驶信息可分别通过安装在所述第一车辆车身和所述第二车辆车身上的雷达、摄像头等信息获取设备来获得，也可仅根据安装在所述第一车辆上的雷达、摄像头等设备来获得，即无需强制要求所述第二车辆安装有此类信息获取设备或需强制升级此类信息获取设备。

本说明书实施例中，作为可选地，可根据车速传感器获得所述第一车辆的车速信息和加速度信息；根据方向盘转角传感器获得所述第一车辆的方向盘转动方向和转向角度信息；根据车前摄像头、侧视摄像头和后视摄像头等传感器获得所述第二车辆的车灯信息、方位信息以及获得动静态目标、交通标识、道路线等信息；还可根据雷达依靠多普勒效应获得所述第二车辆的车速信息；除此之外，还可以通过GPS、交通云服务平台等以及其他未罗列在内的其他技术手段来获得所述第一车辆和所述第二车辆的位置信息；

S200：根据所述第一行驶信息和所述第二行驶信息，确定所述第一车辆是否存在变道需求；

S300：当所述第一车辆存在变道需求时，根据所述第一车辆确定监测区域，获取所述监测区域内的路况信息；

S400：根据所述路况信息判断所述第一车辆是否满足变道条件；所述监测区域为距离所述第一车辆一定距离的区域；所述路况信息包括所述监测区域内，当前以及未来一段时间的车流量信息、拥堵程度信息，以及车道前方的路径信息，例如：车道前方是否存在汇流入口或分叉路况或车道前方是否为道路尽头；

S500：若所述第一车辆满足变道条件，确定至少一个第三车辆，获取每个所述第三车辆的第三行驶信息，所述第三车辆为所述监测区域内位于所述第一车辆所在车道的相邻车道的车辆；即所述第三车辆为位于所述第一车辆所在车道左侧车道和右侧车道上的车辆，如图1所示，对于第一车辆T车，所述第三车辆为A车、B车、C车和D车；所述第三行驶信息包括所述第三车辆的车速信息、加速度信息和车灯信息等信息。同样的，所述第三行驶信息可通过安装在所述第三车辆自身车身上的雷达、摄像头等设备获得，也可通过安装在所述第一车辆车身上的设备获得，从而对第三车辆车身上是否安装有信息获取设备不做强制要求，更符合现阶段我国实际的交通情形。

S600：根据所述第一行驶信息和所述第三行驶信息，获取候选变道路径集，所述候选变道路径集包括与所述第三车辆一一对应的候选变道路径；

S700：获取所述候选变道路径集中各所述候选变道路径的安全系数；

S800：根据预设安全阈值和各所述候选变道路径的安全系数，从所述候选变道路径集中确定目标变道路径。

需要说明的是，本说明书实施例中，所述第一车辆、第二车辆和所述第三车辆等车辆均处于一种理想的行驶状态，行驶在各自所在车道的中间；且各所述候选变道路径的规划仅考虑变道至相邻车道的路径规划，即不考虑一次连续跨越多个车道进行变道的情况。

本说明书实施例提供的一种变道路径规划的方法，是基于跟车行驶技术，即变道前，所述第一车辆(T车)跟驰在其同车道前方车辆(即E车)后；变道后，使得所述第一车辆(T车)跟驰在任意一个相邻车道的车辆(即A车、B车、C车和D车中的一辆)后。

本说明书中，所述第一车辆跟车行驶可以是被配置成处于自动跟车驾驶模式下(例如自动巡航模式)的车辆，在所述自动驾驶模式下车辆处于极少或没有来自驾驶员输入的情况下通行。当然了，所述第一车辆还可以是处于在手动模式下或者在部分自动驾驶模式下运行的车辆。

本说明书实施例中，所述步骤S200：根据所述第一行驶信息和所述第二行驶信息，确定所述第一车辆是否存在变道需求，可包括：

S210：根据所述第一行驶信息和所述第二行驶信息，获得所述第一车辆与所述第二车辆的相对距离；

S220：获取所述相对距离小于相对距离阈值的连续持续时间；所述相对距离阈值为所述第一车辆与其同车道前方车辆应保持的安全跟车距离；

S230：将所述连续持续时间与预设的时间阈值进行比较；

S240：当所述连续持续时间等于或大于所述时间阈值时，确定所述第一车辆存在变道需求。

即本说明书实施例提供的一种变道路径规划的方法中，并不是一旦当所述第二车辆与所述第一车辆之间的相对距离小于预设的相对距离阈值，就简单判断所述第一车辆具有变道需求；而是判断当所述连续持续时间等于或大于所述时间阈值时，所述第一车辆才具有变道需求；使得避免所述第一车辆频繁具有变道需求，并进一步地避免了在所述第一车辆具有与实际需求相悖的变道需求时，对所述第一车辆进行变道路径规划导致的计算资源的浪费。

同时，为实现对所述第一车辆变道需求判断的准确性，还可以参考诸如所述第一车辆车速信息、第二车辆车速信息等信息。例如：当所述连续持续时间等于或大于所述时间阈值的同时，所述第二车辆的车速是否降低，若降低则可进一步确认所述第一车辆存在变道需求。

所述步骤S400：根据所述路况信息判断所述第一车辆是否满足变道条件，可包括：

S410：获取所述监测区域内，所述第一车辆所在车道的第一路况信息；所述第一路况信息包括所述第一车辆所述车道的车流量信息和拥堵信息，还包括所述第一车辆所在车道前方是否有汇流入口、分叉路况或车道前方是否为道路尽头等等；

S420：根据所述第一路况信息，获取所述第一车辆所在车道的第一通行系数，所述第一通行系数能够反映所述第一车辆的通畅程度；

S430：获取所述监测区域内，所述第一车辆所在车道的相邻车道的第二路况信息；所述第二路况信息包括所述第一车辆所在车道的相邻车道的车辆量信息和拥堵信息等信息，还包括所述第一车辆所在车道的相邻车道前方是否有汇流入口、分叉路况或车道前方是否为道路尽头等等；

S440：根据所述第二路况信息，获取所述相邻车道的第二通行系数；所述第二通行系数能够反映所述第二车道的通畅程度；本说明书实施例中，根据车流量信息和拥堵情况等信息，将通行系数分为[0,2)、[2,4)、[4,6)、[6,8)和[8,10]这五个级别，分别对应“畅通”、“基本畅通”、“轻度拥堵”、“中度拥堵”和“严重拥堵”这五种类型，即通行系数的数值越小，其对应的车道通畅度越高；

S450：将所述第一通行系数与所述第二通行系数进行比较；

S460：当所述第二通行系数小于所述第二通行系数时，判定所述第一车辆满足变道条件；即当所述第一车辆当前所在车道的通畅度低于第一车辆所在车道的相邻车道的通畅度时，所述第一车辆满足变道条件。

通过所述第一车辆当前所在车道和其相邻车道之间通畅度的对比，判断所述第一车辆是否满足变道条件，使得在相邻车道的通畅度优于当前所在车道时，才进行后续变道路径的规划，从而避免了在变道完成后才发现，变道后的车道并非是通行效率较高的行驶车道，因而需要再次进行变道决策的情况。而不断的变换车道不仅会降低通行效率，更会增加行驶的危险性。

本说明书实施例中，步骤S600：所述根据所述第一行驶信息和所述第三行驶信息，获取候选变道路径集，所述候选变道路径集包括与所述第三车辆一一对应的候选变道路径，具体可包括：

S610：如图1所示，将所述第一车辆当前位置作为原点、以所述第一车辆行驶方向作为Y轴建立坐标系，X轴垂直于所述第一车辆行驶方向；

S620：根据所述第三行驶信息和预设的采样时间周期，预测获得所述第三车辆的多个坐标位置，记预设的采样时间周期为Δt，则每隔一个采样时间周期Δt，就对每个所述第三车辆获取一次坐标，记获得对应于A车的坐标记为A组，分别为A₁(Xa₁，Ya₁)、A₂(Xa₂，Ya₂)等，将获得的对应于B车的坐标记为B组，分别为B₁(Xb₁，Yb₁)、B₂(Xb₂，Yb₂)等等，同样得，对应于C车的坐标记为C组，分别为C₁(Xc₁，Yc₁)、C₂(Xc₂，Yc₂)等等以及对应于D车的坐标记为D组，分别为D₁(Xd₁，Yd₁)、D₂(Xd₂，Yd₂)等等。

S630：根据多个所述坐标位置和所述第一行驶信息，获取与每个所述第三车辆分别对应的多组路径规划离散点；

具体地，根据以下避障函数获得：

其中，x_i是预测获得的所述第三车辆坐标的横坐标，y_i是所述第三车辆坐标的纵坐标，v为所述第一车辆当前车速，x₀和y₀分别为所述第一车辆在当前坐标，ζ为一常数系数，防止上述函数中的分母为零。即将A组中各坐标A₁、A₂等带入上述避障函数，分别获得对应于A车的多个路径规划离散点；与之类似地，将B组坐标B₁、B₂等坐标带入上述避障函数，可获得对应于B车的多个路径规划离散点，以及将C组坐标和D组坐标带入上述避障函数，可分别获得对应于C车和D车的多个路径规划离散点。

S640：分析每组路径规划离散点，获得与所述第三车辆一一对应的多个所述候选变道路径；即根据分别获得的对应于A车、B车、C车和D车的各组路径规划离散点，获得与各自对应的所述第三车辆的候选变道路径。

S650：根据所述候选变道路径获得所述候选变道路径集，所述候选变道路径集即为各所述候选变道路径的集合。

本说明书实施例中，各所述候选变道路径是根据各所述第三车辆基于避障函数得到，在规划各候选变道路径时，已充分考虑到在变道至相邻车道时，与第三车辆(在相邻车道，选择进行跟车行驶的车辆)之间的安全问题，因此，在所述候选变道路径规划完成后，仅需考虑候选变道路径与变道后所在车道会遭遇到的后方车辆的安全问题。

具体地，步骤S640：分析每组路径规划离散点，获得与所述第三车辆一一对应的多个所述候选变道路径，可进一步包括：

S641：分析每组路径规划离散点，获取与每组所述路径规划离散点一一对应的坐标拟合函数和转向角拟合函数；即对每个所述第三车辆，均有一个坐标拟合函数和一个转向角拟合函数与之对应。具体的，例如A车，根据A组坐标获得的对应于A车的多个路径规划离散点，生成与A车路径规划离散点对应的坐标拟合函数和转向角拟合函数，本说明书实施例中，所述坐标拟合函数和所述转向角拟合函数均可以是多项式拟合函数，分别为：

W＝α₁t⁵+α₂t⁴+α₃t³+α₄t²+α₅t，

Φ＝β₁t⁵+β₂t⁴+β₃t³+β₄t²+β₅t；

上述拟合函数为五项式拟合函数，当然还可以是具有其他次数的多项式拟合函数。与A车类似的，分别根据B车、C车和D车各自的一组所述路径规划离散点获得各自的所述坐标拟合函数和转向角拟合函数。

S642：根据所述坐标拟合函数和所述转向角拟合函数，生成与所述第三车辆一一对应的所述候选变道路径；即由与各组路径规划离散点对应的所述坐标拟合函数和转向角拟合函数，分别获得与A车、B车、C车和D车对应的的所述候选变道路径；

具体地，与A车相对应的所述候选变道路径为S_A＝S_a+V_At，其中S_a为每隔一个采样时间周期，采样得到的A车的坐标位置，V_A为A车的车速信息；

与之类似地，B车的候选变道路径为S_B＝S_b+V_Bt，其中S_b为每隔一个采样时间周期，采样得到的B车的坐标位置，V_B为B车的车速信息；同样，可获得与C车和D车分别对应的所述候选变道路径,分别记为S_C和S_D。

由于所述候选变道路径集中可存在有不止一条所述候选变道路径，且未知其中各所述候选变道路径是否安全，因此需获取各所述候选变道路径的安全系数，本说明书实施例中，将所述安全系数的范围设置为0至100，则步骤S700：获取所述候选变道路径集中各所述候选变道路径的安全系数，可包括：

S710：确定是否存在第四车辆，所述第四车辆为行驶于各所述第三车辆所在车道且位于各所述第三车辆后方的车辆，例如，图1中，当所述第三车辆为A车时，所述第四车辆则为C车；当所述第三车辆为B车时，所述第四车辆则为D车；当所述第三车辆为C车或D车时，因C车和D车的同车道后方不存在车辆，即C车和D车不存在第四车辆。

S720：若不存在所述第四车辆，则将后方不存在所述第四车辆的所述第三车辆对应的候选变道路径的安全系数设置为第一安全值，所述第一安全值大于所述安全阈值，即在将C车或D作为所述第三车辆的情况，将所述候选变道路径S_C和S_D的安全系数设置为第一安全值，本说明书实施例中，可设置所述第一安全值数为100，即所述第一安全值是所述安全系数的设置范围内的最大值。本说明书实施例提供的一种变道路径规划方法出于对变道安全性的考虑，当出现有后方不存在所述第四车辆的变道情形时，会优选在该变道情形下执行变道。

当各所述第三车辆后方均存在所述第四车辆，则可包括以下步骤：

S730：若存在第四车辆，即如图1中，将A车或B车作为第三车辆进行变道路径规划的情况；

S731：获取所述第四车辆的第四行驶信息，所述第四行驶信息包括所述第四车辆的车速信息；

S732：根据所述第四行驶信息，预测所述第四车辆的行驶路径；

S733：根据所述第四车辆的行驶路径和所述候选变道路径，获得路径碰撞点，例如，将A车作为所述第三路径时，此时，C车为第四车辆，预测C车的行驶路径，将获得的与A车相对应的所述候选变道路径S_A和预测到的C车的行驶路径进行对比，获得到一个碰撞点，记为P_A-C；与之相似地，根据将B车作为所述第三车辆时获得的所述候选变道路径和S_B预测到的D车的行驶路径，获得与B车相对应所述候选变道路径的碰撞点，记为P_B-D。

S734：根据所述路径碰撞点，计算所述候选变道路径的安全系数；即根据所述候选变道路径S_A与预测得到的C车的行驶路径,计算所述候选变道路径S_A的安全系数；以及相似地，计算获得所述候选变道路径S_B的安全系数。

进一步地，本说明书实施例中，S634：根据所述路径碰撞点，计算所述候选变道路径的安全系数，可具体包括：

S7341：根据所述第一行驶信息和所述路径碰撞点，获得所述第一车辆的第一碰撞时间，所述第一碰撞时间为根据所述第一车辆的第一行驶信息，所述第一车辆行驶至所述路径碰撞点所花费的时间；例如，记所述第一车辆(即T车)按所述候选变道路径S_A行驶至所述路径碰撞点P_A-C所需的时间为T_A，所述第一车辆(T车)与所述路径碰撞点P_A-C的距离为L_A，则对应于所述候选变道路径S_A所述第一碰撞时间为T_A＝(L_A-1.5)/V_A，由于在实际发生碰撞时，均是后车的车头与前车的车尾碰撞，因此考虑到车辆实际体积和安全距离，实际碰撞距离应为路径规划得到的碰撞距离减去1.5m；

与之类似地，所述第一车辆(T车)按所述候选变道路径S_B行驶至所述路径碰撞点与B车对应的所述路径碰撞点P_B-D的时间为T_B，T车到所述路径碰撞点P_B-D的距离为L_B，则对应于所述候选变道路径S_B，所述第一碰撞时间为：T_B＝(L_B-1.5)/V_B。

S7342：根据所述第四行驶信息和所述路径碰撞点，获得所述第四车辆的第四碰撞时间，所述第四车辆的第四碰撞时间为所述第四车辆运行至所述路径碰撞点所需的时间；例如，C车按所述其预测的行驶路径行驶至所述路径碰撞点P_A-C所需的时间为T_C，C车与所述路径碰撞点P_A-C的距离为L_C，则对应于所述候选变道路径S_A所述第四碰撞时间为T_C＝(L_C-1.5)/V_C；

与之类似地，当D车为第四车辆时，D车按预测的行驶路径行驶至所述路径碰撞点P_B-D所需的时间为T_D，D车与所述路径碰撞点P_B-D的距离为L_D，则对应于所述候选变道路径S_B所述第四碰撞时间为T_D＝(L_D-1.5)/V_D。

S7343：根据所述第一碰撞时间和所述第四碰撞时间，获得所述候选变道路径的安全系数；具体地，将对应于所述候选变道路径S_A的第一碰撞时间T_A与所述第四碰撞时间T_C相比较，获得所述候选变道路径S_A的安全系数；

类似地，将对应于所述候选变道路径S_B的第一碰撞时间T_B与所述第四碰撞时间T_D相比较，获得所述候选变道路径S_B的安全系数。

具体地，根据所述第一碰撞时间与所述第四碰撞时间的差值，设置各所述候选变道路径的安全系数，本说明书实施例中，当所述第一碰撞时间减去所述第四碰撞时间后的值大于零时，将其对应的所述候选变道路径的安全系数设置在61-99的范围内；当所述第一碰撞时间减去所述第四碰撞时间后的值小于零时，将其对应的所述候选变道路径的安全系数设置在0-59的范围内，当所述第一碰撞时间减去所述第四碰撞时间后的值等于零时，设置所述安全系数为60；即所述第一碰撞时间减去所述第四碰撞时间后获得的差值越大，其对应的所述安全系数的值越大。

本说明书实施例中，步骤S800：根据预设安全阈值和各所述候选变道路径的安全系数，从所述候选变道路径集中确定目标变道路径，可包括：

S810：将各所述候选变道路径的所述安全系数与所述安全阈值进行比较；本说明书中，所述安全阈值设置为60；

S820：当所述安全系数均不小于所述安全阈值时，将所述候选变道路径集中安全系数最高的所述候选变道路径作为目标变道路径；当所述候选变道路径的安全系数大于安全阈值时，说明该所述候选变道路径与变道过程中会遭遇到的后方车辆无碰撞风险。

需要说明的是，由于本方法在相邻车道的通常度优于所述第一车辆所在车道的通畅度的前提条件下，判断所述第一车辆具有变道需求，因此，进行变道路径规划得到的各所述候选变道路径最终均是变道至通常度较优的车道；但是，当第一车辆所在车道的左右两侧相邻车道均满足变道条件，且左右两侧车道的通畅度不同时，从所述候选变道路径集中确定所述目标变道路径，可能是变道至第一车辆所在车道的相邻车道中通畅度最佳的车道，也可能是变道至相邻车道中通畅度次高的车道。即本说明书实施例提供的变道路径规划方法在确定目的变道路径时，优选安全性更高的路径。

当第一车辆所在车道的左右两侧相邻车道均满足变道条件，且左右两侧车道的通畅度相同时，且获得的各所述候选变道路径的安全系数相等时，可根据交通规则，优选最终变道至所述第一车辆所在车道左侧相邻车道的变道路径。

本说明书实施例提供的一种变道路径规划的方法，通过判断所述连续持续时间是否等于或大于所述时间阈值，来确认所述第一车辆是否具有变道需求，使得对所述第一车辆的变道需求的判断能够更加准确地，避免了在所述第一车辆具有与实际需求相悖的变道需求时对所述第一车辆进行变道路径规划导致的计算资源的浪费；

本说明书实施例提供的一种变道路径规划的方法，在变道前对有变道需求的车辆进行了是否具有变道条件的判断，从而避免了在变道完成后，发现变道后的车道并非是通行效率较高的行驶车道导致的需要再次进行变道决策的情况；因此，从根本上解决了因不断变换车道导致的通行效率低、行驶的危险性高的问题；

除此之外，本申请提供的一种变道路径规划的方法，分别通过避让函数和对各候选变道路径安全系数的筛选，避免了在变道至相邻车道时，与会遭遇到的前方车辆及会遭遇到的后方车辆的安全问题，方法简单，安全性高。

实施例2

本实施例提供一种变道路径规划的系统，包括：

第一获取模块，用于获取第一车辆的第一行驶信息和所述第二车辆的第二行驶信息，所述第二车辆为行驶于所述第一车辆所在车道且位于所述第一车辆前方的车辆；

第一判断模块，用于根据所述第一行驶信息和所述第二行驶信息，确定所述第一车辆是否存在变道需求；

第二获取模块，用于当所述第一车辆存在变道需求时，根据所述第一车辆确定监测区域，获取所述监测区域内的路况信息；

第二判断模块，用于根据所述监测区域内的路况信息，判断所述第一车辆是否满足变道条件；

第三获取模块，用于当所述第一车辆满足变道条件时，确定第三车辆，获取第三车辆的第三行驶信息，所述第三车辆为所述监测区域内且位于所述第一车辆所在车道相邻车道的车辆，所述第三车辆至少有一个；

第四获取模块，用于根据所述第一行驶信息和所述第三行驶信息，获取候选变道路径集，所述候选变道路径集包括与所述第三车辆一一对应的候选变道路径；

第五获取模块，用于获取所述候选变道路径集中各所述候选变道路径的安全系数；和

第六获取模块，用于根据预设安全阈值和各所述候选变道路径的安全系数，从所述候选变道路径集中确定目标变道路径。

实施例3

本实施例提供一种电子装置，包括：

一个或多个处理器；

存储器；和

一个或多个程序，所述一个或多个程序存储在所述存储器中，且由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求1至7任意一项所述的变道路径规划的方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

并且，在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

Claims (9)

1.一种变道路径规划的方法，其特征在于，包括：

获取第一车辆的第一行驶信息和第二车辆的第二行驶信息，所述第二车辆为行驶于所述第一车辆所在车道且位于所述第一车辆前方的车辆；

根据所述第一行驶信息和所述第二行驶信息，确定所述第一车辆是否存在变道需求；

当所述第一车辆存在变道需求时，根据所述第一车辆确定监测区域，获取所述监测区域内的路况信息，根据所述路况信息判断所述第一车辆是否满足变道条件；

若所述第一车辆满足变道条件，确定至少一个第三车辆，获取每个所述第三车辆的第三行驶信息，所述第三车辆为所述监测区域内位于所述第一车辆所在车道的相邻车道的车辆；

根据所述第一行驶信息和所述第三行驶信息，获取候选变道路径集，所述候选变道路径集包括与所述第三车辆一一对应的候选变道路径；

获取所述候选变道路径集中各所述候选变道路径的安全系数；所述获取所述候选变道路径集中各所述候选变道路径的安全系数，包括：确定是否存在第四车辆，所述第四车辆为行驶于各所述第三车辆所在车道且位于各所述第三车辆后方的车辆；若不存在所述第四车辆，则将后方不存在所述第四车辆的所述第三车辆对应的候选变道路径的安全系数设置为第一安全值，所述第一安全值大于安全阈值；

根据预设安全阈值和各所述候选变道路径的安全系数，从所述候选变道路径集中确定目标变道路径。

2.根据权利要求1所述的一种变道路径规划的方法，其特征在于，所述根据所述第一行驶信息和所述第二行驶信息，确定所述第一车辆是否存在变道需求，包括：

根据所述第一行驶信息和所述第二行驶信息，获得所述第一车辆与所述第二车辆的相对距离；

获取所述相对距离小于相对距离阈值的连续持续时间；

将所述连续持续时间与预设的时间阈值进行比较；

当所述连续持续时间等于或大于所述时间阈值时，确定所述第一车辆存在变道需求。

3.根据权利要求1所述的一种变道路径规划的方法，其特征在于，所述当所述第一车辆存在变道需求时，根据所述第一车辆确定监测区域，获取所述监测区域内的路况信息，根据所述路况信息判断所述第一车辆是否满足变道条件，包括：

获取所述监测区域内，所述第一车辆所在车道的第一路况信息；

根据所述第一路况信息，获取所述第一车辆所在车道的第一通行系数；

获取所述监测区域内，所述第一车辆所在车道的相邻车道的第二路况信息；

根据所述第二路况信息，获取所述相邻车道的第二通行系数；

将所述第一通行系数与所述第二通行系数进行比较；

当所述第二通行系数小于所述第二通行系数时，判定所述第一车辆满足变道条件。

4.根据权利要求1所述的一种变道路径规划的方法，其特征在于，所述根据所述第一行驶信息和所述第三行驶信息，获取候选变道路径集，所述候选变道路径集包括与所述第三车辆一一对应的候选变道路径，包括：

将所述第一车辆当前位置作为原点建立坐标系；

根据所述第三行驶信息和预设的采样时间周期，获得所述第三车辆的多个坐标位置；

根据多个所述坐标位置和所述第一行驶信息，获取与所述第三车辆对应的多组路径规划离散点；

分析每组路径规划离散点，获得与所述第三车辆一一对应的多个所述候选变道路径；

根据所述候选变道路径获得所述候选变道路径集。

5.根据权利要求4所述的一种变道路径规划的方法，其特征在于，所述分析每组路径规划离散点，获得与所述第三车辆一一对应的多个所述候选变道路径，包括：

分析每组路径规划离散点，获取与每组所述路径规划离散点一一对应的坐标拟合函数和转向角拟合函数；

根据所述坐标拟合函数和所述转向角拟合函数，生成与所述第三车辆一一对应的所述候选变道路径。

6.根据权利要求1所述的一种变道路径规划的方法，其特征在于，所述方法还包括：若存在所述第四车辆，则

获取所述第四车辆的第四行驶信息；

根据所述第四行驶信息，预测所述第四车辆的行驶路径；

根据所述行驶路径与所述候选变道路径，获得路径碰撞点；

根据所述路径碰撞点，计算所述候选变道路径的安全系数。

7.根据权利要求6所述的一种变道路径规划的方法，其特征在于，所述根据所述路径碰撞点，计算所述候选变道路径的安全系数，包括：

根据所述第一行驶信息和所述路径碰撞点，获得所述第一车辆的第一碰撞时间；

根据所述第四行驶信息和所述路径碰撞点，获得所述第四车辆的第四碰撞时间；

根据所述第一碰撞时间和所述第四碰撞时间，获得所述候选变道路径的安全系数。

8.根据权利要求1所述的一种变道路径规划的方法，其特征在于，根据预设安全阈值和各所述候选变道路径的安全系数，从所述候选变道路径集中确定目标变道路径，包括：

将各所述候选变道路径的所述安全系数与所述安全阈值进行比较；

当所述安全系数均不小于所述安全阈值时，将所述候选变道路径集中安全系数最高的所述候选变道路径作为目标变道路径。

9.一种变道路径规划的系统，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取第一车辆的第一行驶信息和第二车辆的第二行驶信息，所述第二车辆为行驶于所述第一车辆所在车道且位于所述第一车辆前方的车辆；

第一判断模块，用于根据所述第一行驶信息和所述第二行驶信息，确定所述第一车辆是否存在变道需求；

第二获取模块，用于当所述第一车辆存在变道需求时，根据所述第一车辆确定监测区域，获取所述监测区域内的路况信息；

第二判断模块，用于根据所述监测区域内的路况信息，判断所述第一车辆是否满足变道条件；

第三获取模块，用于当所述第一车辆满足变道条件时，确定至少一个第三车辆，获取第三车辆的第三行驶信息，所述第三车辆为所述监测区域内且位于所述第一车辆所在车道相邻车道的车辆；

第四获取模块，用于根据所述第一行驶信息和所述第三行驶信息，获取候选变道路径集，所述候选变道路径集包括与所述第三车辆一一对应的候选变道路径；

第五获取模块，用于获取所述候选变道路径集中各所述候选变道路径的安全系数；所述用于获取所述候选变道路径集中各所述候选变道路径的安全系数，包括：用于确定是否存在第四车辆，所述第四车辆为行驶于各所述第三车辆所在车道且位于各所述第三车辆后方的车辆；若不存在所述第四车辆，则将后方不存在所述第四车辆的所述第三车辆对应的候选变道路径的安全系数设置为第一安全值，所述第一安全值大于安全阈值；和

第六获取模块，用于根据预设安全阈值和各所述候选变道路径的安全系数，从所述候选变道路径集中确定目标变道路径。

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