CN113044036A - 一种车辆换道的控制方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种车辆换道的控制方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种车辆换道的控制方法、装置、电子设备及存储介质。其中，该方法包括：获取驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩，判断所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向是否相同；若所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向相同，则判断所述外部扭矩是否满足同向超越启动条件；若满足，则根据所述外部扭矩确定当前驾驶员扭矩；获取当前行驶车辆输出的实际扭矩，根据所述当前驾驶员扭矩和所述实际扭矩，确定待调整扭矩，以根据所述待调整扭矩进行车辆的换道行驶。实现了在车辆自动换道时，考虑驾驶员的横向干扰，提高车辆换道的灵活性。

Description

一种车辆换道的控制方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及车辆自动驾驶技术，尤其涉及一种车辆换道的控制方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
自动驾驶设计的目标是实现完全的无人驾驶，在车辆自动驾驶的过程中，需要根据道路信息进行决策。可以根据环境中的危险目标进行行为决策，决策内容可以包括控制对中或自动换道等。
自动换道作为自动驾驶中的一项必要控制功能，在转向控制时需要充分考虑周边环境信息，进行换道可行性决策控制。现有技术中，在车辆换道时，只能感知驾驶员对加速和减速等纵向控制的操作请求，无法实现驾驶员对换道过程的横向干预控制，换道灵活性较低。
发明内容
本发明实施例提供一种车辆换道的控制方法、装置、电子设备及存储介质，以提高车辆换道的灵活性。
第一方面，本发明实施例提供了一种车辆换道的控制方法，该方法包括：
获取驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩，判断所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向是否相同；
若所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向相同，则判断所述外部扭矩是否满足同向超越启动条件；
若满足，则根据所述外部扭矩确定当前驾驶员扭矩；
获取当前行驶车辆输出的实际扭矩，根据所述当前驾驶员扭矩和所述实际扭矩，确定待调整扭矩，以根据所述待调整扭矩进行车辆的换道行驶。
第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆换道的控制装置，该装置包括：
外部扭矩获取模块，用于获取驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩，判断所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向是否相同；
同向超越确定模块，用于若所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向相同，则判断所述外部扭矩是否满足同向超越启动条件；
驾驶员扭矩确定模块，用于若满足，则根据所述外部扭矩确定当前驾驶员扭矩；
待调整扭矩确定模块，用于获取当前行驶车辆输出的实际扭矩，根据所述当前驾驶员扭矩和所述实际扭矩，确定待调整扭矩，以根据所述待调整扭矩进行车辆的换道行驶。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明任意实施例所述的车辆换道的控制方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明任意实施例所述的车辆换道的控制方法。
本发明实施例通过获取驾驶员施加的外部扭矩，确定驾驶员是否要对自动换道过程进行同向的横向干预，若是，则根据外部扭矩确定当前驾驶员扭矩。再根据当前驾驶员扭矩和车辆输出的实际扭矩，确定待调整扭矩。根据待调整扭矩调整车辆的换道进程，使车辆按照驾驶员的控制进行换道或取消换道。解决了现有技术中驾驶员只能在换道过程中进行纵向干预的问题，实现了车辆在自动换道的过程中可以实时考虑驾驶员的意图，提高换道的灵活性。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种车辆换道的控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例二中的一种车辆换道的控制方法的流程示意图；
图3是本发明实施例三中的一种车辆换道的控制装置的结构框图；
图4是本发明实施例四中的一种车辆换道的控制设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一所提供的一种车辆换道的控制方法的流程示意图，本实施例可适用于车辆自动驾驶的情况，该方法可以由一种车辆换道的控制装置来执行。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
步骤110、获取驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩，判断外部扭矩的方向与当前行驶车辆的变道方向是否相同。
其中，自动驾驶设计的目标是实现完全的无人驾驶，车辆可以在自动驾驶的过程中对环境数据进行识别，对识别的数据进行学习、分类及最优化处理等。根据处理的数据进行路径规划，例如，可以使车辆根据道路信息进行对中控制，也可以控制车辆进行自动换道。对中控制是指控制车辆在车道的中心线行驶，自动换道是指车辆从一个车道换向另一个车道行驶。
自动换道作为自动驾驶中一项必须且难度较大的控制系统，需要充分考虑周边环境信息，也要充分考虑驾驶员的操作对换道轨迹规划的影响，从而进行换道可行性的决策控制。驾驶员的操作可以包括纵向干预和横向干预，纵向干预是指驾驶员进行加速或减速等操作，横向干预可以包括驾驶员控制车辆进行换道、阻止车辆换道或者改变车辆自动换道的轨迹等操作。
当前行驶车辆根据道路信息做出换道决策，在车辆进行自动换道时，驾驶员可以手动给车辆施加外部扭矩。车辆实时获取驾驶员施加的外部扭矩，确定外部扭矩的方向，将外部扭矩的方向与车辆变道的方向进行比较，确定外部扭矩的方向与当前行驶车辆的变道方向是否相同。例如，车辆变道方向为由左车道换向右车道，外部扭矩的方向为向左的扭矩，则确定外部扭矩的方向与变道方向不相同。
本实施例中，可选的，获取驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩，包括：根据驾驶员对方向盘的转动，确定驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩。
具体的，驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩，可以是驾驶员操作方向盘进行转动，也可以是驾驶员操作转向灯。驾驶员转动方向盘或打转向灯都是对换道的横向干预。例如，驾驶员打开右转的转向灯，则施加了向右的外部扭矩；驾驶员将方向盘向左打，则施加了向左的外部扭矩。转向灯亮起的时间越久，外部扭矩越大；方向盘转向角度越大，或转向时间越长，则外部扭矩越大。根据驾驶员对方向盘或转向灯的操作，可以确定驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩，既可以获取外部扭矩的方向，也可以获取外部扭矩的大小。这样设置的有益效果在于，用户可以在车辆自动换道时快速对车辆进行控制，减少用户操作，有利于车辆及时获取用户施加的外部扭矩，提高换道控制的效率。
步骤120、若外部扭矩的方向与当前行驶车辆的变道方向相同，则判断外部扭矩是否满足同向超越启动条件。
其中，在判断外部扭矩的方向和当前行驶车辆的变道方向之后，若确定外部扭矩的方向与当前行驶车辆的变道方向相同，则可以判断外部扭矩是否满足同向超越启动条件，同向超越的启动是指在外部扭矩的方向与变道方向相同的情况下，启动驾驶员优先的控制逻辑，即在系统自动换道时，能够考虑驾驶员的操作，且驾驶员的操作优于自动换道的操作。同向超越条件可以是设置一个外部扭矩阈值，若驾驶员施加的外部扭矩大于外部扭矩阈值，则确定外部扭矩满足同向超越启动条件。若驾驶员施加的外部扭矩小于外部扭矩阈值，则认为驾驶员只是进行了误操作，车辆继续按照自动换道的逻辑行驶。
本实施例中，可选的，判断外部扭矩是否满足同向超越启动条件，包括：确定外部扭矩是否大于预设的同向超越扭矩阈值，且小于预设的最大扭矩阈值；若是，则确定外部扭矩满足同向超越启动条件。
具体的，预先设置同向超越扭矩阈值和最大扭矩阈值，在外部扭矩的方向与当前行驶车辆的变道方向相同的情况下，若外部扭矩大于预设的同向超越扭矩阈值，且小于预设的最大扭矩阈值，则确定外部扭矩满足同向超越启动条件。例如，最大扭矩阈值为3N·m(牛顿米)，同向超越扭矩阈值为2N·m，则只有当外部扭矩在2至3之间时，才会进行同向超越的启动。若外部扭矩小于同向超越扭矩阈值，则确定驾驶员的操作对自动换道没有影响；若外部扭矩大于最大扭矩阈值，则确定车辆EPS(Electric Power Steering，电动助力转向系统)系统退出自动换道逻辑，完全由驾驶员控制换道。同向超越启动条件也可以是外部扭矩的持续时间条件，例如，可以预设第一时间阈值，若外部扭矩的持续时间大于预设的第一时间阈值，则确定外部扭矩满足同向超越启动条件。若驾驶员横向干预的持续时间小于预设的第一时间阈值，则在驾驶员释放横向控制后，继续参照原先变道状态行驶至目标车道。还可以预设第二时间阈值，第二时间阈值大于第一时间阈值，若外部扭矩的持续时间大于预设的第二时间阈值，则可以确定驾驶员长时间处于超越状态，车辆EPS系统退出自动换道逻辑，完全由驾驶员控制换道，超越状态是指驾驶员对车辆进行控制的状态。若满足退出自动换道逻辑的条件，系统可以在退出前发送立即接管的报警信息，提醒驾驶员对车辆进行立即接管，系统进入待机状态，从而保证行车的安全性。若外部扭矩大于预设的同向超越扭矩阈值，且小于预设的最大扭矩阈值，则在用户释放横向控制之后，车辆继续进行自动行驶。这样设置的有益效果在于，限制驾驶员对自动换道进行控制时的外部扭矩大小，避免驾驶员在不小心触碰到方向盘或转向灯时造成的误操作引起错误换道，也避免驾驶员在想要控制换道时无法改变车辆原有的换道路线，提高了换道的效率和精确性，满足用户的驾驶需求，提升用户体验。
步骤130、若满足，则根据外部扭矩确定当前驾驶员扭矩。
其中，若确定外部扭矩满足同向超越启动条件，则根据外部扭矩的大小确定当前驾驶员扭矩。可以通过车辆上安装的转向力矩传感器对外部扭矩进行实时采样，根据预设的计算公式计算当前驾驶员扭矩。
本实施例中，可选的，根据外部扭矩确定当前驾驶员扭矩，包括：根据如下公式确定当前驾驶员扭矩：
Figure BDA0003063086300000071
其中，Tdriver(t)表示t时刻的当前驾驶员扭矩，Tsample(t)表示Δt时间段内采样的外部扭矩。
具体的，将驾驶员的外部扭矩按照预设的较小时间间隔进行采样，在进行积分后计算得到相应的当前驾驶员扭矩，计算公式可以表示为从当前时刻往回退一定时间，积分得到当前时刻的驾驶员扭矩。即实时采样当下时间的外部扭矩，根据t-Δt时刻至t时刻的外部扭矩，进行微积分的计算，得到t时刻的当前驾驶员扭矩。这样设置的有益效果在于，快速根据传感器获取到的外部扭矩得到当前时刻的驾驶员扭矩，通过微积分的计算，减小计算误差，提高后续对待调整扭矩的计算效率和计算精度。
步骤140、获取当前行驶车辆输出的实际扭矩，根据当前驾驶员扭矩和实际扭矩，确定待调整扭矩，以根据待调整扭矩进行车辆的换道行驶。
其中，可以实时获取当前行驶车辆输出的实际扭矩，实际扭矩中可以包括待调整扭矩和当前驾驶员扭矩，实际扭矩是车辆输出到EPS系统执行电机端的扭矩控制值。因此，在得到实际扭矩和当前驾驶员扭矩后，可以确定待调整扭矩。待调整扭矩是虚拟扭矩，车辆的EPS系统接收虚拟的待调整扭矩并控制执行该扭矩值，保证车辆输出的扭矩正常，从而进行车辆的换道行驶。
本实施例中，可选的，获取当前行驶车辆输出的实际扭矩，包括：获取当前行驶车辆的行驶信息；其中，行驶信息包括横向偏移量、偏航角和道路曲率；根据行驶信息，确定当前行驶车辆换道的目标转向角；根据目标转向角，确定当前行驶车辆输出的实际扭矩；根据如下公式确定目标转向角：
θr＝ky·y+kψ·ψ+kR·K；
其中，θr为目标转向角，y为横向偏移量，ψ为偏航角，K为道路曲率，ky、kψ和kR为预设的控制增益。
具体的，当前行驶车辆输出的实际扭矩可以是由目标转向角进行计算得到的，目标转向角可以是车辆换道时需要转向的目标角度，目标转向角越大，实际扭矩越大。因此，可以根据目标转向角确定当前行驶车辆输出的实际扭矩。目标转向角可以通过当前行驶车辆的行驶信息进行计算得到，行驶信息可以包括车辆相对于当前车道的横向偏移量、偏航角和前方道路曲率。车辆上可以安装有车道线识别传感器和转角传感器等，用于获取车辆的行驶信息。预先设置目标转向角的计算公式，并根据车辆结构参数设计控制增益，控制增益是整车标定过程中提前生成的，且控制增益值在标定过程中是随速标定的。在确定目标转向角后，根据目标转向角和实际扭矩的关系，得到实际扭矩。这样设置的有益效果在于，获取车辆的行驶信息，通过计算，得到目标转向角和实际扭矩，且控制增益可以不断变化，提高实际扭矩的计算精度，进而提高待调整扭矩的计算精度。
本实施例中，可选的，根据当前驾驶员扭矩和所述实际扭矩，确定待调整扭矩，包括：获取当前行驶车辆的实时转向速率，根据实时转向速率和预设的最大转向速率，确定扭矩影响辅助系数；根据扭矩影响辅助系数、当前驾驶员扭矩和实际扭矩，确定待调整扭矩；根据如下公式确定待调整扭矩：
Figure BDA0003063086300000081
TALC＝Toutput-γTdriver(t)；
其中，γ为扭矩影响辅助系数，Rcurrent为实时转向速率，Rexit为最大转向速率，TALC为待调整扭矩，Toutput为当前行驶车辆输出的实际扭矩。
具体的，车辆上可以安装有获取速率的传感器，来实时获取当前行驶车辆的实时转向速率。预先设置一个最大转向速率，根据实时转向速率和最大转向速率，确定扭矩影响辅助系数。扭矩影响辅助系数是计算待调整扭矩的一个中间参数，实时转向速率越大，扭矩影响辅助系数值越大，车辆需要随时调整的扭矩变化就越大。通过计算实时转向速率和最大转向速率的比值，得到扭矩影响辅助系数。将扭矩影响辅助系数、当前驾驶员扭矩和当前行驶车辆输出的实际扭矩代入到待调整扭矩，得到待调整扭矩。这样设置的有益效果在于，当判断外部扭矩满足同向超越启动条件，可进行人机共驾时，通过设置扭矩影响辅助系数对当前驾驶员扭矩进行调整，通过实际扭矩与调整后的当前驾驶员扭矩之间做差，实现对待调整扭矩的快速确定，提高待调整扭矩的计算精度，实现人机共驾。
为了实现横向控制的精准性和稳定性，可以对横向的扭矩进行微调。在确定待调整扭矩后，可以通过转角传感器测得当前的实际转向盘转角，根据计算得到的目标转向角，对目标转向角和实际转向盘转角进行做差，得到转角误差。
可以根据如下公式计算转角误差：
e＝θr-θ；
其中，e为转角误差，θ为实际转向盘转角。转向盘转角控制器可依据转角闭环系统性能指标的要求进行设计，即采用PID控制器。PID控制器可以根据预设公式计算换道控制辅助扭矩，换道控制辅助扭矩用于在待调整扭矩的基础上，对横向的超越扭矩进行微调，以保证输出至EPS端的扭矩不会超调。例如，待调整扭矩为2.5N·m，在确定待调整扭矩后，当前行驶车辆输出的实际扭矩也发生了变化，即2.5N·m的扭矩不能满足车辆换道的扭矩需求，车辆的横向扭矩还需0.2N·m的换道控制辅助扭矩，则可以对横向的扭矩进行0.2N·m的微调，已满足车辆换道的需求。可以根据如下公式计算换道控制辅助扭矩：
Figure BDA0003063086300000101
其中，TALCUpdate为换道控制辅助扭矩，kp为比例系数，ki为积分项系数，kd为微分项系数。比例系数、积分项系数和微分项系数可根据车速进行调整，以适应不同的车速工况。积分项对消除转角跟踪稳态误差具有重要的意义，为了消除积分饱和的负面效应，并快速消除稳态误差，可以为积分项单独设定饱和值，积分项达到饱和值后不再增加。
本实施例的技术方案，通过获取驾驶员施加的外部扭矩，确定驾驶员是否要对自动换道过程进行横向干预，若是，则根据外部扭矩确定当前驾驶员扭矩。再根据当前驾驶员扭矩和车辆输出的实际扭矩，确定待调整扭矩。根据待调整扭矩调整车辆的换道进程，使车辆按照驾驶员的控制进行换道或取消换道。解决了现有技术中驾驶员只能在换道过程中进行纵向干预的问题，实现了车辆在自动换道的过程中可以实时考虑驾驶员的意图，提高换道的灵活性。
实施例二
图2为本发明实施例二所提供的一种车辆换道的控制方法的流程示意图，本实施例以上述实施例为基础进行进一步的优化，该方法可以由一种车辆换道的控制装置来执行。如图2所示，该方法具体包括如下步骤：
步骤210、获取驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩，判断外部扭矩的方向与当前行驶车辆的变道方向是否相同。
步骤220、若外部扭矩的方向与当前行驶车辆的变道方向相反，则判断外部扭矩是否满足反向超越启动条件。
其中，外部扭矩的方向与当前行驶车辆的变道方向相反，是指驾驶员正在进行与自动换道相反方向的操作，例如，自动换道操作是从右车道换向左车道，而驾驶员向右转方向盘，则外部扭矩的方向与当前行驶车辆的变道方向相反。又例如，自动换道操作是从右车道换向左车道，而驾驶员打右转向灯，则外部扭矩的方向与当前行驶车辆的变道方向相反。若确定外部扭矩的方向与当前行驶车辆的变道方向相反，则说明驾驶员意图改变当前换道方向，为了确认驾驶员的操作有效，可以判断驾驶员的外部扭矩是否满足反向超越启动条件。反向超越是在指外部扭矩的方向与当前行驶车辆的变道方向相反的情况下，驾驶员的操作优于自动换道的操作，以驾驶员的操作为准。
预先设置最大反向扭矩阈值和反向超越扭矩阈值，若外部扭矩大于反向超越扭矩阈值，且小于最大反向扭矩阈值，则确定外部扭矩满足反向超越启动条件。还可以比较外部扭矩的持续时间与第一时间阈值，若外部扭矩的持续时间小于第一时间阈值，则确定外部扭矩不满足反向超越启动条件，在驾驶员释放横向控制后，继续参照原先变道状态行驶至目标车道。
步骤230、若满足，则根据外部扭矩进行车辆的行驶控制。
其中，若外部扭矩满足反向超越启动条件，则根据外部扭矩确定驾驶员对车辆的控制行为。例如，驾驶员在车辆从右车道换向左车道时，向右转动方向盘，则车辆可以重新回到右车道，在右车道继续行驶。根据外部扭矩可以确定当前驾驶员扭矩。获取行驶信息，根据行驶信息确定目标转向角，根据目标转向角确定实际扭矩。获取当前行驶车辆的实时转向速率，根据实时转向速率和预设的最大转向速率，确定扭矩影响辅助系数，根据扭矩影响辅助系数、当前驾驶员扭矩和实际扭矩，确定待调整扭矩，实现对车辆换道行驶的调整。
在确定外部扭矩满足反向超越启动条件后，可以比较外部扭矩的持续控制时间与预设的第二时间阈值，若判断出驾驶员外部扭矩控制时间大于设定的第二时间阈值，则判定车辆处于超越过限状态，超越过限是指车辆可以退出自动换道逻辑，由驾驶员进行接管。也可以比较外部扭矩大小与预设的最大反向扭矩阈值，若判断出外部扭矩大于设定的最大反向扭矩阈值时，则判定车辆处于超越过限状态，可以退出自动换道逻辑，由驾驶员进行接管。当确定车辆可以由驾驶员接管时，可以发出接管提示信息，以提示驾驶员车辆的当前状态。
若外部扭矩满足反向超越启动条件，且车辆没有处于超越过限状态，则在驾驶员释放横向控制后，车辆继续进行自动行驶。
本发明实施例通过获取驾驶员施加的外部扭矩，确定驾驶员干预的方向是否与原先的变道方向相同。若确定驾驶员干预的方向是否与原先的变道方向相反，则确定是否根据驾驶员的操作对车辆进行控制，使车辆在自动换道时随时根据驾驶员的操作进行调整，避免驾驶员不小心触碰造成的行驶误差。解决了现有技术中驾驶员只能在换道过程中进行纵向干预的问题，实现了车辆在自动换道的过程中可以实时考虑驾驶员的意图，提高换道的灵活性。
实施例三
图3为本发明实施例三所提供的一种车辆换道的控制装置的结构框图，可执行本发明任意实施例所提供的一种车辆换道的控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图3所示，该装置具体包括：
外部扭矩获取模块301，用于获取驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩，判断所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向是否相同；
同向超越确定模块302，用于若所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向相同，则判断所述外部扭矩是否满足同向超越启动条件；
驾驶员扭矩确定模块303，用于若满足，则根据所述外部扭矩确定当前驾驶员扭矩；
待调整扭矩确定模块304，用于获取当前行驶车辆输出的实际扭矩，根据所述当前驾驶员扭矩和所述实际扭矩，确定待调整扭矩，以根据所述待调整扭矩进行车辆的换道行驶.
可选的，外部扭矩获取模块301，具体用于：
根据驾驶员对方向盘的转动，确定所述驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩。
可选的，同向超越确定模块302，具体用于：
确定所述外部扭矩是否大于预设的同向超越扭矩阈值，且小于预设的最大扭矩阈值；
若是，则确定所述外部扭矩满足同向超越启动条件。
可选的，驾驶员扭矩确定模块303，具体用于：
根据如下公式确定所述当前驾驶员扭矩：
Figure BDA0003063086300000131
其中，Tdriver(t)表示t时刻的当前驾驶员扭矩，Tsample(t)表示Δt时间段内采样的外部扭矩。
可选的，待调整扭矩确定模块304，包括：
行驶信息获取单元，用于获取当前行驶车辆的行驶信息；其中，所述行驶信息包括横向偏移量、偏航角和道路曲率；
转向角确定单元，用于根据所述行驶信息，确定当前行驶车辆换道的目标转向角；
实际扭矩确定单元，用于根据所述目标转向角，确定当前行驶车辆输出的实际扭矩；
根据如下公式确定所述目标转向角：
θr＝ky·y+kψ·ψ+kR·K；
其中，θr为目标转向角，y为横向偏移量，ψ为偏航角，K为道路曲率，ky、kψ和kR为预设的控制增益。
可选的，待调整扭矩确定模块304，还包括：
辅助系数确定单元，用于获取当前行驶车辆的实时转向速率，根据所述实时转向速率和预设的最大转向速率，确定扭矩影响辅助系数；
待调整扭矩计算单元，用于根据所述扭矩影响辅助系数、所述当前驾驶员扭矩和所述实际扭矩，确定待调整扭矩；
根据如下公式确定所述待调整扭矩：
Figure BDA0003063086300000141
TALC＝Toutput-γTdriver(t)；
其中，γ为扭矩影响辅助系数，Rcurrent为实时转向速率，Rexit为最大转向速率，TALC为待调整扭矩，Toutput为当前行驶车辆输出的实际扭矩。
可选的，该装置还包括：
反向超越确定模块，用于在判断所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向是否相同之后，若所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向相反，则判断所述外部扭矩是否满足反向超越启动条件；
驾驶员控制模块，用于若满足，则根据所述外部扭矩进行车辆的行驶控制。
本发明实施例通过获取驾驶员施加的外部扭矩，确定驾驶员是否要对自动换道过程进行横向干预，若是，则根据外部扭矩确定当前驾驶员扭矩。再根据当前驾驶员扭矩和车辆输出的实际扭矩，确定待调整扭矩。根据待调整扭矩调整车辆的换道进程，使车辆按照驾驶员的控制进行换道或取消换道。解决了现有技术中驾驶员只能在换道过程中进行纵向干预的问题，实现了车辆在自动换道的过程中可以实时考虑驾驶员的意图，提高换道的灵活性。
实施例四
图4是本发明实施例四提供的一种车辆换道的控制设备的结构示意图。车辆换道的控制设备是一种电子设备，图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性电子设备400的框图。图4显示的电子设备400仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，电子设备400以通用计算设备的形式表现。电子设备400的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元401，系统存储器402，连接不同系统组件(包括系统存储器402和处理单元401)的总线403。
总线403表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
电子设备400典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备400访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器402可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)404和/或高速缓存存储器405。电子设备400可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统406可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线403相连。存储器402可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块407的程序/实用工具408，可以存储在例如存储器402中，这样的程序模块407包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块407通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
电子设备400也可以与一个或多个外部设备409(例如键盘、指向设备、显示器410等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备400交互的设备通信，和/或与使得该电子设备400能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口411进行。并且，电子设备400还可以通过网络适配器412与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图4所示，网络适配器412通过总线403与电子设备400的其它模块通信。应当明白，尽管图4中未示出，可以结合电子设备400使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元401通过运行存储在系统存储器402中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的一种车辆换道的控制方法，包括：
获取驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩，判断所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向是否相同；
若所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向相同，则判断所述外部扭矩是否满足同向超越启动条件；
若满足，则根据所述外部扭矩确定当前驾驶员扭矩；
获取当前行驶车辆输出的实际扭矩，根据所述当前驾驶员扭矩和所述实际扭矩，确定待调整扭矩，以根据所述待调整扭矩进行车辆的换道行驶。
实施例五
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所提供的一种车辆换道的控制方法，包括：
获取驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩，判断所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向是否相同；
若所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向相同，则判断所述外部扭矩是否满足同向超越启动条件；
若满足，则根据所述外部扭矩确定当前驾驶员扭矩；
获取当前行驶车辆输出的实际扭矩，根据所述当前驾驶员扭矩和所述实际扭矩，确定待调整扭矩，以根据所述待调整扭矩进行车辆的换道行驶。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种车辆换道的控制方法，其特征在于，包括：
获取驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩，判断所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向是否相同；
若所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向相同，则判断所述外部扭矩是否满足同向超越启动条件；
若满足，则根据所述外部扭矩确定当前驾驶员扭矩；
获取当前行驶车辆输出的实际扭矩，根据所述当前驾驶员扭矩和所述实际扭矩，确定待调整扭矩，以根据所述待调整扭矩进行车辆的换道行驶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩，包括：
根据驾驶员对方向盘的转动，确定所述驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述外部扭矩是否满足同向超越启动条件，包括：
确定所述外部扭矩是否大于预设的同向超越扭矩阈值，且小于预设的最大扭矩阈值；
若是，则确定所述外部扭矩满足同向超越启动条件。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述外部扭矩确定当前驾驶员扭矩，包括：
根据如下公式确定所述当前驾驶员扭矩：
Figure FDA0003063086290000011
其中，Tdriver(t)表示t时刻的当前驾驶员扭矩，Tsample(t)表示Δt时间段内采样的外部扭矩。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取当前行驶车辆输出的实际扭矩，包括：
获取当前行驶车辆的行驶信息；其中，所述行驶信息包括横向偏移量、偏航角和道路曲率；
根据所述行驶信息，确定当前行驶车辆换道的目标转向角；
根据所述目标转向角，确定当前行驶车辆输出的实际扭矩；
根据如下公式确定所述目标转向角：
θr＝ky·y+kψ·ψ+kR·K；
其中，θr为目标转向角，y为横向偏移量，ψ为偏航角，K为道路曲率，ky、kψ和kR为预设的控制增益。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述当前驾驶员扭矩和所述实际扭矩，确定待调整扭矩，包括：
获取当前行驶车辆的实时转向速率，根据所述实时转向速率和预设的最大转向速率，确定扭矩影响辅助系数；
根据所述扭矩影响辅助系数、所述当前驾驶员扭矩和所述实际扭矩，确定待调整扭矩；
根据如下公式确定所述待调整扭矩：
Figure FDA0003063086290000021
TALC＝Toutput-γTdriver(t)；
其中，γ为扭矩影响辅助系数，Rcurrent为实时转向速率，Rexit为最大转向速率，TALC为待调整扭矩，Toutput为当前行驶车辆输出的实际扭矩。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在判断所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向是否相同之后，还包括：
若所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向相反，则判断所述外部扭矩是否满足反向超越启动条件；
若满足，则根据所述外部扭矩进行车辆的行驶控制。
8.一种车辆换道的控制装置，其特征在于，包括：
外部扭矩获取模块，用于获取驾驶员对当前行驶车辆施加的外部扭矩，判断所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向是否相同；
同向超越确定模块，用于若所述外部扭矩的方向与所述当前行驶车辆的变道方向相同，则判断所述外部扭矩是否满足同向超越启动条件；
驾驶员扭矩确定模块，用于若满足，则根据所述外部扭矩确定当前驾驶员扭矩；
待调整扭矩确定模块，用于获取当前行驶车辆输出的实际扭矩，根据所述当前驾驶员扭矩和所述实际扭矩，确定待调整扭矩，以根据所述待调整扭矩进行车辆的换道行驶。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一所述的车辆换道的控制方法。
10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7中任一所述的车辆换道的控制方法。
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