CN113815619B - 一种变道控制方法、装置、车辆及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了变道控制方法、装置、车辆及存储介质。该方法包括：当触发变道时，确定车辆从当前位置到目标车道的轨迹，控制车辆进入第一状态；在第一状态下，若监控到车辆从当前位置到目标车道的轨迹不符合设定安全条件，生成引导车辆返回到初始车道的轨迹，控制车辆进入第二状态；在第二状态下，若监控到引导车辆返回到初始车道的轨迹不符合设定安全条件，控制车辆保持横向位置不变进入第三状态，并生成引导车辆返回到初始车道的轨迹和引导车辆从当前位置到目标车道的轨迹；在第三状态下，从上述轨迹中选择符合设定安全条件的轨迹作为目标轨迹，控制车辆沿目标轨迹行驶以使变道结束。本发明能够实现多种复杂场景下的变道控制，提高行车安全性。
Description
技术领域
本发明实施例涉及车辆自动控制技术领域，尤其涉及一种变道控制方法、装置、车辆及存储介质。
背景技术
目前，车辆给人们的生活出行带来了很大的方便，但是随着车辆数量的增加，也带来了更多的问题，比如交通堵塞、交通事故等。提高行车安全性以及减少交通堵塞一直是业界追求的目标。随着计算机技术、通信技术、模式识别等技术的发展，辅以正确的决策、精确的操控，则可以高效安全的实现车辆的变道控制。
但在现有研究中，考虑到车辆复杂的运行状况、道路的复杂多变等因素，车辆的变道控制一直是一个研究难点。目前己有一些研究提出了车辆的变道控制策略，但是这些策略不能够覆盖完全复杂的实际场景。
发明内容
本发明实施例提供了一种变道控制方法、装置、车辆及存储介质，可以应对多种复杂场景，提高安全性。
第一方面，本发明实施例提供了一种变道控制方法，包括：
当触发变道时，确定车辆从当前位置到目标车道的轨迹，并控制所述车辆进入第一状态；其中，第一状态包括触发变道，向目标车道变道过程中的状态；
在所述车辆处于所述第一状态下，若监控到所述车辆从当前位置到目标车道的轨迹不符合设定安全条件，生成引导所述车辆返回到初始车道的轨迹，并控制所述车辆进入第二状态；其中，所述第二状态包括向所述目标车道变道中断且返回初始车道过程中的状态；
在所述车辆处于所述第二状态下，若监控到引导所述车辆返回到初始车道的轨迹不符合所述设定安全条件，控制所述车辆保持横向位置不变，控制所述车辆进入第三状态，并生成引导所述车辆返回到所述初始车道的轨迹和引导车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹；其中，所述第三状态包括保持横向位置不变的状态；
在所述车辆处于所述第三状态下，从引导所述车辆回到初始车道的轨迹和所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹中选择符合所述设定安全条件的轨迹，并作为目标轨迹，控制所述车辆沿所述目标轨迹行驶以使变道结束。
第二方面，本发明实施例还提供了一种变道控制装置，该装置包括：
第一控制模块，用于当触发变道时，确定车辆从当前位置到目标车道的轨迹，并控制车辆进入第一状态；其中，第一状态包括触发变道，向目标车道变道过程中的状态；
第二控制模块，用于在所述车辆处于所述第一状态下，若监控到所述车辆从当前位置到目标车道的轨迹不符合设定安全条件，生成引导所述车辆返回到初始车道的轨迹，并控制所述车辆进入第二状态；其中，所述第二状态包括向所述目标车道变道中断且返回初始车道过程中的状态；
第三控制模块，用于在所述车辆处于所述第二状态下，若监控到引导所述车辆返回到初始车道的轨迹不符合所述设定安全条件，控制所述车辆保持横向位置不变，控制所述车辆进入第三状态，并生成引导所述车辆返回到所述初始车道的轨迹和引导车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹；其中，所述第三状态包括保持横向位置不变的状态；
第四控制模块，用于在所述车辆处于所述第三状态下，从引导所述车辆回到初始车道的轨迹和所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹中选择符合所述设定安全条件的轨迹，并作为目标轨迹，控制所述车辆沿所述目标轨迹行驶以使变道结束。
第三方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任一实施例所述的方法。
第四方面，本发明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，该程序被处理器执行时实现如本发明任一实施例所述的方法。
本发明实施例的技术方案通过将车辆在变道过程中的状态分为触发变道向目标车道变道过程中的第一状态、向目标车道变道中断且返回初始车道过程中的第二状态以及保持横向位置不变的第三状态，在监控到第一状态中的车辆轨迹不符合设定安全条件时，控制车辆进入第二状态；在监控到第二状态中的车辆轨迹不符合设定安全条件时，控制车辆进入第三状态；直到在第三状态中出现符合设定安全条件的目标轨迹，则控制车辆沿目标轨迹行驶以使变道结束，解决了现有的车辆变道技术策略不能够覆盖完全复杂的实际场景的问题，实现可以应对多种复杂场景的车辆变道控制，提高了行车的安全性。
附图说明
图1a是本发明实施例提供的一种变道控制方法的流程图；
图1b是本发明实施例提供的车辆在变道过程中可能存在的碰撞风险示意图；
图1c是本发明实施例提供的车辆返回初始车道的过程中可能存在的碰撞风险示意图；
图2a是本发明实施例提供的一种变道控制方法的流程图；
图2b是本发明实施例提供的一种变道控制装置的架构图；
图2c是本发明实施例提供的一种车辆姿态估计模块示意图；
图2d是本发明实施例提供的一种优选的车辆变道状态示意图；
图2e是本发明实施例提供的一种优选的车辆变道逻辑示意图；
图3是本发明实施例提供的一种变道控制装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种车辆的结构示意图。
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。
随着科技的进步，美国汽车工程师学会(Society ofAutomotive Engineers，SAE)定义的L2级别辅助驾驶系统的装配量在近几年增长迅速，功能大都包括车道线中心保持和全车速自适应巡航两个功能，共同实现车辆本车道内横向及纵向控制，而具备变道功能的量产车型相对很少，一方面是由于变道技术对感知能力要求更高，除需要监控前方目标外还需要监控侧向及后向目标，另一方面是变道规划方法提出更高的要求。
现有技术中，变道功能在当前辅助驾驶中通常具有两种存在形态：一种为驾驶员指示变道，即当驾驶员拨动转向拨杆时，判断当前环境条件，并在允许情况下进行变道动作；另一种为具备导航功能的自主变道，车辆会根据导航信息及车辆拥堵情况进行主动变道。
相关技术中，具备的驾驶员指示变道功能的车辆在遇到车道线不清晰或者存在障碍物阻碍变道动作时，大部分采用直接退出变道逻辑，小部分车辆存在变回初始车道逻辑，直接退出变道逻辑的功能简单，将更多的危险交给驾驶员进行接管，而直接变回初始车道的逻辑尚未考虑变回轨迹中的二次阻挡情况，不能够覆盖完全复杂的实际场景。
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供了一种变道控制方法。图1a为本发明实施例提供的一种变道控制方法的流程图，本实施例可适用于多种复杂场景下进行车辆变道控制的情况，该方法可以由变道控制装置来执行，该装置可采用硬件和/或软件的方式实现,并一般可以集成在车辆中，或者车辆的控制设备中。
如图1a所示，本发明实施例提供的一种变道控制方法包括以下具体步骤：
S110：当触发变道时，确定车辆从当前位置到目标车道的轨迹，并控制所述车辆进入第一状态。
在本实施例中，在当前辅助驾驶技术中，可以通过两种方式触发变道，一种驾驶员的触发，例如驾驶员拨动转向拨杆，一种可以通过车辆内部系统的指示。若为驾驶员指示变道，可以判断当前环境条件，并在允许情况下进行变道动作；若为系统指示变道，可以根据导航信息及车辆拥堵情况进行主动变道。
在本实施例中，第一状态包括触发变道，向目标车道变道过程中的状态。目标车道为车辆期望变更完成后到达的车道。其中，车辆从当前位置到目标车道的轨迹可以通过将目标车道的位置与车道线的位置进行确定，还可以参考相关技术中的介绍。
S120：在所述车辆处于所述第一状态下，若监控到所述车辆从当前位置到目标车道的轨迹不符合设定安全条件，生成引导所述车辆返回到初始车道的轨迹，并控制所述车辆进入第二状态。
在本实施例中，第二状态包括向所述目标车道变道中断且返回初始车道过程中的状态。可选的，设定安全条件可以包括不存在碰撞风险以及基于轨迹的变道动作没有违反交通规则。具体的，在车辆处于第一状态下，若监控到车辆从当前位置到目标车道的轨迹存在碰撞风险或基于该轨迹的变道动作违反交通规则，则生成引导车辆返回到初始车道的轨迹，并控制车辆进入第二状态。其中，车辆从当前位置到目标车道的轨迹存在碰撞风险或基于该轨迹的变道动作违反交通规则可以具体是指，车辆沿着从当前位置到目标车道的轨迹运动过程中存在碰撞风险，或在沿着该轨迹运动过程中的变道动作违反了交通规则。其中，变道动作违反交通规则可以包括变道动作压车道实线。
例如，在第一状态下，车辆生成变道至目标车道的轨迹，此时的轨迹并不压实线，在变道过程中，车辆也在持续前行，可能实线突然出现，发生变道轨迹压实线的情形。
在本实施例中，车辆在变道过程中可能存在的碰撞风险可以参考图1b，如图1b所示，以车辆向右变道为例对其它车辆对车辆本身的变道影响为例进行阐述，图中车辆01为车辆本身，车辆02为目标车辆，带有箭头的虚线代表车辆的预计行驶轨迹。在本实施例中，仅以影响车辆行驶轨迹的车辆作为示例，其它区域可能存在其它车辆，也可能不存在其它车辆，本实施例对此不进行限制。当车辆01向右变道过程中，可能出现如图1b-1至图1b-7所示的情况，导致与车辆02产生碰撞风险；其中，图1b-1表示右后方车道中的车辆02快速超车的情况，此时车辆01向右变道，右后方车辆02加速前进，存在车辆01与右后方车辆02产生碰撞的风险；图1b-2表示前方车道中的车辆02紧急刹车的情况，此时车辆01向右变道，右前方车辆02减速，存在车辆01与右前方车辆02产生碰撞的风险；图1b-3表示正后方的车辆02向右变道并急加速的情况，此时车辆01向右变道，后车同方向变道并加速，存在车辆01与后方车辆02产生碰撞的风险；图1b-4表示正前方的车辆02向右变道并减速的情况，此时车辆01向右变道，车辆02同方向变道并减速，存在车辆01与前方车辆02产生碰撞的风险；图1b-5表示右侧第二车道中的前方车辆02向左变道的情况，此时车辆01向右与其相隔两车道的右前方车辆02同方向变道，存在车辆01与右方车辆02产生碰撞的风险；图1b-6表示右侧第二车道中的正侧方车辆02向左变道的情况，此时车辆01向右变道与其相隔两车道的正右侧车辆02同方向变道，存在车辆01与右方车辆02产生碰撞的风险；图1b-7表示右侧第二车道中的后方车辆02向左变道并加速的情况，此时车辆01向右变道，与其相隔一车道的右后方车辆02向左变道并且加速，存在车辆01与右方车辆02产生碰撞的风险。
其中，当车辆正在向目标车道变道时，监控到车辆从当前位置到目标车道的行驶过程中可能产生如图1b所示的碰撞风险或在行驶过程中，变道动作违反了交通规则，则生成引导车辆返回到初始车道的轨迹，以控制车辆可以返回至初始车道。
由此，通过对处于第一状态下的车辆进行监控，如果监控到车辆沿着从当前位置到目标车道的轨迹运动过程中存在碰撞风险，或在沿着该轨迹运动过程中的变道动作违反了交通规则，则生成引导车辆返回到初始车道的轨迹，可以提高了行车的安全性。
S130：在所述车辆处于所述第二状态下，若监控到引导所述车辆返回到初始车道的轨迹不符合所述设定安全条件，控制所述车辆保持横向位置不变，控制所述车辆进入第三状态，并生成引导所述车辆返回到所述初始车道的轨迹和引导车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹。
在本发明实施例中，第三状态包括保持横向位置不变的状态。
在车辆处于所述第二状态下，若监控到车辆从当前位置返回到初始车道的轨迹存在碰撞风险或基于该轨迹的变道动作违反交通规则，则控制所述车辆保持横向位置不变，控制车辆进入第三状态，并生成引导车辆返回到初始车道的轨迹和引导车辆从当前位置到目标车道的轨迹。其中，车辆从当前位置返回到初始车道的轨迹存在碰撞风险或基于该轨迹的变道动作违反交通规则可以具体是指，车辆沿着从当前位置到初始车道的轨迹运动过程中存在碰撞风险，或在沿着该轨迹运动过程中的变道动作违反了交通规则。
在本实施例中，车辆返回初始车道的过程中可能存在的碰撞风险示意图如图1c所示，以向右变道产生碰撞风险，车辆回到初始车道为例，车辆01代表车辆本身，车辆02代表目标车辆，带有箭头的虚线代表车辆的预计行驶轨迹，其它区域中可能存在车辆也可能不存在车辆，本实施例对此不进行限制。当车辆01向左变回初始车道的过程中，可能出现如图1c-1至图1c-7所示的情况，导致与车辆02产生碰撞风险：图1c-1表示左后初始车道中的车辆02加速向前行驶的情况，此时车辆01向左返回初始车道，左后方车辆02加速前进，存在车辆01与左后方车辆02产生碰撞的风险；图1c-2表示左前初始车道中的车辆减速的情况，此时车辆01向左返回初始车道，左前方车辆02减速，存在车辆01与左前方车辆02产生碰撞的风险；图1c-3表示右侧车道中的后方车辆02左变道，变入初始车道并加速的情况，此时车辆01向左返回初始车道，后方车辆02左变道，变入初始车道并加速，存在车辆01与后方车辆02产生碰撞的风险；图1c-4表示右侧车道中的前方车辆02左变道，变入初始车道并减速的情况，此时车辆01向左返回初始车道，前方车辆02左变道，变入初始车道并减速，存在车辆01与前方车辆02产生碰撞的风险；图1c-5表示左侧车道中的前方车辆02右变道，变入初始车道并减速的情况，此时车辆01向左返回初始车道，车辆02右变道，变入初始车道并减速，存在车辆01与车辆02产生碰撞的风险；图1c-6表示左侧车道中的侧方车辆02右变道，变入初始车道的情况，此时车辆01向左返回初始车道，车辆02向右变入初始车道，存在车辆01与车辆02产生碰撞的风险；图1c-7表示左侧车道中的后方车辆02右变道，变入初始车道并加速的情况，此时车辆01向左返回初始车道，车辆02向右变入初始车道并加速，存在车辆01与车辆02产生碰撞的风险。
具体的，在车辆从当前位置变更至目标车道的过程中，若监控到车辆从当前位置到目标车道的轨迹可能产生如图1b所示的碰撞风险或违反交通规则的行为，通常而言系统会控制车辆自动回到初始车道，进而避免碰撞，但是在回到初始车道的过程中，同样需要监控回程过程中的碰撞可能，当监控到车辆返回初始车道的过程中可能存在如图1c所示的碰撞风险或变道动作违反交通规则，则控制车辆保持横向位置不变，并生成引导车辆返回到初始车道的轨迹和引导车辆从当前位置到目标车道的轨迹。
由此，通过对处于第二状态下的车辆进行监控，如果监控到车辆返回到初始车道的轨迹运动过程中存在碰撞风险，或在沿着该轨迹运动过程中的变道动作违反了交通规则，则控制所述车辆保持横向位置不变，并生成引导车辆返回到初始车道的轨迹和引导车辆从当前位置到目标车道的轨迹，解决了现有技术中直接变回初始车道但未考虑返回初始车道的轨迹中出现的二次阻挡情况，能够更加完善的覆盖完全复杂的实际场景。
S140：在所述车辆处于所述第三状态下，从引导所述车辆回到初始车道的轨迹和所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹中选择符合所述设定安全条件的轨迹，并作为目标轨迹，控制所述车辆沿所述目标轨迹行驶以使变道结束。
具体的，在车辆处于第三状态下，监控车辆从当前位置回到初始车道的轨迹和车辆从当前位置到目标车道的轨迹中是否存在碰撞风险以及基于该轨迹的变道动作是否违反交通规则，选择没有碰撞风险以及变道动作没有违反交通规则的一条轨迹作为目标轨迹控制车辆进行行驶，直到车辆回到初始车道或者车辆变道至目标车道。其中，在车辆处于第三状态下，可以根据车辆本身的速度、位置等信息以及周围环境信息，对引导车辆回到初始车道的轨迹和从当前位置到目标车道的轨迹是否符合设定安全条件进行预判，从而选择出符合设定安全设定条件的轨迹作为目标轨迹。
在本实施例的一个可选实施方式中，可选的，从引导所述车辆回到初始车道的轨迹和车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹中选择符合所述设定安全条件的轨迹，并作为目标轨迹，包括：若所述车辆处于没有压车道线的状态，将最先判断符合所述设定安全条件的轨迹作为目标轨迹；在另一个可选的实施方式中，若所述车辆处于压车道线的状态，将引导所述车辆回到初始车道的轨迹去除，当监控到车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹符合所述设定安全条件，作为目标轨迹。具体的，在车辆处于第三状态下，若监控到车辆处于没有压车道线的状态，证明此时车辆行驶在一个完整车道中并未进行压车道线行驶，此时车辆可以回到初始车道也可以变更至目标车道，为了避免碰撞，提高变道效率，则监控车辆从当前位置回到初始车道的轨迹和车辆从当前位置到目标车道的轨迹，哪一个最先没有存在碰撞风险以及基于该轨迹的变道动作没有违反交通规则的轨迹，将最先符合上述条件的轨迹作为目标轨迹，控制车辆沿目标轨迹行驶以使车辆回到初始车道或者车辆变道至目标车道；若监控到车辆处于压车道线的状态，此时车辆不宜再返回初始车道，则去除引导车辆回到初始车道的轨迹，车辆禁止再回到初始车道，若监控到引导车辆进入目标车道的轨迹没有存在碰撞风险以及基于该轨迹的变道动作没有违反交通规则，将其作为目标轨迹控制车辆沿目标轨迹行驶以使车辆变道至目标车道。其中，车道线为车道虚线。
在本发明实施例的一个实施方式中，可选的，所述从引导所述车辆回到初始车道的轨迹和所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹中选择符合所述设定安全条件的轨迹，并作为目标轨迹，包括：若引导所述车辆回到初始车道的轨迹和所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹均符合所述设定安全条件，则将所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹作为目标轨迹。具体的，当引导车辆回到初始车道的轨迹和车辆从当前位置到目标车道的轨迹均符合设定安全条件，为了向目标车道变道，则将车辆从当前位置到目标车道的轨迹作为目标轨迹，控制车辆沿目标轨迹行驶以使车辆变道至目标车道。
由此，当引导车辆从当前位置到目标车道的轨迹符合设定安全条件时，则控制车辆行驶至目标车道，安全的完成变道动作。
本发明实施例的技术方案通过将车辆在变道过程中的状态分为触发变道向目标车道变道过程中的第一状态、向目标车道变道中断且返回初始车道过程中的第二状态以及保持横向位置不变的第三状态，在监控到第一状态中的车辆轨迹不符合设定安全条件时，控制车辆进入第二状态；在监控到第二状态中的车辆轨迹不符合设定安全条件时，控制车辆进入第三状态；直到在第三状态中出现符合设定安全条件的目标轨迹，则控制车辆沿目标轨迹行驶以使变道结束，解决了现有的车辆变道技术策略不能够覆盖完全复杂的实际场景的问题，实现可以应对多种复杂场景的车辆变道控制，提高了行车的安全性。
图2a为本发明实施例提供的一种变道控制方法的流程图。在本实施例中，可选的，还包括在所述车辆处于所述第三状态下，若监控到所述车辆从当前位置到目标车道不符合所述设定安全条件，返回生成引导所述车辆返回到初始车道的轨迹的操作，直至变道结束；在所述车辆处于所述第三状态下，若监控到引导所述车辆回到初始车道的轨迹不符合设定安全条件，返回控制所述车辆保持横向位置不变的操作，直至处于第一状态或者第二状态以完成变道动作。
可选的，所述方法还可以包括在所述车辆处于所述第一状态下，若监控到所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹符合设定安全条件，基于所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹完成向所述目标车道变道。
可选的，所述方法还可以包括在所述车辆处于所述第二状态下，若监控到引导所述车辆返回到初始车道的轨迹符合设定安全条件，基于引导所述车辆返回到初始车道的轨迹控制所述车辆行驶至初始车道。
如图2a所示，本发明实施例提供的一种变道控制方法包括以下具体步骤：
S210：当触发变道时，确定车辆从当前位置到目标车道的轨迹，并控制所述车辆进入第一状态。
S220：在所述车辆处于所述第一状态下，判断监控到的所述车辆从当前位置到目标车道的轨迹是否符合设定安全条件。若是，执行S230；若否，执行S240。
S230：基于所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹完成向所述目标车道变道。
由此，当第一状态中车辆从当前位置到目标车道的轨迹符合设定安全条件，则按照该轨迹完成向目标车道的变道。
S240：生成引导所述车辆返回到初始车道的轨迹，并控制所述车辆进入第二状态。
S250：在所述车辆处于所述第二状态下，判断监控到的引导所述车辆返回到初始车道的轨迹是否符合设定安全条件。若是，执行S260；若否，执行S270。
S260：基于引导所述车辆返回到初始车道的轨迹控制所述车辆行驶至初始车道。
由此，当第二状态中引导车辆返回到初始车道的轨迹符合设定安全条件，则按照该轨迹返回到初始车道。
S270：控制所述车辆保持横向位置不变，控制所述车辆进入第三状态，并生成引导所述车辆返回到所述初始车道的轨迹和引导车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹。
S280：在所述车辆处于所述第三状态下，从引导所述车辆回到初始车道的轨迹和所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹中选择符合所述设定安全条件的轨迹，并作为目标轨迹，控制所述车辆沿所述目标轨迹行驶以使变道结束。
S290：在所述车辆处于所述第三状态下，若监控到所述车辆从当前位置到目标车道不符合所述设定安全条件，返回S260的操作，直至处于第一状态或者第二状态以完成变道动作。
具体的，在车辆处于第三状态下，监控车辆从当前位置到目标车道的轨迹中是否存在碰撞风险或基于该轨迹的变道动作是否违反交通规则，如果车辆从当前位置到目标车道的轨迹中存在碰撞风险或基于该轨迹的变道动作违反交通规则，返回生成引导车辆返回到初始车道的轨迹的操作。
S2100：在所述车辆处于所述第三状态下，若监控到引导所述车辆回到初始车道的轨迹不符合设定安全条件，返回S270的操作，直至变道结束。
具体的，在车辆处于第三状态下，监控车辆从当前位置到初始车道的轨迹中是否存在碰撞风险以及基于该轨迹的变道动作是否违反交通规则，如果车辆从当前位置到初始车道的轨迹中存在碰撞风险或基于该轨迹的变道动作违反交通规则，返回生成引导车辆保持横向位置不变的操作。
由此，通过对第一状态下引导车辆从当前位置到目标车道的轨迹，第二状态下引导车辆返回到初始车道的轨迹以及第三状态下引导车辆从当前位置到目标车道的轨迹和引导车辆返回到初始车道的轨迹进行监控，若在监控到第一状态中的车辆轨迹符合设定安全条件时控制车辆完成变道；若在监控到第一状态中的车辆轨迹不符合设定安全条件时，控制车辆进入第二状态；若在监控到第二状态中的车辆轨迹符合设定安全条件时，控制车辆返回初始车道；若在监控到第二状态中的车辆轨迹不符合设定安全条件时，控制车辆进入第三状态；并对第三状态中生成的轨迹进行再次监控，直到出现符合设定安全条件的轨迹控制车辆变道结束，可以实现对各个状态的循环，使变道控制方法更加完善。
在本发明实施例的一个优选的实施方式中，本发明实施例提供的方法可以由变道控制装置来实现。如图2b所示为变道控制装置的架构图，包括车辆平台1和感知系统2(包括融合)，经过规划决策逻辑将预期行驶轨迹偏差发送给横向控制模块8及纵向控制模块9，实现变道控制。其中，规划决策模块包括诊断模块3，变道目标选择模块4，变道监控模块5，车辆姿态估计模块6和轨迹生成模块7，其中，车辆姿态估计模块示意图如图2c所示，细分包括车道线预处理模块，车道线的位置估算模块和车辆运动姿态估算模块，三部分组合生成最终的车辆姿态估计结果。由此，通过模块化的功能划分，更加便于系统的维护和升级，减小了工作人员的工作负担。
在本发明实施例中，可以通过图2b所示的变道控制装置实现本发明实施例提供的方法，其中，如图2d所示为本发明实施例提供的一种优选的车辆变道状态示意图。其中，变道监控模块5具体包括两个监控模块：车辆危险因素监控模块，用于监控行驶轨迹是否存在潜在碰撞风险；交通规则因素监控模块，用于监控变道动作是否违反交通规则。当系统或驾驶员触发变道动作时，会初始进入触发变道向目标车道变道过程中的第一状态，也即状态1，轨迹生成模块会根据车辆位置和车道线位置确定车辆从当前位置到目标车道的轨迹。在状态1的同时车辆危险因素监控模块会周期监控车辆沿着从当前位置到目标车道的轨迹运动过程中是否存在碰撞风险，交通规则因素监控模块会周期监控车辆的变道动作是否违反交通规则，当变道过程中没有监控到碰撞风险以及违反交通规则的行为存在时，则条件C1-4满足，变道结束，若车辆危险因素监控模块或者交通规则因素监控模块发现车辆变道过程中存在碰撞风险或者违反交通规则的行为时，条件C1-2满足，触发轨迹生成模块生成引导车辆回到初始车道的轨迹，避免产生碰撞风险以及违反交通规则的行为，控制车辆进入向目标车道变道中断且返回初始车道过程中的第二状态，也即状态2。在进入状态2同时车辆危险因素监控模块继续周期监控车辆沿着从当前位置返回到初始车道的轨迹运动过程中是否存在碰撞风险，交通规则因素监控模块会周期监控车辆是否存在违反交通规则的行为，若未出现再次碰撞风险以及违反交通规则的行为，则系统会生成引导车辆返回到初始车道的轨迹，控制车辆回到初始车道，条件C2-4满足，变道结束，等待下一次变道触发信号，若出现图1c所示碰撞风险或存在违反交通规则的行为，则条件C2-3满足，系统会首先进入保持当前位置逻辑的第三状态，也即状态3，将车辆保持在偏离中心线一定距离的当前位置，并同时触发轨迹生成模块生成两条轨迹：一条轨迹引导车辆至目标车道，另一条轨迹引导车辆至初始车道，车辆危险因素监控模块和交通违规监控模块周期监控车辆行驶在两条轨迹的过程中是否存在碰撞风险及违反交通规则的行为，当引导车辆至目标车道的轨迹符合设定安全条件，则条件C3-1满足，系统首先进入状态1；当引导车辆至初始车道的轨迹符合设定安全条件，则条件C3-2满足，系统进入状态2，以此直到车辆回到初始车道或者车辆变道至目标车道。
相应的，如图2e为本发明实施例提供的一种优选的车辆变道逻辑示意图。图中圆圈交规图标代表交通规则检查，眼睛图标代表碰撞检测，触发信号图标代表变道触发请求，车辆01代表车辆本身，车辆02代表目标车辆。当变道请求触发时，进入阶段1，当无外部干扰情况车辆01完成目标车道的变道逻辑，当发现碰撞风险或存在违反交通规则的情况，则车辆01优先返回初始车道，即阶段2，若无不符合设定安全条件发生，则车辆01继续向目标车道变道，变道结束，如果在回到初始车道的过程中，车辆01可能产生与车辆02的碰撞风险或存在违反交通规则的行为，则进入阶段3，同时规划两条轨迹，并实时监控轨迹的合理性，当进入目标车道的轨迹安全且符合交通规则，则继续执行变道动作直至完成变道，即阶段4-1，若返回初始车道的轨迹安全且符合交通规则，则车辆01返回初始车道完成变道动作，即阶段4-2，在阶段4-1及4-2过程中将持续监控变道轨迹的安全性与合规性，若车辆危险因素监控模块或交通规则因素监控模块在阶段4-1发现存在碰撞风险或存在违反交通规则的行为，返回阶段1，生成引导车辆01返回到初始车道的轨迹直至完成变道动作；若车辆危险因素监控模块或交通规则因素监控模块在在阶段4-2发现存在碰撞风险或存在违反交通规则的行为，返回阶段2，控制车辆01保持横向位置不变，直至变道结束。
图3为本发明实施例提供的一种变道控制装置的结构示意图，该装置可以执行上述各实施例中涉及到的变道控制方法。该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，如图3所示，所述变道控制装置具体包括：第一控制模块310、第二控制模块320、第三控制模块330、第四控制模块340。
其中，第一控制模块310，用于当触发变道时，确定车辆从当前位置到目标车道的轨迹，并控制车辆进入第一状态；其中，第一状态包括触发变道，向目标车道变道过程中的状态；其中，第一控制模块310可以实现图2b所示的变道控制装置中诊断模块3、变道目标选择模块4、变道监控模块5、车辆姿态估计模块6、轨迹生成模块7、横向控制模块8及纵向控制模块9的相应功能；
第二控制模块320，用于在所述车辆处于所述第一状态下，若监控到所述车辆从当前位置到目标车道的轨迹不符合设定安全条件，生成引导所述车辆返回到初始车道的轨迹，并控制所述车辆进入第二状态；其中，所述第二状态包括向所述目标车道变道中断且返回初始车道过程中的状态；其中，第二控制模块320可以实现图2b所示的变道控制装置中诊断模块3、变道目标选择模块4、变道监控模块5、车辆姿态估计模块6、轨迹生成模块7、横向控制模块8及纵向控制模块9的相应功能；
第三控制模块330，用于在所述车辆处于所述第二状态下，若监控到引导所述车辆返回到初始车道的轨迹不符合所述设定安全条件，控制所述车辆保持横向位置不变，控制所述车辆进入第三状态，并生成引导所述车辆返回到所述初始车道的轨迹和引导车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹；其中，所述第三状态包括保持横向位置不变的状态；其中，第三控制模块330可以实现上图2b所示的变道控制装置中诊断模块3、变道目标选择模块4、变道监控模块5、车辆姿态估计模块6、轨迹生成模块7、横向控制模块8及纵向控制模块9的相应功能；
第四控制模块340，用于在所述车辆处于所述第三状态下，从引导所述车辆回到初始车道的轨迹和所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹中选择符合所述设定安全条件的轨迹，并作为目标轨迹，控制所述车辆沿所述目标轨迹行驶以使变道结束；其中，第四控制模块340可以实现图2b所示的变道控制装置中变道目标选择模块4、横向控制模块8及纵向控制模块9的相应功能。
本发明实施例的技术方案通过将车辆在变道过程中的状态分为触发变道向目标车道变道过程中的第一状态、向目标车道变道中断且返回初始车道过程中的第二状态以及保持横向位置不变的第三状态，在监控到第一状态中的车辆轨迹不符合设定安全条件时，控制车辆进入第二状态；在监控到第二状态中的车辆轨迹不符合设定安全条件时，控制车辆进入第三状态；直到在第三状态中出现符合设定安全条件的目标轨迹，则控制车辆沿目标轨迹行驶以使变道结束，解决了现有的车辆变道技术策略不能够覆盖完全复杂的实际场景的问题，实现可以应对多种复杂场景的车辆变道控制，提高了行车的安全性。
可选的，所述设定安全条件包括不存在碰撞风险以及基于轨迹的变道动作没有违反交通规则。
可选的，第四控制模块340具体可以用于，若引导所述车辆回到初始车道的轨迹和所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹均符合所述设定安全条件，则将所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹作为目标轨迹。
可选的，变道控制装置还可以包括循环控制模块，用于在所述车辆处于所述第三状态下，若监控到所述车辆从当前位置到目标车道不符合所述设定安全条件，返回生成引导所述车辆返回到初始车道的轨迹的操作，直至变道结束；在所述车辆处于所述第三状态下，若监控到引导所述车辆回到初始车道的轨迹不符合设定安全条件，返回控制所述车辆保持横向位置不变的操作，直至处于第一状态或者第二状态以完成变道动作。
可选的，第四控制模块340具体可以用于，若所述车辆处于没有压车道线的状态，将最先判断符合所述设定安全条件的轨迹作为目标轨迹；或者，若所述车辆处于压车道线的状态，将引导所述车辆回到初始车道的轨迹去除，当监控到车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹符合所述设定安全条件，作为目标轨迹。
可选的，变道控制装置还可以包括变道控制模块，用于在所述车辆处于所述第一状态下，若监控到所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹符合设定安全条件，基于所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹完成向所述目标车道变道。
可选的，变道控制装置还可以包括返回控制模块，用于在所述车辆处于所述第二状态下，若监控到引导所述车辆返回到初始车道的轨迹符合设定安全条件，基于引导所述车辆返回到初始车道的轨迹控制所述车辆行驶至初始车道。
本发明实施例所提供的变道控制装置可执行本发明任意实施例所提供的变道控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
图4为本发明实施例提供的一种车辆的结构示意图，如图4所示，该车辆包括处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440；车辆中处理器410的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器410为例；车辆中的处理器410、存储器420、输入装置430和输出装置440可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。
存储器420作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的变道控制方法对应的程序指令/模块(例如，变道控制装置中的第一控制模块310、第二控制模块320、第三控制模块330、第四控制模块340)。处理器410通过运行存储在存储器420中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的变道控制方法。
存储器420可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器420可进一步包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置430可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与车辆的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置440可包括显示屏等显示设备。
本发明实施例还提供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一种变道控制方法，该方法包括：
当触发变道时，确定车辆从当前位置到目标车道的轨迹，并控制所述车辆进入第一状态；其中，第一状态包括触发变道，向目标车道变道过程中的状态；
在所述车辆处于所述第一状态下，若监控到所述车辆从当前位置到目标车道的轨迹不符合设定安全条件，生成引导所述车辆返回到初始车道的轨迹，并控制所述车辆进入第二状态；其中，所述第二状态包括向所述目标车道变道中断且返回初始车道过程中的状态；
在所述车辆处于所述第二状态下，若监控到引导所述车辆返回到初始车道的轨迹不符合所述设定安全条件，控制所述车辆保持横向位置不变，控制所述车辆进入第三状态，并生成引导所述车辆返回到所述初始车道的轨迹和引导车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹；其中，所述第三状态包括保持横向位置不变的状态；
在所述车辆处于所述第三状态下，从引导所述车辆回到初始车道的轨迹和所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹中选择符合所述设定安全条件的轨迹，并作为目标轨迹，控制所述车辆沿所述目标轨迹行驶以使变道结束。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的变道控制方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述变道控制装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
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)
1.一种变道控制方法，其特征在于，包括：
当触发变道时，确定车辆从当前位置到目标车道的轨迹，并控制所述车辆进入第一状态；其中，第一状态包括触发变道，向目标车道变道过程中的状态；
在所述车辆处于所述第一状态下，若监控到所述车辆从当前位置到目标车道的轨迹不符合设定安全条件，生成引导所述车辆返回到初始车道的轨迹，并控制所述车辆进入第二状态；其中，所述第二状态包括向所述目标车道变道中断且返回初始车道过程中的状态；
在所述车辆处于所述第二状态下，若监控到引导所述车辆返回到初始车道的轨迹不符合所述设定安全条件，控制所述车辆保持横向位置不变，控制所述车辆进入第三状态，并生成引导所述车辆返回到所述初始车道的轨迹和引导车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹；其中，所述第三状态包括保持横向位置不变的状态；
在所述车辆处于所述第三状态下，从引导所述车辆回到初始车道的轨迹和所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹中选择符合所述设定安全条件的轨迹，并作为目标轨迹，控制所述车辆沿所述目标轨迹行驶以使变道结束。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定安全条件包括不存在碰撞风险以及基于轨迹的变道动作没有违反交通规则。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述从引导所述车辆回到初始车道的轨迹和所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹中选择符合所述设定安全条件的轨迹，并作为目标轨迹，包括：
若引导所述车辆回到初始车道的轨迹和所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹均符合所述设定安全条件，则将所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹作为目标轨迹。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述车辆处于所述第三状态下，若监控到所述车辆从当前位置到目标车道不符合所述设定安全条件，返回生成引导所述车辆返回到初始车道的轨迹的操作，直至变道结束；
在所述车辆处于所述第三状态下，若监控到引导所述车辆回到初始车道的轨迹不符合设定安全条件，返回控制所述车辆保持横向位置不变的操作，直至变道结束。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从引导所述车辆回到初始车道的轨迹和车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹中选择符合所述设定安全条件的轨迹，并作为目标轨迹，包括：
若所述车辆处于没有压车道线的状态，将最先判断符合所述设定安全条件的轨迹作为目标轨迹；或者，
若所述车辆处于压车道线的状态，将引导所述车辆回到初始车道的轨迹去除，当监控到车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹符合所述设定安全条件，作为目标轨迹。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述车辆处于所述第一状态下，若监控到所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹符合设定安全条件，基于所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹完成向所述目标车道变道。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述车辆处于所述第二状态下，若监控到引导所述车辆返回到初始车道的轨迹符合设定安全条件，基于引导所述车辆返回到初始车道的轨迹控制所述车辆行驶至初始车道。
8.一种变道控制装置，其特征在于，包括：
第一控制模块，用于当触发变道时，确定车辆从当前位置到目标车道的轨迹，并控制车辆进入第一状态；其中，第一状态包括触发变道，向目标车道变道过程中的状态；
第二控制模块，用于在所述车辆处于所述第一状态下，若监控到所述车辆从当前位置到目标车道的轨迹不符合设定安全条件，生成引导所述车辆返回到初始车道的轨迹，并控制所述车辆进入第二状态；其中，所述第二状态包括向所述目标车道变道中断且返回初始车道过程中的状态；
第三控制模块，用于在所述车辆处于所述第二状态下，若监控到引导所述车辆返回到初始车道的轨迹不符合所述设定安全条件，控制所述车辆保持横向位置不变，控制所述车辆进入第三状态，并生成引导所述车辆返回到所述初始车道的轨迹和引导车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹；其中，所述第三状态包括保持横向位置不变的状态；
第四控制模块，用于在所述车辆处于所述第三状态下，从引导所述车辆回到初始车道的轨迹和所述车辆从当前位置到所述目标车道的轨迹中选择符合所述设定安全条件的轨迹，并作为目标轨迹，控制所述车辆沿所述目标轨迹行驶以使变道结束。
9.一种车辆，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
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