CN114084136B - 车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法及装置，在车辆变道过程中确定自车道和目标车道的候选跟车目标，进一步，分别计算两车道的候选跟车目标的期望减速度、以及车辆与相应车道的候选跟车目标的报警指标，进而，基于两车道各自对应的期望减速度和报警指标，从两车道的候选跟车目标中选择一个作为最佳跟车目标。基于本发明可以避免车辆自动变道过程中基于单个目标纵向跟车可能导致的与前车发生的碰撞风险，保证自动变道过程的安全性，提升驾驶员功能体验。

Description

车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法及装置

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，更具体地说，涉及一种车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法及装置。

背景技术

在车辆主动安全领域，自动变道辅助系统能够安全舒适的自动完成变道过程，让驾驶员从频繁的变道、超车驾驶动作中解放出来，是实现汽车完全自动驾驶的关键组成部分。

然而，车辆自动变道行为是一个复杂动态过程，涉及到车辆的纵向控制和横向控制。与自适应巡航系统(ACC)选择自车前方单个跟车目标来控制自车纵向运动不同，自动变道过程是跨车道的行为，变道过程中自车的纵向控制可能同时与自车所在车道前方目标运动状态和目标车道前方目标运动状态有关。

因此，如果变道过程中车辆的纵向控制只考虑单个目标进行跟车控制，可能会导致在变道过程自车与前方车辆发生碰撞风险，严重威胁驾驶员的生命财产安全。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法及装置，技术方案如下：

一种车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法，所述方法包括：

确定车辆在变道过程中车道的候选跟车目标，所述车道包括所述车辆所在的自车道、以及所述车辆变道的目标车道；

针对所述自车道和所述目标车道中的每个车道，计算该车道的候选跟车目标的期望减速度，以及计算所述车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标，所述报警指标表征碰撞风险程度；

基于所述自车道和所述目标车道各自对应的期望减速度和报警指标，从所述自车道对应的候选跟车目标、以及所述目标车道的候选跟车目标中确定最佳跟车目标。

优选的，所述确定车辆在变道过程中车道的候选跟车目标，包括：

识别所述自车道和所述目标车道；

在所述车辆的前方车辆中确定位于所述自车道的第一车辆、以及位于所述目标车道的第二车辆；

将所述第一车辆中与所述车辆间纵向相对距离最小的车辆作为所述自车道的候选跟车目标，以及将所述第二车辆中与所述车辆间纵向相对距离最小的车辆作为所述目标车道的候选跟车目标。

优选的，所述计算该车道的候选跟车目标的期望减速度，包括：

获取该车道的候选跟车目标的纵向绝对加速度与绝对速度、以及所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离与纵向相对速度，并代入至如下第一公式中得到该车道的候选跟车目标的期望减速度A_acc：

其中，v_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度，a_obj为该车道的候选跟车目标的纵向绝对加速度，t_s为预设的安全时距，d_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离，v_obj为该车道的候选跟车目标的绝对速度。

优选的，所述计算所述车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标，包括：

获取所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离与纵向相对速度、以及所述车辆的绝对速度；

将所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度和所述车辆的绝对速度代入至如下第二公式中，得到第一距离d_br，所述第一距离是所述车辆与该车道的候选跟车目标均减速至静止且不发生碰撞的紧急制动距离：

其中，v_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度，t_s,delay为预设的制动系统反应时间，v_ego为所述车辆的绝对速度，a_max为所述车辆在正常道路上预设的最大减速度；

将所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度和所述车辆的绝对速度代入至如下第三公式中，得到第二距离d_w，所述第二距离是所述车辆与所该车道的候选跟车目标均减速至静止且不发生碰撞的报警距离：

其中，t_h,delay为预设的所述车辆的驾驶员反应时间；

将所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离、所述第一距离和所述第二距离代入至如下第四公式中，得到车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标w：

其中，d_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离。

优选的，所述基于所述自车道和所述目标车道各自对应的期望减速度和报警指标，从所述自车道对应的候选跟车目标、以及所述目标车道的候选跟车目标中确定最佳跟车目标，包括：

比较所述自车道对应的期望减速度和所述目标车道对应的期望减速度；

如果所述自车道对应的期望减速度大于所述目标车道对应的期望减速度，则将所述目标车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；

如果所述自车道对应的期望减速度小于所述目标车道对应的期望减速度，则将所述自车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；

如果所述自车道对应的期望减速度等于所述目标车道对应的期望减速度，则比较所述自车道对应的报警指标和所述目标车道对应的报警指标；

如果所述自车道对应的报警指标大于所述目标车道对应的报警指标，则将所述目标车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；

如果所述自车道对应的报警指标小于等于所述目标车道对应的报警指标，则将所述自车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标。

一种车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择装置，所述装置包括：

候选跟车目标确定模块，用于确定车辆在变道过程中车道的候选跟车目标，所述车道包括所述车辆所在的自车道、以及所述车辆变道的目标车道；

最佳跟车目标确定模块，用于针对所述自车道和所述目标车道中的每个车道，计算该车道的候选跟车目标的期望减速度，以及计算所述车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标，所述报警指标表征碰撞风险程度；基于所述自车道和所述目标车道各自对应的期望减速度和报警指标，从所述自车道对应的候选跟车目标、以及所述目标车道的候选跟车目标中确定最佳跟车目标。

优选的，所述候选跟车目标确定模块，具体用于：

识别所述自车道和所述目标车道；在所述车辆的前方车辆中确定位于所述自车道的第一车辆、以及位于所述目标车道的第二车辆；将所述第一车辆中与所述车辆间纵向相对距离最小的车辆作为所述自车道的候选跟车目标，以及将所述第二车辆中与所述车辆间纵向相对距离最小的车辆作为所述目标车道的候选跟车目标。

优选的，用于计算该车道的候选跟车目标的期望减速度的所述最佳跟车目标确定模块，具体用于：

获取该车道的候选跟车目标的纵向绝对加速度与绝对速度、以及所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离与纵向相对速度，并代入至如下第一公式中得到该车道的候选跟车目标的期望减速度A_acc：

其中，v_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度，a_obj为该车道的候选跟车目标的纵向绝对加速度，e_s为预设的安全时距，d_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离，v_obj为该车道的候选跟车目标的绝对速度。

优选的，用于计算所述车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标的所述最佳跟车目标确定模块，具体用于：

获取所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离与纵向相对速度、以及所述车辆的绝对速度；

将所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度和所述车辆的绝对速度代入至如下第二公式中，得到第一距离d_br，所述第一距离是所述车辆与该车道的候选跟车目标均减速至静止且不发生碰撞的紧急制动距离：

其中，v_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度，t_s,delay为预设的制动系统反应时间，v_ego为所述车辆的绝对速度，a_max为所述车辆在正常道路上预设的最大减速度；

将所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度和所述车辆的绝对速度代入至如下第三公式中，得到第二距离d_w，所述第二距离是所述车辆与所该车道的候选跟车目标均减速至静止且不发生碰撞的报警距离：

其中，t_h,delay为预设的所述车辆的驾驶员反应时间；

将所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离、所述第一距离和所述第二距离代入至如下第四公式中，得到车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标w：

其中，d_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离。

优选的，用于基于所述自车道和所述目标车道各自对应的期望减速度和报警指标，从所述自车道对应的候选跟车目标、以及所述目标车道的候选跟车目标中确定最佳跟车目标的所述最佳跟车目标确定模块，具体用于：

比较所述自车道对应的期望减速度和所述目标车道对应的期望减速度；如果所述自车道对应的期望减速度大于所述目标车道对应的期望减速度，则将所述目标车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；如果所述自车道对应的期望减速度小于所述目标车道对应的期望减速度，则将所述自车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；如果所述自车道对应的期望减速度等于所述目标车道对应的期望减速度，则比较所述自车道对应的报警指标和所述目标车道对应的报警指标；如果所述自车道对应的报警指标大于所述目标车道对应的报警指标，则将所述目标车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；如果所述自车道对应的报警指标小于等于所述目标车道对应的报警指标，则将所述自车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标。

相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：

本发明提供一种车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法及装置，在车辆变道过程中确定自车道和目标车道的候选跟车目标，进一步，分别计算两车道的候选跟车目标的期望减速度、以及车辆与相应车道的候选跟车目标的报警指标，进而，基于两车道各自对应的期望减速度和报警指标，从两车道的候选跟车目标中选择一个作为最佳跟车目标。基于本发明可以避免车辆自动变道过程中基于单个目标纵向跟车可能导致的与前车发生的碰撞风险，保证自动变道过程的安全性，提升驾驶员功能体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的自动变道过程中基于单目标纵向控制的碰撞场景示意图；

图2为本发明提供的自动变道过程中基于单目标纵向控制的另一碰撞场景示意图；

图3为本发明提供的车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法的方法流程图；

图4为本发明提供的车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法的部分方法流程图；

图5为本发明提供的自动变道过程中车道识别的场景示意图；

图6为本发明提供的自动变道过程中车道识别的另一场景示意图；

图7为本发明提供的自动变道过程中车道匹配的场景示意图；

图8为本发明提供的计算报警指标中第一距离和第二距离的场景示意图；

图9为本发明提供的车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择装置的结构示意图。

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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为方便理解本申请，以下首先对相关技术进行说明：

智能交通系统为交通事故的减少提供了两种有效地解决途径：一是通过先进的交通管理系统提供的交通信息来减小交通事故的发生；二是从车辆自身出发，研究驾驶辅助系统来辅助驾驶员进行车辆的智能决策和控制，通过事先预警、辅助制动或辅助转向等手段来减少或避免事故的发生。事实表明，主动安全技术诸如自适应巡航系统(ACC)、自动紧急制动系统(AEB)等驾驶辅助系统在提高交通行驶安全性发挥着重大作用。

自动变道辅助系统(ALC)分为在驾驶员触发式和非驾驶员触发式。驾驶员触发式变道指的是在驾驶员触发转向拨杆后车辆在系统横纵向控制下车辆自动执行并完成变道过程，非驾驶员触发式变道指的是无需驾驶员的触发，车辆可以按照导航路径等信号选择合适位置、时机主动触发并自动执行并完成变道过程。自动变道辅助系统可以更加安全舒适的自动完成变道过程，让驾驶员从频繁的变道、超车驾驶动作中解放出来，是实现汽车完全自动驾驶的关键组成部分。

无论是驾驶员触发式还是非驾驶员触发式变道，车辆都需根据周围车辆的动态行为来调整自身运动状态并完成驾驶目标。车辆自动变道行为是一个复杂动态过程，涉及到车辆的纵向控制和横向控制。与自适应巡航系统选择自车前方单个跟车目标来控制自车纵向运动不同：自动变道过程是跨车道的行为，变道过程中自车的纵向控制可能同时与自车所在车道前方目标运动状态和目标车道前方目标运动状态有关。如果变道过程中车辆的纵向控制只考虑单个目标进行跟车控制，可能会导致在变道过程自车与前方车辆发生碰撞风险，严重威胁驾驶员的生命财产安全。

当车辆在进行自动变道过程中自车道前方或目标车道前方同时存在车辆时，若自车纵向控制基于单个目标进行跟车行驶，可能导致自车与自车道前方车辆或目标车道前方车辆发生碰撞，见以下两个示例场景。

场景一)：自车变道过程中自车道前方车辆加速行驶，而目标车道前方车辆保持运动状态不变，若自车纵向跟随自车道前方车辆加速行驶，变道过程中自车可能与目标车道前方车辆发生碰撞，如图1所示。

场景二)：自车变道过程中目标车道前方车辆加速行驶，而自车道前方车辆保持运动状态不变，若自车纵向跟随目标车道前方车辆加速行驶，变道过程中自车可能与自车道前方车辆发生碰撞，如图2所示。

鉴于上述分析，本发明旨在提供一种用于自动辅助变道系统中的车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法，在车辆执行自动变道过程中根据自车道前方车辆和目标车道前方车辆的运动状态，选择出最佳跟车目标车辆来进行自车的纵向跟车控制，避免自动变道过程中车辆与自车道前方车辆或目标车道前方车辆发生碰撞，提高自动变道成功率和舒适度。

本发明提供一种车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法，该方法的方法流程图如图3所示，包括如下步骤：

S10，确定车辆在变道过程中车道的候选跟车目标，车道包括车辆所在的自车道、以及车辆变道的目标车道。

本发明实施例中，根据车辆感知系统输入的前方所有目标的位置与运动信息、多车道线信息和转向灯信息确定自车道前方和目标车道前方的两个候选跟车目标。

具体实现过程中，步骤S10“确定车辆在变道过程中车道的候选跟车目标”可以采用如下步骤，方法流程图如图4所示：

S101，识别自车道和目标车道。

本发明实施例中，当车辆开始自动变道且未开始跨越车道线时，将转向灯所指示变道方向的第一条车道线和变道反方向第一条车道线所包围道路区域判定为自车道，将转向灯所指示变道方向的第一条车道线和第二条车道线所包围道路区域判定为目标车道。

当车辆在变道过程中压车道线行驶时，将当前自车所压的车道线和变道反方向的第一条车道线所包围道路区域判定为自车道；将当前自车所压的车道线和变道方向的第一条车道线所包围道路区域判定为目标车道。

参见图5，在车辆未跨越车道线时，自车道为车道线1和车道线2包围的道路区域；若转向灯指示向左变道，则目标车道为车道线1和车道线3包围的道路区域；若转向灯指示向右变道，则目标车道为车道线2和车道线4包围的道路区域。

参见图6，在车辆跨越车道线但未完全跨越车道线时，若自车向左变道，则自车道为车道线1和车道线2包围的道路区域、目标车道为车道线1和车道线3包围的道路区域；若自车向右变道，则自车道为车道线1和车道线2包围的道路区域、目标车道为车道线2和车道线4包围的道路区域。

S102，在车辆的前方车辆中确定位于自车道的第一车辆、以及位于目标车道的第二车辆。

本发明实施例中，通过计算自车前方所有车辆与自车道左右车道线的位置关系，确定属于自车道前方的车辆，即第一车辆；通过计算自车前方所有车辆与目标车道左右车道线的位置关系，确定属于目标车道前方的车辆，即第二车辆。

具体的，首先确定自车道的左右车道线方程和目标车道的左右车道线方程。参见图7，以向左变道为例，车道线1和车道线2分别为自车道的左右车道线，车道线3和车道线1分别为目标车道左右车道线。

车道线1方程为：

车道线2方程为：

车道线3方程为：

其中，a₁，a₂，a₃分别为车道线1、2、3曲率变化率；b₁，b₂，b₃分别为车道线1、2、3曲率；c₁，c₂，c₃分别为车道线1、2、3与当前车辆航向角；d₁，d₂，d₃分别为车道线1、2、3距离自车坐标系原点的横向偏移距离。

假设前方某一车辆在自车坐标系的相对位置坐标为(x₀,y₀)，则：

若x₀≥0、且且 同时满足，则该车辆属于自车道前方的车辆，即第一车辆；

若x₀≥0且且 同时满足，则该车辆属于目标车道前方的车辆，即第二车辆。

S103，将第一车辆中与车辆间纵向相对距离最小的车辆作为自车道的候选跟车目标，以及将第二车辆中与车辆间纵向相对距离最小的车辆作为目标车道的候选跟车目标。

本发明实施例中，比较自车道前方的第一车辆与自车的纵向相对距离，从第一车辆中选择纵向相对距离最小的一个车辆作为自车道的候选跟车目标；比较目标车道前方的第一车辆与自车的纵向相对距离，从第二车辆中选择纵向相对距离最小的一个车辆作为目标车道的候选跟车目标。

S20，针对自车道和目标车道中的每个车道，计算该车道的候选跟车目标的期望减速度，以及计算车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标，报警指标表征碰撞风险程度。

本发明实施例中，自车道和目标车道中任意车道都执行计算期望减速度和报警指标的操作，以一个车道为例：

通过获取该车道候选跟车目标的纵向绝对加速度与绝对速度、以及车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离与纵向相对速度来计算相应的期望减速度A_acc，计算公式如以下公式(1)所示：

其中，v_rel为车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度，a_obj为该车道的候选跟车目标的纵向绝对加速度，t_s为预设的安全时距，d_rel为车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离，v_obj为该车道的候选跟车目标的绝对速度。t_s可取0.8S。

此外，参见图8，通过获取车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离与纵向相对速度、以及车辆的绝对速度来计算相应的报警指标w，计算过程如下：

首先，利用车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度和车辆的绝对速度计算第一距离d_br，该第一距离是车辆与该车道的候选跟车目标均减速至静止且不发生碰撞的紧急制动距离，计算公式如以下公式(2)所示：

其中，v_rel为车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度，t_s,delay为预设的制动系统反应时间，v_ego为车辆的绝对速度，且v_obj＝v_ego+v_rel，a_max为车辆在正常道路上预设的最大减速度。t_s,delay可取0.5S，a_max可取5m/s²。

进一步，利用车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度和车辆的绝对速度计算第二距离d_w，该第二距离是车辆与所该车道的候选跟车目标均减速至静止且不发生碰撞的报警距离，计算公式如以下公式(3)所示：

其中，t_h,delay为预设的车辆的驾驶员反应时间。t_h,delay可取0.8S。

最后，利用车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离、第一距离和第二距离计算报警指标ww，计算公式如以下公式(4)所示：

其中，d_rel为车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离。

S30，基于自车道和目标车道各自对应的期望减速度和报警指标，从自车道对应的候选跟车目标、以及目标车道的候选跟车目标中确定最佳跟车目标。

本发明实施例中，车道对应的期望减速度越大、该车道的候选跟车目标成为最佳跟车目标的可能性就越低，同样，车道对应的报警指标越大、该车道的候选跟车目标成为最佳跟车目标的可能性就越低。由此，期望减速度和报警指标两者的大小与成为最佳跟车目标的可能性成反比。

而期望减速度计算的是自车实时性纵向跟车控制过程中控制指标，控制目标是自车减速到与目标同速下的安全时距，其与自车纵向控制能力有关；而报警指标则是在候选跟车目标期望减速度相同时，比较的是假设两车都减速到静止条件下不碰撞前提下，两车需要保持的相对距离，有一定假设性，本质上比较的是相对距离，未考虑相对速度、相对加速度等因素来对当前车辆进行纵向控制指标的计算。因此，本发明实施例中设置期望减速度的比较优先级高于报警指标，具体实现过程中，步骤S30可以采用如下步骤：

比较自车道对应的期望减速度和目标车道对应的期望减速度；如果自车道对应的期望减速度大于目标车道对应的期望减速度，则将目标车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；如果自车道对应的期望减速度小于目标车道对应的期望减速度，则将自车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；如果自车道对应的期望减速度等于目标车道对应的期望减速度，则比较自车道对应的报警指标和目标车道对应的报警指标；如果自车道对应的报警指标大于目标车道对应的报警指标，则将目标车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；如果自车道对应的报警指标小于等于目标车道对应的报警指标，则将自车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标。

假设，自车道对应的期望减速度为A_acc1、报警指标为w₁，目标车道对应的期望减速度为A_acc2、报警指标为w₂：

如果A_acc2<A_acc1，则选择目标车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；

如果A_acc2>A_acc1，则选择自车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；

如果A_acc1＝A_acc2、且w₂<w₁，则选择目标车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；

如果A_acc1＝A_acc2、且w₂≥w₁，则选择自车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标。

本发明实施例提供的车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法，在车辆变道过程中确定自车道和目标车道的候选跟车目标，进一步，分别计算两车道的候选跟车目标的期望减速度、以及车辆与相应车道的候选跟车目标的报警指标，进而，基于两车道各自对应的期望减速度和报警指标，从两车道的候选跟车目标中选择一个作为最佳跟车目标。基于本发明可以避免车辆自动变道过程中基于单个目标纵向跟车可能导致的与前车发生的碰撞风险，保证自动变道过程的安全性，提升驾驶员功能体验。

基于上述实施例提供的车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法，本发明实施例则对应提供执行上述车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法的装置，该装置的结构示意图如图9所示：

候选跟车目标确定模块10，用于确定车辆在变道过程中车道的候选跟车目标，车道包括车辆所在的自车道、以及车辆变道的目标车道；

最佳跟车目标确定模块20，用于针对自车道和目标车道中的每个车道，计算该车道的候选跟车目标的期望减速度，以及计算车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标，报警指标表征碰撞风险程度；基于自车道和目标车道各自对应的期望减速度和报警指标，从自车道对应的候选跟车目标、以及目标车道的候选跟车目标中确定最佳跟车目标。

可选的，候选跟车目标确定模块10，具体用于：

识别自车道和目标车道；在车辆的前方车辆中确定位于自车道的第一车辆、以及位于目标车道的第二车辆；将第一车辆中与车辆间纵向相对距离最小的车辆作为自车道的候选跟车目标，以及将第二车辆中与车辆间纵向相对距离最小的车辆作为目标车道的候选跟车目标。

可选的，用于计算该车道的候选跟车目标的期望减速度的最佳跟车目标确定模块20，具体用于：

获取该车道的候选跟车目标的纵向绝对加速度与绝对速度、以及车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离与纵向相对速度，并代入至如下第一公式中得到该车道的候选跟车目标的期望减速度A_acc：

其中，v_rel为车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度，a_obj为该车道的候选跟车目标的纵向绝对加速度，t_s为预设的安全时距，d_rel为车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离，v_obj为该车道的候选跟车目标的绝对速度。

可选的，用于计算车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标的最佳跟车目标确定模块20，具体用于：

获取车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离与纵向相对速度、以及车辆的绝对速度；

将车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度和车辆的绝对速度代入至如下第二公式中，得到第一距离d_br，第一距离是车辆与该车道的候选跟车目标均减速至静止且不发生碰撞的紧急制动距离：

其中，v_rel为车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度，t_s,delay为预设的制动系统反应时间，v_ego为车辆的绝对速度，a_max为车辆在正常道路上预设的最大减速度；

将车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度和车辆的绝对速度代入至如下第三公式中，得到第二距离d_w，第二距离是车辆与所该车道的候选跟车目标均减速至静止且不发生碰撞的报警距离：

其中，t_h,delay为预设的车辆的驾驶员反应时间；

将车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离、第一距离和第二距离代入至如下第四公式中，得到车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标w：

其中，d_rel为车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离。

可选的，用于基于自车道和目标车道各自对应的期望减速度和报警指标，从自车道对应的候选跟车目标、以及目标车道的候选跟车目标中确定最佳跟车目标的最佳跟车目标确定模块20，具体用于：

比较自车道对应的期望减速度和目标车道对应的期望减速度；如果自车道对应的期望减速度大于目标车道对应的期望减速度，则将目标车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；如果自车道对应的期望减速度小于目标车道对应的期望减速度，则将自车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；如果自车道对应的期望减速度等于目标车道对应的期望减速度，则比较自车道对应的报警指标和目标车道对应的报警指标；如果自车道对应的报警指标大于目标车道对应的报警指标，则将目标车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；如果自车道对应的报警指标小于等于目标车道对应的报警指标，则将自车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标。

本发明实施例提供的车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择装置，可以避免车辆自动变道过程中基于单个目标纵向跟车可能导致的与前车发生的碰撞风险，保证自动变道过程的安全性，提升驾驶员功能体验。

以上对本发明所提供的一种车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法及装置进行了详细介绍，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。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，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、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、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。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择方法，其特征在于，所述方法包括：

确定车辆在变道过程中车道的候选跟车目标，所述车道包括所述车辆所在的自车道、以及所述车辆变道的目标车道；

针对所述自车道和所述目标车道中的每个车道，计算该车道的候选跟车目标的期望减速度，以及计算所述车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标，所述报警指标表征碰撞风险程度；

基于所述自车道和所述目标车道各自对应的期望减速度和报警指标，从所述自车道对应的候选跟车目标、以及所述目标车道的候选跟车目标中确定最佳跟车目标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定车辆在变道过程中车道的候选跟车目标，包括：

识别所述自车道和所述目标车道；

在所述车辆的前方车辆中确定位于所述自车道的第一车辆、以及位于所述目标车道的第二车辆；

将所述第一车辆中与所述车辆间纵向相对距离最小的车辆作为所述自车道的候选跟车目标，以及将所述第二车辆中与所述车辆间纵向相对距离最小的车辆作为所述目标车道的候选跟车目标。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算该车道的候选跟车目标的期望减速度，包括：

获取该车道的候选跟车目标的纵向绝对加速度与绝对速度、以及所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离与纵向相对速度，并代入至如下第一公式中得到该车道的候选跟车目标的期望减速度A_acc：

其中，v_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度，a_obj为该车道的候选跟车目标的纵向绝对加速度，t_s为预设的安全时距，d_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离，v_obj为该车道的候选跟车目标的绝对速度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标，包括：

获取所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离与纵向相对速度、以及所述车辆的绝对速度；

将所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度和所述车辆的绝对速度代入至如下第二公式中，得到第一距离d_br，所述第一距离是所述车辆与该车道的候选跟车目标均减速至静止且不发生碰撞的紧急制动距离：

其中，v_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度，t_s，delay为预设的制动系统反应时间，v_ego为所述车辆的绝对速度，a_max为所述车辆在正常道路上预设的最大减速度；

将所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度和所述车辆的绝对速度代入至如下第三公式中，得到第二距离d_w，所述第二距离是所述车辆与所该车道的候选跟车目标均减速至静止且不发生碰撞的报警距离：

其中，t_h，delay为预设的所述车辆的驾驶员反应时间；

将所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离、所述第一距离和所述第二距离代入至如下第四公式中，得到车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标w：

其中，d_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述自车道和所述目标车道各自对应的期望减速度和报警指标，从所述自车道对应的候选跟车目标、以及所述目标车道的候选跟车目标中确定最佳跟车目标，包括：

比较所述自车道对应的期望减速度和所述目标车道对应的期望减速度；

如果所述自车道对应的期望减速度大于所述目标车道对应的期望减速度，则将所述目标车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；

如果所述自车道对应的期望减速度小于所述目标车道对应的期望减速度，则将所述自车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；

如果所述自车道对应的期望减速度等于所述目标车道对应的期望减速度，则比较所述自车道对应的报警指标和所述目标车道对应的报警指标；

如果所述自车道对应的报警指标大于所述目标车道对应的报警指标，则将所述目标车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；

如果所述自车道对应的报警指标小于等于所述目标车道对应的报警指标，则将所述自车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标。

6.一种车辆变道过程中的纵向控制跟车目标选择装置，其特征在于，所述装置包括：

候选跟车目标确定模块，用于确定车辆在变道过程中车道的候选跟车目标，所述车道包括所述车辆所在的自车道、以及所述车辆变道的目标车道；

最佳跟车目标确定模块，用于针对所述自车道和所述目标车道中的每个车道，计算该车道的候选跟车目标的期望减速度，以及计算所述车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标，所述报警指标表征碰撞风险程度；基于所述自车道和所述目标车道各自对应的期望减速度和报警指标，从所述自车道对应的候选跟车目标、以及所述目标车道的候选跟车目标中确定最佳跟车目标。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述候选跟车目标确定模块，具体用于：

识别所述自车道和所述目标车道；在所述车辆的前方车辆中确定位于所述自车道的第一车辆、以及位于所述目标车道的第二车辆；将所述第一车辆中与所述车辆间纵向相对距离最小的车辆作为所述自车道的候选跟车目标，以及将所述第二车辆中与所述车辆间纵向相对距离最小的车辆作为所述目标车道的候选跟车目标。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，用于计算该车道的候选跟车目标的期望减速度的所述最佳跟车目标确定模块，具体用于：

获取该车道的候选跟车目标的纵向绝对加速度与绝对速度、以及所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离与纵向相对速度，并代入至如下第一公式中得到该车道的候选跟车目标的期望减速度A_acc：

其中，v_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度，a_obj为该车道的候选跟车目标的纵向绝对加速度，t_s为预设的安全时距，d_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离，v_obj为该车道的候选跟车目标的绝对速度。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，用于计算所述车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标的所述最佳跟车目标确定模块，具体用于：

获取所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离与纵向相对速度、以及所述车辆的绝对速度；

将所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度和所述车辆的绝对速度代入至如下第二公式中，得到第一距离d_br，所述第一距离是所述车辆与该车道的候选跟车目标均减速至静止且不发生碰撞的紧急制动距离：

其中，v_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度，t_s，delay为预设的制动系统反应时间，v_ego为所述车辆的绝对速度，a_max为所述车辆在正常道路上预设的最大减速度；

将所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对速度和所述车辆的绝对速度代入至如下第三公式中，得到第二距离d_w，所述第二距离是所述车辆与所该车道的候选跟车目标均减速至静止且不发生碰撞的报警距离：

其中，t_h，delay为预设的所述车辆的驾驶员反应时间；

将所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离、所述第一距离和所述第二距离代入至如下第四公式中，得到车辆与该车道的候选跟车目标的报警指标w：

其中，d_rel为所述车辆与该车道的候选跟车目标间的纵向相对距离。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，用于基于所述自车道和所述目标车道各自对应的期望减速度和报警指标，从所述自车道对应的候选跟车目标、以及所述目标车道的候选跟车目标中确定最佳跟车目标的所述最佳跟车目标确定模块，具体用于：

比较所述自车道对应的期望减速度和所述目标车道对应的期望减速度；如果所述自车道对应的期望减速度大于所述目标车道对应的期望减速度，则将所述目标车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；如果所述自车道对应的期望减速度小于所述目标车道对应的期望减速度，则将所述自车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；如果所述自车道对应的期望减速度等于所述目标车道对应的期望减速度，则比较所述自车道对应的报警指标和所述目标车道对应的报警指标；如果所述自车道对应的报警指标大于所述目标车道对应的报警指标，则将所述目标车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标；如果所述自车道对应的报警指标小于等于所述目标车道对应的报警指标，则将所述自车道的候选跟车目标作为最佳跟车目标。