CN114559940A - 车辆换道方法、装置及车辆 - Google Patents

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CN114559940A CN202210145117.3A CN202210145117A CN114559940A CN 114559940 A CN114559940 A CN 114559940A CN 202210145117 A CN202210145117 A CN 202210145117A CN 114559940 A CN114559940 A CN 114559940A
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Abstract

本申请公开一种车辆换道方法、装置及车辆，方法包括：根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及自车与自车道前车的相对运动关系，判断自车是否满足自车道超车意图；若自车满足自车道超车意图，根据每个邻车道对应的预设邻车道换道条件判断自车是否满足每个邻车道对应的邻车道换道意图；根据所有邻车道的邻车道换道意图判断结果进行换道决策；预设邻车道换道条件包括以下至少一项：自车道与邻车道共用的车道线的线条属性表征允许跨越；相邻车道的车流均速与自车道的车流均速之差大于预设车流均速差阈值；在第一预设距离范围内无邻车道前车，或者，在第一预设距离范围内存在邻车道前车且第一车速差不小于第一预设车速差阈值。

Description

车辆换道方法、装置及车辆
技术领域
本申请涉及汽车技术领域，具体而言，涉及一种车辆换道方法、装置及车辆。
背景技术
自动驾驶汽车又称无人驾驶汽车，是一种依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。在车辆自动驾驶过程中，为了提升行驶效率和速度，往往需要自动超车换道，该过程也可称为自由换道。
相关技术中，产生自由换道意图的方法主要为端到端的方法，该方法的输入端是通过传感器采集到的环境信号和自车信号，输出端是换道决策输出，即向左换道、向右换道或者不换道，连接输入端和输出端的是神经网络模型或者机器学习算法。但是，端到端的方法需要收集大量的数据进行训练或学习，导致该方法算法逻辑复杂、成本高。
发明内容
本申请提供了一种车辆换道方法、装置及车辆，能够简化车辆换道算法，降低成本。
具体的技术方案如下：
第一方面，本申请实施例提供了一种车辆换道方法，所述方法包括：
根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及所述自车与所述自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图；
在确定所述自车满足所述自车道超车意图的情况下，分别根据每个邻车道对应的预设邻车道换道条件判断所述自车是否满足所述每个邻车道对应的邻车道换道意图；
根据所有邻车道的邻车道换道意图判断结果进行换道决策；
其中，所述预设邻车道换道条件包括以下至少一项：
所述自车道与所述邻车道共用的车道线的线条属性表征允许跨越；
所述相邻车道的车流均速与所述自车道的车流均速之差大于预设车流均速差阈值；
在第一预设距离范围内不存在邻车道前车，或者，在所述第一预设距离范围内存在所述邻车道前车且第一车速差大于或者等于第一预设车速差阈值，其中，所述第一车速差为所述邻车道前车的车速与所述自车道前车之间的车速差。
在一种实施方式中，所述第一行驶速度信息包括自车加速度或自车减速度，所述第一行驶速度信息还包括自车设定车速和自车车速，所述第二行驶速度信息包括自车道前车车速和自车道前车加速度，所述相对运动关系包括所述自车与所述自车道前车的车头时距、所述自车与所述自车道前车的碰撞时间TTC；
根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及所述自车与所述自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图，包括：
根据所述自车加速度或自车减速度判断所述自车是否满足第一预设自车道换道条件，其中，在所述自车处于加速状态的情况下，所述第一预设自车道换道条件包括所述自车加速度小于第一预设加速度阈值，在所述自车处于减速状态的情况下，所述第一预设自车道换道条件包括所述自车减速度大于预设减速阈值；
根据所述自车设定车速和所述自车道前车车速判断所述自车是否满足第二预设自车道换道条件，其中，所述第二预设自车道换道条件包括所述自车道前车车速小于所述自车设定车速；
根据所述自车车速、所述自车道前车车速、所述自车道前车加速度、所述车头时距和所述TTC中至少一项判断所述自车是否满足第三预设自车道换道条件，
其中，所述第三预设自车道换道条件包括以下至少一项：
所述车头时距小于预设时距阈值，
所述TTC大于预设碰撞时间阈值，
第二车速差小于第二预设车速差阈值，且所述自车道前车加速度大于第二预设加速度阈值，其中，所述第二车速差为所述自车车速与所述自车道前车车速之间的车速差；
在确定所述自车均满足所述第一预设自车道换道条件、所述第二预设自车道换道条件和所述第三预设自车道换道条件且持续第一预设时长的情况下，确定所述自车满足所述自车道超车意图。
在一种实施方式中，所述自车的历史换道平均时机与所述预设时距阈值呈负相关关系；
所述预设速度差阈值和所述第二预设加速度阈值根据所述自车的当前驾驶模式和/或所述自车的历史换道记录对应的换道激进等级确定。
在一种实施方式中，当所述邻车道为目标邻车道，所述目标邻车道为基于交通规则规定的允许大型车辆行驶的车道时，所述目标邻车道对应的预设邻车道换道条件还包括以下至少一项：
所述目标邻车道的车流均速大于另一个邻车道的车流均速；
在以所述自车为参考点在所述目标邻车道上确定的第二预设距离范围内，所述目标邻车道的车流量小于预设车流量阈值。
在一种实施方式中，根据所有邻车道的邻车道换道意图判断结果进行换道决策包括：
在所述自车道只有一个邻车道，或者所述自车道有两个邻车道且所述自车满足其中一个邻车道的邻车道换道意图的情况下，将满足邻车道换道意图的邻车道确定为待换邻车道，并将所述自车换道至所述待换邻车道；
在所述自车道有两个邻车道且所述自车满足所有邻车道换道意图的情况下，根据预设选择规则确定待换邻车道，并将所述自车换道至所述待换邻车道；
在所述自车不满足所有邻车道换道意图的情况下，放弃换道。
在一种实施方式中，所述方法还包括：
从所述根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及所述自车与所述自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图开始，所述自车进入换道意图等待阶段；
在确定出所述待换邻车道的情况下，由所述换道意图等待阶段切换到换道意图产生阶段，并且在将所述自车成功换道至所述待换邻车道或者所述自车换道失败的情况下，由所述换道意图产生阶段切换到换道意图冷却阶段；
在放弃换道的情况下，继续处于所述换道意图等待阶段；
在所述自车处于所述换道意图冷却阶段的时长达到预设冷却时长时，由所述换道意图冷却阶段切换到换道意图结束阶段；
当满足预设阶段切换条件时，由换道意图结束阶段切换到换道意图等待阶段。
在一种实施方式中，分别根据每个邻车道对应的预设邻车道换道条件判断所述自车是否满足所述每个邻车道对应的邻车道换道意图包括：
分别判断所述自车是否满足每个邻车道对应的预设邻车道换道条件；
在判断结果为满足所述每个邻车道对应的预设邻车道换道条件且持续第二预设时长的情况下，确定所述自车满足所述每个邻车道对应的邻车道换道意图。
在一种实施方式中，当目标距离大于或者等于0时，所述目标距离与所述第一预设车速差阈值呈负相关关系，其中，所述目标距离为所述邻车道前车与所述自车道前车之间的距离；
当所述目标距离小于0时，所述目标距离的绝对值与所述第一预设车速差阈值呈正相关关系。
第二方面，本申请的另一个实施例提供了一种车辆换道装置，所述装置包括：
第一判断单元，用于根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及所述自车与所述自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图；
第二判断单元，用于在确定所述自车满足所述自车道超车意图的情况下，分别根据每个邻车道对应的预设邻车道换道条件判断所述自车是否满足所述每个邻车道对应的邻车道换道意图，
其中，所述预设邻车道换道条件包括：
所述自车道与所述邻车道共用的车道线的线条属性表征允许跨越，
所述相邻车道的车流均速与所述自车道的车流均速之差大于预设车流均速差阈值，在第一预设距离范围内不存在邻车道前车，
或者，在所述第一预设距离范围内存在所述邻车道前车且第一车速差大于或者等于第一预设车速差阈值，其中，所述第一车速差为所述邻车道前车的车速与所述自车道前车之间的车速差；
换道决策单元，用于根据所有邻车道的邻车道换道意图判断结果进行换道决策；
在一种实施方式中，所述第一行驶速度信息包括自车加速度或自车减速度，所述第一行驶速度信息还包括自车设定车速和自车车速，所述第二行驶速度信息包括自车道前车车速和自车道前车加速度，所述相对运动关系包括所述自车与所述自车道前车的车头时距、所述自车与所述自车道前车的碰撞时间TTC；
第一判断单元，包括：
第一判断模块，用于根据所述自车加速度或自车减速度判断所述自车是否满足第一预设自车道换道条件，其中，在所述自车处于加速状态的情况下，所述第一预设自车道换道条件包括所述自车加速度小于第一预设加速度阈值，在所述自车处于减速状态的情况下，所述第一预设自车道换道条件包括所述自车减速度大于预设减速阈值；
第二判断模块，用于根据所述自车设定车速和所述自车道前车车速判断所述自车是否满足第二预设自车道换道条件，其中，所述第二预设自车道换道条件包括所述自车道前车车速小于所述自车设定车速；
第三判断模块，用于根据所述自车车速、所述自车道前车车速、所述自车道前车加速度、所述车头时距和所述TTC中至少一项判断所述自车是否满足第三预设自车道换道条件，
其中，所述第三预设自车道换道条件包括以下至少一项：
所述车头时距小于预设时距阈值，
所述TTC大于预设碰撞时间阈值，
第二车速差小于第二预设车速差阈值，且所述自车道前车加速度大于第二预设加速度阈值，其中，所述第二车速差为所述自车车速与所述自车道前车车速之间的车速差；
第一确定模块，用于在确定所述自车均满足所述第一预设自车道换道条件、所述第二预设自车道换道条件和所述第三预设自车道换道条件且持续第一预设时长的情况下，确定所述自车满足所述自车道超车意图。
在一种实施方式中，所述自车的历史换道平均时机与所述预设时距阈值呈负相关关系；
所述预设速度差阈值和所述第二预设加速度阈值根据所述自车的当前驾驶模式和/或所述自车的历史换道记录对应的换道激进等级确定。
在一种实施方式中，当所述邻车道为目标邻车道，所述目标邻车道为基于交通规则规定的允许大型车辆行驶的车道时，所述目标邻车道对应的预设邻车道换道条件还包括以下至少一项：
所述目标邻车道的车流均速大于另一个邻车道的车流均速；
在以所述自车为参考点在所述目标邻车道上确定的第二预设距离范围内，所述目标邻车道的车流量小于预设车流量阈值。
在一种实施方式中，换道决策单元，包括：
第一换道模块，用于在所述自车道只有一个邻车道，或者所述自车道有两个邻车道且所述自车满足其中一个邻车道的邻车道换道意图的情况下，将满足邻车道换道意图的邻车道确定为待换邻车道，并将所述自车换道至所述待换邻车道；
第二换道模块，用于在所述自车道有两个邻车道且所述自车满足所有邻车道换道意图的情况下，根据预设选择规则确定待换邻车道，并将所述自车换道至所述待换邻车道；
第三换道模块，用于在所述自车不满足所有邻车道换道意图的情况下，放弃换道。
在一种实施方式中，所述装置还包括：
阶段进入单元，用于从所述根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及所述自车与所述自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图开始，所述自车进入换道意图等待阶段；
第一阶段切换单元，用于在确定出所述待换邻车道的情况下，由所述换道意图等待阶段切换到换道意图产生阶段，并且在将所述自车成功换道至所述待换邻车道或者所述自车换道失败的情况下，由所述换道意图产生阶段切换到换道意图冷却阶段；
保持单元，用于在放弃换道的情况下，继续处于所述换道意图等待阶段；
第二阶段切换单元，用于在所述自车处于所述换道意图冷却阶段的时长达到预设冷却时长时，由所述换道意图冷却阶段切换到换道意图结束阶段；
第三阶段切换单元，用于当满足预设阶段切换条件时，由换道意图结束阶段切换到换道意图等待阶段。
在一种实施方式中，第二判断单元包括：
第四判断模块，用于分别判断所述自车是否满足每个邻车道对应的预设邻车道换道条件；
第二确定模块，用于在判断结果为满足所述每个邻车道对应的预设邻车道换道条件且持续第二预设时长的情况下，确定所述自车满足所述每个邻车道对应的邻车道换道意图。
在一种实施方式中，当目标距离大于或者等于0时，所述目标距离与所述第一预设车速差阈值呈负相关关系，其中，所述目标距离为所述邻车道前车与所述自车道前车之间的距离；
当所述目标距离小于0时，所述目标距离的绝对值与所述第一预设车速差阈值呈正相关关系。
第三方面，本申请的另一个实施例提供了一种存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现如第一方面任一实施方式所述的方法。
第四方面，本申请的另一个实施例提供了一种车辆，所述车辆包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面任一实施方式所述的方法。
由上述内容可知，本申请实施例提供的车辆换道方法、装置及车辆，能够先根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及自车与自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图，在确定自车满足自车道超车意图的情况下，分别根据每个邻车道对应的预设邻车道换道条件判断自车是否满足每个邻车道对应的邻车道换道意图，最后根据所有邻车道的邻车道换道意图判断结果进行换道决策。由此可知，与相关技术中需要收集大量的数据进行模型训练相比，本申请实施例可以直接采用多条规则来实现安全且准确的自由换道，而无需进行模型训练，从而简化了换道算法，降低了成本。
本申请实施例可以取得的技术效果还包括但不限于以下几点：
1、本申请实施例可以结合交通规则为不同邻车道配置不同的预设邻车道换道条件，从而保证邻车道超车有较大概率能够获得较大的行驶效率提升，而非当下获得短暂行驶效率提升后由于匝道堵车、慢速货车等因素造成未来行驶效率低下。
2、本申请实施例可以为自车驾驶员提供满足其换道激进程度喜好的换道驾驶体验。例如，本申请实施例可以结合自车的驾驶模式和/或历史换道记录来确定符合自车驾驶员的换道激进等级，从而通过该换道激进等级对应的预设速度差阈值和所述第二预设加速度阈值，还可以结合历史换道平均时为自车配置更合适的预设时距阈值。
当然，实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例。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为本申请实施例提供的一种车辆换道方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种车辆关系示意图；
图3为本申请实施例提供的一种换道意图决策算法的阶段示意图；
图4为本申请实施例提供的一种车辆换道装置的组成框图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含的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他步骤或单元。
图1为本申请实施例提供的一种车辆换道方法的流程示意图，该方法主要应用于车辆，该方法主要包括：
S110：根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及所述自车与所述自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图。
其中，所述自车道前车为自车道上与自车相邻的前方车辆。第一行驶速度信息包括自车加速度或自车减速度，第一行驶速度信息还包括自车设定车速、自车车速等，第二行驶速度信息包括自车道前车车速、自车道前车加速度等，相对运动关系包括自车与自车道前车的车头时距、自车与自车道前车的TTC(Time-To-Collision，碰撞时间)。第一行驶速度信息、第二行驶速度信息和相对运动关系可以分别通过自车对应传感器采集的自车信号和/或环境信号而得。
(A1)根据自车加速度或自车减速度判断自车是否满足第一预设自车道换道条件，其中，在所述自车处于加速状态的情况下，所述第一预设自车道换道条件包括所述自车加速度小于第一预设加速度阈值，在所述自车处于减速状态的情况下，所述第一预设自车道换道条件包括所述自车减速度大于预设减速阈值。
在第一行驶速度信息包括自车加速度或者自车减速度的情况下，当所述自车处于加速状态时，判断所述自车加速度是否小于第一预设加速度阈值；在判断结果为小于所述第一预设加速度阈值的情况下，确定所述自车满足所述第一预设自车道换道条件；在判断结果为大于或者等于所述第一预设加速度阈值的情况下，确定所述自车不满足所述第一预设自车道换道条件。第一预设加速度阈值可以根据车辆动力学特性确定，以保证换道舒适度，例如可以为3m/s2。
当所述自车处于减速状态时，判断所述自车减速度是否大于预设减速阈值；在判断结果为大于所述预设减速度阈值的情况下，确定所述自车满足所述第一预设自车道换道条件；在判断结果为小于或者等于所述预设减速度阈值的情况下，确定所述自车不满足所述第一预设自车道换道条件。第一预设减速度阈值可以根据车辆动力学特性确定，以保证换道舒适度，例如可以为-3m/s2。
(A2)根据所述自车设定车速和所述自车道前车车速判断所述自车是否满足第二预设自车道换道条件，其中，所述第二预设自车道换道条件包括所述自车道前车车速小于所述自车设定车速。
在第一行驶速度信息包括自车设定车速，第二行驶速度信息包括自车道前车车速的情况下，本申请实施例可以判断所述自车道前车车速是否小于所述自车设定车速；在判断结果为所述自车道前车车速小于所述自车设定车速的情况下，确定所述自车满足所述第二预设自车道换道条件；在判断结果为所述自车道前车车速大于或者等于所述自车设定车速的情况下，确定所述自车不满足所述第二预设自车道换道条件。其中，自车设定车速是驾驶员开启自动驾驶功能时设定的期望车速，车辆在自动驾驶过程中会结合实际路况尽量靠近自车设定车速，以满足驾驶员需求。
(A3)根据自车车速、所述自车道前车车速、所述自车道前车加速度、所述车头时距和所述TTC中至少一项判断所述自车是否满足第三预设自车道换道条件。
所述第三预设自车道换道条件包括以下至少一项：所述车头时距小于预设时距阈值；所述TTC大于预设碰撞时间阈值；第二车速差小于第二预设车速差阈值，且所述自车道前车加速度大于第二预设加速度阈值，其中，所述第二车速差为所述自车车速与所述自车道前车车速之间的车速差。其中，车头时距代表着前后两辆车的前端通过同一地点的时间差，一般可使用前后车的车头间距除以后车速度来计算，即自车与自车道前车的车头时距为自车道前车与自车的车头间距除以自车车速。碰撞时间即自车道前车与自车发生碰撞所需的时间。
在一种实施方式中，自车的历史换道平均时机与所述预设时距阈值呈负相关关系，也就是说，所述自车的历史换道平均时机越早，所述预设时距阈值越大，即自车的历史换道平均时机越早说明驾驶员越喜好激进的换道超车的驾驶体验，此时可以设置更大的预设时距阈值，以实现更早的换道行动。和/或，所述预设速度差阈值和所述第二预设加速度阈值根据所述自车的当前驾驶模式和/或所述自车的历史换道记录对应的换道激进等级确定。驾驶模式包括舒适、标准、运动等模式，且不同驾驶模式的驾驶速度不同。历史换道记录包括历史换道平均时机、每次换道时的第二车速差等。本申请实施例可以根据实际经验预先为不同换道激进等级配置对应的预设速度差阈值和第二预设加速度阈值，当获得到自车的当前驾驶模式和/或自车的历史换道记录后，可以先根据自车的当前驾驶模式和/或自车的历史换道记录确定对应的换道激进等级，然后从配置中获取该换道激进等级对应的预设速度差阈值和第二预设加速度阈值。其中，换道激进等级越高，预设速度差阈值越小，第二预设加速度阈值越大。如预设速度差阈值可以选取5kph、-5kph、15kph或者-15kph等，第二预设加速度阈值可以选取0.3m/s2、-0.3m/s2、0.8m/s2或者-0.8m/s2等。
(A4)在确定所述自车均满足所述第一预设自车道换道条件、所述第二预设自车道换道条件和所述第三预设自车道换道条件且持续第一预设时长的情况下，确定所述自车满足所述自车道超车意图，即在满足上述三种预设自车道换道条件且满足时间能够持续第一预设时长时，说明自车道前车在第一预设时长内一直慢速行驶且无任何提速趋势导致自车行驶效率持续降低，从而自车可以产生自车道超车意图。
S120：在确定所述自车满足所述自车道超车意图的情况下，分别根据每个邻车道对应的预设邻车道换道条件判断所述自车是否满足所述每个邻车道对应的邻车道换道意图。
具体的，可以先分别判断所述自车是否满足每个邻车道对应的预设邻车道换道条件；在判断结果为满足所述每个邻车道对应的预设邻车道换道条件且持续第二预设时长的情况下，确定所述自车满足所述每个邻车道对应的邻车道换道意图；在判断结果为不满足所述每个邻车道对应的预设邻车道换道条件或者持续时长未达到第二预设时长的情况下，确定所述自车不满足所述每个邻车道对应的邻车道换道意图。
所述预设邻车道换道条件包括以下至少一项：所述自车道与所述邻车道共用的车道线的线条属性表征允许跨越；所述相邻车道的车流均速与所述自车道的车流均速之差大于预设车流均速差阈值；在第一预设距离范围内不存在邻车道前车，或者，在所述第一预设距离范围内存在所述邻车道前车且第一车速差大于或者等于第一预设车速差阈值，其中，所述第一车速差为所述邻车道前车的车速与所述自车道前车之间的车速差。
其中，自车道与邻车道共用的车道线的线条属性可能为白色虚线，也可能为白色实线，交通规则规定白色虚线允许跨越，白色实线不允许跨越。车流均速可以是根据历史车速和车流量确定的在历史日期的同一时刻的车流均速，也可以是路侧设备实时采集到的车速和车流量确定的车流均速。第一预设距离范围是以邻车道上与自车平行的位置为参考点分别向前后各限定一定距离所获得的范围，例如向前200m，向后100m。邻车道前车是指邻车道上与自车相邻的前车。
预设车流均速差阈值与自车道前车车速呈正相关关系，即自车道前车车速越大则预设车流均速差阈值越大，以保证在不同车速下，邻车道的车流均速相比自车道有一定程度优势。当所述邻车道前车与所述自车道前车之间的目标距离大于或者等于0时，所述目标距离与所述第一预设车速差阈值呈负相关关系；当所述目标距离小于0时，所述目标距离的绝对值与所述第一预设车速差阈值呈正相关关系。例如，第一预设车速差阈值根据邻车道前车相对自车道前车的距离确定，邻车道前车与自车道前车相对距离越大则第一预设车速差阈值越小，当距离达到60m以上第一预设车速差阈值甚至可以为负值，而对于距离小于0m的情况，则第一预设车速差阈值会越大，以保证邻车道前车位于不同位置，其对于自车换道后行驶效率的提升最大化。如图2所示，自车行驶的道路上包括3条车道，自车在中间车道(自车道)行驶，两边为邻车道，自车道上与自车相邻的前方车辆是自车道前车，邻车道上与自车相邻的前方车辆是邻车道前车，包括左侧车道前车和右侧车道前车，左侧车道前车与自车道前车之间的目标距离为DL，右侧车道前车与自车道前车之间的目标距离为RL。
在实际应用中，不同国家为了减少交通事故，往往会规定大型车辆(卡车、货车等)尽量在某个车道行驶，可能为最左侧车道也可能为最右侧车道，需要根据每个国家的驾驶习惯确定。因此，一般大型车辆行驶较多的车道往往会比较缓慢，为了保证这种邻车道超车有较大概率能够获得较大的行驶效率提升，而非当下获得短暂行驶效率提升后由于匝道堵车、慢速货车等因素造成未来行驶效率低下，可以对这种邻车道对应的预设邻车道换道条件作进一步限定。具体的，当所述邻车道为目标邻车道，所述目标邻车道为基于交通规则规定的允许大型车辆行驶的车道时，所述目标邻车道对应的预设邻车道换道条件还包括以下至少一项：所述目标邻车道的车流均速大于另一个邻车道的车流均速，在以所述自车为参考点在所述目标邻车道上确定的第二预设距离范围内，所述目标邻车道的车流量小于预设车流量阈值。第一预设距离范围和第二预设距离范围可以相同，也可以不同，可以根据实际情况而定。预设车流量阈值也是实际经验值。
S130：根据所有邻车道的邻车道换道意图判断结果进行换道决策。
自车可能在边缘区域的车道上行驶，也可能在中间区域的车道上行驶，因此需要根据不同情况进行换道决策：
(B1)在所述自车道只有一个邻车道，或者所述自车道有两个邻车道且所述自车满足其中一个邻车道的邻车道换道意图的情况下，将满足邻车道换道意图的邻车道确定为待换邻车道，并将所述自车换道至所述待换邻车道。
(B2)在所述自车道有两个邻车道且所述自车满足所有邻车道换道意图的情况下，根据预设选择规则确定待换邻车道，并将所述自车换道至所述待换邻车道。当其中一个邻车道(如右侧车道)为基于交通规则规定的允许大型车辆行驶的车道时，可以自车后续行驶速度可以选择另一个邻车道(如左侧车道)。
本申请实施例可以应用于自动驾驶场景，也可以应用于人工驾驶场景。当应用于自动驾驶场景时，在确定出待换邻车道后，自车可以直接换道至待换邻车道；当应用于人工驾驶场景时，在确定出待换邻车道后，可以先输出换道提示信息，待驾驶员同意换道后，再将自车换道至待换邻车道。
(B3)在所述自车不满足所有邻车道换道意图的情况下，放弃换道。
综上所述，车辆在进行换道意图决策算法过程中，可以包括四个阶段，如图3所示，这四个阶段包括换道意图等待阶段20、换道意图产生阶段22、换道意图冷却阶段24和换道意图结束阶段26。
从所述根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及所述自车与所述自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图开始，所述自车进入换道意图等待阶段20；在确定出所述待换邻车道的情况下，所述自车由所述换道意图等待阶段20切换到换道意图产生阶段22，并且在将所述自车成功换道至所述待换邻车道或者所述自车换道失败的情况下，所述自车由所述换道意图产生阶段22切换到换道意图冷却阶段24；在放弃换道的情况下，继续处于所述换道意图等待阶段20；在所述自车处于所述换道意图冷却阶段24的时长达到预设冷却时长时，由所述换道意图冷却阶段24切换到换道意图结束阶段26；当满足预设阶段切换条件时，由换道意图结束阶段26切换到换道意图等待阶段20。
换道意图等待阶段20期间，该算法持续捕捉超车换道的机会，一旦捕捉到超车机会自车将产生换道意图(包括自车道超车意图和邻车道换道意图)并执行换道。其中C1为换道意图产生条件(包括第一预设自车道换道条件、第二预设自车道换道条件、第三预设自车道换道条件和预设邻车道换道条件)，C2为换道意图冷却条件(包括超车换道成功或超车换道失败)。若由于环境突发危险导致换道过程中断返回原车道，自车将进入换道意图冷却阶段24，并在冷却一段时间后再次进入换道意图等待阶段20，开始捕捉超车机会；若成功换道，自车也将进入换道意图冷却阶段24，并在冷却一段时间后再次进入换道意图等待阶段20，开始捕捉超车机会。C3为换道意图冷却结束条件，根据换道是否成功，设置不同的时间阈值条件，若前一次成功换道则冷却时间较长，若前一次换道失败则冷却时间较短，在满足C3时，进入换道意图结束阶段26。最后，当满足预设阶段切换条件时，由换道意图结束阶段26切换到换道意图等待阶段20，预设阶段切换条件为处于换道意图结束阶段26的时长达到预设结束时长。预设结束时长可以根据经验而定。
本申请实施例提供的车辆换道方法，能够先根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及自车与自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图，在确定自车满足自车道超车意图的情况下，分别根据每个邻车道对应的预设邻车道换道条件判断自车是否满足每个邻车道对应的邻车道换道意图，最后根据所有邻车道的邻车道换道意图判断结果进行换道决策。由此可知，与相关技术中需要收集大量的数据进行模型训练相比，本申请实施例可以直接采用多条规则来实现安全且准确的自由换道，从而简化了换道算法，降低了成本。
基于上述实施例，本申请实施例提供了一种车辆换道装置，如图4所示，所述装置包括：
第一判断单元30，用于根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及所述自车与所述自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图，其中，所述自车道前车为自车道上与所述自车相邻的前方车辆。
第二判断单元32，用于在确定所述自车满足所述自车道超车意图的情况下，分别根据每个邻车道对应的预设邻车道换道条件判断所述自车是否满足所述每个邻车道对应的邻车道换道意图，其中，所述预设邻车道换道条件包括：所述自车道与所述邻车道共用的车道线的线条属性表征允许跨越，所述相邻车道的车流均速与所述自车道的车流均速之差大于预设车流均速差阈值，在第一预设距离范围内不存在邻车道前车，或者，在所述第一预设距离范围内存在所述邻车道前车且第一车速差大于或者等于第一预设车速差阈值，其中，所述第一车速差为所述邻车道前车的车速与所述自车道前车之间的车速差。
换道决策单元34，用于根据所有邻车道的邻车道换道意图判断结果进行换道决策。
在一种实施方式中，所述第一行驶速度信息包括自车加速度或自车减速度，所述第一行驶速度信息还包括自车设定车速和自车车速，所述第二行驶速度信息包括自车道前车车速和自车道前车加速度，所述相对运动关系包括所述自车与所述自车道前车的车头时距、所述自车与所述自车道前车的碰撞时间TTC。
第一判断单元30，包括：
第一判断模块，用于根据所述自车加速度或自车减速度判断所述自车是否满足第一预设自车道换道条件，其中，在所述自车处于加速状态的情况下，所述第一预设自车道换道条件包括所述自车加速度小于第一预设加速度阈值，在所述自车处于减速状态的情况下，所述第一预设自车道换道条件包括所述自车减速度大于预设减速阈值。
第二判断模块，用于根据所述自车设定车速和所述自车道前车车速判断所述自车是否满足第二预设自车道换道条件，其中，所述第二预设自车道换道条件包括所述自车道前车车速小于所述自车设定车速。
第三判断模块，用于根据所述自车车速、所述自车道前车车速、所述自车道前车加速度、所述车头时距和所述TTC中至少一项判断所述自车是否满足第三预设自车道换道条件，
其中，所述第三预设自车道换道条件包括以下至少一项：
所述车头时距小于预设时距阈值，
所述TTC大于预设碰撞时间阈值，
第二车速差小于第二预设车速差阈值，且所述自车道前车加速度大于第二预设加速度阈值，其中，所述第二车速差为所述自车车速与所述自车道前车车速之间的车速差；
第一确定模块，用于在确定所述自车均满足所述第一预设自车道换道条件、所述第二预设自车道换道条件和所述第三预设自车道换道条件且持续第一预设时长的情况下，确定所述自车满足所述自车道超车意图。
在一种实施方式中，所述自车的历史换道平均时机与所述预设时距阈值呈负相关关系。
所述预设速度差阈值和所述第二预设加速度阈值根据所述自车的当前驾驶模式和/或所述自车的历史换道记录对应的换道激进等级确定。
在一种实施方式中，当所述邻车道为目标邻车道，所述目标邻车道为基于交通规则规定的允许大型车辆行驶的车道时，所述目标邻车道对应的预设邻车道换道条件还包括以下至少一项：
所述目标邻车道的车流均速大于另一个邻车道的车流均速。
在以所述自车为参考点在所述目标邻车道上确定的第二预设距离范围内，所述目标邻车道的车流量小于预设车流量阈值。
在一种实施方式中，换道决策单元34，包括：
第一换道模块，用于在所述自车道只有一个邻车道，或者所述自车道有两个邻车道且所述自车满足其中一个邻车道的邻车道换道意图的情况下，将满足邻车道换道意图的邻车道确定为待换邻车道，并将所述自车换道至所述待换邻车道。
第二换道模块，用于在所述自车道有两个邻车道且所述自车满足所有邻车道换道意图的情况下，根据预设选择规则确定待换邻车道，并将所述自车换道至所述待换邻车道；
第三换道模块，用于在所述自车不满足所有邻车道换道意图的情况下，放弃换道。
在一种实施方式中，所述装置还包括：
阶段进入单元，用于从所述根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及所述自车与所述自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图开始，所述自车进入换道意图等待阶段。
第一阶段切换单元，用于在确定出所述待换邻车道的情况下，由所述换道意图等待阶段切换到换道意图产生阶段，并且在将所述自车成功换道至所述待换邻车道或者所述自车换道失败的情况下，由所述换道意图产生阶段切换到换道意图冷却阶段。
保持单元，用于在放弃换道的情况下，继续处于所述换道意图等待阶段。
第二阶段切换单元，用于在所述自车处于所述换道意图冷却阶段的时长达到预设冷却时长时，由所述换道意图冷却阶段切换到换道意图结束阶段。
第三阶段切换单元，用于当满足预设阶段切换条件时，由换道意图结束阶段切换到换道意图等待阶段。
在一种实施方式中，第二判断单元32包括：
第四判断模块，用于分别判断所述自车是否满足每个邻车道对应的预设邻车道换道条件。
第二确定模块，用于在判断结果为满足所述每个邻车道对应的预设邻车道换道条件且持续第二预设时长的情况下，确定所述自车满足所述每个邻车道对应的邻车道换道意图。
在一种实施方式中，当目标距离大于或者等于0时，所述目标距离与所述第一预设车速差阈值呈负相关关系，其中，所述目标距离为所述邻车道前车与所述自车道前车之间的距离；
当所述目标距离小于0时，所述目标距离的绝对值与所述第一预设车速差阈值呈正相关关系。
基于上述方法实施例，本申请的另一实施例提供了一种存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现上述任一方法实施例所述的方法。
基于上述方法实施例，本申请的另一实施例提供了一种车辆，所述车辆包括：一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述任一方法实施例所述的方法。
上述系统、装置实施例与方法实施例相对应，与该方法实施例具有同样的技术效果，具体说明参见方法实施例。装置实施例是基于方法实施例得到的，具体的说明可以参见方法实施例部分，此处不再赘述。本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种车辆换道方法，其特征在于，所述方法包括：
根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及所述自车与所述自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图；
在确定所述自车满足所述自车道超车意图的情况下，分别根据每个邻车道对应的预设邻车道换道条件判断所述自车是否满足所述每个邻车道对应的邻车道换道意图；
根据所有邻车道的邻车道换道意图判断结果进行换道决策；
其中，所述预设邻车道换道条件包括以下至少一项：
所述自车道与所述邻车道共用的车道线的线条属性表征允许跨越；
所述相邻车道的车流均速与所述自车道的车流均速之差大于预设车流均速差阈值；
在第一预设距离范围内不存在邻车道前车，或者，在所述第一预设距离范围内存在所述邻车道前车且第一车速差大于或者等于第一预设车速差阈值，其中，所述第一车速差为所述邻车道前车的车速与所述自车道前车之间的车速差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一行驶速度信息包括自车加速度或自车减速度，所述第一行驶速度信息还包括自车设定车速和自车车速，所述第二行驶速度信息包括自车道前车车速和自车道前车加速度，所述相对运动关系包括所述自车与所述自车道前车的车头时距、所述自车与所述自车道前车的碰撞时间TTC；
根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及所述自车与所述自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图，包括：
根据所述自车加速度或所述自车减速度判断所述自车是否满足第一预设自车道换道条件，其中，在所述自车处于加速状态的情况下，所述第一预设自车道换道条件包括所述自车加速度小于第一预设加速度阈值，在所述自车处于减速状态的情况下，所述第一预设自车道换道条件包括所述自车减速度大于预设减速阈值；
根据所述自车设定车速和所述自车道前车车速判断所述自车是否满足第二预设自车道换道条件，其中，所述第二预设自车道换道条件包括所述自车道前车车速小于所述自车设定车速；
根据所述自车车速、所述自车道前车车速、所述自车道前车加速度、所述车头时距和所述TTC中至少一项判断所述自车是否满足第三预设自车道换道条件，
其中，所述第三预设自车道换道条件包括以下至少一项：
所述车头时距小于预设时距阈值，
所述TTC大于预设碰撞时间阈值，
第二车速差小于第二预设车速差阈值，且所述自车道前车加速度大于第二预设加速度阈值，其中，所述第二车速差为所述自车车速与所述自车道前车车速之间的车速差；
在确定所述自车均满足所述第一预设自车道换道条件、所述第二预设自车道换道条件和所述第三预设自车道换道条件且持续第一预设时长的情况下，确定所述自车满足所述自车道超车意图。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述自车的历史换道平均时机与所述预设时距阈值呈负相关关系；
所述预设速度差阈值和所述第二预设加速度阈值根据所述自车的当前驾驶模式和/或所述自车的历史换道记录对应的换道激进等级确定。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述邻车道为目标邻车道，所述目标邻车道为基于交通规则规定的允许大型车辆行驶的车道时，所述目标邻车道对应的预设邻车道换道条件还包括以下至少一项：
所述目标邻车道的车流均速大于另一个邻车道的车流均速；
在以所述自车为参考点在所述目标邻车道上确定的第二预设距离范围内，所述目标邻车道的车流量小于预设车流量阈值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所有邻车道的邻车道换道意图判断结果进行换道决策包括：
在所述自车道只有一个邻车道，或者所述自车道有两个邻车道且所述自车满足其中一个邻车道的邻车道换道意图的情况下，将满足邻车道换道意图的邻车道确定为待换邻车道，并将所述自车换道至所述待换邻车道；
在所述自车道有两个邻车道且所述自车满足所有邻车道换道意图的情况下，根据预设选择规则确定待换邻车道，并将所述自车换道至所述待换邻车道；
在所述自车不满足所有邻车道换道意图的情况下，放弃换道。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
从所述根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及所述自车与所述自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图开始，进入换道意图等待阶段；
在确定出所述待换邻车道的情况下，由所述换道意图等待阶段切换到换道意图产生阶段，并且在将所述自车成功换道至所述待换邻车道或者所述自车换道失败的情况下，由所述换道意图产生阶段切换到换道意图冷却阶段；
在放弃换道的情况下，继续处于所述换道意图等待阶段；
在所述自车处于所述换道意图冷却阶段的时长达到预设冷却时长时，由所述换道意图冷却阶段切换到换道意图结束阶段；
当满足预设阶段切换条件时，由换道意图结束阶段切换到换道意图等待阶段。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别根据每个邻车道对应的预设邻车道换道条件判断所述自车是否满足所述每个邻车道对应的邻车道换道意图包括：
分别判断所述自车是否满足每个邻车道对应的预设邻车道换道条件；
在判断结果为满足所述每个邻车道对应的预设邻车道换道条件且持续第二预设时长的情况下，确定所述自车满足所述每个邻车道对应的邻车道换道意图。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，当目标距离大于或者等于0时，所述目标距离与所述第一预设车速差阈值呈负相关关系，其中，所述目标距离为所述邻车道前车与所述自车道前车之间的距离；
当所述目标距离小于0时，所述目标距离的绝对值与所述第一预设车速差阈值呈正相关关系。
9.一种车辆换道装置，其特征在于，所述装置包括：
第一判断单元，用于根据自车的第一行驶速度信息、自车道前车的第二行驶速度信息以及所述自车与所述自车道前车的相对运动关系，判断所述自车是否满足自车道超车意图；
第二判断单元，用于在确定所述自车满足所述自车道超车意图的情况下，分别根据每个邻车道对应的预设邻车道换道条件判断所述自车是否满足所述每个邻车道对应的邻车道换道意图，
其中，所述预设邻车道换道条件包括以下至少一项：
所述自车道与所述邻车道共用的车道线的线条属性表征允许跨越，
所述相邻车道的车流均速与所述自车道的车流均速之差大于预设车流均速差阈值，
在第一预设距离范围内不存在邻车道前车，或者，在所述第一预设距离范围内存在所述邻车道前车且第一车速差大于或者等于第一预设车速差阈值，其中，所述第一车速差为所述邻车道前车的车速与所述自车道前车之间的车速差；
换道决策单元，用于根据所有邻车道的邻车道换道意图判断结果进行换道决策。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
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