CN116080647A - 一种车辆换道方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种车辆换道方法、装置及车辆，获取车辆同向车道上的障碍物信息述障碍物信息至少包括车辆与障碍物之间的横向相对距离和纵向相对距离。当确定需要控制车辆换道到目标车道时，基于障碍物信息确定目标车道上的目标障碍物。根据目标障碍物与车辆的相对距离、相对距离对应的实时危险等级数值，确定目标障碍物对应的危险等级数值。相对距离包括横纵向相对距离。当目标障碍物对应的危险等级数值均满足预设范围时，确定目标障碍物对车辆的威胁程度相对较低，可控制车辆换道。本申请中由目标障碍物对应的危险等级数值和预设范围确定车辆是否可进行换道，更加符合车辆换道时的实际情况。

Description

一种车辆换道方法、装置及车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆换道方法、装置及车辆。

背景技术

随着智能化的不断发展，车辆在单车道上的智能驾驶已经满足不了驾驶员的需求，车辆智能换道功能的出现，可使车辆出行更加高效。

车辆智能换道功能能够提示驾驶员当前是否可进行换道。在车辆换道时，需要考虑本车车道上的和相邻车道上的障碍物，如行人、其余车辆等，确保车辆在换道时不和障碍物发生碰撞，保证车辆换道的安全性。因此，换道时机是十分重要的。

目前，可将本车车辆和相邻车道上障碍物的实际纵向相对距离和期望纵向相对距离作对比。当实际纵向相对距离小于期望纵向相对距离时，提示驾驶员不能进行换道，当实际纵向相对距离大于期望纵向相对距离时，提示驾驶员可进行换道。但是，该方式设置的期望纵向相对距离是一个最长安全距离，使得车辆换道的方式过于绝对，且实际效果不贴合实际情况。为了避免交通事故的发生，提高车辆行驶的安全性，需要一种更加精确有效且符合实际情况的车辆换道方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种车辆换道方法、装置及车辆，使得车辆换道的推荐时机更加符合实际情况。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

本申请实施例提供一种车辆换道方法，所述方法应用于处理设备，所述方法包括：

获取车辆同向车道上的障碍物信息；所述障碍物信息至少包括车辆与障碍物之间的横向相对距离和纵向相对距离；

当确定需要控制所述车辆换道到目标车道时，基于所述障碍物信息确定所述目标车道上的目标障碍物；

根据所述目标障碍物与所述车辆的相对距离，以及所述相对距离和危险等级数值的实时对应关系，确定所述目标障碍物对应的危险等级数值；所述相对距离包括横向相对距离和纵向相对距离；

当所述目标障碍物对应的危险等级数值均满足预设范围时，控制所述车辆换道。

可选地，所述方法还包括：

确定相对距离和危险等级数值的实时对应关系。

可选地，所述确定相对距离和危险等级数值的实时对应关系，包括：

实时获取所述纵向相对距离和纵向危险度的对应关系；

实时获取所述横向相对距离和横向危险度的对应关系；所述横向相对距离为所述车辆和所述障碍物之间的横向相对距离；

将所述纵向危险度和所述横向危险度的乘积确定为危险等级数值。

可选地，所述实时获取所述纵向相对距离和纵向危险度的对应关系，包括：

实时计算出所述车辆和所述障碍物之间的最小纵向相对距离，设置所述最小纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为1；

实时计算出所述车辆和所述障碍物之间的最大纵向相对距离，设置所述最大纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为0；

基于所述最小纵向相对距离、所述最小纵向相对距离对应的纵向危险等级数值、所述最大纵向相对距离和所述最大纵向相对距离对应的纵向危险等级数值进行线性插值，实时获取纵向相对距离和纵向危险度的对应关系。

可选地，所述实时获取所述横向相对距离和横向危险度的对应关系，包括：

获取车辆所在车道中心线和所述障碍物之间的最小横向相对距离，设置所述最小横向相对距离对应的横向危险等级数值为1；

获取车辆所在车道中心线和所述障碍物之间的最大横向相对距离，设置所述最大横向相对距离对应的横向危险等级数值为0；

基于所述最小横向相对距离、所述最小横向相对距离对应的横向危险等级数值、所述最大横向相对距离和所述最大横向相对距离对应的横向危险等级数值进行线性插值，获取横向相对距离和横向危险度的对应关系。

可选地，当所述纵向相对距离小于最小纵向相对距离时，设置所述纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为1；

当所述纵向相对距离大于最大纵向相对距离时，设置所述纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为0；

当所述横向相对距离小于最小横向相对距离时，设置所述横向相对距离对应的横向危险等级数值为1；

当所述横向相对距离大于最大横向相对距离时，设置所述横向相对距离对应的横向危险等级数值为0。

可选地，所述方法还包括：

当所述目标车道上的障碍物包括前方障碍物和后方障碍物，所述前方障碍物对应的危险等级数值满足所述预设范围且所述后方障碍物对应的危险等级数值不满足所述预设范围时，控制所述车辆加速直至所述前方障碍物和所述后方障碍物对应的危险等级数值均满足所述预设范围时，控制所述车辆换道；

当所述目标车道上的障碍物包括前方障碍物和后方障碍物，所述前方障碍物对应的危险等级数值不满足所述预设范围且所述后方障碍物对应的危险等级数值满足所述预设范围时，控制所述车辆减速直至所述前方障碍物和所述后方障碍物对应的危险等级数值均满足所述预设范围时，控制所述车辆换道。

可选地，所述障碍物信息还包括障碍物标识，所述基于所述障碍物信息确定目标障碍物包括：

对所述障碍物信息进行虚拟障碍物信息和不相关障碍物信息的删除处理，获取预处理障碍物信息；所述处理设备在每个运行周期内存储所述障碍物信息；

对所述预处理障碍物信息进行滤波操作，获得最终障碍物信息；

当预设数量个运行周期内的所述最终障碍物信息中均存在所述目标障碍物标识时，确定所述目标障碍物标识对应的障碍物为目标障碍物。

一种车辆换道装置，所述装置应用于处理设备，所述装置包括：

获取单元，用于获取车辆同向车道上的障碍物信息；所述障碍物信息至少包括车辆与障碍物之间的横向相对距离和纵向相对距离；

第一确定单元，用于当确定需要控制所述车辆换道到目标车道时，基于所述障碍物信息确定所述目标车道上的目标障碍物；

第二确定单元，用于根据所述目标障碍物与所述车辆的相对距离，以及所述相对距离和危险等级数值的实时对应关系，确定所述目标障碍物对应的危险等级数值；所述相对距离包括横向相对距离和纵向相对距离；

第一控制单元，用于当所述目标障碍物对应的危险等级数值均满足预设范围时，控制所述车辆换道。

一种车辆，所述车辆包括传感器和处理设备；所述处理设备用于执行所述的车辆换道方法。

通过上述技术方案可知，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供了一种车辆换道方法、装置及车辆，该方法应用于处理设备，包括：获取车辆同向车道上的障碍物信息述障碍物信息至少包括车辆与障碍物之间的横向相对距离和纵向相对距离。当确定需要控制车辆换道到目标车道时，基于障碍物信息确定目标车道上的目标障碍物。为保证换道安全性，目标障碍物为车辆在换道时需要关注的目标车道上的障碍物。根据目标障碍物与车辆的横向相对距离和纵向相对距离，以及横向相对距离对应的实时危险等级数值、纵向相对距离对应的实时危险等级数值，确定目标障碍物对应的危险等级数值。其中，危险等级数值可表征车辆换道时目标障碍物对车辆的威胁程度。当目标障碍物对应的危险等级数值均满足预设范围时，确定目标障碍物对车辆的威胁程度相对较低，可控制车辆换道。相比于由最长安全距离确定换道时机，本申请实施例中由目标障碍物对应的危险等级数值和预设范围确定车辆是否可进行换道，且相对距离和危险等级数值的对应关系是实时获取的，更加符合车辆换道时的实际情况。

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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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示例性应用场景的示意图；

图2为本申请实施例提供的一种车辆换道方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的障碍物示意图；

图4为本申请实施例提供的相对距离示意图；

图5a为本申请实施例提供的一种车辆位置示意图；

图5b为本申请实施例提供的另一种车辆位置示意图；

图5c为本申请实施例提供的另一种车辆位置示意图；

图5d为本申请实施例提供的另一种车辆位置示意图；

图6为本申请实施例提供的一种车辆换道装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、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申请实施例作进一步详细的说明。

为了便于理解和解释本申请实施例提供的技术方案，下面先对本申请实施例的背景技术进行说明。

随着智能化的不断发展，车辆，例如自动驾驶车辆，在单车道上的智能驾驶已经满足不了驾驶员的需求，车辆智能换道功能的出现，可使车辆出行更加高效。

车辆智能换道功能能够提示驾驶员当前是否可进行换道。在车辆换道时，需要考虑本车车道上的和相邻车道上的障碍物，如行人、其余车辆等，确保车辆在换道时不和障碍物发生碰撞，保证车辆换道的安全性。因此，换道时机是十分重要的。

目前，可将本车车辆和相邻车道上障碍物的实际纵向相对距离和期望纵向相对距离作对比。其中，建立本车车辆的车体坐标系，车体坐标系的x轴方向为沿车体纵向中心线指向车首，车体坐标系的y轴方向为沿车体横向中心线指向车体外侧，即x轴方向的垂直方向。本车车辆和相邻车道上障碍物的纵向相对距离为在本车车辆车体坐标系x轴方向上本车车辆和相邻车道上障碍物的相对距离。

当实际纵向相对距离小于期望纵向相对距离时，提示驾驶员不能进行换道，当实际纵向相对距离大于期望纵向相对距离时，提示驾驶员可进行换道。该方式设置的期望纵向相对距离是一个最长安全距离，使得车辆换道的方式过于绝对，实际效果比较不贴合实际情况，且不能很好地满足驾驶员的驾驶感受。为了避免交通事故的发生，提高车辆行驶的安全性，需要一种更加精确有效且符合实际情况的车辆换道方法。

基于此，本申请实施例提供了一种车辆换道方法、装置及车辆。当本车车辆为自动驾驶车辆时，本申请实施例提供的车辆换道方法可以由车辆上的高速驾驶辅助(HighwayAssist，HWA)功能模块实现。高速驾驶辅助功能模块包括安装在车辆上的传感器和控制器。具体地，车辆换道方法由HWA功能模块中的控制器执行。在这种情况下，本申请实施例中的处理设备为HWA功能模块中的控制器。

为了便于理解本申请实施例提供的车辆换道方法，以车辆换道方法由车辆上的控制器执行为例，对车辆换道方法的示例性应用场景进行说明。

参见图1所示的示例性应用场景的示意图。如图1所示，本车车辆101(后简称为车辆)在车道上行驶，本车车辆为自动驾驶车辆。本车车辆101所在车道的同向车道为三车道，分别为最左侧车道、中间车道和最右侧车道。具体的，车辆101在三车道中的最右侧车道上行驶。车辆101前方有障碍物1021，相邻车道(即中间车道)上有障碍物1022。障碍物1021和障碍物1022均为车辆。

车辆101判断前方障碍物车辆1021为慢车，为了优化车辆101的驾驶，初步判断可换道到相邻车道上行驶。为了提高车辆换道的安全性，采用本申请实施例提供的车辆换道方法。

车辆101在驾驶过程中，控制器实时获取车辆101同向车道上的障碍物信息，障碍物信息至少包括车辆101与障碍物之间的横向相对距离和纵向相对距离。在图1所示的示例中，车辆101和障碍物之间的纵向相对距离为在车辆101车体坐标系的x轴方向上车辆101和障碍物的相对距离；车辆101与障碍物之间的横向相对距离为在车辆101车体坐标系的y轴方向上车辆101和障碍物的相对距离。

当确定需要控制车辆换道到目标车道(即中间车道)且目标车道上存在障碍物(即障碍物1022)时，基于障碍物信息确定目标车道上的目标障碍物。在该应用场景中，目标障碍物为障碍物1022。

控制器根据目标障碍物1022与车辆101的相对距离，以及相对距离和危险等级数值的实时对应关系，确定目标障碍物1022对应的危险等级数值。其中，相对距离包括横向相对距离和纵向相对距离。即，根据目标障碍物1022与车辆101的横向相对距离和纵向相对距离确定目标障碍物对应的危险等级数值。

当目标障碍物1022对应的危险等级数值满足预设范围时，控制器便可控制车辆101换道。需要说明的是，在车辆的实际换道过程中，也需要使障碍物1021对应的危险等级数值满足预设条件，在本申请实施例中，设定障碍物1021已经满足规定的预设条件。

本领域技术人员可以理解，图1所示的应用场景的示意图仅是本申请的实施方式可以在其中得以实现的一个示例。本申请实施例的适用范围不受到该示意图任何方面的限制。

为了便于理解本申请实施例提供的车辆换道方法，下面结合附图对该方法进行详细说明。

参见图2，图2为本申请实施例提供的一种车辆换道方法的流程图。该方法可由HWA功能模块中的控制器执行。如图2所示，该方法包括S201-S204：

S201：获取车辆同向车道上的障碍物信息；障碍物信息至少包括车辆与障碍物之间的横向相对距离和纵向相对距离。

具体实施时，车辆101上的HWA功能模块通常采用5R1V的传感器配置，5R表示五个毫米波雷达，1V表示一个前视多功能摄像头。

车辆101上安装的传感器能够实时采集车辆同向车道上的障碍物信息，并将采集到的障碍物信息发送给HWA功能模块的控制器，由控制器进行信息融合生成控制车辆的控制信息，例如变道信息。具体实施时，控制器在每个运行周期内存储障碍物信息并进行信息融合。

参见图3，图3为本申请实施例提供的障碍物示意图。根据图3可知，以车辆101在中间车道行驶为例，最左侧车道上的障碍物有障碍物1-4，最右侧车道上的障碍物有障碍物5-8，中间车道上的障碍物有障碍物9-11等。需要说明的是，障碍物可以包括车辆、人、动物、交通事故场景等中的一种或多种。

可以理解的是，实际中的障碍物信息不受图3所示框图的限制，图3仅作为一种示例进行叙述。本申请实施例的适用范围不受到该示意图任何方面的限制。

障碍物信息至少包括车辆与障碍物之间的横向相对距离和纵向相对距离。参见图4，图4为本申请实施例提供的相对距离示意图，以图4为例，车辆101在中间车道行驶，最左侧车道上有一障碍物。建立本车车辆的车体坐标系，车体坐标系的x轴方向为沿车体纵向中心线指向车首，车体坐标系的y轴方向为沿车体横向中心线指向车体外侧，即x轴方向的垂直方向。在车辆101的车体坐标系下，车辆101和障碍物的横向相对距离为在车辆101的车体坐标系中的y轴方向上，车辆的几何中心和障碍物的几何中心之间的距离，用Dy表示。若车辆101在障碍物的后方，则车辆101和障碍物的纵向相对距离为在车辆101的车体坐标系中的x轴方向上，车辆101的前端和障碍物的后端之间的距离，用Dx表示。若车辆101在障碍物的前方，则车辆101和障碍物的纵向相对距离为在车辆101的车体坐标系中的x轴方向上，车辆101的后端和障碍物的前端之间的距离。需要说明的是，在本申请实施例中，使用的横向相对距离和纵向相对距离为绝对值。

S202：当确定需要控制车辆换道到目标车道时，基于障碍物信息确定目标车道上的目标障碍物。

需要说明的是，车辆换道时，需要满足换道前提条件，换道前提条件为车辆所在车道的左侧线或者右侧线为虚线、车辆所在车道的类型为主路和满足一定的换道安全性等条件。其中，车辆所在车道的左侧线或者右侧线为虚线，表明车辆所在车道的左侧或右侧均为同向车道，可作为目标车道进行换道。当车辆所在车道的类型不是主路，例狭小的小路时，确定不能进行换道。

换道前提条件中最重要的条件以及最难的条件为满足一定的换道安全性。换道前提条件的满足可提高换道顺利完成的成功率。在本申请实施例中，假设车辆所在车道的左侧线或者右侧线为虚线、车辆所在车道的类型为主路等条件均已满足，本申请实施例的关注点为满足一定的换道安全性。

也就是说，当发现存在车辆需要换道的情况时，如车辆前方有慢车或车辆所在车道前方发生交通事故，控制器确定需要控制车辆换道到目标车道上。或者，控制器响应驾驶员触发的换道按钮，确定需要控制车辆换道到目标车道上。其中，目标车道为车辆可实施换道的一个同向车道，目标车道属于当前时刻车辆所在车道的相邻车道。进而，当确定需要控制车辆换道到目标车道时，如果当前车辆所在车道和目标车道之间的分界线为虚线，且当前车辆所在车道的类型为主路等条件均已满足，则需要确定是否满足一定的换道安全性。如果满足一定的换道安全性，则可以控制车辆向目标车道换道，如果不满足一定的换道安全性，则确定不能进行换道。

具体实施时，在需要将车辆换道到目标车道时，若目标车道上存在障碍物，基于障碍物信息确定目标车道上的目标障碍物。目标障碍物为可能影响车辆换道安全性的目标车道上的障碍物，需要对其进行分析，以提高换道安全性。当目标车道上有障碍物时，目标车道上的目标障碍物具体为和车辆的纵向相对距离最小的前后障碍物。举例来说，如图3所示，当车辆101行驶在中间车道上时，若目标车道为最左侧车道，最左侧车道上有障碍物1-4。在纵向方向上，车辆101位于障碍物2和3之间。目标车道上的目标障碍物为障碍物2和3。

需要说明的是，当车辆换道到目标车道时，车辆所在车道上和车辆的纵向相对距离最小的前后障碍物的危险等级数值也要满足预设条件。也就是说，在实际换道过程中，为了满足一定的换道安全性，目标车道上的目标障碍物的危险等级系数需要满足预设范围，同时车辆所在车道上的前后障碍物的危险等级系数也需要满足预设条件。若目标车道上的目标障碍物的危险等级系数不满足预设范围，或者车辆所在车道上和车辆的纵向相对距离最小的前后障碍物的危险等级数值不满足预设条件，则车辆不进行换道。若车辆所在车道上和车辆的纵向相对距离最小的前后障碍物的危险等级数值满足预设条件，则在车辆换道过程中只需考虑目标车道上的目标障碍物的危险等级系数。在本申请实施例中，假设车辆所在车道上和车辆的纵向相对距离最小的前后障碍物的危险等级数值已经满足预设条件。

另外，障碍物信息还包括障碍物标识，在车辆控制器内部设置不同障碍物对应的障碍物标识。由于传感器采集的某些障碍物信息对于分析换道安全性并未作用，且传感器有时识别不稳定，控制器可能会在一个或者几个运行周期内未识别出目标障碍物。

基于此情况，本申请实施例提供了对获取的障碍物信息进行预处理的过程，则基于障碍物信息确定目标障碍物的具体实施方式，包括：

A1：对障碍物信息进行虚拟障碍物信息和不相关障碍物信息的删除处理，获取预处理障碍物信息；处理设备在每个运行周期内存储障碍物信息。

其中，虚拟障碍物信息为误识别的障碍物信息。不相关障碍物信息为非目标车道上的障碍物信息，例如目标车道的相邻车道(非车辆所在车道)上的障碍物信息。

A2：对预处理障碍物信息进行滤波操作，获得最终障碍物信息。

预处理障碍物信息中可能包含由传感器产生的噪声信息，需要对预处理障碍物信息进行滤波操作，滤除掉预处理障碍物信息中的噪声信息。作为一种可选示例，对预处理障碍物信息进行低通滤波操作，滤波系数为0.2，以滤除掉预处理障碍物信息中的噪声信息。

A3：当预设数量个运行周期内的最终障碍物信息中均存在目标障碍物标识时，确定目标障碍物标识对应的障碍物为目标障碍物。

例如，预设数量个为三个。可以理解的是，预设数量个根据实际应用场景的实际需求进行确定，这里不进行限定。

当预设数量个运行周期内的最终障碍物信息中均存在目标障碍物标识时，确定目标障碍物标识对应的障碍物真实存在，传感器采集的信息准确，确定目标障碍物标识对应的障碍物为目标障碍物。

其中，目标障碍物标识为可能为目标障碍物的障碍物的标识。例如，如图3所示，最左侧车道中障碍物2和3可能为目标障碍物，当障碍物2和3对应的标识在预设数量个运行周期内均存在时，确定障碍物2和3真实存在。进而，确定障碍物2和3为目标障碍物。

基于A1-A3可知，通过对传感器采集的信息进行处理，可提高目标障碍物确定的准确性。进而，后续S203中目标障碍物对应的危险等级数值会更准确。

S203：根据目标障碍物与车辆的相对距离，以及相对距离和危险等级数值的实时对应关系，确定目标障碍物对应的危险等级数值；相对距离包括横向相对距离和纵向相对距离。

确定目标障碍物后，根据目标障碍物与车辆的横向相对距离和纵向相对距离、横向相对距离实时对应的危险等级数值和纵向相对距离实时对应的危险等级数值，确定目标障碍物对应的危险等级数值。

其中，危险等级数值用于实时评估车辆101周边障碍物的危险度。危险等级数值为0到1之间的一个数值。其中，0代表绝对安全，1代表绝对危险。经大量试验获取的数据得知，根据障碍物对车辆101的影响，危险等级数值呈线性变化。

基于此，在一种可能的实现方式中，本申请实施例还提供了另一种车辆换道方法，在S202之后，S203之前，该方法还包括：

确定相对距离和危险等级数值的实时对应关系。

具体实施时，确定相对距离和危险等级数值的实时对应关系，包括：

B1：实时获取纵向相对距离和纵向危险度的对应关系。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种实时获取纵向相对距离和纵向危险度的对应关系的具体实施方式，具体请参见下文C1-C3。

B2：实时获取横向相对距离和横向危险度的对应关系；横向相对距离为车辆和障碍物之间的横向相对距离。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种实时获取横向相对距离和横向危险度的对应关系的具体实施方式，具体请参见下文D1-D3。

B3：将纵向危险度和横向危险度的乘积确定为危险等级数值。

基于上述B1-B3可知，可通过目标障碍物与车辆的相对距离，以及相对距离和危险等级数值的实时对应关系，确定目标障碍物对应的危险等级数值。

S204：当目标障碍物对应的危险等级数值均满足预设范围时，控制车辆换道。

当目标障碍物对应的危险等级数值均满足预设范围时，确定目标障碍物对车辆101换道不会产生威胁，此时，换道安全性高，可控制车辆进行换道操作。

可以理解的是，确定的换道时机过于保守，使车辆换道时，相邻车道的障碍物与车辆101相距较远。确定的换道时机过于激进，使车辆换道时，相邻车道的障碍物与车辆101较近，则会较危险，驾驶员也会感觉较危险。车辆换道是为了提高驾驶员的通勤效率以及较好的驾驶感。

基于此，本申请实施例中的预设范围可根据驾驶员换道的驾驶感受进行设置，使得车辆换道时机更符合驾驶员驾驶感受且更加符合实际情况。具体实施时，可结合大量的实车数据确定符合驾驶员驾驶感受的预设范围。例如，预设范围为0-0.3(包括0和0.3)。本申请实施例中的车辆换道方法与驾驶员感受一致，不同的障碍物与车辆101的相对距离算出的危险等级数值不同，致使在提高换道安全性的前提下，还能提高车辆换道的高效性、驾驶感，更贴合实际情况。

可以理解的是，本申请实施例中不对预设范围的具体数值进行限定。

基于S201-S204可知，本申请实施例提供了一种车辆换道方法，该方法应用于处理设备，包括：获取车辆同向车道上的障碍物信息述障碍物信息至少包括车辆与障碍物之间的横向相对距离和纵向相对距离。当确定需要控制车辆换道到目标车道时，基于障碍物信息确定目标车道上的目标障碍物。为保证换道安全性，目标障碍物为车辆在换道时需要关注的障碍物。根据目标障碍物与车辆的横向相对距离和纵向相对距离，以及横向相对距离对应的实时危险等级数值、纵向相对距离对应的实时危险等级数值，确定目标障碍物对应的危险等级数值。其中，危险等级数值可表征车辆换道时目标障碍物对车辆的威胁程度。当目标障碍物对应的危险等级数值均满足预设范围时，确定目标障碍物对车辆的威胁程度相对较低，可控制车辆换道。相比于由最长安全距离确定换道时机，本申请实施例中由目标障碍物对应的危险等级数值和预设范围确定车辆是否可进行换道，且相对距离和危险等级数值的对应关系是实时获取的，更加符合车辆换道时的实际情况。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种B1中实时获取纵向相对距离和纵向危险度的对应关系的具体实施方式，包括：

C1：实时计算出车辆和障碍物之间的最小纵向相对距离，设置最小纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为1。

最小纵向相对距离为车辆换道时，车辆与障碍物之间的最小纵向安全距离，设置最小纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为1。此时，车辆换道危险，不能控制车辆换道。

C2：实时计算出车辆和障碍物之间的最大纵向相对距离，设置最大纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为0。

最大纵向相对距离为车辆换道时，车辆与障碍物之间的最大纵向安全距离。设置最大纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为0。此时，车辆换道安全，可控制车辆换道。

具体实施时，障碍物信息还包括障碍物的纵向速度。此外，获取车辆101的横向速度、纵向速度和加速度。障碍物的纵向速度、车辆101的横向速度、车辆101的纵向速度和车辆101的加速度用于计算最小纵向相对距离和最大纵向相对距离。参见下面公式：

其中，d为安全距离，tB为刹车反应时间，tG为刹车后稳态时间。Vrear为后车速度，单位为m/s，Vacsf为前车速度，单位为m/s，a为车辆101的加速度。其中，tB和tG均是基于大量的实车数据确定的。可以理解的是，当车辆101前方有障碍物车辆时，Vacsf为前方障碍物车辆的纵向速度，Vrear为车辆101的纵向速度。当车辆101后方有障碍物车辆时，Vacsf为车辆101的纵向速度，Vrear为后方障碍物车辆的纵向速度。

例如，在实际应用中，根据上述公式，以-3m/s^2的加速度计算出的安全距离为最小纵向相对距离，也可称为最小碰撞安全距离，该距离对应的纵向危险等级数值最高，数值为1。根据上述公式，以-0.5m/s^2的加速度，计算出最大纵向相对距离，也可称为最长安全距离，该距离对应的纵向危险等级数值最低，数值为0。

可以理解的是，当障碍物车辆的速度不同，车辆的速度、加速度设置不同时，最小纵向相对距离和最大纵向相对距离计算得到的数值不同。因此，需要实时获取障碍物信息以及车辆的速度和加速度信息，实时计算对应的最小纵向相对距离和最大纵向相对距离。

C3：基于最小纵向相对距离、最小纵向相对距离对应的纵向危险等级数值、最大纵向相对距离和最大纵向相对距离对应的纵向危险等级数值进行线性插值，实时获取纵向相对距离和纵向危险度的对应关系。

获取最小纵向相对距离、最小纵向相对距离对应的纵向危险等级数值、最大纵向相对距离和最大纵向相对距离对应的纵向危险等级数值后，基于此，进行线性插值，获取纵向相对距离和纵向危险度的对应关系。由于最小纵向相对距离和最大纵向相对距离是实时计算的，则纵向相对距离和纵向危险度的对应关系也是实时获取的。

为了使得纵向相对距离和纵向危险度的对应关系更加准确且符合实际情况，需要对获得的纵向相对距离和纵向危险度的对应关系进行修正。具体实施时，可根据大量实车数据微调纵向相对距离和纵向危险度的每组对应关系，用障碍物的纵向相对距离匹配得出该障碍物的纵向危险度。

基于C1-C3可知，可通过线性插值的方式确定障碍物的纵向相对距离和纵向危险度对应关系。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供了一种B2中实时获取横向相对距离和横向危险度的对应关系的具体实施方式，包括：

D1：获取车辆所在车道中心线和障碍物之间的最小横向相对距离，设置最小横向相对距离对应的横向危险等级数值为1。

另外，障碍物信息还包括障碍物的横向速度，障碍物的横向速度用于计算最小横向相对距离和最大横向相对距离。

D2：获取车辆所在车道中心线和障碍物之间的最大横向相对距离，设置最大横向相对距离对应的横向危险等级数值为0。

D3：基于最小横向相对距离、最小横向相对距离对应的横向危险等级数值、最大横向相对距离和最大横向相对距离对应的横向危险等级数值进行线性插值，获取横向相对距离和横向危险度的对应关系。

由于D1-D3的具体实现方法和C1-C3类似，这里不再赘述。需要说明的是，障碍物的横向危险度是由障碍物距离车辆101所在车道中心线的横向距离远近决定的。在获取最小横向相对距离、最小横向相对距离对应的横向危险等级数值、最大横向相对距离和最大横向相对距离对应的横向危险等级数值后，根据线性插值方法获取横向相对距离和横向危险度的对应关系。实现了用障碍物的最大横向相对距离和最小横向距离横向相对距离匹配出该障碍物的横向危险度。

基于D1-D3可知，可通过线性插值的方式确定障碍物的横向相对距离和横向危险度对应关系。

另外，当车辆101和障碍物的纵向相对距离小于最小纵向相对距离时，设置纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为1。当车辆101和障碍物的纵向相对距离大于最大纵向相对距离时，设置纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为0。

当车辆101和障碍物的横向相对距离小于最小横向相对距离时，设置横向相对距离对应的横向危险等级数值为1。当车辆101和障碍物的横向相对距离大于最大横向相对距离时，设置横向相对距离对应的横向危险等级数值为0。

参见图5a-5d，图5a为本申请实施例提供的一种车辆位置示意图，图5b为本申请实施例提供的另一种车辆位置示意图，图5c为本申请实施例提供的另一种车辆位置示意图，图5d为本申请实施例提供的另一种车辆位置示意图。图5a-5d分别为车辆换道的第一种工况至第四种工况。下面对图5a-5d所示的四种工况和第五种工况进行详细说明。需要说明的是，在该申请实施例中，假设车辆所在车道上和车辆的纵向相对距离最小的前后障碍物的危险等级数值已经满足预设条件。

第一种工况如图5a所示，车辆101中间车道上行驶，车辆101前方有慢速障碍物。相邻车道均没有车辆行驶。考虑到驾驶效率性及驾驶员的驾驶感受，确定将车辆101换道到最左侧车道，即目标车道。换道过程中，实时计算换道过程中周围障碍物的危险等级数值。由于目标车道没有目标障碍物，则目标障碍物对应的危险等级数值为0，可以控制车辆101直接换道。

第二种工况如图5b所示，确定车辆101需要换道且目标车道为最左侧车道时，目标车道在车辆101的左前和左后均有车辆。车辆101的左前车辆和左后车辆均为目标障碍物。由于前后车辆相对于车辆101的相对距离均较近。通过本申请实施例提供的车辆换道方法，实时计算得到的左前车辆和左后车辆对应的危险等级数值均不在预设范围内。此时，有换道危险和碰撞危险，安全性条件不满足，不能控制车辆101换道。

当与车辆101的相对距离有一定距离时，若计算得到的危险等级数值在预设范围内，可控制车辆101安全换道。

第三种工况如图5c所示，当车辆101在上匝道或者下匝道时，车流量比较大。在该工况下，需要调整车辆101的车速来拉大车辆101与障碍物的相对距离。确定车辆101需要换道且目标车道为最左侧车道时，最左侧车道即目标车道。目标车道上，相对于车辆的左前方车辆和左后方车辆都是目标障碍物。其中，左前方车辆相对车辆101的距离较近，左后方车辆相对车辆101的距离较远。通过本申请实施例提供的车辆换道方法，计算得到的左后方车辆对应的危险等级数值在预设范围内，但左前方车辆对应的危险等级数值不在预设范围内，不能控制车辆101换道，车辆101无法顺利进入主路或者进入匝道。此时，进行车辆101的纵向控制，调慢车辆101的速度，进而适当地调整与左前方车辆和左后方车辆的相对距离，使目标车道上的相对于车辆101而言的左前方车辆和左后方车辆对应的危险等级数值均满足预设范围时，控制车辆换道。

即，当目标车道上的目标障碍物包括前方目标障碍物和后方目标障碍物，前方目标障碍物对应的危险等级数值满足预设范围且后方目标障碍物对应的危险等级数值不满足预设范围时，控制车辆加速直至前方目标障碍物和后方目标障碍物对应的危险等级数值均满足预设范围时，控制车辆换道。

第四种工况如图5d所示，当车辆101在上匝道或者下匝道时，车流量比较大。在该工况下，需要调整车辆101的车速来拉大车辆101与障碍物的相对距离。确定车辆101需要换道且目标车道为最左侧车道时，最左侧车道即目标车道。目标车道上，相对于车辆的左前方车辆和左后方车辆都是目标障碍物。其中，左前方车辆相对车辆101的距离较远，左后方车辆相对车辆101的距离较近。通过本申请实施例提供的车辆换道方法，计算得到的左前方车辆对应的危险等级数值在预设范围内，但左后方车辆对应的危险等级数值不在预设范围内，不能控制车辆101换道，车辆101无法顺利进入主路或者进入匝道。此时，进行车辆101的纵向控制，调快车辆101的速度，进而适当地调整与左前方车辆和左后方车辆的相对距离，使目标车道上的相对于车辆101而言的左前方车辆和左后方车辆对应的危险等级数值均满足预设范围时，控制车辆换道。

即，当目标车道上的障碍物包括前方目标障碍物和后方目标障碍物，前方目标障碍物对应的危险等级数值不满足预设范围且后方目标障碍物对应的危险等级数值满足预设范围时，控制车辆减速直至前方目标障碍物和后方目标障碍物对应的危险等级数值均满足预设范围时，控制车辆换道。

第五种工况，车辆101在中间车道上行驶，确定车辆101需要换道且目标车道为最左侧车道。准备控制车辆101进行换道时，实时获取周围障碍物对应的危险等级数值。若在换道过程中，目标车道有障碍车(看作目标障碍物)进入，对车辆101有一些威胁，但障碍车对应的危险等级数值满足预设范围。则，在驾驶员主观感受中，可以继续换道。本申请实施例提供的车辆换道方法通过预设范围表征驾驶员主观感受，可使车辆101顺利完成换道动作。当障碍车对车辆101威胁较大，障碍车对应的危险等级数值不满足预设范围时。则在驾驶员主观感受中，不应该继续换道，需要返回原车道(即中间车道)。此时需要保证原车道的障碍物的危险等级数值满足预设范围，即可控制车辆101返回。

基于上述五种车辆换道工况的内容可知，当目标障碍物对应的危险等级数值均满足预设范围时，确定目标障碍物对车辆的威胁程度相对较低，可控制车辆换道。相比于由最长安全距离确定换道时机，本申请实施例中由目标障碍物对应的危险等级数值和预设范围确定车辆是否可进行换道，且相对距离和危险等级数值的对应关系是实时获取的，更加符合车辆换道时的实际情况。

基于上述方法实施例提供的车辆换道方法的，本申请还提供了一种车辆换道装置，下面将结合附图对该装置进行说明。装置实施例提供的车辆换道装置的技术详情，请参照上述方法实施例。

参见图6，图6为本申请实施例提供的一种车辆换道装置的结构示意图。所述装置应用于处理设备。如图6所示，该装置包括：

获取单元601，用于获取车辆同向车道上的障碍物信息；所述障碍物信息至少包括车辆与障碍物之间的横向相对距离和纵向相对距离；

第一确定单元602，用于当确定需要控制所述车辆换道到目标车道时，基于所述障碍物信息确定所述目标车道上的目标障碍物；

第二确定单元603，用于根据所述目标障碍物与所述车辆的相对距离，以及所述相对距离和危险等级数值的实时对应关系，确定所述目标障碍物对应的危险等级数值；所述相对距离包括横向相对距离和纵向相对距离；

第一控制单元604，用于当所述目标障碍物对应的危险等级数值均满足预设范围时，控制所述车辆换道。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

第三确定单元，用于确定相对距离和危险等级数值的实时对应关系。

在一种可能的实现方式中，所述第三确定单元，包括：

第一获取子单元，用于实时获取所述纵向相对距离和纵向危险度的对应关系；

第二获取子单元，用于实时获取所述横向相对距离和横向危险度的对应关系；所述横向相对距离为所述车辆和所述障碍物之间的横向相对距离；

第一确定子单元，用于将所述纵向危险度和所述横向危险度的乘积确定为危险等级数值。

在一种可能的实现方式中，所述第一获取子单元，包括：

第一计算子单元，用于实时计算出所述车辆和所述障碍物之间的最小纵向相对距离，设置所述最小纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为1；

第二计算子单元，用于实时计算出所述车辆和所述障碍物之间的最大纵向相对距离，设置所述最大纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为0；

第三获取子单元，用于基于所述最小纵向相对距离、所述最小纵向相对距离对应的纵向危险等级数值、所述最大纵向相对距离和所述最大纵向相对距离对应的纵向危险等级数值进行线性插值，实时获取纵向相对距离和纵向危险度的对应关系。

在一种可能的实现方式中，所述第二获取子单元，包括：

第四获取子单元，用于获取车辆所在车道中心线和所述障碍物之间的最小横向相对距离，设置所述最小横向相对距离对应的横向危险等级数值为1；

第五获取子单元，用于获取车辆所在车道中心线和所述障碍物之间的最大横向相对距离，设置所述最大横向相对距离对应的横向危险等级数值为0；

第六获取子单元，用于基于所述最小横向相对距离、所述最小横向相对距离对应的横向危险等级数值、所述最大横向相对距离和所述最大横向相对距离对应的横向危险等级数值进行线性插值，获取横向相对距离和横向危险度的对应关系。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

第一设置单元，用于当所述纵向相对距离小于最小纵向相对距离时，设置所述纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为1；

第二设置单元，用于当所述纵向相对距离大于最大纵向相对距离时，设置所述纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为0；

第三设置单元，用于当所述横向相对距离小于最小横向相对距离时，设置所述横向相对距离对应的横向危险等级数值为1；

第四设置单元，用于当所述横向相对距离大于最大横向相对距离时，设置所述横向相对距离对应的横向危险等级数值为0。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

第二控制单元，用于当所述目标车道上的障碍物包括前方障碍物和后方障碍物，所述前方障碍物对应的危险等级数值满足所述预设范围且所述后方障碍物对应的危险等级数值不满足所述预设范围时，控制所述车辆加速直至所述前方障碍物和所述后方障碍物对应的危险等级数值均满足所述预设范围时，控制所述车辆换道；

第三控制单元，用于当所述目标车道上的障碍物包括前方障碍物和后方障碍物，所述前方障碍物对应的危险等级数值不满足所述预设范围且所述后方障碍物对应的危险等级数值满足所述预设范围时，控制所述车辆减速直至所述前方障碍物和所述后方障碍物对应的危险等级数值均满足所述预设范围时，控制所述车辆换道。

在一种可能的实现方式中，所述障碍物信息还包括障碍物标识，所述第一确定单元602包括：

删除子单元，用于对所述障碍物信息进行虚拟障碍物信息和不相关障碍物信息的删除处理，获取预处理障碍物信息；所述处理设备在每个运行周期内存储所述障碍物信息；

滤波子单元，用于对所述预处理障碍物信息进行滤波操作，获得最终障碍物信息；

第二确定子单元，用于当预设数量个运行周期内的所述最终障碍物信息中均存在所述目标障碍物标识时，确定所述目标障碍物标识对应的障碍物为目标障碍物。

另外，本申请实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括传感器和处理设备；所述处理设备用于执行上述任一项实施例所述的车辆换道方法。

本申请实施例提供了一种车辆换道装置及车辆，包括：获取车辆同向车道上的障碍物信息述障碍物信息至少包括车辆与障碍物之间的横向相对距离和纵向相对距离。当确定需要控制车辆换道到目标车道时，基于障碍物信息确定目标车道上的目标障碍物。为保证换道安全性，目标障碍物为车辆在换道时需要关注的障碍物。根据目标障碍物与车辆的横向相对距离和纵向相对距离，以及横向相对距离对应的实时危险等级数值、纵向相对距离对应的实时危险等级数值，确定目标障碍物对应的危险等级数值。其中，危险等级数值可表征车辆换道时目标障碍物对车辆的威胁程度。当目标障碍物对应的危险等级数值均满足预设范围时，确定目标障碍物对车辆的威胁程度相对较低，可控制车辆换道。相比于由最长安全距离确定换道时机，本申请实施例中由目标障碍物对应的危险等级数值和预设范围确定车辆是否可进行换道，且相对距离和危险等级数值的对应关系是实时获取的，更加符合车辆换道时的实际情况。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法中的全部或部分步骤可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请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存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、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，或者诸如媒体网关等网络通信设备，等等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

需要说明的是，本说明书中各个实施例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部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。

还需要说明的是，在本文中，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、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、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申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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)

1.一种车辆换道方法，其特征在于，所述方法应用于处理设备，所述方法包括：

获取车辆同向车道上的障碍物信息；所述障碍物信息至少包括车辆与障碍物之间的横向相对距离和纵向相对距离；

当确定需要控制所述车辆换道到目标车道时，基于所述障碍物信息确定所述目标车道上的目标障碍物；

根据所述目标障碍物与所述车辆的相对距离，以及所述相对距离和危险等级数值的实时对应关系，确定所述目标障碍物对应的危险等级数值；所述相对距离包括横向相对距离和纵向相对距离；

当所述目标障碍物对应的危险等级数值均满足预设范围时，控制所述车辆换道。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定相对距离和危险等级数值的实时对应关系。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定相对距离和危险等级数值的实时对应关系，包括：

实时获取所述纵向相对距离和纵向危险度的对应关系；

实时获取所述横向相对距离和横向危险度的对应关系；所述横向相对距离为所述车辆和所述障碍物之间的横向相对距离；

将所述纵向危险度和所述横向危险度的乘积确定为危险等级数值。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述实时获取所述纵向相对距离和纵向危险度的对应关系，包括：

实时计算出所述车辆和所述障碍物之间的最小纵向相对距离，设置所述最小纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为1；

实时计算出所述车辆和所述障碍物之间的最大纵向相对距离，设置所述最大纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为0；

基于所述最小纵向相对距离、所述最小纵向相对距离对应的纵向危险等级数值、所述最大纵向相对距离和所述最大纵向相对距离对应的纵向危险等级数值进行线性插值，实时获取纵向相对距离和纵向危险度的对应关系。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述实时获取所述横向相对距离和横向危险度的对应关系，包括：

获取车辆所在车道中心线和所述障碍物之间的最小横向相对距离，设置所述最小横向相对距离对应的横向危险等级数值为1；

获取车辆所在车道中心线和所述障碍物之间的最大横向相对距离，设置所述最大横向相对距离对应的横向危险等级数值为0；

基于所述最小横向相对距离、所述最小横向相对距离对应的横向危险等级数值、所述最大横向相对距离和所述最大横向相对距离对应的横向危险等级数值进行线性插值，获取横向相对距离和横向危险度的对应关系。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述纵向相对距离小于最小纵向相对距离时，设置所述纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为1；

当所述纵向相对距离大于最大纵向相对距离时，设置所述纵向相对距离对应的纵向危险等级数值为0；

当所述横向相对距离小于最小横向相对距离时，设置所述横向相对距离对应的横向危险等级数值为1；

当所述横向相对距离大于最大横向相对距离时，设置所述横向相对距离对应的横向危险等级数值为0。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述目标车道上的障碍物包括前方障碍物和后方障碍物，所述前方障碍物对应的危险等级数值满足所述预设范围且所述后方障碍物对应的危险等级数值不满足所述预设范围时，控制所述车辆加速直至所述前方障碍物和所述后方障碍物对应的危险等级数值均满足所述预设范围时，控制所述车辆换道；

当所述目标车道上的障碍物包括前方障碍物和后方障碍物，所述前方障碍物对应的危险等级数值不满足所述预设范围且所述后方障碍物对应的危险等级数值满足所述预设范围时，控制所述车辆减速直至所述前方障碍物和所述后方障碍物对应的危险等级数值均满足所述预设范围时，控制所述车辆换道。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述障碍物信息还包括障碍物标识，所述基于所述障碍物信息确定目标障碍物包括：

对所述障碍物信息进行虚拟障碍物信息和不相关障碍物信息的删除处理，获取预处理障碍物信息；所述处理设备在每个运行周期内存储所述障碍物信息；

对所述预处理障碍物信息进行滤波操作，获得最终障碍物信息；

当预设数量个运行周期内的所述最终障碍物信息中均存在目标障碍物标识时，确定所述目标障碍物标识对应的障碍物为目标障碍物。

9.一种车辆换道装置，其特征在于，所述装置应用于处理设备，所述装置包括：

获取单元，用于获取车辆同向车道上的障碍物信息；所述障碍物信息至少包括车辆与障碍物之间的横向相对距离和纵向相对距离；

第一确定单元，用于当确定需要控制所述车辆换道到目标车道时，基于所述障碍物信息确定所述目标车道上的目标障碍物；

第二确定单元，用于根据所述目标障碍物与所述车辆的相对距离，以及所述相对距离和危险等级数值的实时对应关系，确定所述目标障碍物对应的危险等级数值；所述相对距离包括横向相对距离和纵向相对距离；

第一控制单元，用于当所述目标障碍物对应的危险等级数值均满足预设范围时，控制所述车辆换道。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括传感器和处理设备；所述处理设备用于执行权利要求1-8任一项所述的车辆换道方法。

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