CN116476840A - 变道行驶方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种变道行驶方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：响应于检测到车辆行驶前方存在障碍物，基于所述障碍物的障碍物信息，判断是否符合变道条件；若符合所述变道条件，则基于所述障碍物信息，确定变道起始位置和变道终止位置；基于所述变道起始位置和所述变道终止位置，确定所述车辆变道的目标路径；控制所述车辆按照所述目标路径进行变道行驶。本公开通过在符合变道条件时，确定车辆变道的起始位置和终止位置，进而确定变道的目标路径，并控制车辆按照该目标路径变道行驶，能够在自动驾驶车辆与前方障碍物距离过近，无法执行正常的变道动作时，规划出一条变道路径，避免车辆被长时间挡停，或需用户接管车辆，提升了用户体验。
Description
技术领域
本公开涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种变道行驶方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着自动驾驶技术的快速发展，越来越多的车辆搭载自动驾驶功能，在自动驾驶车辆的行驶过程中，如果检测到行驶前方存在障碍物，会提前预留出变道距离，从而有足够的空间实施变道动作，但由于道路交通的复杂性，如果前方车辆突然长时间停车，或由于感知盲区导致发现障碍物较晚，无法预留出足够的变道距离，会导致自动驾驶车辆长时间被挡停，需要人工接管车辆，用户体验较差。因此，如何在车辆与障碍物的距离较短时，控制自动驾驶车辆变道行驶是需要解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本公开提供了一种变道行驶方法、装置、设备及存储介质。
本公开实施例的第一方面提供了一种变道行驶方法，该方法包括：
响应于检测到车辆行驶前方存在障碍物，基于所述障碍物的障碍物信息，判断是否符合变道条件；
若符合所述变道条件，则基于所述障碍物信息，确定变道起始位置和变道终止位置；
基于所述变道起始位置和所述变道终止位置，确定所述车辆变道的目标路径；
控制所述车辆按照所述目标路径进行变道行驶。
本公开实施例的第二方面提供了一种变道行驶装置，该装置包括：
条件判断模块，用于响应于检测到车辆行驶前方存在障碍物，基于所述障碍物的障碍物信息，判断是否符合变道条件；
位置确定模块，用于若符合所述变道条件，则基于所述障碍物信息，确定变道起始位置和变道终止位置；
路径确定模块，用于基于所述变道起始位置和所述变道终止位置，确定所述车辆变道的目标路径；
控制模块，用于控制所述车辆按照所述目标路径进行变道行驶。
本公开实施例的第三方面提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，以及计算机程序，其中，存储器中存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，实现如上述第一方面的变道行驶方法。
本公开实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，实现如上述第一方面的变道行驶方法。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
在本公开实施例提供的变道行驶方法、装置、设备及存储介质中，通过响应于检测到车辆行驶前方存在障碍物，基于所述障碍物的障碍物信息，判断是否符合变道条件，若符合所述变道条件，则基于所述障碍物信息，确定变道起始位置和变道终止位置，基于所述变道起始位置和所述变道终止位置，确定所述车辆变道的目标路径，控制所述车辆按照所述目标路径进行变道行驶，能够在前方车辆突然长时间停车，或发现障碍物较晚的情况下，即使自动驾驶车辆与前方障碍物之间的距离不足以执行正常的变道动作，也能为车辆规划出一条极限变道路径，并按照该变道路径完成变道，继续向前行驶，避免车辆被长时间挡停，或需用户接管车辆，提升了用户体验。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例提供的一种变道行驶方法的流程图；
图2是本公开实施例提供的一种判断是否符合变道条件的方法的流程图；
图3是本公开实施例提供的一种确定变道位置的方法的流程图；
图4是本公开实施例提供的一种确定变道方向的方法的流程图；
图5是本公开实施例提供的一种确定变道路径的方法的流程图；
图6是本公开实施例提供的一种更新变道路径的方法的流程图；
图7是本公开实施例提供的一种控制车辆变道的方法的流程图；
图8是本公开实施例提供的一种变道行驶装置的结构示意图；
图9是本公开实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
应当理解，本公开的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本公开的范围在此方面不受限制。
图1是本公开实施例提供的一种变道行驶方法的流程图，该方法可以由一种变道行驶装置执行。如图1所示，本实施例提供的变道行驶方法包括如下步骤：
S101、响应于检测到车辆行驶前方存在障碍物，基于所述障碍物的障碍物信息，判断是否符合变道条件。
本公开实施例中的障碍物可以理解为包括车辆、行人、路障等在内的障碍物，障碍物信息可以包括障碍物的位置、尺寸、运动状态、与车辆间的距离等信息，在此不做限定。
本公开实施例中的变道条件可以理解为预先设定的车辆能够成功变道时，车辆前方的障碍物需要满足的条件，示例的，变道条件可以包括障碍物的位置、宽度等，在此不做限定。
本公开实施例中，变道行驶装置可以对车辆前方是否存在障碍物进行实时检测，并在检测到障碍物后，获取障碍物的障碍物信息，进而根据获取到的障碍物信息，判断当前情况能否满足车辆变道所需的变道条件。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以通过图像采集设备，比如摄像头实时采集车辆行驶前方的图像，也可以通过点云数据采集设备，比如雷达实时采集车辆行驶前方的点云数据，并对采集到的图像和/或点云数据进行分析，判断其中是否包含位于车辆行驶前方的障碍物，如果包含，则进一步根据图像和/或点云数据对障碍物的障碍物信息进行分析，比如对障碍物与车辆之间的距离、障碍物的宽度等进行分析，基于分析结果，确定障碍物信息是否符合变道条件。
在本公开实施例的另一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以在获得包括障碍物的位置、障碍物的尺寸在内的障碍物信息后，基于车辆的最大转弯角度确定两条转弯行驶轨迹，并根据障碍物信息判断这两条转弯行驶轨迹是否会与障碍物的边界相交，如果相交则确定不符合变道条件，否则确定符合变道条件。
S102、若符合所述变道条件，则基于所述障碍物信息，确定变道起始位置和变道终止位置。
本公开实施例中的变道起始位置可以理解为车辆开始转向变道的位置，变道终止位置可以理解为车辆结束变道后，停止转向继续向前行驶的位置，示例的，变道起始位置可以位于车辆的当前行驶车道的中心线上，且位于车辆当前所在位置的前方，当车辆处于变道起始位置时，依然符合变道条件，变道终止位置可以位于车辆变道后所在的目标车道的中心线上，且位于障碍物的斜前方。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定当前情况符合变道条件后，根据障碍物信息，进一步确定车辆在变道行驶时开始转向变道的变道起始位置，以及停止转向变道的变道终止位置。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以将位于车辆当前行驶车道的中心线上，且在车辆前方的多个位置作为转弯行驶轨迹的起点位置，并根据车辆的最大转弯角度确定各个起点位置对应的转弯行驶轨迹，判断其是否与障碍物的边界相交，如果不相交，则可以将该转弯行驶轨迹对应的起点位置确定为变道起始位置。
在本公开实施例的另一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以在确定变道起始位置之后，将位于车辆变道后所在的目标车道的中心线上，且位于障碍物的斜前方的多个位置作为转弯行驶轨迹的终点位置，并判断是否存在连接于变道起始位置和终点位置的转弯行驶轨迹，能够满足既不与障碍物的边界相交，转弯角度也不超过最大转弯角度两个条件，如果存在，则可以将该转弯行驶轨迹对应的终点位置确定为变道终止位置。
在本公开实施例的又一种示例性的实施方式中，可以进一步限定车辆在变道起始位置和变道终止位置的姿态与车道保持一致，车身整体朝向沿车道行驶的正前方，进而确定满足该限定条件的变道起始位置和变道终止位置。具体地，可以先确定变道起始位置，再确定相应的变道终止位置。
S103、基于所述变道起始位置和所述变道终止位置，确定所述车辆变道的目标路径。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定变道起始位置和变道终止位置之后，确定一条连接变道起始位置和变道终止位置，且不与障碍物的边界相交的目标路径。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以生成连接变道起始位置和变道终止位置，且不与障碍物的边界相交的多条路径，并对各路径进行离散化处理，确定车辆在按照该路径行驶的过程中，转弯角度是否超过最大转弯角度，将超过最大转弯角度的路径剔除，并从剩余的路径中选择出一条作为目标路径，示例的，可以选择路程最短的路径，也可以选择平顺度最高的路径，在此不做限定。
S104、控制所述车辆按照所述目标路径进行变道行驶。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定目标路径后，根据目标路径对进行车辆控制，以使车辆按照目标路径进行变道行驶。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以将目标路径发送给车辆控制单元，使得车辆控制单元根据目标路径确定对车辆的控制参数，进而根据控制参数对车辆进行控制，具体地，变道行驶装置可以对目标路径进行离散化处理，得到车辆各时刻的目标位置，根据各时刻的目标位置，确定各时刻对车辆的控制参数。
本公开实施例通过响应于检测到车辆行驶前方存在障碍物，基于所述障碍物的障碍物信息，判断是否符合变道条件，若符合所述变道条件，则基于所述障碍物信息，确定变道起始位置和变道终止位置，基于所述变道起始位置和所述变道终止位置，确定所述车辆变道的目标路径，控制所述车辆按照所述目标路径进行变道行驶，能够在前方车辆突然长时间停车，或发现障碍物较晚的情况下，即使自动驾驶车辆与前方障碍物之间的距离不足以执行正常的变道动作，也能为车辆规划出一条极限变道路径，并按照该变道路径完成变道，继续向前行驶，避免车辆被长时间挡停，或需用户接管车辆，提升了用户体验。
在本公开一些实施例中，变道行驶装置可以安装在自动驾驶集卡车辆上，由于集卡车辆无法倒车行驶，在遇到静止障碍物时无法通过倒车来拉大与障碍物之间的距离，而发现障碍物较晚又会导致车辆与障碍物之间的距离不足以执行正常的变道动作，此时可以通过本公开提供的变道行驶方法完成变道行驶，而无需车内人员手动驾驶，解决了集卡车辆在空间较小时转弯、变道困难的问题，降低了用户的操作难度，节约了操作时间，从而显著提升用户体验。
图2是本公开实施例提供的一种判断是否符合变道条件的方法的流程图，如图2所示，在上述实施例的基础上，可以通过如下方法判断是否符合变道条件。
S201、判断所述障碍物与所述车辆间的距离是否小于预设距离阈值以及所述障碍物是否为静止的障碍物。
本公开实施例中的预设距离阈值可以理解为自动驾驶车辆实施常规的变道动作所需要的变道距离，其具体数值可以根据车辆属性预先进行设定。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在检测到车辆行驶前方存在障碍物后，获取障碍物与车辆间的距离，并将其与预设距离阈值进行比较，判断障碍物与车辆间的距离是否小于预设距离阈值，同时获取障碍物的运动状态，判断障碍物是否为静止的障碍物。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以通过图像采集设备采集的障碍物图像，以及图像采集设备的内参和外参，确定障碍物与车辆间的距离，并根据不同时刻采集的多张图像确定障碍物是否为静止的障碍物，也可以通过点云数据采集设备在不同时刻采集障碍物的多组点云数据，进而确定障碍物与车辆的距离以及障碍物的运动状态。
S202、若所述距离小于所述预设距离阈值，且所述障碍物为静止的障碍物，则判断所述距离是否大于所述车辆的最小转弯半径。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定障碍物与车辆之间的距离小于预设距离阈值，并且障碍物为静止的障碍物之后，进一步将障碍物与车辆之间的距离与车辆的最小转弯半径进行比较，判断二者之间的距离是否大于车辆的最小转弯半径。
S203、若所述距离大于所述最小转弯半径，则监测所述障碍物在预设时间段内是否消失或运动。
本公开实施例中的预设时间段可以理解为自检测到障碍物的时刻起的一段时间，预设时间段的长度可以根据需要自行设定。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定障碍物与车辆间的距离大于最小转弯半径后，继续监测障碍物在预设时间段内是否消失或发生运动。
S204、若在所述预设时间段内，所述障碍物未消失且始终处于静止状态，则确定符合所述变道条件。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定障碍物在预设时间段内未消失，且始终处于静止状态时，确定障碍物为静止障碍物，短时间内不会向前移动，即障碍物与车辆之间的距离在短时间内无法因障碍物向前移动而增大，也就无法执行常规的变道动作，符合执行本方案中的极限变道的变道条件。
本公开实施例通过判断所述障碍物与所述车辆间的距离是否小于预设距离阈值以及所述障碍物是否为静止的障碍物，若所述距离小于所述预设距离阈值，且所述障碍物为静止的障碍物，则判断所述距离是否大于所述车辆的最小转弯半径，若所述距离大于所述最小转弯半径，则监测所述障碍物在预设时间段内是否消失或运动，若在所述预设时间段内，所述障碍物未消失且始终处于静止状态，则确定符合所述变道条件，能够对车辆能否执行常规的变道动作，或通过等待障碍物向前移动的方式在一段时间后执行常规的变道动作进行判断，并在车辆无法执行常规的变道动作时，再执行本方案中的极限变道流程，降低极限变道的频率，不仅能够降低整体的计算量，还能够使车内乘客有更舒适的乘车体验。
图3是本公开实施例提供的一种确定变道位置的方法的流程图，如图3所示，在上述实施例的基础上，可以通过如下方法确定变道位置。
S301、基于所述障碍物的位置和预先获取的车道信息，确定变道方向和所述变道起始位置。
本公开实施例中的车道信息可以理解为包括车道边界线和中心线的位置、是否有相邻车道等的信息，示例的，车道信息可以通过高精地图获取，也可以通过图像采集设备实时采集的道路图像获取。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在获取到障碍物的位置信息，以及车辆当前所在位置附近的车道信息后，确定车辆进行变道行驶的变道方向和变道起始位置。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以将存在相邻车道的方向确定为变道方向，并根据车道信息确定位于车辆当前所在车道的中心线上的变道起始位置，具体可以将距离车辆当前所在位置的距离为第一距离的位置确定为变道起始位置，其中，第一距离可以根据需要自行设定。
S302、基于所述障碍物的所述位置、所述车道信息和所述变道方向，确定所述变道终止位置。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在获取到障碍物的位置，车道信息和变道方向后，确定车辆进行变道行驶的变道终止位置。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以根据车道信息和变道方向，确定车辆变道后所在的目标车道，并根据目标车道的中心线和障碍物的中心点的位置，将障碍物的中心点投影至目标车道的中心线，以使投影点与中心点的连线垂直于目标车道的中心线，再沿车辆当前行驶方向，在中心线上确定距离投影点第二距离的位置，将其确定为变道终止位置。
本公开实施例通过基于所述障碍物的位置和预先获取的车道信息，确定变道方向和所述变道起始位置，基于所述障碍物的所述位置、所述车道信息和所述变道方向，确定所述变道终止位置，能够确定出与车辆当前所在位置附近的车道情况相适应的变道起始位置和变道终止位置，进而后续确定出更适合当前路况的变道路径。
图4是本公开实施例提供的一种确定变道方向的方法的流程图。如图4所示，在上述实施例的基础上，可以通过如下方法确定变道方向。
S401、基于所述车道信息，确定与所述车辆当前行驶车道相邻的相邻车道以及相邻车道的数量。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在获得车道信息后，确定车辆所在的当前行驶车道，进而确定出与当前行驶车道相邻的相邻车道以及相邻车道的数量。
S402、若所述相邻车道的数量为一，则将所述相邻车道所在的方向确定为所述变道方向。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定相邻车道的数量为一时，将该唯一的相邻车道所在的方向确定为变道方向。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以在确定相邻车道的数量为一时，根据障碍物的尺寸判断障碍物的边界是否超过当前行驶车道与相邻车道之间的边界线，如果未超过边界线，则将该相邻车道所在的方向确定为变道方向，如果超过边界线，则提示用户无法进行变道行驶。
S403、若所述相邻车道的数量为二，则根据所述障碍物的所述位置分别确定第一边界线和第二边界线与所述障碍物之间的距离，所述第一边界线为所述当前行驶车道与左侧的相邻车道之间的边界线，所述第二边界线为所述当前行驶车道与右侧的相邻车道之间的边界线。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定相邻车道的数量为二时，确定当前行驶车道与左侧的相邻车道之间的第一边界线的位置，以及当前行驶车道与右侧的相邻车道之间的第二边界线的位置，结合障碍物的位置确定障碍物与第一边界线之间的距离，以及障碍物与第二边界线之间的距离。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以在确定相邻车道的数量为二时，根据障碍物的尺寸和位置判断障碍物的边界是否超过第一边界线和第二边界线，如果均未超过则进一步确定第一边界线和第二边界线与障碍物之间的距离，如果未超过其中一条边界线，则将该未超过的边界线所在的方向确定为变道方向，如果超过两条边界线，则提示用户无法进行变道行驶。
S404、将所述第一边界线和所述第二边界线中与所述障碍物的距离最短的边界线对应的方向确定为所述变道方向。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定障碍物与第一边界线的距离，以及障碍物与第二边界线的距离之后，对二者进行比较，并将第一边界线与第二边界线中，与障碍物的距离最短的边界线对应的方向确定为变道方向。
本公开实施例通过基于所述车道信息，确定与所述车辆当前行驶车道相邻的相邻车道以及相邻车道的数量，若所述相邻车道的数量为一，则将所述相邻车道所在的方向确定为所述变道方向，若所述相邻车道的数量为二，则根据所述障碍物的所述位置分别确定第一边界线和第二边界线与所述障碍物之间的距离，所述第一边界线为所述当前行驶车道与左侧的相邻车道之间的边界线，所述第二边界线为所述当前行驶车道与右侧的相邻车道之间的边界线，将所述第一边界线和所述第二边界线中与所述障碍物的距离最短的边界线对应的方向确定为所述变道方向，能够根据相邻车道和障碍物之间的位置关系，将变道空间更大的方向确定为变道方向，使变道行驶的成功率更高，同时使得变道过程中用户的乘车体验更舒适。
图5是本公开实施例提供的一种确定变道路径的方法的流程图，如图5所示，在上述实施例的基础上，可以通过如下方法确定变道路径。
S501、将所述变道起始位置确定为搜索的起始节点，确定一批备选行驶节点。
本公开实施例中的起始节点可以理解为搜索过程中的第一个确定节点，备选行驶节点可以理解为基于已确定的节点搜索得到的备选的下一个节点，搜索时会基于已确定的上一个节点向多个预设方向搜索，得到多个备选节点，各个备选节点与上一个节点之间存在单位距离，单位距离的具体取值可以根据需要进行设定。
本公开实施例中，变道行驶装置可以采用搜索算法，确定变道路径，具体地，可以将变道起始位置确定为搜索的起始节点，并基于该起始节点搜索得到多个备选行驶节点。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以基于混合A*（Hybrid A*）算法实现搜索，具体地，可以将变道起始节点作为搜索的起始节点，在多个预设方向上延伸单位距离，确定下一批备选行驶节点，示例的，预设方向可以包括前方、右前方、右方、右后方、后方、左后方、左方、左前方八个方向，单位距离可以根据需要自行设定，单位距离越短，搜索得到的路径越平滑，但搜索的数据处理量也越大。
S502、获取各个备选行驶节点的参考信息，所述参考信息包括各个备选行驶节点与所述变道起始位置的距离、与所述变道终止位置的距离、与参考路线的距离以及从上一节点行驶至所述备选行驶节点所需的方向盘转角中的至少一种，所述参考路线为基于预设算法生成的连接所述变道起始位置和所述变道终止位置的路线。
本公开实施例中的预设算法可以理解为预设的曲线算法，示例的，预设算法可以是贝塞尔曲线算法，参考路线可以是将变道起始位置和变道终止位置作为两个端点的贝赛尔曲线，曲线中两个端点所对应的两个控制点的位置可以基于以下方法获得：确定一条连接变道起始位置和变道终止位置的直线，以及车辆当前行驶车道和目标车道之间的边界线，从直线与边界线的交点确定一条垂直于边界线的辅助线，该辅助线与当前行驶车道的中心线的交点即为变道起始位置对应的控制点，该辅助线与目标车道的中心线的交点即为变道终止位置对应的控制点。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定备选行驶节点后，计算各个备选行驶节点对应的参考信息，具体地，可以计算各个备选行驶节点与变道起始位置的距离、与变道终止位置的距离、与参考路线的距离、从上一节点行驶至该备选行驶节点所需的方向盘转角中的至少一种。
S503、基于各个备选行驶节点的参考信息，计算各个备选行驶节点对应的代价值。
本公开实施例中的代价值可以理解为用于表征各个备选行驶节点作为变道路径中的节点的推荐度的参数，备选行驶节点越接近参考路线、需要的方向盘转角越小，其代价值越小，推荐度越高。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在获得各个备选行驶节点的参考信息后，基于参考信息中的各类数据综合计算得到该备选行驶节点的代价值。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以根据参考信息中的各类数据，以及各类数据对应的权重系数综合计算得到该备选行驶节点的代价值。
S504、按照代价值从小到大的顺序，依次对各个备选行驶节点执行碰撞检测，所述碰撞检测为判断所述车辆从上一节点行驶至备选行驶节点的过程中是否会与所述障碍物发生碰撞。
本公开实施例中，变道行驶装置可以按照代价值从小到大的顺序对各个备选行驶节点排序，并基于该排序，依次判断车辆从上一节点行驶至备选行驶节点的过程中是否会与障碍物发生碰撞，如果碰撞检测结果为会发生碰撞，则继续对下一个备选行驶节点进行碰撞检测，直至碰撞检测结果为不会发生碰撞，停止进行碰撞检测。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以根据车辆的尺寸建立车辆的运动学模型，基于该运动学模型模拟出车辆从上一节点行驶至备选行驶节点的行驶过程，并结合障碍物的位置和尺寸，判断车辆在这一过程中是否会与障碍物发生碰撞。
S505、响应于碰撞检测结果为不会发生碰撞，则将所述备选行驶节点确定为目标行驶节点。
本公开实施例中的目标行驶节点可以理解为组成车辆变道行驶的目标路径的行驶节点。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在对多个备选行驶节点执行碰撞检测的过程中，确定某一个备选行驶节点对应的碰撞检测结果为不会发生碰撞后，将该备选行驶节点确定为目标行驶节点。
S506、将所述目标行驶节点确定为下一次搜索的起始节点，迭代生成下一批备选行驶节点。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定目标行驶节点后，将该目标行驶节点确定为下一次搜索的起始节点，并执行S501中的过程，生成下一批备选行驶节点，再继续执行S502-S505的过程，确定下一个目标行驶节点，循环执行该处理过程，得到多个目标行驶节点。
S507、在生成的目标行驶节点与所述变道终止位置的距离小于预设距离时，基于搜索中确定的各个目标行驶节点，生成所述目标路径。
本公开实施例中的预设距离可以理解为用于表征行驶节点的位置上与变道终止位置之间的误差较小，可以基本确定车辆在到达行驶节点时，已到达变道终止位置的距离。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在新生成目标行驶节点后，判断该目标行驶节点与变道终止位置之间的距离是否小于预设距离，如果小于，可以确定车辆在到达目标行驶节点时已到达目标终止位置，搜索结束，此时可以根据搜索过程中确定的各个目标行驶节点，生成一条经过各个目标行驶节点的目标路径。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以按照各个目标行驶节点的生成顺序，对相邻的目标行驶节点以及变道起始位置和变道终止位置进行连接，得到目标路径。
本公开实施例通过将所述变道起始位置确定为搜索的起始节点，确定一批备选行驶节点，获取各个备选行驶节点的参考信息，所述参考信息包括各个备选行驶节点与所述变道起始位置的距离、与所述变道终止位置的距离、与参考路线的距离以及从上一节点行驶至所述备选行驶节点所需的方向盘转角中的至少一种，所述参考路线为基于预设算法生成的连接所述变道起始位置和所述变道终止位置的路线，基于各个备选行驶节点的参考信息，计算各个备选行驶节点对应的代价值，按照代价值从小到大的顺序，依次对各个备选行驶节点执行碰撞检测，所述碰撞检测为判断所述车辆从上一节点行驶至备选行驶节点的过程中是否会与所述障碍物发生碰撞，响应于碰撞检测结果为不会发生碰撞，则将所述备选行驶节点确定为目标行驶节点，将所述目标行驶节点确定为下一次搜索的起始节点，迭代生成下一批备选行驶节点，在生成的目标行驶节点与所述变道终止位置的距离小于预设距离时，基于搜索中确定的各个目标行驶节点，生成所述目标路径，能够在保证车辆不与障碍物相撞的基础上，生成与参考路线最接近、整体转向角度最小的变道路径，从而使得车辆进行变道行驶的过程更加流畅，车内的乘客在变道过程中更舒适。
在本公开一些实施例中，当变道行驶装置安装在自动驾驶集卡车辆上时，可以获取车辆在变道起始位置的姿态信息，包括集卡车辆的牵引车航向和挂车航向，再基于姿态信息、变道起始位置和变道终止位置，利用搜索算法迭代的生成备选行驶节点，通过计算代价值和进行碰撞检测确定目标行驶节点，进而生成目标路径，参考S501-S507的步骤，其中，每次搜索的起始节点的坐标可以表示为（x，y），牵引车航向为θ_tractor，挂车航向为θ_trailer，起始节点与搜索得到的下一行驶节点间的单位距离为transverse_dis，下一行驶节点的前轮转角为wheel_angle，车辆的前轮最大转角为max_angle，牵引车轴距为L_tractor，挂车轴距为L_trailer，由于集卡车辆无法倒车行驶，搜索的预设方向可以包括前方、右前方、右方、左方、左前方五个方向，搜索生成的备选行驶节点N的转角wheel_N可以表示为：
wheel_N=-max_angle+max_angle*A/2（0≤A≤4）
N的横坐标x_N、纵坐标y_N可以表示为：
x_N=x+transverse_dis*cosθ_tractor
y_N=y+transverse_dis*sinθ_tractor
N的牵引车航向θ_tractor_N、挂车航向为θ_trailer_N可以表示为：
θ_tractor_N=θ_tractor+transverse_dis/L_tractor*tan（wheel_N）
θ_trailer_N=θ_trailer+transverse_dis/L_trailer*sin（θ_tractor-θ_trailer）
由此，可以得到集卡车辆进行变道行驶的目标路径。
图6是本公开实施例提供的一种更新变道路径的方法的流程图，如图6所示，在上述实施例的基础上，可以通过如下方法更新变道路径。
S601、对所述目标路径进行平滑处理，得到平滑路径。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定目标路径之后，对目标路径进行平滑处理，得到平滑路径。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以通过离散点平滑算法对目标路径进行平滑处理，也可以借助一些特殊曲线，比如Dubin's曲线、螺旋线、样条曲线等实现路径的平滑，还可以通过建立正交多项式模型，基于从目标路径中提取的特征实现路径的平滑等，在此不做限定。
在本公开实施例的另一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以计算平滑路径的曲率，确定计算得到的曲率是否在预设范围内，如果在预设范围内，则继续执行S602的步骤，否则对平滑路径中曲率超出预设范围的位置进行进一步的变形处理，使平滑路径的曲率整体处于预设范围内。
S602、判断所述车辆在按照所述平滑路径行驶的过程中是否会与所述障碍物发生碰撞。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定平滑路径后，基于障碍物的位置、尺寸以及车辆的尺寸等信息，判断车辆在按照平滑路径行驶的过程中，是否会与障碍物发生碰撞，具体判断方法与 S505中进行碰撞检测的方法类似，此处不再赘述。
在本公开实施例的一种示例性的实施方式中，变道行驶装置可以确定平滑路径中各个位置与障碍物之间的距离，进而确定平滑路径中各个位置与障碍物的距离是否大于或等于预设阈值，如果大于或等于预设阈值，则执行S603中的更新操作，否则对小于预设阈值的位置进行进一步的变形处理，使得平滑路径与障碍物的距离整体大于预设阈值。
S603、响应于不会发生碰撞，则基于所述平滑路径对所述目标路径进行更新。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定车辆按照平滑路径行驶的过程中不会与障碍物发生碰撞后，采用新生成的平滑路径替代目标路径，以实现对目标路径的更新。
本公开实施例通过对所述目标路径进行平滑处理，得到平滑路径，判断所述车辆在按照所述平滑路径行驶的过程中是否会与所述障碍物发生碰撞，响应于不会发生碰撞，则基于所述平滑路径对所述目标路径进行更新，能够进一步提升车辆变道行驶的流畅度，提高车内乘客的舒适度。
图7是本公开实施例提供的一种控制车辆变道的方法的流程图。如图7所示，在上述实施例的基础上，可以通过如下方法控制车辆变道。
S701、获取所述车辆的当前位置。
本公开实施例中，变道行驶装置可以获取车辆当前所在的位置，具体地，可以通过全球定位系统（Global Positioning System，GPS）获取当前位置，也可以通过摄像头或雷达设备获取车辆当前相对于变道起始位置的相对位置。
S702、基于所述当前位置与所述变道起始位置，确定所述车辆到达所述变道起始位置的起始路径。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定车辆的当前位置之后，结合变道起始位置，确定车辆从当前位置行驶至变道起始位置的起始路径，具体地，变道行驶装置可以通过与确定目标路径类似的方法，比如搜索算法确定起始路径，也可以将连接当前位置与变道起始位置的直线路径确定为起始路径，还可以基于车辆当前的姿态，以及当前所在车道的中心线确定一条平滑的起始路径，在此不做限定。
S703、基于所述变道终止位置和所述车辆变道后所在的目标车道的信息，确定所述车辆到达所述变道终止位置之后的预设行驶距离内的结束路径。
本公开实施例中，变道行驶装置可以根据变道终止位置和车辆变道后所在的目标车道的中心线，确定车辆到达变道终止位置之后的预设行驶距离内的结束路径，具体地，变道行驶装置可以沿着目标车道的中心线，在变道终止位置之后继续延伸预设行驶距离，并将这段路径确定为结束路径。
S704、将所述起始路径、所述目标路径与所述结束路径依次拼接，并对拼接后的路径进行平滑处理，得到最终路径。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定起始路径、目标路径和结束路径之后，对三条路径依次进行拼接，并对拼接得到的完整路径进行平滑处理，得到最终路径，具体的平滑处理方式与S601类似，此处不再赘述。
S705、控制所述车辆按照所述最终路径进行变道行驶。
本公开实施例中，变道行驶装置可以在确定最终路径后，控制车辆按照最终路径进行变道行驶，具体控制方法与S104类似，此处不再赘述。
本公开实施例通过获取所述车辆的当前位置，基于所述当前位置与所述变道起始位置，确定所述车辆到达所述变道起始位置的起始路径，基于所述变道终止位置和所述车辆变道后所在的目标车道的信息，确定所述车辆到达所述变道终止位置之后的预设行驶距离内的结束路径，将所述起始路径、所述目标路径与所述结束路径依次拼接，并对拼接后的路径进行平滑处理，得到最终路径，控制所述车辆按照所述最终路径进行变道行驶，能够在确定目标路径后，规划出包含起始路径和结束路径在内的完整行驶路径，并进行整体的平滑，进一步提升车辆变道行驶的流畅度，提高车内乘客的舒适度。
图8是本公开实施例提供的一种变道行驶装置的结构示意图。如图8所示，该变道行驶装置800包括：条件判断模块810，位置确定模块820，路径确定模块830，控制模块840，其中，条件判断模块810，用于响应于检测到车辆行驶前方存在障碍物，基于所述障碍物的障碍物信息，判断是否符合变道条件；位置确定模块820，用于若符合所述变道条件，则基于所述障碍物信息，确定变道起始位置和变道终止位置；路径确定模块830，用于基于所述变道起始位置和所述变道终止位置，确定所述车辆变道的目标路径；控制模块840，用于控制所述车辆按照所述目标路径进行变道行驶。
可选的，所述条件判断模块810，包括：第一判断单元，用于判断所述障碍物与所述车辆间的距离是否小于预设距离阈值以及所述障碍物是否为静止的障碍物；第二判断单元，用于若所述距离小于所述预设距离阈值，且所述障碍物为静止的障碍物，则判断所述距离是否大于所述车辆的最小转弯半径；监测单元，用于若所述距离大于所述最小转弯半径，则监测所述障碍物在预设时间段内是否消失或运动；第一确定单元，用于若在所述预设时间段内，所述障碍物未消失且始终处于静止状态，则确定符合所述变道条件。
可选的，所述位置确定模块820，包括：第二确定单元，用于基于所述障碍物的位置和预先获取的车道信息，确定变道方向和所述变道起始位置；第三确定单元，用于基于所述障碍物的所述位置、所述车道信息和所述变道方向，确定所述变道终止位置。
可选的，所述第二确定单元，包括：车道确定子单元，用于基于所述车道信息，确定与所述车辆当前行驶车道相邻的相邻车道以及相邻车道的数量；第一方向确定子单元，用于若所述相邻车道的数量为一，则将所述相邻车道所在的方向确定为所述变道方向；距离确定子单元，用于若所述相邻车道的数量为二，则根据所述障碍物的所述位置分别确定第一边界线和第二边界线与所述障碍物之间的距离，所述第一边界线为所述当前行驶车道与左侧的相邻车道之间的边界线，所述第二边界线为所述当前行驶车道与右侧的相邻车道之间的边界线；第二方向确定子单元，用于将所述第一边界线和所述第二边界线中与所述障碍物的距离最短的边界线对应的方向确定为所述变道方向。
可选的，所述路径确定模块830，包括：第一搜索单元，用于将所述变道起始位置确定为搜索的起始节点，确定一批备选行驶节点；获取单元，用于获取各个备选行驶节点的参考信息，所述参考信息包括各个备选行驶节点与所述变道起始位置的距离、与所述变道终止位置的距离、与参考路线的距离以及从上一节点行驶至所述备选行驶节点所需的方向盘转角中的至少一种，所述参考路线为基于预设算法生成的连接所述变道起始位置和所述变道终止位置的路线；计算单元，用于基于各个备选行驶节点的参考信息，计算各个备选行驶节点对应的代价值；检测单元，用于按照代价值从小到大的顺序，依次对各个备选行驶节点执行碰撞检测，所述碰撞检测为判断所述车辆从上一节点行驶至备选行驶节点的过程中是否会与所述障碍物发生碰撞；节点确定单元，用于响应于碰撞检测结果为不会发生碰撞，则将所述备选行驶节点确定为目标行驶节点；第二搜索单元，用于将所述目标行驶节点确定为下一次搜索的起始节点，迭代生成下一批备选行驶节点；生成单元，用于在生成的目标行驶节点与所述变道终止位置的距离小于预设距离时，基于搜索中确定的各个目标行驶节点，生成所述目标路径。
可选的，所述变道行驶装置800，还包括：平滑模块，用于对所述目标路径进行平滑处理，得到平滑路径；碰撞判断模块，用于判断所述车辆在按照所述平滑路径行驶的过程中是否会与所述障碍物发生碰撞；更新模块，用于响应于不会发生碰撞，则基于所述平滑路径对所述目标路径进行更新。
可选的，所述变道行驶装置800，还包括：获取模块，用于获取所述车辆的当前位置；第一确定模块，用于基于所述当前位置与所述变道起始位置，确定所述车辆到达所述变道起始位置的起始路径；第二确定模块，用于基于所述变道终止位置和所述车辆变道后所在的目标车道的信息，确定所述车辆到达所述变道终止位置之后的预设行驶距离内的结束路径；拼接模块，用于将所述起始路径、所述目标路径与所述结束路径依次拼接，并对拼接后的路径进行平滑处理，得到最终路径；所述控制模块，具体用于控制所述车辆按照所述最终路径进行变道行驶。
本实施例提供的变道行驶装置能够执行上述任一实施例所述的方法，其执行方式和有益效果类似，在这里不再赘述。
图9是本公开实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
如图9所示，该计算机设备可以包括处理器910以及存储有计算机程序指令的存储器920。
具体地，上述处理器910可以包括中央处理器（CPU），或者特定集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC），或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
存储器920可以包括用于信息或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器920可以包括硬盘驱动器（Hard Disk Drive，HDD）、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）驱动器或者两个及其以上这些的组合。在合适的情况下，存储器920可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器920可在综合网关设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器920是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器920包括只读存储器（Read-Only Memory，ROM）。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM（Programmable ROM，PROM）、可擦除PROM（Electrical Programmable ROM，EPROM）、电可擦除PROM（Electrically ErasableProgrammable ROM，EEPROM）、电可改写ROM（Electrically Alterable ROM，EAROM）或闪存，或者两个或及其以上这些的组合。
处理器910通过读取并执行存储器920中存储的计算机程序指令，以执行本公开实施例所提供的变道行驶方法的步骤。
在一个示例中，该计算机设备还可包括收发器930和总线940。其中，如图9所示，处理器910、存储器920和收发器930通过总线940连接并完成相互间的通信。
总线940包括硬件、软件或两者。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口（Accelerated Graphics Port，AGP）或其他图形总线、增强工业标准架构（ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA）总线、前端总线（Front Side BUS，FSB）、超传输（Hyper Transport，HT）互连、工业标准架构（Industrial Standard Architecture，ISA）总线、无限带宽互连、低引脚数（Low Pin Count，LPC）总线、存储器总线、微信道架构（MicroChannel Architecture，MCA）总线、外围控件互连（Peripheral Component Interconnect，PCI）总线、PCI-Express（PCI-X）总线、串行高级技术附件（Serial Advanced TechnologyAttachment，SATA）总线、视频电子标准协会局部（Video Electronics StandardsAssociation Local Bus，VLB）总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线940可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。
本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质可以存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，使得处理器实现本公开实施例所提供的变道行驶方法。
上述的存储介质可以例如包括计算机程序指令的存储器920，上述指令可由变道行驶设备的处理器910执行以完成本公开实施例所提供的变道行驶方法。可选的，存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质，例如，非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、光盘只读存储器（Compact Disc ROM，CD-ROM）、磁带、软盘和光数据存储设备等。上述计算机程序可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，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设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。
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。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的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公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，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)
1.一种变道行驶方法，其特征在于，包括：
响应于检测到车辆行驶前方存在障碍物，基于所述障碍物的障碍物信息，判断是否符合变道条件；
若符合所述变道条件，则基于所述障碍物信息，确定变道起始位置和变道终止位置；
基于所述变道起始位置和所述变道终止位置，确定所述车辆变道的目标路径；
控制所述车辆按照所述目标路径进行变道行驶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述障碍物的障碍物信息，判断是否符合变道条件，包括：
判断所述障碍物与所述车辆间的距离是否小于预设距离阈值以及所述障碍物是否为静止的障碍物；
若所述距离小于所述预设距离阈值，且所述障碍物为静止的障碍物，则判断所述距离是否大于所述车辆的最小转弯半径；
若所述距离大于所述最小转弯半径，则监测所述障碍物在预设时间段内是否消失或运动；
若在所述预设时间段内，所述障碍物未消失且始终处于静止状态，则确定符合所述变道条件。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述障碍物信息，确定变道起始位置和变道终止位置，包括：
基于所述障碍物的位置和预先获取的车道信息，确定变道方向和所述变道起始位置；
基于所述障碍物的所述位置、所述车道信息和所述变道方向，确定所述变道终止位置。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述障碍物的位置和预先获取的车道信息，确定变道方向，包括：
基于所述车道信息，确定与所述车辆当前行驶车道相邻的相邻车道以及相邻车道的数量；
若所述相邻车道的数量为一，则将所述相邻车道所在的方向确定为所述变道方向；
若所述相邻车道的数量为二，则根据所述障碍物的所述位置分别确定第一边界线和第二边界线与所述障碍物之间的距离，所述第一边界线为所述当前行驶车道与左侧的相邻车道之间的边界线，所述第二边界线为所述当前行驶车道与右侧的相邻车道之间的边界线；
将所述第一边界线和所述第二边界线中与所述障碍物的距离最短的边界线对应的方向确定为所述变道方向。
5.根据权利要求1所述的方法，所述基于所述变道起始位置和所述变道终止位置，确定所述车辆变道的目标路径，包括：
将所述变道起始位置确定为搜索的起始节点，确定一批备选行驶节点；
获取各个备选行驶节点的参考信息，所述参考信息包括各个备选行驶节点与所述变道起始位置的距离、与所述变道终止位置的距离、与参考路线的距离以及从上一节点行驶至所述备选行驶节点所需的方向盘转角中的至少一种，所述参考路线为基于预设算法生成的连接所述变道起始位置和所述变道终止位置的路线；
基于各个备选行驶节点的参考信息，计算各个备选行驶节点对应的代价值；
按照代价值从小到大的顺序，依次对各个备选行驶节点执行碰撞检测，所述碰撞检测为判断所述车辆从上一节点行驶至备选行驶节点的过程中是否会与所述障碍物发生碰撞；
响应于碰撞检测结果为不会发生碰撞，则将所述备选行驶节点确定为目标行驶节点；
将所述目标行驶节点确定为下一次搜索的起始节点，迭代生成下一批备选行驶节点；
在生成的目标行驶节点与所述变道终止位置的距离小于预设距离时，基于搜索中确定的各个目标行驶节点，生成所述目标路径。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述变道起始位置和所述变道终止位置，确定所述车辆变道的目标路径之后，所述方法还包括：
对所述目标路径进行平滑处理，得到平滑路径；
判断所述车辆在按照所述平滑路径行驶的过程中是否会与所述障碍物发生碰撞；
响应于不会发生碰撞，则基于所述平滑路径对所述目标路径进行更新。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述变道起始位置和所述变道终止位置，确定所述车辆变道的目标路径之后，所述方法还包括：
获取所述车辆的当前位置；
基于所述当前位置与所述变道起始位置，确定所述车辆到达所述变道起始位置的起始路径；
基于所述变道终止位置和所述车辆变道后所在的目标车道的信息，确定所述车辆到达所述变道终止位置之后的预设行驶距离内的结束路径；
将所述起始路径、所述目标路径与所述结束路径依次拼接，并对拼接后的路径进行平滑处理，得到最终路径；
所述控制所述车辆按照所述目标路径进行变道行驶，包括：
控制所述车辆按照所述最终路径进行变道行驶。
8.一种变道行驶装置，其特征在于，包括：
条件判断模块，用于响应于检测到车辆行驶前方存在障碍物，基于所述障碍物的障碍物信息，判断是否符合变道条件；
位置确定模块，用于若符合所述变道条件，则基于所述障碍物信息，确定变道起始位置和变道终止位置；
路径确定模块，用于基于所述变道起始位置和所述变道终止位置，确定所述车辆变道的目标路径；
控制模块，用于控制所述车辆按照所述目标路径进行变道行驶。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器；处理器；以及计算机程序；其中，所述计算机程序存储在所述存储器中，并被配置为由所述处理器执行以实现如权利要求 1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
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