WO2021047438A1

WO2021047438A1 - 一种仿真车辆换道轨迹的构建方法、装置、设备及存储介质

Info

Publication number: WO2021047438A1
Application number: PCT/CN2020/113135
Authority: WO
Inventors: 杜海宁
Original assignee: 腾讯科技（深圳）有限公司
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2020-09-03
Publication date: 2021-03-18
Also published as: US20220073076A1; CN110780602B; EP3989015A1; EP3989015A4; CN110780602A

Abstract

本申请公开了一种仿真车辆换道轨迹的构建方法、装置及设备，所述方法包括：构建换道轨迹坐标系，根据目标换道车辆的位置确定目标前车；根据换道过程中目标换道车辆和目标前车的纵向速度、目标前车与目标换道车辆间的距离确定目标纵向行驶数据；根据换道过程中的预设初始横向行驶数据、预设结束横向行驶数据和预设换道时间确定目标横向行驶数据；当满足预设换道条件时，或，不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果后车减速，构建第一换道轨迹；当不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果后车未减速，更新纵向行驶数据；构建第二换道轨迹。当不满足预设换道条件且确定不继续换道时，更新换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据，构建第一换回原车道轨迹。

Description

一种仿真车辆换道轨迹的构建方法、装置、设备及存储介质

本申请要求于2019年9月9日提交中国专利局、申请号为201910857583.2、名称为“一种仿真车辆换道轨迹的构建方法、装置及设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及互联网通信技术领域，尤其涉及一种仿真车辆换道轨迹的构建方法、装置及设备。

背景

自动驾驶系统的开发都需要从仿真到实车测试的过程，基于自动驾驶仿真系统的仿真实验作为一种零风险、快速迭代、可复现的测试方法，为自动驾驶上路奠定了坚实的基础。

目前，自动驾驶仿真系统中的车辆换道场景中，仅仅考虑到车辆在规定的时间内从本车道一点到相邻车道另一点之间的轨迹规划，即对车辆从原车道换到目标车道的行为进行了模拟。但在现实世界中，在路况比较拥堵或者驾驶员行为比较激进的情况下，车辆变换车道的过程很有可能在一些因素的干扰下无法一次性完成，如相邻目标车道上处于本车后方的车辆可能采取不礼让的加速行为，使得本车在该车道上的安全距离无法保证换道行为的顺利完成。

技术内容

本申请实施例提供了一种仿真车辆换道轨迹的构建方法，所述方法由目标换道车辆执行，包括：

以目标换道车辆所在位置为原点，所述目标换道车辆的当前车道的中心线沿行驶方向为纵坐标，所述中心线的法线方向为横坐标，构建换道轨迹坐标系，所述方法包括：

根据目标换道车辆的位置确定目标前车；

根据换道过程中每个时刻的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定所述目标换道车辆换道过程中的目标纵向行驶数据；

根据换道过程中的预设初始横向行驶数据、预设结束横向行驶数据和和预设换道时间确定所述目标换道车辆换道过程中的目标横向行驶数据；

当满足预设换道条件时，或，不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述目标车道上的后车减速，则基于所述目标横向行驶数据和目标纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换道轨迹；

当不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述后车未减速，则更新所述目标纵向行驶数据中的加速度，以使更新后的纵向速度大于所述后车的纵向速度，且小于所述目标车道上的前车的纵向速度；基于更新后的纵向行驶数据和所述目标横向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换道轨迹；

当不满足预设换道条件且确定不继续换道时，更新换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据，并根据所述换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换回原车道轨迹。

本申请实施例还提供了一种仿真车辆换道轨迹的构建装置，所述装置包括：

换道轨迹坐标系构建模块，用于以目标换道车辆所在位置为原点，所述目标换道车辆的当前车道的中心线沿行驶方向为纵坐标，所述中心线的法线方向为横坐标，构建换道轨迹坐标系；

目标前车确定模块，用于根据目标换道车辆的位置确定目标前车确定目标前车；

目标纵向行驶数据确定模块，用于根据换道过程中每个时刻的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定所述目标换道车辆换道过程中的目标纵向行驶数据；

目标横向行驶数据确定模块，用于根据换道过程中的预设初始横向行驶数据、预设结束横向行驶数据和和预设换道时间确定所述目标换道车辆换道过程中的目标横向行驶数据；

第一换道轨迹构建模块，用于当满足预设换道条件时，或，不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述目标车道上的后车减速，则基于所述目标横向行驶数据和目标纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换道轨迹；

第二换道轨迹构建模块，用于当不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述后车未减速，则更新所述目标纵向行驶数据中的加速度，以使更新后的纵向速度大于所述后车的纵向速度，且小于所述目标车道上的前车的纵向速度；基于更新后的纵向行驶数据和所述目标横向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换道轨迹；

第一换回原车道轨迹构建模块，用于当不满足预设换道条件且确定不继续换道时，更新换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据，并根据所述换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换回原车道轨迹。

在一些实施例中，所述目标前车确定模块，进一步用于根据目标换道车辆的质心是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中确定目标前车。

在一些实施例中，所述第一换回原车道轨迹构建模块，还用于将不满足预设换道条件的时刻作为换回原车道的初始时刻，确定所述初始时刻的横向行驶数据；确定换回车道的结束时刻的横向行驶数据；根据所述初始时刻的横向行驶数据、所述结束时刻的横向行驶数据和第一预设换回时间确定换回原车道过程中的横向行驶数据；基于所述目标换道车辆的质心在所述初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；根据所述初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定换回原车道过程中的纵向行驶数据。

在一些实施例中，所述装置进一步包括：第一初始时刻确定模块，用于将不满足预设换道条件的时刻作为掰正车头的初始时刻；第一横向行驶数据确定模块，用于确定所述初始时刻的横向行驶数据；第二横向行驶数据确定模块，用于确定掰正车头的结束时刻的横向行驶数据；第一横向行驶数据更新模块，用于根据所述初始时刻的横向行驶数据、所述结束时刻的横向行驶数据和预设掰正时间确定掰正车头过程中的横向行驶数据；第二目标前车更新模块，用于基于所述目标换道车辆的质心在所述初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；第一纵向行驶数据更新模块，用于根据所述初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定掰正车头过程中的纵向行驶数据；掰正车头轨迹构建模块，用于基于所述掰正车头过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的掰正车头轨迹。

在一些实施例中，所述装置还包括：直线骑行过程确定模块，用于将所述目标换道车辆从掰正车头结束时刻的横向行驶数据中的横向位置沿纵向继续行驶过程作为直线骑行过程；第二初始时刻确定模块，用于将直线骑行过程中所述后车减速的时刻作为继续换道的初始时刻；第三横向行驶数据确定模块，用于确定继续换道的初始时刻的横向行驶数据；第四横向行驶数据确定模块，用于确定继续换道的结束时刻的横向行驶数据；第二横向行驶数据更新模块，用于根据所述继续换道的初始时刻的横向行驶数据、结束时刻的横向行驶数据和预设继续换道时间确定继续换道过程中的横向行驶数据；第二目标前车更新模块，用于基于所述目标换道车辆的质心在所述继续换道的初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述继续换道的初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；第二纵向行驶数据更新模块，用于根据所述继续换道的初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定继续换道过程中的纵向行驶数据；第三换道轨迹构建模块，用于基于所述继续换道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第三换道轨迹。

在一些实施例中，所述装置还包括：第三初始时刻确定模块，用于当所述直线骑行过程的持续时间大于等于预设骑行时间，且所述后车未减速时，将骑行预设骑行时间后的时刻作为换回原车道的初始时刻；第五横向行驶数据确定模块，用于确定所述换回原车道的初始时刻的横向行驶数据；第六横向行驶数据确定模块，用于确定所述换回原车道的结束时刻的横向行驶数据；第三横向行驶数据更新模块，用于根据换回原车道的初始时刻的横向行驶数据、结束时刻的横向行驶数据和第二预设换回时间确定换回原车道过程中的横向行驶数据；第三目标前车更新模块，用于基于所述目标换道车辆的质心在所述换回原车道的初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述换回原车道的初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；第三纵向行驶数据更新模块，用于根据所述换回原车道的初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定换回原车道过程中的纵向行驶数据；第二换回原车道轨迹构建模块，用于根据所述换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换回原车道轨迹。

在一些实施例中，所述装置还包括：骑行时间确定模块，用于确定从掰正车头的结束时刻的横向行驶数据中的横向位置沿纵向继续行驶的骑行时间；骑行轨迹构建模块，用于基于所述骑行时间、所述掰正车头的结束时刻的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的骑行轨迹。

在一些实施例中，所述装置还包括：换道场景的比例设置模块，用于设置所述第一换道轨迹、所述第二换道轨迹、所述第一换回原车道轨迹、和所述第二换回原车道轨迹对应的换道场景的比例；换道场景构建模块，用于基于设置好比例的换道场景构建所述目标换道车辆的换道场景。

在一些实施例中，所述装置还包括：记录模块，用于当不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述后车未减速，记录碰撞事故。

本申请实施例还提供了一种仿真车辆换道轨迹的构建设备，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如本申请实施例所述的仿真车辆换道轨迹的构建方法。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由处理器加载并执行以实现如上述的仿真车辆换道轨迹的构建方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案和优点，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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它附图。

图1A是本申请实施例提供的一种应用环境的示意图；

图1B为本申请实施例提供的一种仿真车辆换道轨迹的构建方法的流程示意图；

图2是本申请实施例提供的一种仿真车辆换道轨迹的构建方法的流程示意图；

图3是本申请实施例提供的一种换道轨迹坐标系的示意图；

图4是本申请实施例提供的一种在换道过程中随时间变化的横向位置(横向偏移距离)曲线示意图；

图5是本申请实施例提供的一种在换道过程中随时间变化的横向速度曲线示意图；

图6是本申请实施例提供的一种在换道过程中随时间变化的横向速度曲线示意图；

图7A是本申请实施例提供的一种更新换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据的流程示意图；

图7B是本申请实施例提供的不满足预设换道条件时仿真车辆换道轨迹的构建方法的流程示意图；

图7C是本申请实施例提供的在掰正车头后仿真车辆换道轨迹的构建方法的流程示意图；

图7D是本申请实施例提供的在确定后车减速礼让后继续换道时仿真车辆换道轨迹的构建方法的流程示意图；

图7E是本申请实施例提供的在换回原车道时仿真车辆换道轨迹的构建方法的流程示意图；

图8是本申请实施例提供的一种换道模拟驾驶的流程示意图；

图9A是本申请实施例提供的一种仿真车辆换道轨迹的构建装置的结构示意图；

图9B是本申请实施例提供的一种仿真车辆换道轨迹的构建装置的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的一种仿真车辆换道轨迹的构建方法的服务器的硬件结构框图。

实施方式

为了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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，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做出创造性劳动的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，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

相关技术中，并没有考虑到现实世界中路况比较拥堵或者驾驶员行为比较激进时，车辆变换车道的过程很有可能在一些因素的干扰下无法一次性完成的情况，因此，相关技术中的车辆换道场景会造成仿真结果难以反应现实情况的问题，无法为实际的自动驾驶应用提供有效的辅助决策依据。

基于此，本申请实施例提供一种仿真车辆换道轨迹的构建方法，可以使得仿真的轨迹更好的反应现实情况，能够为实际的自动驾驶应用提供有效的辅助决策依据。

请参阅图1A，图1A是本申请实施例提供的一种仿真车辆换道轨迹的构建方法所适用的应用环境的示意图，如图1A所示，该应用环境至少包括仿真车辆01、仿真车辆02、仿真车辆03和仿真车辆04。

具体的，仿真车辆01可以为车辆驾驶仿真系统中需要进行换道的目标换道车辆；具体的，仿真车辆02可以为车辆驾驶仿真系统中位于目标换道车辆所在的当前车道上，且在所述目标换道车辆前面的前车；仿真车辆03可以为车辆驾驶仿真系统中位于目标换道车辆的目标车道上，且在所述目标换道车道前面的前车；仿真车辆03可以为车辆驾驶仿真系统中位于目标换道车辆的目标车道上，且在所述目标换道车道后面的后车。

基于以上应用环境，本申请实施例提供一种仿真车辆换道轨迹的构建方法，由目标换道车辆执行，例如由仿真车辆01执行。在构建仿真车辆换道轨迹之前，以目标换道车辆所在位置为原点，所述目标换道车辆的当前车道的中心线沿行驶方向为纵坐标，所述中心线的法线方向为横坐标，构建换道轨迹坐标系。

图1B为本申请实施例提供的一种仿真车辆换道轨迹的构建方法的流程示意图。如图1B所示，该仿真车辆换道轨迹的构建方法包括以下步骤：

步骤S101、根据目标换道车辆的位置确定目标前车。

在一些实施例中，所述目标换道车辆的位置由所述目标换道车辆的质心与所述当前车道的车道线的位置关系来反映，根据所述目标换道车辆的质心是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中确定所述目标前车。

步骤S102、根据换道过程中每个时刻的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定所述目标换道车辆换道过程中的目标纵向行驶数据。

步骤S103、根据换道过程中的预设初始横向行驶数据、预设结束横向行驶数据和和预设换道时间确定所述目标换道车辆换道过程中的目标横向行驶数据。

步骤S104、当满足预设换道条件时，或，不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述目标车道上的后车减速，则基于所述目标横向行驶数据和目标纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换道轨迹。

步骤S105、当不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述后车未减速，则更新所述目标纵向行驶数据中的加速度，以使更新后的纵向速度大于所述后车的纵向速度，且小于所述目标车道上的前车的纵向速度；基于更新后的纵向行驶数据和所述目标横向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换道轨迹。

步骤S106、当不满足预设换道条件且确定不继续换道时，更新换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据，并根据所述换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换回原车道轨迹。

在一些实施例中，所述根据目标换道车辆的位置确定目标前车，包括：根据所述目标换道车辆的质心是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中确定所述目标前车。

在一些实施例中，设置所述第一换道轨迹、所述第二换道轨迹、所述第一换回原车道轨迹、和所述第二换回原车道轨迹对应的换道场景的比例；基于设置好比例的换道场景构建所述目标换道车辆的换道场景。

本申请提供的仿真车辆换道轨迹的构建方法，通过构建换道轨迹坐标系，在该坐标系中，将换到过程中的行驶情况以横向行驶数据和纵向行驶数据分别进行表示，针对换道过程中遇到的不同情况，结合横向行驶数据和纵向行驶数据构建不同的换道轨迹，且在目标车道上处于本车后方的车辆采取不礼让的加速行为而无法一次性完成换道时，构建换回原车道的轨迹；使得仿真的轨迹可以更好的反应现实情况，为实际的自动驾驶应用提供有效的辅助决策依据。

本申请实施例还提供一种仿真车辆换道轨迹的构建方法，图2是本申请实施例提供的一种仿真车辆换道轨迹的构建方法的流程示意图，本说明书提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或服务器产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图2所示，所述方法可以包括：

S201：以目标换道车辆所在位置为原点，所述目标换道车辆的当前车道的中心线沿行驶方向为纵坐标，所述中心线的法线方向为横坐标，构建换道轨迹坐标系。

本说明书实施例中，如图3所示，以目标换道车辆所在位置为原点，道路的中心线沿行驶方向为纵坐标(s方向)，中心线的法线方向为横坐标(d方向)，构建换道轨迹坐标系；相应的，后续在换道轨迹坐标系中确定轨迹时，以道路的中心线为参考，使用纵向距离(即沿着中心线沿行驶方向的距离)和横向距离(即偏离中心线的距离)来描述。相应的，可以将目标换道车辆换道过程中的行驶数据划分为横向行驶数据和纵向行驶数据。具体的，横向行驶数据可以包括横向速度、横向加速度和横向位置(即相对中心线的横向偏移距离)；纵向行驶数据可以包括纵向速度、纵向加速度和纵向位置。

S203：基于目标换道车辆的质心是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中确定目标前车。

本说明书实施例中，目标前车可以在控制目标换道车辆换道过程中，对目标换道车辆的纵向行驶数据有影响的车辆。

在实际应用中，当目标换道车辆的质心跨越所述当前车道的车道线时，可以认为目标换道车辆已经进入目标车道，相应的，可以不考虑原车道中前车对本车的影响，只考虑目标车道中前车的速度和距离等行驶对目标换道车辆的影响。相应的，可以将目标车道上前车作为目标前车。

在实际应用中，当目标换道车辆的质心未跨越所述当前车道的车道线时，可以认为目标换道车辆处于换道的初始阶段，在控制纵向车速的时候会将目标车道上前车的速度和距离、当前车道上的前车的速度和距离一起考虑，相应的，可以将所述目标车道上的前车和当前车道上的前车中，与所述目标换道车辆的距离较小的前车作为目标前车。

S205：根据换道过程中每个时刻的目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定所述目标换道车辆换道过程中的目标纵向行驶数据。

本说明书实施例中，目标前车与目标换道车辆间的距离可以为目标前车与目标换道车辆在纵向上的距离。

在实际应用中，在仿真系统中，每个时刻对应着一个仿真步长，例如仿真步长为1s，相应的，每个时刻对应着每一秒。本说明书实施例中，可以预先设定换道过程的时间段，相应的，可以基于该时间段内的每个时刻的目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定所述目标换道车辆换道过程中的目标纵向行驶数据。具体的，本说明书实施例中，可以结合跟驰算法来确定目标换道车辆换道过程中的目标纵向行驶数据。

在一个具体的实施例中，下面所示的跟驰算法的公式如下：

其中，s0是目标前车与目标换道车辆间的最小安全距离；v0是自由流车速，为常数；v是目标换道车辆的上一时刻(上一仿真步长)的车速；s是目标前车与目标换道车辆间的距离；T是安全时距；a是目标前车上一时刻的加速度；b是舒适减速度，为常数；Δv是目标换道车辆与目标前车上一时刻的车速差。

此外，需要说明的是，如果换道过程由于安全距离的原因中断，目标换道车辆需要直线骑行或者换回原车道时，则根据当前目标换道车辆的质心是否跨越当前车道的车道线来确定当前的目标车辆，以便基于当前的目标车辆的目标前车的纵向速度、以及当前的目标前车与目标换道车辆间的距离来更新目标换道车辆的纵向行驶数据。

S207：确定换道过程中的预设初始横向行驶数据、预设结束横向行驶数据和预设换道时间。

本说明书实施例中，横向的驾驶行为则由高阶多项式来描述。换道过程中，在横向上车辆的行驶数据可以看成从t＝t0(换道开始时刻)到t＝T(换道结束时刻)的变化。

本说明书实施例中，可以先确定换道开始时刻对应的预设初始横向行驶数据、换道结束时刻的预设结束横向行驶数据，以及换道所需的预设换道时间。

S209：根据预设初始横向行驶数据、预设结束横向行驶数据和和预设换道时间确定所述目标换道车辆换道过程中的目标横向行驶数据。

本说明书实施例中，在确定目标换道车辆换道过程中的目标横向行驶数据可以结合高阶多项式进行目标横向行驶数据的确定，具体的，假设换道初始时刻t0＝0，用(Qd0，Vd0，Ad0)来描述t＝0时刻的在横向上的位置、速度和加速度，用(QdT，VdT，AdT)来描述t＝T时刻的在横向上的位置、速度和加速度，用h(一般为车道宽度)代表原车道中线到目标车道中线的距离，相应的，Vd0＝VdT＝0，Ad0＝AdT＝0，Qd0＝0，QdT＝h。

这样共有六个边界条件，相应的，可以采用五次多项式来描述车辆在横向上任一时刻t的位置Qd＝a0+a1t+a2t2+a3t3+a4t4+a5t5，基于Vd0＝VdT＝0，Ad0＝AdT＝0，Qd0＝0，QdT＝h可以求解出多项式系数a0、a1、a2、a3、a4和a5。

a0＝Qd0；

a1＝Vd0；

a2＝0.5a0；

a3＝1/2T3[20h-(8VdT+12Vd0)T-(3a0-a1)T2；

a4＝1/2T4[-30h-(14VdT+16Vd0)T+(3a0-2a1)T2；

a5＝1/2T5[12h-6(VdT+Vd0)T+(a1-a0)T2。

在得到多项式系数a0、a1、a2、a3、a4和a5之后，可以确定每个时刻目标换道车辆的横向位置；在一个具体的实施例中，如图4所示，假设车道宽度4米，换道时长4秒，图4是本申请实施例提供的一种在换道过程中随时间变化的横向位置(横向偏移距离)曲线示意图。

进一步的，基于该换道过程中的横向位置以及初始横向行驶数据和预设结束横向行驶数据中的横向速度，可以确定换道过程中的每一时时刻的横向速度。在一个具体的实施例中，假设车道宽度4米，换道时长4秒，如图5所示，图5是本申请实施例提供的一种在换道过程中随时间变化的横向速度曲线示意图。

进一步的，基于该换道过程中横向速度，可以确定换道过程中横向加速度，如图6所示，图6是本申请实施例提供的一种在换道过程中随时间变化的横向速度曲线示意图。

S211：当满足预设换道条件时，或，不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述目标车道上的后车减速，则基于所述目标横向行驶数据和目标纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换道轨迹。

在实际应用中，车辆换道过程中，在确定具有换道意愿的同时，还需要基于安全性的考虑，确定是否满足换道条件，本说明书实施例中，可以满足换道条件可以包括目标换道车辆与目标车道上的前车的距离和/或后车距离大于一定的预设安全距离。

本说明书实施例中，当满足预设换道条件，或不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述目标车道上的后车减速，可以基于所述目标横向行驶数据和目标纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换道轨迹。具体的，可以根据所述目标横向行驶数据和目标纵向行驶数据确定所述目标换道车辆的第一目标换道行驶数据(包括速度、加速度和位置)；基于所述第一目标换道行驶数据构建目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换道轨迹。

S213：当不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述后车未减速，则更新所述目标纵向行驶数据中的加速度，以使更新后的纵向速度大于所述后车的纵向速度，且小于所述目标车道上的前车的纵向速度；基于更新后的纵向行驶数据和所述目标横向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换道轨迹。

在实际应用中，在不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述后车未减速的情况下，若继续换道，为了避免碰撞事故，要对纵向进行加速，以使目标换道车辆的纵向加速高于目标车道上的后车，但受限于最大加速度(最大加速度可以基于目标换道车辆与目标车道上前车的纵向行驶数据确定，以保证目标换道车辆在加速的同时不还装上目标车道上的前车)和目标车道上的前车的纵向行驶数据的限制。本说明书实施例中，当不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述后车未减速，更新所述目标纵向行驶数据中的加速度，以使更新后的纵向速度大于所述后车的纵向速度，且小于所述目标车道上的前车的纵向速度，接着，基于更新后的纵向行驶数据和所述目标横向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换道轨迹。具体的，可以根据更新后的纵向行驶数据和所述目标横向行驶数据确定第二目标换道行驶数据；基于所述第二目标换道行驶数据构建目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换道轨迹。

S215：当不满足预设换道条件且确定不继续换道时，更新换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据；并根据所述换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换回原车道轨迹。

本说明书实施例中，当不满足预设换道条件且确定不继续换道时，可以立即换回原始车道，后续可以观察周边状况以决定是否重新启动一个新的换道过程。具体的，更新换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据；基于所述换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换回原车道轨迹。

本说明书实施例中，如图7A所示，更新换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据可以包括：

S2151：将不满足预设换道条件且确定不继续换道的时刻作为换回原车道的初始时刻，确定所述初始时刻的横向行驶数据。

本说明书实施例中，在不满足预设换道条件之前，目标换道车辆会基于目标横向行驶数据和目标纵向行驶数据进行换道行驶，相应的，当某一时刻，不满足预设换道条件时，可以从目标横向行驶数据中确定该时刻(换回原车道的初始时刻)的横向行驶数据。

S2153：确定换回车道的结束时刻的横向行驶数据。

本说明书实施例中，换回车道即换回中心线位置，相应的，结束时刻的横向行驶数据中的横向位置、横向加速度和速度均为0。

S2155：根据所述初始时刻的横向行驶数据、所述结束时刻的横向行驶数据和第一预设换回时间确定换回原车道过程中的横向行驶数据。

本说明书实施例中，假设换回原车道的初始时刻的横向行驶数据为(Qdc,Vdc,Adc),结束时刻的横向行驶数据为(0，0，0)，换回原车道所需的时间为第一预设换回时间T1,相应的，可以结合多项式确定换回原车道过程中的横向行数据，具体的，这里结合多项式确定换回原车道过程中的横向行数据可以参见上述相关步骤，在此不再赘述。

S2157：基于所述目标换道车辆的质心在所述初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；

本说明书实施例中，在换回原车道过程中，目标换道车辆的质心由跨越当前车道的车道线转换成未跨越当前车道的车道线，相应的，当目标换道车辆的质心未跨越当前车道的车道线时，可以基于目标车道上的前车和当前车道上的前车中，与所述目标换道车辆的当前距离，选取当前距离较小的前车作为目标前车。

S2159：根据所述初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定换回原车道过程中的纵向行驶数据。

本说明书实施例中，这里确定换回原车道过程中的纵向行驶数据可以参见上述确定目标纵向行驶数据的相关步骤，在此不再赘述。

本说明书实施例中，基于所述换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换回原车道轨迹可以包括：根据所述换回原车道过程中的横向行驶数据和所述目标纵向行驶数据确定换回原车道过程中的第一目标换回行驶数据；基于所述第一目标换回行驶数据构建目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换回原车道轨迹。

由以上本说明书实施例提供的技术方案可见，本说明书通过构建换道轨迹坐标系，然后，在该坐标系中，将换到过程中的行驶情况以横向行驶数据和纵向行驶数据分别进行表示，针对换道过程中遇到的不同情况，结合横向行驶数据和纵向行驶数据构建不同的换道轨迹，且在目标车道上处于本车后方的车辆采取不礼让的加速行为而无法一次性完成换道时，构建换回原车道的轨迹；使得仿真的轨迹可以更好的反应现实情况，为实际的自动驾驶应用提供有效的辅助决策依据。

在一些实施例中，当不满足预设换道条件且确定不继续换道时，可以掰正车头至与车道线平行，直线骑行，以便进一步观察后车状态，根据其是否会减速礼让再伺机决定下一步动作。图7B为本申请实施例中不满足预设换道条件时仿真车辆换道轨迹的构建方法的流程示意图。如图7B所示，在当不满足预设换道条件时，所述方法还包括以下步骤：

步骤S701、将不满足预设换道条件且确定不继续换道的时刻作为掰正车头的初始时刻，确定所述初始时刻的横向行驶数据。

步骤S702、确定掰正车头的结束时刻的横向行驶数据。

步骤S703、根据所述初始时刻的横向行驶数据、所述结束时刻的横向行驶数据和预设掰正时间确定掰正车头过程中的横向行驶数据。

本说明书实施例中，假设掰正车头的初始时刻tc对应的横向行驶数据(Qdc,Vdc,Adc)，相应的，结束时刻的横向行驶数据可以为(Qdc,0,0)，即掰正车头，本车保持在相同的横向位置，横向加速度和速度为0。假设预设的车头掰正时间T2，相应的结合多项式，可以对目标换道车辆的横向行驶数据进行更新。具体的步骤可参见上述相关步骤，在此不再赘述。

步骤S704、基于所述目标换道车辆的质心在所述初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述初始时刻至所述结束时刻内的目标前车。

步骤S705、根据所述初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定掰正车头过程中的纵向行驶数据。

本说明书实施例中，可以结合掰正车头过程中，目标换道车辆的质心是否跨越所述当前车道的车道线，及时更新目标前车，然后，结合目标前车的纵向速度，以及目标前车与目标换道车辆间的距离更新掰正车头过程中的纵向行驶数据。

步骤S706、基于所述掰正车头过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的掰正车头轨迹。

具体的，根据所述掰正车头过程中的横向行驶数据和所述目标纵向行驶数据确定掰正车头过程中的目标掰正行驶数据；基于所述目标掰正行驶数据构建目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的掰正车头轨迹。

本说明书实施例中，在掰正车头后，沿掰正后的方向直线骑行一段时间，图7C为本申请实施例中在掰正车头后仿真车辆换道轨迹的构建方法的流程示意图。如图7C所示，所述方法还包括以下步骤：

步骤S711、确定从掰正车头的结束时刻的横向行驶数据中的横向位置沿纵向继续行驶的骑行时间；

步骤S712、基于所述骑行时间、所述掰正车头的结束时刻的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的骑行轨迹。

本说明书实施例中，在掰正车头后，沿掰正后的方向直线骑行过程中，可以观察后车是否减速礼让，在后车减速礼让后，可以继续换道。图7D为本申请实施例中在确定后车减速礼让后继续换道时仿真车辆换道轨迹的构建方法的流程示意图。如图7D所示，所述方法还可以包括以下步骤：

步骤S721、将所述目标换道车辆从掰正车头结束时刻的横向行驶数据中的横向位置沿纵向继续行驶过程作为直线骑行过程；

步骤S722、将直线骑行过程中所述后车减速的时刻作为继续换道的初始时刻；

步骤S723、确定继续换道的初始时刻的横向行驶数据；

步骤S724、确定继续换道的结束时刻的横向行驶数据；

步骤S725、根据所述继续换道的初始时刻的横向行驶数据、结束时刻的横向行驶数据和预设继续换道时间确定继续换道过程中的横向行驶数据。

本说明书实施例中，假设继续换道的初始时刻的横向行驶数据为(Qdc,0,0)，继续换道的结束时刻的横向行驶数据为(h,0,0)，h为道路宽度，即继续换道结束时，目标换道车辆相对于原车道的中心线偏移了一个车道的距离，假设继续换道所需时间为T4。同理结合多项式，可以对目标换道车辆的横向行驶数据进行更新。具体的步骤可参见上述相关步骤，在此不再赘述。

步骤S726、基于所述目标换道车辆的质心在所述继续换道的初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述继续换道的初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；

步骤S727、根据所述继续换道的初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定继续换道过程中的纵向行驶数据；

本说明书实施例中，可以结合继续换道过程中，目标换道车辆的质心是否跨越所述当前车道的车道线，及时更新目标前车，然后，结合目标前车的纵向速度，以及目标前车与目标换道车辆间的距离更新继续换道过程中的纵向行驶数据。

步骤S728、基于所述继续换道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第三换道轨迹。

具体的，根据所述继续换道过程中的横向行驶数据和所述目标纵向行驶数据确定继续换道过程中的第三目标换道行驶数据；基于所述第三目标换道行驶数据构建目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第三换道轨迹。

本说明书实施例中，在掰正车头后，沿掰正后的方向直线骑行过程中，可以观察后车是否减速礼让，若在直线骑行一段一时间后，后车依然未减速礼让，可以换回原车道。图7E为本申请实施例中在换回原车道时仿真车辆换道轨迹的构建方法的流程示意图。如图7E所示，所述方法还可以包括以下步骤：

步骤S731、当所述直线骑行过程的持续时间大于等于预设骑行时间，且所述后车未减速时，将骑行预设骑行时间后的时刻作为换回原车道的初始时刻；

步骤S732、确定所述换回原车道的初始时刻的横向行驶数据；

步骤S733、确定所述换回原车道的结束时刻的横向行驶数据；

步骤S734、根据换回原车道的初始时刻的横向行驶数据、结束时刻的横向行驶数据和第二预设换回时间确定换回原车道过程中的横向行驶数据；

本说明书实施例中，假设换回原车道的初始时刻的横向行驶数据为(Qdc,0,0)，换回原车道的结束时刻的横向行驶数据为(0,0,0)，换回原车道所需时间为T5。同理结合多项式，可以对目标换道车辆的横向行驶数据进行更新。具体的步骤可参见上述相关步骤，在此不再赘述。

步骤S735、基于所述目标换道车辆的质心在所述换回原车道的初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述换回原车道的初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；

步骤S736、根据所述换回原车道的初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定换回原车道过程中的纵向行驶数据；

本说明书实施例中，可以结合换回原车道过程中，目标换道车辆的质心是否跨越所述当前车道的车道线，及时更新目标前车，然后，结合目标前车的纵向速度，以及目标前车与目标换道车辆间的距离更新换回原车道过程中的纵向行驶数据。

步骤S737、根据所述换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换回原车道轨迹。

具体的，根据所述换回原车道过程中的横向行驶数据和所述目标纵向行驶数据确定换回原车道过程中的第二目标换回行驶数据；基于所述第二目标换回行驶数据构建目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换回原车道轨迹。

在另一些实施例中，当不满足预设换道条件且确定继续换道时，目标换道车辆依然以目标横向行驶数据和纵向行驶数据进行换道，会造成碰撞事故，相应的，可以记录碰撞事故。

在另一些实施例中，在仿真中系统中，以上换道过程中的不同情形的轨迹可以设定为以一定的比例激活，每种情形下的子情形也可以设定为以一定的比例激活。相应的，所述方法还包括：

设置所述第一换道轨迹、所述第二换道轨迹、所述第一换回原车道轨迹、和所述第二换回原车道轨迹对应的换道场景的比例；

基于设置好比例的换道场景构建所述目标换道车辆的换道场景。

本说明书实施例中，在仿真系统中构建换道场景时，通过设置不同换道情形的轨迹对应的换道场景的比例，以保证仿真系统的总换道场景更好的反应现实情况，为实际的自动驾驶应用提供有效的辅助决策依据。

在一个具体的实施例中，如图8所述，图8是本申请实施例提供的一种换道模拟驾驶的流程示意图。具体的可以包括：

S801：目标换道车辆启动换道。

S803：判断目标换道车辆的质心是否跨越车道线。

S805：当步骤S803判断的结果为否，结合目标车道和原车道的前车中，与本车距离较小的前车进行纵向速度更新。

S807：当步骤S803判断的结果为是，结合原车道上前车进行纵向速度更新。

S809：判断是否满足预设换道条件。

S811：若满足预设换道条件，直接换道。

S813：若不满足预设换道条件，判断是否继续换道。

S815：若继续换道，判断目标车道上的后车是否减速。

若后车减速，返回步骤S811直接换道。

S817：若后车未减速，确认是否继续换道。

S819：若不继续换道，在纵向上加速，但保证不碰撞到目标车道上的前车。

S821：若继续换道，记录碰撞事故。

S823：若步骤S813判断的结果为否，确认是否换回原车道。

S825：若不换回原车道，掰正车头，直线行驶。

S827：判断后车是否减速。

S829：若后车减速，由当前位置向目标车道继续换道。

S831：若后车不减速，由当前位置换回原车道。

S833：当步骤S823判断的结果为是，换回原车道。

基于本说明书提供的仿真车辆换道轨迹的构建方法所构建的轨迹所形成的换道场景，在仿真驾驶中，可以更好的模拟实际的换道场景。

本申请实施例还提供了一种仿真车辆换道轨迹的构建装置，如图9A所示，所述装置包括：

换道轨迹坐标系构建模块901，用于以目标换道车辆所在位置为原点，所述目标换道车辆的当前车道的中心线沿行驶方向为纵坐标，所述中心线的法线方向为横坐标，构建换道轨迹坐标系；

目标前车确定模块902，用于根据目标换道车辆的位置确定目标前车；

目标纵向行驶数据确定模块903，用于根据换道过程中每个时刻的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定所述目标换道车辆换道过程中的目标纵向行驶数据；

目标横向行驶数据确定模块904，用于根据换道过程中的预设初始横向行驶数据、预设结束横向行驶数据和和预设换道时间确定所述目标换道车辆换道过程中的目标横向行驶数据；

第一换道轨迹构建模块905，用于当满足预设换道条件时，或，不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述目标车道上的后车减速，则基于所述目标横向行驶数据和目标纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换道轨迹。

第二换道轨迹构建模块906，用于当不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述后车未减速，则更新所述目标纵向行驶数据中的加速度，以使更新后的纵向速度大于所述后车的纵向速度，且小于所述目标车道上的前车的纵向速度；基于更新后的纵向行驶数据和所述目标横向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换道轨迹；

第一换回原车道轨迹构建模块907，用于当不满足预设换道条件且确定不继续换道时，更新换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据，并根据所述换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换回原车道轨迹。

在一些实施例中，所述目标前车确定模块902，进一步用于根据目标换道车辆的质心是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中确定目标前车。

在一些实施例中，所述目标横向行驶数据确定模块904包括数据确定子模块和目标横向行驶数据确定子模块；

其中，所述数据确定子模块，用于确定换道过程中的预设初始横向行驶数据、预设结束横向行驶数据和预设换道时间；

所述目标横向行驶数据确定子模块，用于根据预设初始横向行驶数据、预设结束横向行驶数据和和预设换道时间确定所述目标换道车辆换道过程中的目标横向行驶数据。

本申请实施例还提供了一种仿真车辆换道轨迹的构建装置，如图9B所示，所述装置包括：

换道轨迹坐标系构建模块910，用于以目标换道车辆所在位置为原点，所述目标换道车辆的当前车道的中心线沿行驶方向为纵坐标，所述中心线的法线方向为横坐标，构建换道轨迹坐标系；

目标前车确定模块920，用于基于目标换道车辆的质心是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中确定目标前车；

目标纵向行驶数据确定模块930，用于根据换道过程中每个时刻的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定所述目标换道车辆换道过程中的目标纵向行驶数据；

数据确定模块940，用于确定换道过程中的预设初始横向行驶数据、预设结束横向行驶数据和预设换道时间；

目标横向行驶数据确定模块950，用于根据预设初始横向行驶数据、预设结束横向行驶数据和和预设换道时间确定所述目标换道车辆换道过程中的目标横向行驶数据；

第一换道轨迹构建模块960，用于当满足预设换道条件时，或，不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述目标车道上的后车减速，则基于所述目标横向行驶数据和目标纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换道轨迹；

第二换道轨迹构建模块970，用于当不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述后车未减速，则更新所述目标纵向行驶数据中的加速度，以使更新后的纵向速度大于所述后车的纵向速度，且小于所述目标车道上的前车的纵向速度；基于更新后的纵向行驶数据和所述目标横向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换道轨迹。

第一换回原车道轨迹构建模块980，用于当不满足预设换道条件且确定不继续换道时，更新换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据，并根据所述换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换回原车道轨迹。

在一些实施例中，第一换回原车道轨迹构建模块980，具体用于：将不满足预设换道条件的时刻作为换回原车道的初始时刻，确定所述初始时刻的横向行驶数据；

确定换回车道的结束时刻的横向行驶数据；

根据所述初始时刻的横向行驶数据、所述结束时刻的横向行驶数据和第一预设换回时间确定换回原车道过程中的横向行驶数据；

基于所述目标换道车辆的质心在所述初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；

根据所述初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定换回原车道过程中的纵向行驶数据。

在一些实施例中，当不满足预设换道条件时，所述装置还包括：

第一初始时刻确定模块981，用于将不满足预设换道条件的时刻作为掰正车头的初始时刻；

第一横向行驶数据确定模块982，用于确定所述初始时刻的横向行驶数据；

第二横向行驶数据确定模块983，用于确定掰正车头的结束时刻的横向行驶数据；

第一横向行驶数据更新模块984，用于根据所述初始时刻的横向行驶数据、所述结束时刻的横向行驶数据和预设掰正时间确定掰正车头过程中的横向行驶数据；

第二目标前车更新模块985，用于基于所述目标换道车辆的质心在所述初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；

第一纵向行驶数据更新模块986，用于根据所述初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定掰正车头过程中的纵向行驶数据；

掰正车头轨迹构建模块987，用于基于所述掰正车头过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的掰正车头轨迹。

在一些实施例中，所述装置还包括：

直线骑行过程确定模块988，用于将所述目标换道车辆从掰正车头结束时刻的横向行驶数据中的横向位置沿纵向继续行驶过程作为直线骑行过程；

第二初始时刻确定模块989，用于将直线骑行过程中所述后车减速的时刻作为继续换道的初始时刻；

第三横向行驶数据确定模块990，用于确定继续换道的初始时刻的横向行驶数据；

第四横向行驶数据确定模块991，用于确定继续换道的结束时刻的横向行驶数据；

第二横向行驶数据更新模块992，用于根据所述继续换道的初始时刻的横向行驶数据、结束时刻的横向行驶数据和预设继续换道时间确定继续换道过程中的横向行驶数据；

第二目标前车更新模块993，用于基于所述目标换道车辆的质心在所述继续换道的初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述继续换道的初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；

第二纵向行驶数据更新模块994，用于根据所述继续换道的初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定继续换道过程中的纵向行驶数据；

第三换道轨迹构建模块995，用于基于所述继续换道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第三换道轨迹。

在一些实施例中，所述装置还包括：

第三初始时刻确定模块9871，用于当所述直线骑行过程的持续时间大于等于预设骑行时间，且所述后车未减速时，将骑行预设骑行时间后的时刻作为换回原车道的初始时刻；

第五横向行驶数据确定模块9872，用于确定所述换回原车道的初始时刻的横向行驶数据；

第六横向行驶数据确定模块9873，用于确定所述换回原车道的结束时刻的横向行驶数据；

第三横向行驶数据更新模块9874，用于根据换回原车道的初始时刻的横向行驶数据、结束时刻的横向行驶数据和第二预设换回时间确定换回原车道过程中的横向行驶数据；

第三目标前车更新模块9875，用于基于所述目标换道车辆的质心在所述换回原车道的初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述换回原车道的初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；

第三纵向行驶数据更新模块9876，用于根据所述换回原车道的初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定换回原车道过程中的纵向行驶数据；

第二换回原车道轨迹构建模块9878，用于根据所述换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换回原车道轨迹。

在一些实施例中，所述装置还包括：

骑行时间确定模块9879，用于确定从掰正车头的结束时刻的横向行驶数据中的横向位置沿纵向继续行驶的骑行时间；

骑行轨迹构建模块9880，用于基于所述骑行时间、所述掰正车头的结束时刻的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的骑行轨迹。

在一些实施例中，所述装置还包括：

换道场景的比例设置模块，用于设置所述第一换道轨迹、所述第二换道轨迹、所述第一换回原车道轨迹、和所述第二换回原车道轨迹对应的换道场景的比例；

换道场景构建模块，用于基于设置好比例的换道场景构建所述目标换道车辆的换道场景。

所述的装置实施例中的装置与方法实施例基于同样的申请构思。

本申请实施例提供了一种仿真车辆换道轨迹的构建设备，该仿真车辆换道轨迹的构建设备包括处理器和存储器，该存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，该至少一条指令、该至少一段程序、该代码集或指令集由该处理器加载并执行以实现如上述方法实施例所提供的仿真车辆换道轨迹的构建方法。

存储器可用于存储软件程序以及模块，处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器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、功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据所述设备的使用所创建的数据等。此外，存储器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、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器还可以包括存储器控制器，以提供处理器对存储器的访问。

本申请实施例所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端、服务器或者类似的运算装置中执行。以运行在服务器上为例，图10是本申请实施例提供的一种仿真车辆换道轨迹的构建方法的服务器的硬件结构框图。如图10所示，该服务器1000可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上中央处理器(Central Processing Units，CPU)1010(处理器1010可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)、用于存储数据的存储器1030，一个或一个以上存储应用程序1023或数据1022的存储介质1020(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器1030和存储介质1020可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质1020的程序可以包括一个或一个以上模块，每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器1010可以设置为与存储介质1020通信，在服务器1000上执行存储介质1020中的一系列指令操作。服务器1000还可以包括一个或一个以上电源1060，一个或一个以上有线或无线网络接口1050，一个或一个以上输入输出接口1040，和/或，一个或一个以上操作系统1021，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM等等。

输入输出接口1040可以用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括服务器1000的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，输入输出接口1040包括一个网络适配器(Network Interface Controller，NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，输入输出接口1040可以为射频(Radio Frequency，RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

本领域普通技术人员可以理解，图10所示的结构仅为示意，其并不对上述电子装置的结构造成限定。例如，服务器1000还可包括比图10中所示更多或者更少的组件，或者具有与图10所示不同的配置。

本申请的实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质可设置于服务器之中以保存用于实现方法实施例中一种仿真车辆换道轨迹的构建方法相关的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，该至少一条指令、该至少一段程序、该代码集或指令集由该处理器加载并执行以实现上述方法实施例提供的仿真车辆换道轨迹的构建方法。

在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络服务器中的至少一个网络服务器。在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

由上述本申请提供的仿真车辆换道轨迹的构建方法、装置、服务器或存储介质的实施例可见，本申请中通过构建换道轨迹坐标系，然后，在该坐标系中，将换到过程中的行驶情况以横向行驶数据和纵向行驶数据分别进行表示，针对换道过程中遇到的不同情况，结合横向行驶数据和纵向行驶数据构建不同的换道轨迹，且在目标车道上处于本车后方的车辆采取不礼让的加速行为而无法一次性完成换道时，构建换回原车道的轨迹；使得仿真的轨迹可以更好的反应现实情况，为实际的自动驾驶应用提供有效的辅助决策依据。

需要说明的是：上述本申请实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和服务器实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指示相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

一种仿真车辆换道轨迹的构建方法，由目标换道车辆执行，以目标换道车辆所在位置为原点，所述目标换道车辆的当前车道的中心线沿行驶方向为纵坐标，所述中心线的法线方向为横坐标，构建换道轨迹坐标系，所述方法包括：

根据目标换道车辆的位置确定目标前车；

根据换道过程中每个时刻的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定所述目标换道车辆换道过程中的目标纵向行驶数据；

根据换道过程中的预设初始横向行驶数据、预设结束横向行驶数据和和预设换道时间确定所述目标换道车辆换道过程中的目标横向行驶数据；

当满足预设换道条件时，或，不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述目标车道上的后车减速，则基于所述目标横向行驶数据和目标纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换道轨迹；

当不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述后车未减速，则更新所述目标纵向行驶数据中的加速度，以使更新后的纵向速度大于所述后车的纵向速度，且小于所述目标车道上的前车的纵向速度；基于更新后的纵向行驶数据和所述目标横向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换道轨迹；

当不满足预设换道条件且确定不继续换道时，更新换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据，并根据所述换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换回原车道轨迹。
根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据目标换道车辆的位置确定目标前车，包括：

根据所述目标换道车辆的质心是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中确定所述目标前车。
根据权利要求1所述的方法，其中，所述更新换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据包括：

将不满足预设换道条件的时刻作为换回原车道的初始时刻，确定所述初始时刻的横向行驶数据；

确定换回车道的结束时刻的横向行驶数据；

根据所述初始时刻的横向行驶数据、所述结束时刻的横向行驶数据和第一预设换回时间确定换回原车道过程中的横向行驶数据；

基于所述目标换道车辆的质心在所述初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；

根据所述初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定换回原车道过程中的纵向行驶数据。
根据权利要求1所述的方法，其中，当不满足预设换道条件时，所述方法还包括：

将不满足预设换道条件的时刻作为掰正车头的初始时刻，确定所述初始时刻的横向行驶数据；

确定掰正车头的结束时刻的横向行驶数据；

根据所述初始时刻的横向行驶数据、所述结束时刻的横向行驶数据和预设掰正时间确定掰正车头过程中的横向行驶数据；

基于所述目标换道车辆的质心在所述初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；

根据所述初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定掰正车头过程中的纵向行驶数据；

基于所述掰正车头过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的掰正车头轨迹。
根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括：

将所述目标换道车辆从掰正车头结束时刻的横向行驶数据中的横向位置沿纵向继续行驶过程作为直线骑行过程；

将直线骑行过程中所述后车减速的时刻作为继续换道的初始时刻；

确定继续换道的初始时刻的横向行驶数据；

确定继续换道的结束时刻的横向行驶数据；

根据所述继续换道的初始时刻的横向行驶数据、结束时刻的横向行驶数据和预设继续换道时间确定继续换道过程中的横向行驶数据；

基于所述目标换道车辆的质心在所述继续换道的初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述继续换道的初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；

根据所述继续换道的初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定继续换道过程中的纵向行驶数据；

基于所述继续换道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第三换道轨迹。
根据权利要求5所述的方法，其中，所述方法还包括：

当所述直线骑行过程的持续时间大于等于预设骑行时间，且所述后车未减速时，将骑行预设骑行时间后的时刻作为换回原车道的初始时刻；

确定所述换回原车道的初始时刻的横向行驶数据；

确定所述换回原车道的结束时刻的横向行驶数据；

根据换回原车道的初始时刻的横向行驶数据、结束时刻的横向行驶数据和第二预设换回时间确定换回原车道过程中的横向行驶数据；

基于所述目标换道车辆的质心在所述换回原车道的初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述换回原车道的初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；

根据所述换回原车道的初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定换回原车道过程中的纵向行驶数据；

根据所述换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换回原车道轨迹。
根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括：

确定从掰正车头的结束时刻的横向行驶数据中的横向位置沿纵向继续行驶的骑行时间；

基于所述骑行时间、所述掰正车头的结束时刻的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的骑行轨迹。
根据权利要求4所述的方法，其中，所述方法还包括：

设置所述第一换道轨迹、所述第二换道轨迹、所述第一换回原车道轨迹、和所述第二换回原车道轨迹对应的换道场景的比例；

基于设置好比例的换道场景构建所述目标换道车辆的换道场景。
根据权利要求1所述的方法，其中，当不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述后车未减速，所述方法还包括：记录碰撞事故。
一种仿真车辆换道轨迹的构建装置，包括：

换道轨迹坐标系构建模块，用于以目标换道车辆所在位置为原点，所述目标换道车辆的当前车道的中心线沿行驶方向为纵坐标，所述中心线的法线方向为横坐标，构建换道轨迹坐标系；

目标前车确定模块，用于根据目标换道车辆的位置确定目标前车；

目标纵向行驶数据确定模块，用于根据换道过程中每个时刻的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定所述目标换道车辆换道过程中的目标纵向行驶数据；

目标横向行驶数据确定模块，用于根据换道过程中的预设初始横向行驶数据、预设结束横向行驶数据和和预设换道时间确定所述目标换道车辆换道过程中的目标横向行驶数据；

第一换道轨迹构建模块，用于当满足预设换道条件时，或，不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述目标车道上的后车减速，则基于所述目标横向行驶数据和目标纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换道轨迹；

第二换道轨迹构建模块，用于当不满足预设换道条件且确定继续换道时，如果所述后车未减速，则更新所述目标纵向行驶数据中的加速度，以使更新后的纵向速度大于所述后车的纵向速度，且小于所述目标车道上的前车的纵向速度；基于更新后的纵向行驶数据和所述目标横向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第二换道轨迹；

第一换回原车道轨迹构建模块，用于当不满足预设换道条件且确定不继续换道时，更新换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据，并根据所述换回原车道过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的第一换回原车道轨迹。
根据权利要求10所述的装置，其中，所述目标前车确定模块，还用于根据所述目标换道车辆的质心是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中确定所述目标前车。
根据权利要求10所述的装置，其中，所述第一换回原车道轨迹构建模块，还用于将不满足预设换道条件的时刻作为换回原车道的初始时刻，确定所述初始时刻的横向行驶数据；确定换回车道的结束时刻的横向行驶数据；根据所述初始时刻的横向行驶数据、所述结束时刻的横向行驶数据和第一预设换回时间确定换回原车道过程中的横向行驶数据；基于所述目标换道车辆的质心在所述初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；根据所述初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定换回原车道过程中的纵向行驶数据。
根据权利要求10所述的装置，其中，所述装置进一步包括：第一初始时刻确定模块，用于将不满足预设换道条件的时刻作为掰正车头的初始时刻；第一横向行驶数据确定模块，用于确定所述初始时刻的横向行驶数据；第二横向行驶数据确定模块，用于确定掰正车头的结束时刻的横向行驶数据；第一横向行驶数据更新模块，用于根据所述初始时刻的横向行驶数据、所述结束时刻的横向行驶数据和预设掰正时间确定掰正车头过程中的横向行驶数据；第二目标前车更新模块，用于基于所述目标换道车辆的质心在所述初始时刻至所述结束时刻内是否跨越所述当前车道的车道线，从目标车道上的前车和当前车道上的前车中，实时更新所述初始时刻至所述结束时刻内的目标前车；第一纵向行驶数据更新模块，用于根据所述初始时刻至所述结束时刻内的所述目标换道车辆的纵向速度、所述目标前车的纵向速度、所述目标前车与目标换道车辆间的距离确定掰正车头过程中的纵向行驶数据；掰正车头轨迹构建模块，用于基于所述掰正车头过程中的横向行驶数据和纵向行驶数据构建所述目标换道车辆在所述换道轨迹坐标系中的掰正车头轨迹。
一种仿真车辆换道轨迹的构建设备，所述设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，所述至少一条指令、所述至少一段程序、所述代码集或指令集由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至9任一项所述的仿真车辆换道轨迹的构建方法。
一种计算机可读存储介质，其存储有可由计算机设备执行的计算机程序，当所述程序在计算机设备上运行时，使得所述计算机设备执行权利要求1至9任一项所述的仿真车辆换道轨迹的构建方法。