车辆的换道控制方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本公开涉及人工智能技术领域，具体涉及自动驾驶、云计算以及智能交通领域，尤其涉及一种车辆的换道控制方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

目前自动驾驶换道场景下的决策部分主要采用有限状态机或神经网络模型决策换道时机，规划部分采用路径速度分解法或时空联合规划法进行轨迹规划，决策时考虑的信息较为局限且规划部分时间复杂度较高，对车辆换道的整体控制效果较差。

发明内容

本公开提供了一种车辆的换道控制方法、装置、电子设备及存储介质。

根据本公开的一方面，提供了一种车辆的换道控制方法，包括：对车辆的换道意图进行识别，并在识别所述车辆存在换道意图，确定所述车辆保持在当前车道行驶且逐渐靠近目标车道的车道保持路径，以及从所述当前车道换道至所述目标车道的变道路径；确定所述车辆在所述车道保持路径下的第一目标速度曲线和所述变道路径下的第二目标速度曲线；基于所述车道保持路径所述和第一目标速度曲线，以及所述变道路径和所述第二目标速度曲线，控制所述车辆从所述当前车道换道至所述目标车道。

根据本公开的另一方面，提供了一种车辆的换道控制装置，包括：第一获取模块，用于对车辆的换道意图进行识别，并在识别所述车辆存在换道意图，确定所述车辆保持在当前车道行驶且逐渐靠近目标车道的车道保持路径，以及从所述当前车道换道至所述目标车道的变道路径；第二获取模块，用于确定所述车辆在所述车道保持路径下的第一目标速度曲线和所述变道路径下的第二目标速度曲线；控制模块，用于基于所述车道保持路径所述和第一目标速度曲线，以及所述变道路径和所述第二目标速度曲线，控制所述车辆从所述当前车道换道至所述目标车道。

根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行第一方面所述的方法。

根据本公开的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面所述的方法。

根据本公开的第五方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现第一方面所述方法的步骤。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1是本公开实施例所提供的一种车辆的换道控制方法的流程图；

图1A是本公开实施例所提供的一种车辆的换道控制方法的逻辑图；

图2是本公开实施例所提供的另一种车辆的换道控制方法的流程图；

图2A是本公开实施例所提供的一种换道间隙的示意图；

图2B是本公开实施例所提供的一种准备变道过程的示意图；

图2C是本公开实施例所提供的一种准备左变道状态的示意图；

图2D是本公开实施例所提供的一种准备右变道状态的示意图；

图2E是本公开实施例所提供的一种状态机示意图；

图3是本公开实施例所提供的另一种车辆的换道控制方法的流程图；

图3A是本公开实施例所提供的一种准备换道任务的逻辑图；

图4是本公开实施例所提供的另一种车辆的换道控制方法的流程图；

图4A是本公开实施例所提供的一种开始换道任务的逻辑图；

图5是本公开实施例所提供的另一种车辆的换道控制方法的流程图；

图5A是本公开实施例所提供的一种行为决策的流程图；

图6是本公开实施例所提供的另一种车辆的换道控制方法的流程图；

图7是本公开实施例所提供的一种决策模块和速度规划模块的整体逻辑图；

图8是本公开实施例所提供的一种车辆的换道控制装置的结构框图；

图9是用来实现本公开实施例的车辆的换道控制方法的电子设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

人工智能(Artificial Intelligence，AI)，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一种新的技术科学，可以对人的意识、思维的信息过程进行模拟，主要目标是使及其能够胜任一些通常需要人类智能才能完成的复杂工作。

自动驾驶(Autonomous Driving)，是指采用先进的通信、计算机、网络和控制技术，对列车实现实时、连续控制。采用现代通信手段，直接面对列车，可实现车地间的双向数据通信，传输速率块，信息量大，后续追踪列车和控制中心可以及时获知前行列车的确切位置，使得运行管理更加灵活，控制更为有效，更加适应列车自动驾驶的需求。

云计算(Cloud computing)，是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序；云计算可以通过计算机网络形成计算能力极强的系统，可存储、集合相关资源并可以按需配置，向用户提供个性化服务。

智能交通(Intelligent Traffic)，是以互联网、物联网等网络组合为基础，以智慧路网、智慧装备、智慧出行、智慧管理为重要内容的交通发展新模式，具有信息联通、实时监控、管理协同、人物合一的基本特征。在智能交通的基础上，融入物联网、云计算、大数据、移动互联等技术，通过高新技术汇集交通信息，提供实时交通数据下的交通信息服务。

图1是本公开实施例所提供的一种车辆的换道控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括：

S101，对车辆的换道意图进行识别，并在识别车辆存在换道意图，确定车辆保持在当前车道行驶且逐渐靠近目标车道的车道保持路径，以及从当前车道换道至目标车道的变道路径。

车辆的换道意图也即是车辆即将存在变换车道行为的意图，当识别到车辆存在换道意图时，可以认为该车辆将要进行车道变换，也就是想要从当前行驶车道变更为其他车道。

可选地，可以基于车辆的行驶信息识别车辆是否存在换道意图；例如识别车辆是否亮起转向灯，当车辆亮起转向灯时，可认为车辆想要进行车道变更；再例如，可以对车辆的行驶轨迹进行跟踪，识别行驶轨迹是否向左或向右偏移趋势，也就是车辆的行驶方向逐渐偏离车道的中心线，向邻近的另一车道线靠近，当车辆行驶轨迹向左或向右的偏移趋势时，可认为车辆可能存在向左或向右的车道变更的意图。

在识别出车辆存在换道意图时，确定车辆保持在当前车道行驶且逐渐靠近目标车道的车道保持路径，也就是说，在确定车辆存在换道意图时，可以规划出一条车道保持路径，使得车辆保持在当前车道行驶的同时，逐渐靠近目标车道，以便于车辆在合适的变道时机进行安全地变道。

可以理解的是，目标车道是车辆想要变更到的车道，也就是车辆存在换道意图时，该车辆是从当前车道变更到目标车道，并在目标车道上继续行进或停车等行为。

进一步地，确定车辆准备变道时，车辆需要从当前车道换道至目标车道，本公开实施例中，在进行车道保持路径规划的同时，可以为车辆规划一条从当前车道换道至目标车道的变道路径，也就是车辆按照该变道路径可以安全地换道至目标车道。可以理解的是，该变道路径是车辆从当前车道行驶变道至目标车道的路径，车辆在该变道车道上行驶时，应是可以避开车道上的障碍物进行安全的行驶，以达到安全变道的目的。也就是说，在确定车辆的车道保持路径和/或变道路径时，需要考虑到车辆行驶过程中的障碍物，例如道路边缘限制或者前后方行驶的车辆，以使得车辆在车道保持路径和/或变道路径上，均可以安全的行驶。

在一些实现中，如图1A所示，首先对车辆的换道意图进行识别，在识别到换道意图后，可以启动并行任务，第一任务主要用于令车辆逐渐靠近目标车道，同时避开周围障碍物创造合适的换道时机，也就是对车道保持路径和第一目标速度曲线进行获取，第二任务主要用于令车辆驶入目标车道进行换道，也就是对变道路径和第二目标速度曲线进行获取，两个任务可以通过两个独立的线程并行的执行，以提高对车辆变道决策的效率。

S102，确定车辆在车道保持路径下的第一目标速度曲线和变道路径下的第二目标速度曲线。

在一些实施例中，在确定了车道保持路径后，可以基于车道保持路径和车辆的行驶情况，对车道保持路径进行速度规划，可以确定出该车道保持路径的多个候选速度曲线，进一步地，从车道保持路径对应的候选速度曲线中，确定出该车道保持路径的第一目标速度曲线。可以理解的是，第一目标速度曲线是指车辆在车道保持路径下的速度变化曲线，车辆在车道保持路径下，车辆可以加速超过或减速避让周围车辆等障碍物，以创造合适的换道时机，也就是说，车辆可以通过速度的改变，与周围车辆或障碍物拉开距离，例如车辆加速与后方车辆拉开距离或车辆减速与前方车辆拉开距离，以使得车辆可以行驶到安全换道的位置，以便于后续进行车道变换。

在一些实现中，在确定了变道路径后，可以基于车道保持路径和车辆的行驶情况，对车道保持路径进行速度规划，可以确定出该变道路径的多个候选速度曲线，进一步地，从变道路径对应的候选速度曲线中，确定出该车道保持路径的第二目标速度曲线。可以理解的是，第二目标速度曲线是指车辆在变道路径下的速度变化曲线，也就是在车辆从当前行驶车道变换到目标车道的过程中进行速度调整，以使得车辆在变道路径上行驶时可以避开周围的车辆或障碍物等，实现安全的变道行驶。

可以理解的是，第一目标速度曲线和第二目标速度曲线分别基于车道保持路径和变道路径规划出的车辆行驶的速度变化曲线，车辆在相应路径下按照对应的速度行驶，可以保证车辆能够高效地实现安全顺利的变道。

S103，基于车道保持路径和第一目标速度曲线，以及变道路径和第二目标速度曲线，控制车辆从当前车道换道至目标车道。

在确定出车道保持路径、变道路径、第一目标速度曲线以及第二目标速度曲线之后，可以控制车辆在车道保持路径下按照第一目标速度曲线的速度行驶，使得车辆能够顺利行驶到变道路径，然后在变道路径中按照第二目标速度曲线的速度行驶，确保车辆能够顺利避开路径中的障碍物，避免与其他车辆或障碍物发生碰撞，实现车辆的安全换道。

在本公开实施例中，在识别出车辆存在换道意图时，确定车辆的车道保持路径和变道路径，对车辆换道所需经过的车道保持路径和变道路径进行决策和规划，通过确定对应的第一目标速度曲线和第二目标速度曲线行驶，避免车辆在换道过程中与其他障碍物存在碰撞，确保车辆可以合适的速度下进行安全的换道，对车辆的控制效果更好。

图2是本公开实施例所提供的另一种车辆的换道控制方法的流程图。如图2所示，该方法包括：

S201，对车辆的换道意图进行识别。

本公开实施例中，步骤S201的实现方法可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

S202，在识别车辆存在换道意图，基于车辆的位置信息，获取车辆的目标换道间隙。

在识别车辆存在换道意图之后，可以获取车辆的位置信息。可选地，车辆的位置信息可以是车辆的当前位置以及车辆的行驶速度等。

可选地，车辆的位置信息可以基于全球定位系统、惯性导航以及激光雷达等方法对车辆进行定位，得到车辆的位置信息。

进一步地，可以根据车辆的位置信息生成候选换道间隙，并对候选换道间隙进行评估，得到候选换道间隙的评估结果；基于评估结果从候选换道间隙中，确定车辆的目标换道间隙。

可以理解的是，换道间隙是车辆进行换道时，在目标车道上行驶车辆之间的间隙，也就是车辆换道至目标车道中可以行驶的空间；因此根据车辆的位置信息可以生成一个或多个候选换道间隙，如图2A所示，当前车辆(自车)可以对应三个候选换道间隙，分别为后向换道间隙gap 0、原始位置换道间隙gap 1以及前向换道间隙gap 2，也就是当前车辆(自车)可以选择在其他车辆之间进行换道，或加速行驶在较前方的车辆之间进行换道，还可以减速在较后的车辆之后进行换道；其中每个换道间隙可以包括前障碍物(lead 0bs)、后障碍物(tail 0bs)以及间隙的可用情况(gap enable)。

在确定出车辆的一个或多个候选换道间隙之后，对候选换道间隙进行评估，从而确定出评估结果最好的候选换道间隙作为目标换道间隙。

在一些实施例中，可以将候选换道间隙作为输入，采用基于梯度提升算法(Gradient Boosting)的LGBM模型对候选换道间隙进行评估，得到对应的评估结果，选择评估结果最好的，也即是在安全的情况下变道效率更快的候选换道间隙，作为目标换道间隙，以基于车辆的目标换道间隙进行车辆的换道分析。

S203，基于目标换道间隙的障碍物信息，确定车辆的车道保持路径和变道路径。

在一些实施例中，可以根据目标换道间隙的障碍物信息和车辆的状态信息进行路径优化求解，得到车道保持路径。也就是说，可以确定目标换道间隙的障碍物位置和障碍物移动情况等信息，若为静止障碍物，例如车道边界等，则在规划车道保持路径时，需要避开该静止障碍物；若为移动的障碍物，例如其他正在行驶的车辆等，则在规划车道保持路径时，当前车辆可以拉开与其他行驶车辆的距离，以对其他车辆进行避让，得到车辆可以安全行驶的车道保持路径。

可以理解的是，根据车辆的状态信息可以确定车辆的位置，基于车辆的位置以及障碍物信息可以更加准确的规划障碍物躲避的路径，进而更加准确的确定车道保持路径。

可选地，可以采用算子分裂二次规划(Operator Splitting Quadratic Program，OSQP)优化器对车道保持路径进行求解，通过优化器可以输出车辆在当前行驶车道并靠近目标车道的过程中每个具体行驶位置，从而得到车道保持路径。

在一些实施例中，可以获取当前车辆在躲避障碍物行驶并靠近目标车道的安全行驶的多条候选车道保持路径，对多条候选车道保持路径进行打分，选择安全效率最高也即是能够更快靠近目标车道的候选车道保持路径作为车道保持路径。

在一些实施例中，可以基于与当前时刻临近多帧的障碍物信息，确定车辆的空间边界；基于障碍物信息和车辆的状态信息，优化求解车辆在空间边界所约束的可行驶区域内的变道路径。

可选地，障碍物信息至少包括障碍物位置和障碍物移动情况等信息，车辆的空间边界可以包括道路边界、车道边界以及障碍物边界等信息。也就是说，基于当前时刻临近的多帧时刻下的障碍物信息，确定出所有的边界，也就是确定车辆的可行驶区域。如图2B所示，将保持车道状态切换为准备变道状态(准备左变道/准备右变道状态)，考虑到车辆所行驶的当前车道为最左侧车道，也就是车辆无法进行左变道，因此确定车辆在可行驶区域内为准备右变道状态，当目标车道中存在障碍物无法完成变道时，将车辆向目标车道偏移，也就是控制车辆逐渐靠近目标车道，进而进行变道路径的优化求解。

进一步地，基于障碍物信息和车辆的状态信息得到车辆可行驶区域内的变道路径，也就是根据障碍物位置、障碍物移动情况以及车辆当前的位置信息，规划一条可以避开所有障碍物，在可行驶区域内顺利进行变道的变道路径，以避免车辆与障碍物发生碰撞。

可以理解的是，在车辆在空间边界所约束的可行驶区域内可能存在不止一条变道路径，从多条候选的变道路径中，选择效率更高的路径作为变道路径，实现车辆的高效变道。

在一些实施例中，当确定车辆存在变道意图时，本申请实施例中还可以更新车辆状态，例如产生变道意图时状态为“准备变道”(Prepare Change Lane)；在变道过程中，状态会通过“保持车道”(Cruise)”转换为“准备变道”，并且“准备变道”还包括“准备左变道”(Prepare left)和“准备右变道”(Prepare right)。如图2C所示，车辆准备向左侧车道进行变道，即为“准备左变道”状态，如图2D所示，车辆准备向右侧车道进行变道，即为“准备右变道”状态。

本公开实施例中，车辆的状态可以包括保持车道、变道、准备变道、准备左变道和准备右变道等状态，状态之间可以进行转换，如图2E所示，车辆的状态机示意图，例如，车辆可以从保持车道状态切换至变道状态，例如，在确定到合适的换道时机时，将保持车道状态切换至变道状态。车辆也可以从变道状态切换至保持车道状态，例如，在换道过程中出现异常或者碰撞风险时，可以从变道状态切换至保持车道状态。车辆也可以从保持车道状态切换至准备变道状态，例如确定车辆存在变道意图时，可以从保持车道状态切换至准备变道状态。

在一些实施例中，若控制车辆按照第二目标速度曲线在变道路径上进行换道出现换道失败，控制车辆从变道状态重新进入车道保持状态，并返回执行确定车道保持路径和变道路径及后续操作等待下一换道时机。也就是说，若由于变道路径危险未完成变道，可以控制车辆从变道状态重新进入车道保持状态，并在车道保持状态下进行分析，例如切换为准备左变道/准备右变道状态，在准备左变道/准备右变道状态下，确定车道保持路径和变道路径，进而等待下一换道实际进行换道。

进一步地，在重新进入车道保持状态之后，可以获取车辆的车身信息和当前车道的宽度，并基于车身信息和当前车道的宽度，确定路径偏移量；基于路径偏移量，对当前车道的可行驶区域进行调整，其中在调整后可行驶区域内重新确定车道保持路径和变道路径。也就是说，在重新确定车道保持路径和变道路径时，需要确定车辆的路径偏移量，基于路径偏移量对可行驶区域调整并再次确定车道保持路径和变道路径。

可选地，路径偏移量offset的计算可以为：

offset＝0.5*(lane

其中，lane

可选地，车辆边界安全阈值safe

可以理解的是，该偏移量是车辆在准备左变道/准备右变道时向目标车道偏移的量，在规划车道保持路径时，需要考虑到车辆的偏移量进行规划，以得到更加准确的车道保持路径。

S204，确定车辆在车道保持路径下的第一目标速度曲线和变道路径下的第二目标速度曲线。

本公开实施例中，步骤S204的实现方法可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

S205，基于车道保持路径和第一目标速度曲线，以及变道路径和第二目标速度曲线，控制车辆从当前车道换道至目标车道。

本公开实施例中，步骤S205的实现方法可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

在本公开实施例中，通过车辆的位置信息确定多个候选换道间隙，对候选换道间隙评估得到效果更好的目标换道间隙，基于目标换道间隙的障碍物信息和车辆的位置信息，规划车辆可以避开障碍物的车道保持路径和变道路径，并且在变道路径的规划时，通过空间边界确定车辆的可行驶区域，使得确定的变道路径是准确可行驶的路径，提高车辆换道的控制效果。

图3是本公开实施例所提供的另一种车辆的换道控制方法的流程图。在上述实施例的基础之上，对第一目标速度曲线的确定过程进行解释说明，如图3所示，该方法包括：

S301，基于车辆的速度采样点，对车道保持路径进行速度曲线规划，得到车道保持路径下的第一候选速度曲线。

在一些实施例中，车辆的速度采样点是指车辆在车道保持路径下的某些时刻的采样速度，用于反映车辆在车道保持路径下的行驶速度。

在一些实施例中，可以基于车辆的速度采样点对车道保持路径进行速度曲线规划。也就是说，在车道保持路径上进行速度采样，从而进行速度规划得到多个不同速度的第一候选速度曲线，例如采用当前速度在车道保持路径上行驶，加速在车道保持路径上行驶或者减速在车道保持路径上行驶等不同的情况得到第一候选速度曲线，车辆在每个第一候选速度曲线下行驶均可以实现靠近目标车道。

S302，从第一候选速度曲线中确定第一目标速度曲线。

可选地，可以从第一候选速度曲线中筛选满足安全条件的第二候选速度曲线；从第二候选速度曲线中选取最优速度轨迹，作为第一目标速度曲线，以确保获取的第一目标速度曲线准确性更高，基于第一目标速度曲线控制车辆进行变道的效果更好。

在一些实施例中，可以根据障碍物信息，确定车辆的纵向安全换道位置；从第一候选速度曲线中，确定可使车辆行驶到纵向安全换道位置的第二候选速度曲线。可以理解的是，纵向安全换道位置应与前车和后车都存在一定的距离，以确保可以进行安全的换道；也就是说，可以采样生成多个第一候选速度曲线，根据目标车道的目标换道间隙找到对应的前方、后方障碍物；基于前后方障碍物预测轨迹判断自车的多个第一候选速度曲线中是否存在未来令自车(通过加速超过后方障碍物或减速与前方障碍物拉开安全距离)行驶到纵向安全换道位置的第二候选速度曲线，也即是满足安全条件的第二候选速度曲线，若存在第二候选速度曲线则进行保留，将第二候选速度曲线传入神经网络模型进行打分，选择最优速度轨迹，作为第一目标速度曲线。

可选地，若未确定出第二候选速度曲线，重新从第一候选速度曲线中筛选第四候选速度曲线，作为第二候选速度曲线，其中车辆在第四候选速度曲线下行驶时处于减速状态。也就是说，在第一候选速度曲线中，不存在可以使车辆行驶到纵向安全换道位置的第二候选速度曲线，则重新从第一候选速度曲线中筛选第四候选速度曲线，该第四候选速度曲线是车辆处于减速状态，以使得车辆可以在未来让过后方快速移动车辆的第四候选速度曲线，作为第二候选速度曲线，将第二候选速度曲线传入神经网络模型进行打分，选择最优速度轨迹，作为第一目标速度曲线，确保车辆行驶的安全并选取更可靠的速度轨迹进行分析，提高车辆控制效果。

如图3A所示，在获取到目标换道间隙之后，也就是确定gap信息之后，利用gap信息进行路径规划求解贴近gap的路径，也就是车道保持路径；进一步基于速度规划模块规划速度曲线，基于采样确定多条候选轨迹，根据gap信息确定前方和后方障碍物，从多条候选轨迹中筛选可以加速超过后方障碍物或减速与前方障碍物拉开安全距离的安全轨迹，若存在安全轨迹则进一步判断自车与前后方障碍物的相对状态是否满足换道安全约束，将筛选后的符合安全约束的候选轨迹进行行为决策，进而对候选轨迹打分并选取出最优轨迹，也就是第一目标速度曲线；若不存在安全轨迹，则找到并保存令自车能够在未来让过后方快速障碍物的候选轨迹，进而对候选轨迹打分并选取出最优轨迹，得到决策结果。

在本公开实施例中，通过速度采样点规划车道保持路径下的第一候选速度曲线，从第一候选速度曲线中筛选满足安全条件的第二候选速度曲线，并对第二筛选速度曲线中确定最优速度轨迹得到第一目标速度曲线，根据第一目标速度曲线进行车辆控制，确保车辆行驶在安全的速度下，并且可以避让所有的障碍物，实现高效安全的车辆换道，提升对车辆的控制效果。

图4是本公开实施例所提供的另一种车辆的换道控制方法的流程图。在上述实施例的基础之上，对第二目标速度曲线的确定过程进行解释说明，如图4所示，该方法包括：

S401，基于车辆的速度采样点，对变道路径进行速度曲线规划，得到变道路径下的第五候选速度曲线。

在一些实施例中，基于车辆的速度采样点对变道路径进行速度曲线规划，也就是基于不同的速度确定不同的第五候选速度曲线，车辆在每个第五候选速度曲线下均可以用于实现车道变更。

S402，从第五候选速度曲线中确定第二目标速度曲线。

可选地，可以基于障碍物信息和车辆的位置信息，从第五候选速度曲线中筛选未存在碰撞风险的第六候选轨迹；从第六候选轨迹中选取最优轨迹，作为第二目标速度曲线。也就是说，基于障碍物的位置信息和车辆的当前位置信息，从第五候选速度曲线中确定不存在碰撞风险的第六候选轨迹，从第六候选轨迹中选取最优轨迹作为第二目标速度曲线。

在一些实施例中，可以将第六候选轨迹输入神经网络模型中进行打分，基于打分结果确定最优轨迹作为第二目标速度曲线，以确保车辆可以安全的避让所有的障碍物。

在一些实施例中，打分可以根据车辆基于该第六候选轨迹行驶变道所需要避让的障碍物次数以及基于该第六候选轨迹行驶变道的效率等信息进行打分，避让的障碍物越少且效率越高的第六候选轨迹，对应的打分越高，打分最高的第六候选轨迹为最优轨迹，从而得到安全、快速行驶的第二目标速度曲线。

如图4A所示，在获取到目标换道间隙之后，也就是获取到gap信息之后，根据gap信息进行路径规划求解驶入目标车道的路径，也就是变道路径，同时会基于gap信息中的边界以及障碍物等信息确定车辆的可行驶区域，确定车辆在可行驶区域中的变道路径，进一步基于速度规划模块规划速度曲线，基于采样确定多条候选轨迹，对候选轨迹进行碰撞检测，将可能存在碰撞的候选轨迹进行删除，也就是碰撞轨迹剪枝，将剩余候选轨迹进行打分并选取出最优轨迹，得到决策结果。

在本公开实施例中，通过速度采样点规划变道路径下的从第五候选速度曲线中确定第六候选轨迹，并从第六候选轨迹中选取最优轨迹得到第二目标速度曲线，根据第二目标速度曲线进行车辆控制，确保车辆行驶在安全的速度下，并且可以避让所有的障碍物，实现高效安全的车辆换道，提升对车辆的控制效果。

图5是本公开实施例所提供的另一种车辆的换道控制方法的流程图。如图5所示，该方法包括：

S501,对车辆的换道意图进行识别，并在识别车辆存在换道意图，确定车辆保持在当前车道行驶且逐渐靠近目标车道的车道保持路径，以及从当前车道换道至目标车道的变道路径。

本公开实施例中，步骤S501的实现方法可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

S502，确定车辆在车道保持路径下的第一目标速度曲线和变道路径下的第二目标速度曲线。

本公开实施例中，步骤S502的实现方法可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

S503，控制车辆按照第一目标速度曲线在车道保持路径上行驶以靠近目标车道。

在确定出第一目标速度曲线之后，控制车辆按照第一目标速度曲线在车道保持路径上行驶，也就是按照第一目标速度曲线中的速度在车道保持路径上行驶，可以确保车辆顺利的避让所有的障碍物并进行安全行驶，从而使得车辆靠近目标车道，在合适的换道时机时，直接进行车道的变换到达目标车道，确保车辆的行驶效果。

在一些实施例中，还可以获取以第一目标速度曲线在车道保持路径上行驶时车辆与目标换道间隙内障碍物的相对位置状态，响应于相对位置状态满足安全换道约束，则生成允许换道的指示信息。也就是说，获取车辆在车道保持路径上行驶时，车辆与障碍物的相对位置情况，判断车辆是否与障碍物存在碰撞风险，若不存在碰撞风险，可认为车辆和障碍物的相对位置状态满足安全换道约束，可以生成允许换道的指示信息，用于指示车辆进行换道，也就是指示车辆在变道路径上行驶，以完成车辆的变道。

S504，确定车辆的换道时机，并从换道时机开始，控制车辆按照第二目标速度曲线在变道路径上行驶，以从当前车道换道至目标车道。

可选地，车辆的换道时机也就是车辆可以进行换道的时机。可以理解的是，车辆的换道时机应是车辆行驶安全的情况下，也就是车辆处于目标换道间隙，且车辆与前车和后车的距离都满足安全距离的时机；在达到换道时机时，开始控制车辆进行车道变换。

可选地，可以判断车辆按照第二目标速度曲线在变道路径上行驶是否安全；响应车辆行驶安全，控制车辆按照第二目标速度曲线在变道路径上行驶。也就是判断车辆按照第二目标速度曲线在变道路径上进行行驶，是否会与障碍物存在碰撞风险，若不存在碰撞风险，可以认为车辆按照第二目标速度曲线在变道路径上行驶较为安全，在车辆行驶安全时，控制车辆在变道路径上进行行驶，避免车辆行驶发生意外。

可选地，若控制车辆按照第二目标速度曲线在变道路径上进行换道出现换道失败，控制车辆从变道状态重新进入车道保持状态，并返回执行确定车道保持路径和变道路径及后续操作等待下一换道时机。也就是说，若由于变道路径危险未完成变道，可以控制车辆从变道状态重新进入车道保持状态，并在车道保持状态下进行分析，例如切换为准备左变道/准备右变道状态，在准备左变道/准备右变道状态下，基于车辆的位置信息以及障碍物信息等确定车道保持路径和变道路径，在车辆在当前车道的行驶过程中再次进行换道时机的获取，在到达下一换道时机控制车辆进行换道，提升车辆通行效率。

进一步地，在重新进入车道保持状态之后，可以获取车辆的车身信息和当前车道的宽度，并基于车身信息和当前车道的宽度，确定路径偏移量；基于路径偏移量，对当前车道的可行驶区域进行调整，其中在调整后可行驶区域内重新确定车道保持路径和变道路径。也就是说，在重新确定车道保持路径和变道路径时，需要确定车辆的路径偏移量，基于路径偏移量对可行驶区域调整并再次确定车道保持路径和变道路径，确保路径规划的可行性。

如图5A所示，为本公开实施例所提供的一种车辆变道行为决策的逻辑图，在车辆产生换道意图时，进行LK/LC轨迹规划，也就是确定第一目标速度曲线和第二目标速度曲线，进一步地进行代价评估，判断规划的轨迹是否安全，也就是换道轨迹是否安全，在安全时进行换道，在不安全时进行车道保持并等待下一换道时机。

在本公开实施例中，在确定第一目标速度曲线和车道保持路径后，控制车辆按照第一目标速度曲线在车道保持路径上行驶，并实时监控车辆和障碍物之间的相对位置，判断是否生成换道指示，或者判断是否为换道时机，在生成换道指示/到达换道时机，且车辆在按照第二目标速度曲线在变道路径上行驶安全时，控制车辆在变道路径上进行行驶，确保了车辆行驶的安全以及换道实际决策的准确性，提高控制车辆换道的效果；同时，在车辆换道失败时，及时控制车辆重新进入当前车道，并再次等待下一换道时机，降低自动驾驶系统出现碰撞与急刹的概率，提升自动驾驶车辆的通行效率与驾乘舒适性。

图6是本公开实施例所提供的一种车辆的换道控制方法的流程图。如图6所示，该方法包括：

S601，对车辆的换道意图进行识别。

本申请实施例中，步骤S601的实现方法可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

S602，在识别车辆存在换道意图，基于车辆的位置信息，获取车辆的目标换道间隙。

本申请实施例中，步骤S602的实现方法可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

S603，基于目标换道间隙的障碍物信息，确定车辆的车道保持路径和变道路径。

本申请实施例中，步骤S603的实现方法可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

S604，基于车辆的速度采样点，对车道保持路径进行速度曲线规划，得到车道保持路径下的第一候选速度曲线。

本申请实施例中，步骤S604的实现方法可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

S605，从第一候选速度曲线中确定第一目标速度曲线。

本申请实施例中，步骤S605的实现方法可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

S606，基于车辆的速度采样点，对变道路径进行速度曲线规划，得到变道路径下的第五候选速度曲线。

本申请实施例中，步骤S606的实现方法可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

S607，从第五候选速度曲线中确定第二目标速度曲线。

本申请实施例中，步骤S607的实现方法可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

S608，控制车辆按照第一目标速度曲线在车道保持路径上行驶以靠近目标车道。

本申请实施例中，步骤S608的实现方法可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

S609，确定车辆的换道时机，并从换道时机开始，控制车辆按照第二目标速度曲线在变道路径上行驶，以从当前车道换道至目标车道。

本申请实施例中，步骤S609的实现方法可以分别采用本公开的各实施例中的任一种方式实现，在此并不对此作出限定，也不再赘述。

在本公开实施例中，在识别出车辆存在换道意图时，通过车辆的位置信息确定效果更好的目标换道间隙，基于目标换道间隙的障碍物信息和车辆的位置信息，规划车辆可以避开障碍物的车道保持路径和可行驶区域内的变道路径；通过速度采样点规划车道保持路径下的第一目标速度曲线和第二目标速度曲线，确保车辆行驶在安全的速度下，控制车辆按照第一目标速度曲线在车道保持路径上行驶，并实时监控车辆和障碍物之间的相对位置，判断是否生成换道指示，或者判断是否为换道时机，在生成换道指示/到达换道时机，且车辆在按照第二目标速度曲线在变道路径上行驶安全时，控制车辆在变道路径上进行行驶，确保了车辆行驶的安全以及换道实际决策的准确性，降低自动驾驶系统出现碰撞与急刹的概率，提升自动驾驶车辆的通行效率与驾乘舒适性，提高控制车辆换道的效果。

图7为本公开实施例所提供的一种决策模块和速度规划模块的整体逻辑图，决策模块用于识别车辆的变道意图，根据变道意图进行状态更新以及目标车道gap的计算，也就是目标换道间隙的获取，根据目标换道间隙中的障碍物信息和边界信息等确定车道保持路径和变道路径，对准备换道信息进行更新，速度规划模块用于对第一目标速度曲线和第二目标速度曲线进行获取，也就是通过LK轨迹采样/LC轨迹采样分别得到对应的候选轨迹，对候选轨迹进行筛选并进行打分确定最优轨迹，在经过变道空间安全检查后确定符合安全约束的最优轨迹，得到第一目标速度曲线和第二目标速度曲线，完成对车辆速度的规划；基于车辆速度规划的输出结果进行变道安全状态更新，例如变道或切换成保持变道等，最终输出是否变道的决策，并且在变道时，控制车辆按照输出的第一目标速度曲线和第二目标速度曲线在车道保持路径和变道路径行驶，以顺利完成车辆的变道。

图8为本公开实施例所提供的一种车辆的换道控制装置的结构示意图。如图8所示，该车辆的换道控制装置800包括：

第一获取模块801，用于对车辆的换道意图进行识别，并在识别车辆存在换道意图，确定车辆保持在当前车道行驶且逐渐靠近目标车道的车道保持路径，以及从当前车道换道至目标车道的变道路径；

第二获取模块802，用于确定车辆在车道保持路径下的第一目标速度曲线和变道路径下的第二目标速度曲线；

控制模块803，用于基于车道保持路径和第一目标速度曲线，以及变道路径和第二目标速度曲线，控制车辆从当前车道换道至目标车道。

在一些实现中，装置800还包括：

基于车辆的位置信息，获取车辆的目标换道间隙；

基于目标换道间隙的障碍物信息，确定车辆的车道保持路径和变道路径。

在一些实现中，装置800，包括：

根据车辆的位置信息生成候选换道间隙，并对候选换道间隙进行评估，得到候选换道间隙的评估结果；

基于评估结果从候选换道间隙中，确定车辆的目标换道间隙。

在一些实现中，第二获取模块802，包括：

基于车辆的速度采样点，对车道保持路径进行速度曲线规划，得到车道保持路径下的第一候选速度曲线；

从第一候选速度曲线中确定第一目标速度曲线。

在一些实现中，第二获取模块802，包括：

从第一候选速度曲线中筛选满足安全条件的第二候选速度曲线；

从第二候选速度曲线中选取最优速度轨迹，作为第一目标速度曲线。

在一些实现中，第二获取模块802，包括：

根据障碍物信息，确定车辆的纵向安全换道位置；

从第一候选速度曲线中，确定可使车辆行驶到纵向安全换道位置的第二候选速度曲线。

在一些实现中，装置800还包括：

若未确定出第二候选速度曲线，重新从第一候选速度曲线中筛选第四候选速度曲线，作为第二候选速度曲线，其中车辆在第四候选速度曲线下行驶时处于减速状态。

在一些实现中，第二获取模块802，包括：

基于车辆的速度采样点，对变道路径进行速度曲线规划，得到变道路径下的第五候选速度曲线；

从第五候选速度曲线中确定第二目标速度曲线。

在一些实现中，第二获取模块802，包括：

基于障碍物信息和车辆的位置信息，从第五候选速度曲线中筛选未存在碰撞风险的第六候选轨迹；

从第六候选轨迹中选取最优轨迹，作为第二目标速度曲线。

在一些实现中，控制模块803，包括：

控制车辆按照第一目标速度曲线在车道保持路径上行驶以靠近目标车道；

确定车辆的换道时机，并从换道时机开始，控制车辆按照第二目标速度曲线在变道路径上行驶，以从当前车道换道至目标车道。

在一些实现中，控制模块803，包括：

判断车辆按照第二目标速度曲线在变道路径上行驶是否安全；

响应车辆行驶安全，控制车辆按照第二目标速度曲线在变道路径上行驶。

在一些实现中，控制装置803，还包括：

获取以第一目标速度曲线在车道保持路径上行驶时车辆与目标换道间隙内障碍物的相对位置状态，响应于相对位置状态满足安全换道约束，则生成允许换道的指示信息。

在一些实现中，装置800还包括：

控制车辆按照第二目标速度曲线在变道路径上进行换道出现换道失败，控制车辆从变道状态重新进入车道保持状态，并返回执行确定车道保持路径和变道路径及后续操作等待下一换道时机。

在一些实现中，装置800还包括：

获取车辆的车身信息和当前车道的宽度，并基于车身信息和当前车道的宽度，确定路径偏移量；基于路径偏移量，对当前车道的可行驶区域进行调整，其中在调整后可行驶区域内重新确定车道保持路径和变道路径。

在一些实现中，第一获取模块801，包括：

根据目标换道间隙的障碍物信息和车辆的状态信息进行路径优化求解，得到车道保持路径。

在一些实现中，第一获取模块801，包括：

基于与当前时刻临近多帧的障碍物信息，确定车辆的空间边界；

基于障碍物信息和车辆的状态信息，优化求解车辆在空间边界所约束的可行驶区域内的变道路径。

在本公开实施例中，在识别出车辆存在换道意图时，确定车辆的车道保持路径和变道路径，对车辆换道所需经过的车道保持路径和变道路径进行决策和规划，通过确定对应的第一目标速度曲线和第二目标速度曲线行驶，避免车辆在换道过程中与其他障碍物存在碰撞，确保车辆可以安全的换道，对车辆的控制效果更好。

本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的获取，存储和应用等，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

图9示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备900的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图9所示，设备900包括计算单元901，其可以根据存储在只读存储器(ROM)902中的计算机程序或者从存储单元907加载到随机访问存储器(RAM)903中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 903中，还可存储设备900操作所需的各种程序和数据。计算单元901、ROM 902以及RAM 903通过总线904彼此相连。输入/输出(I/O)接口905也连接至总线904。

设备900中的多个部件连接至I/O接口905，包括：输入单元906，例如键盘、鼠标等；输出单元907，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元908，例如磁盘、光盘等；以及通信单元909，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元909允许设备900通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元901可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元901的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元901执行上文所描述的各个方法和处理，例如车辆的换道控制方法。例如，在一些实施例中，车辆的换道控制方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元908。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 902和/或通信单元909而被载入和/或安装到设备900上。当计算机程序加载到RAM 903并由计算单元901执行时，可以执行上文描述的车辆的换道控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元901可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行车辆的换道控制方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。