具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对于商用车而言，成本和安全永远是物流运输行业的核心要素。对于成本，人工成本和油耗占据主导定位；对于安全，人为因素导致的事故占据70％，这两点也是驱动商用车自动驾驶的根本动力。但目前自动驾驶决策技术还不够智慧，此外，区分一个系统是否为自动驾驶便是要看该系统是否有决策部分。因此，如何能让自动驾驶决策更智能成为目前自动驾驶领域的关键点。目前，决策有两种主流方案：rule-based方法和end-to-end方法。其中，end-to-end的AI(Artificial Intelligence，人工智能)方法虽然更加智慧，但它仅仅依赖于概率推理，失去了透明性，而决策面临最大的挑战是如何才能达到自动驾驶所要求的安全性和可靠性，因此该方法还有待提高，采用该方式难以满足自动驾驶所要求的可靠性和安全性。

基于此，本发明实施例提供了一种车辆换道方法、装置和电子设备，该技术可以应用于自动驾驶的换道决策中，尤其可以应用于商用车的主动和被动换道决策中。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种车辆换道方法进行详细介绍；如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取当前车辆参数信息及当前车辆所处环境信息。

上述当前车辆参数信息可以是当前车辆自身状态信息，比如，是否接收到拨杆信号等；上述当前车辆所处环境信息可以包括障碍物信息和地图信息等，如当前车辆与终点的距离，当前车辆与匝道之间的距离，车道线的线型等。在实际实现时，当前车辆默认处于巡航状态，当需要对当前车辆进行换道时，需要先获取车辆自身状态、障碍物信息和地图信息等相关车辆参数信息及当前车辆所处环境信息。

步骤S104，判断当前车辆参数信息和当前车辆所处环境信息是否满足第一预设条件。

上述第一预设条件可以根据实际需求进行设置，当获取到上述当前车辆参数信息和当前车辆所处环境信息后，需要判断获取到的信息是否满足第一预设条件，比如，判断是否未接收到拨杆信号，当前车辆与终点的距离是否超过预设距离，当前车辆与匝道之间的距离是否超过预设距离，车道线的线型是否为允许换道的线型等。

步骤S106，如果满足第一预设条件，计算当前车辆与目标车辆之间的距离值和碰撞时间；其中，目标车辆包括以下至少一种：处于自车道的前车，在当前车辆前方汇入或汇出的车辆，处于目标车道的前车或后车，在当前车辆与目标车道的前车或后车之间汇入或汇出的车辆。

如果满足上述第一预设条件，比如，当前车辆未接收到拨杆信号，且当前车辆与终点的距离超过预设距离，且当前车辆与匝道之间的距离超过预设距离，且车道线的线型为允许换道的线型，则当前车辆可以进入换道准备状态；在当前车辆处于换道准备状态时，需要先判断是否满足换道ODD(Operational Design Domain，设计运行域)，具体的，换道ODD通常需要考虑当前车辆与自车道的前车之间的距离和TTC(Time To Collision，碰撞时间)，当前车辆与自车道中当前车辆前方汇入/汇出的车辆之间的距离和TTC，当前车辆与目标车道的前后车之间的距离和TTC，以及在当前车辆与目标车道的前后车之间汇入/汇出的车辆之间的距离和TTC等。

步骤S108，如果距离值和碰撞时间满足第二预设条件，控制当前车辆向目标车道换道。

上述第二预设条件通常包括距离阈值和碰撞时间阈值，不同工况下的目标车辆所对应的第二预设条件通常也不同，具体可以根据实际需求进行设置；如果判断距离值和碰撞时间满足第二预设条件，可以控制当前车辆进入换道状态，具体的，如果当前车辆与自车道的前车之间的距离和TTC满足对应的预设条件，当前车辆与自车道中当前车辆前方汇入/汇出的车辆之间的距离和TTC满足对应的预设条件，当前车辆与目标车道的前后车之间的距离和TTC满足对应的预设条件，以及在当前车辆与目标车道的前后车之间汇入/汇出的车辆之间的距离和TTC满足对应的预设条件，可以控制当前车辆进入换道状态。

上述车辆换道方法，获取当前车辆参数信息及当前车辆所处环境信息。判断当前车辆参数信息和当前车辆所处环境信息是否满足第一预设条件。如果满足第一预设条件，计算当前车辆与目标车辆之间的距离值和碰撞时间；其中，目标车辆包括以下至少一种：处于自车道的前车，在当前车辆前方汇入或汇出的车辆，处于目标车道的前车或后车，在当前车辆与目标车道的前车或后车之间汇入或汇出的车辆。如果距离值和碰撞时间满足第二预设条件，控制当前车辆向目标车道换道。该方式在判断当前车辆参数信息和当前车辆所处环境信息是否满足第一预设条件后，会继续判断当前车辆与目标车辆之间的距离值和碰撞时间是否满足第二预设条件，如果满足，就可以控制当前车辆向目标车道换道，该方式稳定性较好，可以适用于各种工况，采用该方式对车辆进行换道决策，可以满足自动驾驶的可靠性和安全性要求。

本发明实施例还提供了另一种车辆换道方法，该方法在上述实施例方法的基础上实现；如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤S202，获取当前车辆参数信息及当前车辆所处环境信息。

步骤S204当前车辆参数信息和当前车辆所处环境信息是否满足第一预设条件。

步骤S206满足第一预设条件，计算当前车辆与目标车辆之间的距离值和碰撞时间；其中，目标车辆包括以下至少一种：处于自车道的前车，在当前车辆前方汇入或汇出的车辆，处于目标车道的前车或后车，在当前车辆与目标车道的前车或后车之间汇入或汇出的车辆。

步骤S208，如果距离值和碰撞时间满足第二预设条件，控制当前车辆向目标车道换道。

步骤S210，在控制当前车辆向目标车道换道的过程中，如果接收到第一信号，判断当前车辆的至少一部分是否进入目标车道；其中，第一信号包括：取消换道信号和/或目标车道行驶参考线规划失败信号。

上述取消换道信号可以理解为驾驶员执行取消换道操作时所生成的信号；上述目标车道行驶参考线也可以称为推荐参考线，当在推荐参考线上规划失败时可以生成上述目标车道行驶参考线规划失败信号；在控制当前车辆向目标车道换道，当前车辆进入换道状态后，通常会实时监测是否有规划失败操作或取消换道操作，如果有，在接收到取消换道信号或目标车道行驶参考线规划失败信号后，可以控制当前车辆进入换道失败或取消换道的状态，在进入该状态后，通常会判断当前车辆的至少一部分是否进入目标车道，也可以理解为判断当前车辆是否跨到目标车道。

步骤S212，如果当前车辆的至少一部分进入目标车道，控制当前车辆向目标车道换道。

步骤S214，如果当前车辆的至少一部分未进入目标车道，控制当前车辆在自车道行驶。

如果当前车辆的至少一部分进入目标车道，可以理解为当前车道跨到了目标车道，这时通常会控制当前车辆继续换道至目标车道，以在目标车道行驶；如果当前车辆的至少一部分未进入目标车道，也可以理解为当前车辆并没有跨到目标车道，这时通常会控制当前车辆继续在自车道行驶。

需要说明的是，当判断当前车辆参数信息和当前车辆所处环境信息满足第一预设条件，当前车辆进入换道准备状态后，通常也会实时捕捉拨杆信号，判断驾驶员是否取消换道操作，如果取消，则直接进入取消换道状态，通常也会按照本实施例中的方式，确定是否控制当前车辆继续换道至目标车道还是保持在自车道行驶。

上述车辆换道方法，在控制当前车辆向目标车道换道的过程中，如果接收到第一信号，可以通过判断当前车辆的至少一部分是否进入目标车道，来确定是否控制当前车辆继续换道至目标车道还是保持在自车道行驶，该方式稳定性较好，可以适用于各种工况，采用该方式对车辆进行换道决策，可以满足自动驾驶的可靠性和安全性要求。

本发明实施例还提供了另一种车辆换道方法，该方法在上述实施例方法的基础上实现；如图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤S302，获取当前车辆参数信息及当前车辆所处环境信息。

步骤S304，判断当前车辆参数信息和当前车辆所处环境信息是否满足第一预设条件。

步骤S306，如果满足第一预设条件，计算当前车辆与目标车辆之间的距离值和碰撞时间；其中，目标车辆包括以下至少一种：处于自车道的前车，在当前车辆前方汇入或汇出的车辆，处于目标车道的前车或后车，在当前车辆与目标车道的前车或后车之间汇入或汇出的车辆。

步骤S308，如果距离值和碰撞时间满足第二预设条件，控制当前车辆向目标车道换道。

步骤S310，在控制当前车辆向目标车道换道的过程中，计算当前车辆与目标车道中心线之间的侧向距离、当前车辆航向角，以及目标车道的车道线航向角。

上述侧向距离可以是选取当前车辆上与目标车道中心线距离最近的点，计算该点在地面上的投影与目标车道中心线之间的垂直距离；上述当前车辆航向角通常指在地面坐标系下，车辆质心速度与横轴的夹角；在实际实现时，在控制当前车辆向目标车道换道，当前车辆进入换道状态后，通常会实时判断车辆是否到达目标车道，此时，通常需要先计算当前车辆与目标车道中心线之间的侧向距离、当前车辆航向角，以及目标车道的车道线航向角。

步骤S312，如果侧向距离小于第一阈值，当前车辆航向角小于第二阈值，且车道线航向角小于第三阈值，确定当前车辆已换道至目标车道。

上述第一阈值、第二阈值和第三阈值都可以根据实际需求进行设置，在实际实现时，当所计算的侧向距离小于第一阈值，且当前车辆航向角和车道线航向角都小于一定范围时，可以认为当前车辆已换道至目标车道，在当前车辆换道至目标车道后，通常会重新进入巡航状态；如果当前车辆还没有换道至目标车道，则维持换道状态。

需要说明的是，当前车辆进入换道状态后，在接收到取消换道信号或目标车道行驶参考线规划失败信号，控制当前车辆进入换道失败或取消换道的状态时，通常也会通过本实施例中的方式实时判断当前车辆是否已换道至目标车道，如果是，通常也会控制当前车辆重新进入巡航状态。

步骤S314，在控制当前车辆向目标车道换道的过程中，控制当前车辆按照预先规划好的目标车道行驶参考线行驶。

在对当前车辆进行换道决策的过程中，除了会更新当前车辆换道过程中的所处状态外，通常还会更新决策信息，该决策信息包括参考线、自车道前车和目标车道的前后车、以及横纵向的推荐动作和最晚完成动作的时间，其中横向动作包括车道保持、左换道和右换道，纵向动作包括保持间距、等待间距和追上间距。

当当前车辆处于换道状态下时，推荐参考线通常为目标车道的参考线，默认参考为离自车位置最近的参考线，该默认参考线通常是自车道的参考线。当车辆处于除换道状态外的其他状态时，推荐参考线和默认参考线通常是离自车位置最近的参考线。

步骤S316，如果不满足第一预设条件，控制当前车辆在自车道行驶。

在实际实现时，如果不满足第一预设条件，比如，当前车辆接收到拨杆信号，或者，当前车辆与终点的距离小于预设距离，或者，当前车辆与匝道之间的距离小于预设距离，或者，车道线的线型为不允许换道的线型，如黄线或实线等，这时通常会认为换道失败，这时当前车辆通常会继续保持换道准备状态，在自车道继续行驶。

上述车辆换道方法，在控制当前车辆向目标车道换道的过程中，如果计算的当前车辆与目标车道中心线之间的侧向距离小于第一阈值，当前车辆航向角小于第二阈值，且车道线航向角小于第三阈值，确定当前车辆已换道至目标车道，在控制当前车辆向目标车道换道的过程中，控制当前车辆按照预先规划好的目标车道行驶参考线行驶。该方式稳定性较好，可以适用于各种工况，采用该方式对车辆进行换道决策，可以满足自动驾驶的可靠性和安全性要求。

为进一步理解上述实施例，下面提供如图4所示的一种换道决策状态示意图，主要包括更新换道状态和更新决策信息，其中，实线表示更新换道状态，虚线表示更新决策信息；具体的，更新换道状态主要包括以下步骤：

S1：车辆默认处于巡航状态，实时根据车辆自身状态、障碍物信息和地图信息等判断是否进入换道准备阶段；比如，当前车辆未接收到拨杆信号，且当前车辆与终点的距离超过预设距离，且当前车辆与匝道的距离超过预设距离，且边界线类型有效。

S2：当车辆处于换道准备阶段时，则首先进行ODD检查，判断换道ODD是否满足，具体地，换道ODD会考虑自车道前车、自车道前方汇入/汇出的车辆、目标车道的前后车以及在两者之间的汇入/汇出的障碍物的距离和TTC，如时间计数>＝3s等。如果满足，则进入到换道中；如果不满足，则认为是换道失败。同时实时捕捉拨杆信号，判断驾驶员是否取消换道操作，如果取消，则直接进入取消换道；

S3：当车辆处于换道中，则实时判断车辆是否到达目标车道，如果到达，则又进入到巡航状态；如果没有到达，则维持换道中的状态。并实时检测是否有规划失败(在推荐参考线上规划失败)或取消换道的操作，如果有，则进入到换道失败或取消换道的状态；

S4：当车辆处于换道失败或取消换道的状态时，在进入该状态后，通常会判断当前车辆的至少一部分是否进入目标车道，也可以理解为判断当前车辆是否跨到目标车道。如果当前车辆的至少一部分进入目标车道，控制当前车辆向目标车道换道。实时判断车辆是否到达目标车道，如果是，则回到巡航状态。如果当前车辆的至少一部分未进入目标车道，控制当前车辆在自车道行驶。

更新决策信息，决策信息包括参考线、自车道前车和目标车道的前后车、以及横纵向的推荐动作和最晚完成动作的时间，其中横向动作包括车道保持、左换道和右换道，纵向动作包括保持间距、等待间距和追上间距。主要包括以下步骤：

S5：当车辆处于换道状态下，推荐参考线为目标车道，默认参考为离自车位置最近的参考线；

S6：当车辆处于其他状态时，推荐参考线和默认参考线都为离自车位置最近的参考线。

该主被动换道决策方法具有良好的稳定性，能很好地适用于各种工况，可用于商用车的换道决策。

对应于上述方法实施例，下面提供如图5所示的一种车辆换道装置，装置包括：获取模块50，用于获取当前车辆参数信息及当前车辆所处环境信息；第一判断模块51，用于判断当前车辆参数信息和当前车辆所处环境信息是否满足第一预设条件；第一计算模块52，用于如果满足第一预设条件，计算当前车辆与目标车辆之间的距离值和碰撞时间；其中，目标车辆包括以下至少一种：处于自车道的前车，在当前车辆前方汇入或汇出的车辆，处于目标车道的前车或后车，在当前车辆与目标车道的前车或后车之间汇入或汇出的车辆；第一控制模块53，用于如果距离值和碰撞时间满足第二预设条件，控制当前车辆向目标车道换道。

上述车辆换道装置，获取当前车辆参数信息及当前车辆所处环境信息。判断当前车辆参数信息和当前车辆所处环境信息是否满足第一预设条件。如果满足第一预设条件，计算当前车辆与目标车辆之间的距离值和碰撞时间；其中，目标车辆包括以下至少一种：处于自车道的前车，在当前车辆前方汇入或汇出的车辆，处于目标车道的前车或后车，在当前车辆与目标车道的前车或后车之间汇入或汇出的车辆。如果距离值和碰撞时间满足第二预设条件，控制当前车辆向目标车道换道。该方式在判断当前车辆参数信息和当前车辆所处环境信息是否满足第一预设条件后，会继续判断当前车辆与目标车辆之间的距离值和碰撞时间是否满足第二预设条件，如果满足，就可以控制当前车辆向目标车道换道，该方式稳定性较好，可以适用于各种工况，采用该方式对车辆进行换道决策，可以满足自动驾驶的可靠性和安全性要求。

进一步的，该装置还用于：在控制当前车辆向目标车道换道的过程中，如果接收到第一信号，判断当前车辆的至少一部分是否进入目标车道；其中，第一信号包括：取消换道信号和/或目标车道行驶参考线规划失败信号；如果当前车辆的至少一部分进入目标车道，控制当前车辆向目标车道换道；如果当前车辆的至少一部分未进入目标车道，控制当前车辆在自车道行驶。

进一步的，该装置还用于：在控制当前车辆向目标车道换道的过程中，计算当前车辆与目标车道中心线之间的侧向距离、当前车辆航向角，以及目标车道的车道线航向角；如果侧向距离小于第一阈值，当前车辆航向角小于第二阈值，且车道线航向角小于第三阈值，确定当前车辆已换道至目标车道。

进一步的，该装置还用于：在控制当前车辆向目标车道换道的过程中，控制当前车辆按照预先规划好的目标车道行驶参考线行驶。

进一步的，该装置还用于：如果不满足第一预设条件，控制当前车辆在自车道行驶。

本发明实施例所提供的车辆换道装置，其实现原理及产生的技术效果和前述车辆换道方法实施例相同，为简要描述，车辆换道装置实施例部分未提及之处，可参考前述车辆换道方法实施例中相应内容。

本发明实施例还提供了一种电子设备，参见图6所示，该电子设备包括处理器130和存储器131，该存储器131存储有能够被处理器130执行的机器可执行指令，该处理器130执行机器可执行指令以实现上述车辆换道方法。

进一步地，图6所示的电子设备还包括总线132和通信接口133，处理器130、通信接口133和存储器131通过总线132连接。

其中，存储器131可能包含高速随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口133(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。总线132可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

处理器130可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器130中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器130可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器131，处理器130读取存储器131中的信息，结合其硬件完成前述实施例的方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质存储有机器可执行指令，该机器可执行指令在被处理器调用和执行时，该机器可执行指令促使处理器实现上述车辆换道方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的车辆换道方法、装置和电子设备的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。