本发明专利技术提供了一种自动驾驶的变道决策方法、装置和车辆，基于当前车辆所处的当前车道和当前车道的相邻车道，构造包含有当前车道和目标车道的可行车道序列；根据当前车辆的行驶状态，及当前车道和目标车道的障碍物信息，生成当前车道的ST图和目标车道的ST图；针对每种可行车道序列，根据当前可行车道序列中当前车道和目标车道的ST图，确定当前可行车道序列对应的变道轨迹；根据代价函数从每种可行车道序列对应的变道轨迹中，选取代价最小的变道轨迹为变道决策结果。该方式通过当前车辆的当前车道的ST图和目标车道的ST图，搜索可行车道序列的变道轨迹，该方式获得的变道轨迹是平顺且安全的，从而保证了变道决策和变道时机的合理性。性。性。
【技术实现步骤摘要】
自动驾驶的变道决策方法、装置和车辆
[0001]本专利技术涉及自动驾驶
，尤其是涉及一种自动驾驶的变道决策方法、装置和车辆。
技术介绍
[0002]决策规划就是自动驾驶系统的大脑，决策规划问题的本质是在时间域和空间域下的搜索问题，直接求解的复杂度过高，难以满足运算实时性要求。变道决策是自动驾驶系统决策规划的重要组成部分，在frenet坐标系下，自动驾驶车辆的变道需求直接在搜索问题中引入了横向维度，因此变道轨迹生成是决策规划算法的关键之一。变道决策要求考虑当前车道和目标车道的障碍物信息，部分场景下需考虑变道轨迹和变道时机的合理性，如目标车道车速过高，尽管满足碰撞时间要求，但不合理的变道轨迹会影响正常车流。
[0003]相关技术中提供了两种变道决策算法，一种是在车辆有变换动机时，计算换道收益值，然后基于换道收益值，输出换道决策结果，但是该方式在计算换道收益值时只考虑了目标车道的瞬时车速，容易生成不合理换道决策。第二种是首先确定智能车当前行驶的环境信息，进而基于第一决策规则和环境信息，生成第一换道决策，然后基于第一换道决策和第二决策规则，生成第二换道决策，该方法使用状态机给出换道决策，无法提供必要的换道信息，比如换道时机等，因此后续的轨迹生成会存在较大困难。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种自动驾驶的变道决策方法、装置和车辆，以提高自动驾驶车辆变道决策和变道时机的合理性。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种自动驾驶的变道决策方法，该方法包括：基于当前车辆所处的当前车道和当前车道的相邻车道，构造当前车辆的可行车道序列；该可行车道序列中包含有当前车道和目标车道，该目标车道为当前车道和相邻车道中的任意一个；根据当前车辆的行驶状态，以及当前车道和目标车道上的障碍物信息，生成当前车道的ST图和目标车道的ST图；该ST图用于指示当前车辆的行驶路程和时间的关系；针对每种可行车道序列，根据当前可行车道序列中当前车道的ST图和目标车道的ST图，确定当前可行车道序列对应的变道轨迹；根据预设的代价函数，从每种可行车道序列对应的变道轨迹中，选取代价最小的变道轨迹为变道决策结果。
[0006]在可选的实施方式中，上述根据当前可行车道序列中当前车道的ST图和目标车道的ST图，确定当前可行车道序列对应的变道轨迹的步骤，包括：在当前可行车道序列中，根据当前车道的ST图和当前车道的障碍物的行驶区域，在当前车道中搜索满足预设条件的第一轨迹；将第一轨迹中的最后一个轨迹点，确定为目标车道中的初始轨迹点；基于初始轨迹点、目标车道的ST图和目标车道的障碍物的行驶区域，在目标车道中搜索满足预设条件的第二轨迹；合并第一轨迹和第二轨迹，得到当前可行车道序列对应的变道轨迹。
[0007]在可选的实施方式中，上述根据当前车道的ST图和当前车道的障碍物的行驶区
域，在当前车道中搜索满足预设条件的第一轨迹的步骤，包括：按照当前车道的ST图中当前车道中的障碍物的行驶区域的边界，将当前车道的ST图划分为多个连通域；将障碍物的行驶区域之外的每个连通域，确定为当前车辆的可行驶区域；基于当前车辆的可行驶区域，确定当前车辆的可选区域路径；基于预设的选取规则，从可选区域路径中选取最优路径；从最优路径中搜索满足预设条件的备选轨迹点；将备选轨迹点组合为第一轨迹。
[0008]在可选的实施方式中，上述按照当前车道的ST图中当前车道中的障碍物的行驶区域的边界，将当前车道的ST图划分为多个连通域的步骤，包括：将当前车道的ST图中ST线以下的区域，确定为当前车辆的可行驶区域；按照当前车道中的障碍物的行驶区域的边界，将当前车辆的可行驶区域分割为多个连通域。
[0009]在可选的实施方式中，上述基于预设的选取规则，从可选区域路径中选取最优路径的步骤，包括：基于预设的代价计算规则，计算每个可选区域路径的代价；将代价最小的可选区域路径，确定为最优路径。
[0010]在可选的实施方式中，上述从最优路径中搜索满足预设条件的备选轨迹点的步骤，包括：使用深度优先搜索算法，在最优路径下搜索满足预设条件的轨迹；该预设条件包括车辆动力学、交通法规、行车效率和无碰撞条件；对满足预设条件的轨迹进行采样，得到满足当前车道的前向障碍物和后向障碍物的安全距离与安全碰撞时间的多个备选轨迹点。
[0011]在可选的实施方式中，上述从最优路径中搜索满足预设条件的备选轨迹点的步骤，包括：根据预设的减速参数，确定当前车辆的软减速轨迹；对软减速轨迹进行采样，得到满足当前车道的前向障碍物和后向障碍物的安全距离与安全碰撞时间的多个备选轨迹点。
[0012]在可选的实施方式中，上述预设的代价函数是通过下述方式确定的：根据当前车辆的稳定性、平顺性和碰撞风险，构造代价函数。
[0013]第二方面，本专利技术提供了一种自动驾驶的变道决策装置，该装置包括：车道序列构造模块，用于基于当前车辆所处的当前车道和当前车道的相邻车道，构造当前车辆的可行车道序列；该可行车道序列中包含有当前车道和目标车道，该目标车道为当前车道和相邻车道中的任意一个；ST图确定模块，用于根据当前车辆的行驶状态，以及当前车道和目标车道上的障碍物信息，生成当前车道的ST图和目标车道的ST图；该ST图用于指示当前车辆的行驶路程和时间的关系；变道轨迹确定模块，用于针对每种可行车道序列，根据当前可行车道序列中当前车道的ST图和目标车道的ST图，确定当前可行车道序列对应的变道轨迹；结果确定模块，用于根据预设的代价函数，从每种可行车道序列对应的变道轨迹中，选取代价最小的变道轨迹为变道决策结果。
[0014]第三方面，本专利技术提供了一种车辆，该车辆包括车辆本体以及前述实施方式所述的自动驾驶的变道决策装置。
[0015]本专利技术实施例带来了以下有益效果：
[0016]本专利技术提供的一种自动驾驶的变道决策方法、装置和车辆，首先基于当前车辆所处的当前车道和当前车道的相邻车道，构造多种包含有当前车道和目标车道的可行车道序列；进而根据当前车辆的行驶状态，以及当前车道和目标车道上的障碍物信息，生成当前车道的ST图和目标车道的ST图；针对每种可行车道序列，根据当前可行车道序列中当前车道的ST图和目标车道的ST图，确定当前可行车道序列对应的变道轨迹；然后根据预设的代价函数，从每种可行车道序列对应的变道轨迹中，选取代价最小的变道轨迹为变道决策结果。
该方式通过当前车辆的当前车道的ST图和目标车道的ST图，搜索可行车道序列的变道轨迹，该方式获得的变道轨迹是平顺且安全的，从而保证了变道决策和变道时机的合理性。
[0017]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本专利技术的上述技术即可得知。
[0018]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶的变道决策方法，其特征在于，所述方法包括：基于当前车辆所处的当前车道和所述当前车道的相邻车道，构造所述当前车辆的可行车道序列；所述可行车道序列中包含有所述当前车道和目标车道，所述目标车道为所述当前车道和所述相邻车道中的任意一个；根据所述当前车辆的行驶状态，以及所述当前车道和所述目标车道上的障碍物信息，生成所述当前车道的ST图和所述目标车道的ST图；所述ST图用于指示所述当前车辆的行驶路程和时间的关系；针对每种所述可行车道序列，根据当前可行车道序列中所述当前车道的ST图和所述目标车道的ST图，确定当前可行车道序列对应的变道轨迹；根据预设的代价函数，从每种所述可行车道序列对应的变道轨迹中，选取代价最小的所述变道轨迹为变道决策结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前可行车道序列中所述当前车道的ST图和所述目标车道的ST图，确定当前可行车道序列对应的变道轨迹的步骤，包括：在当前可行车道序列中，根据所述当前车道的ST图和所述当前车道的障碍物的行驶区域，在所述当前车道中搜索满足预设条件的第一轨迹；将所述第一轨迹中的最后一个轨迹点，确定为所述目标车道中的初始轨迹点；基于所述初始轨迹点、所述目标车道的ST图和所述目标车道的障碍物的行驶区域，在所述目标车道中搜索满足所述预设条件的第二轨迹；合并所述第一轨迹和所述第二轨迹，得到所述当前可行车道序列对应的变道轨迹。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前车道的ST图和所述当前车道的障碍物的行驶区域，在所述当前车道中搜索满足预设条件的第一轨迹的步骤，包括：按照所述当前车道的ST图中所述当前车道中的障碍物的行驶区域的边界，将所述当前车道的ST图划分为多个连通域；将所述障碍物的行驶区域之外的每个连通域，确定为所述当前车辆的可行驶区域；基于所述当前车辆的可行驶区域，确定所述当前车辆的可选区域路径；基于预设的选取规则，从所述可选区域路径中选取最优路径；从所述最优路径中搜索满足所述预设条件的备选轨迹点；将所述备选轨迹点组合为所述第一轨迹。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述按照所述当前车道的ST图中所述当前车道中的障碍物的行驶区域的边界，将所述当前车道的ST图划分为多个连通域的步骤，包括：将所述当前车道的ST图中ST线以下的区域，确定为所...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛兵，徐传骆，韩志华，张旭，
申请(专利权)人：苏州挚途科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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