一种车辆换道方法及相关设备与流程

1.本申请涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种车辆换道方法及相关设备。


背景技术：

2.高速上换道行为属于高危险驾驶行为，极其考验驾驶员的注意力与控制力，稍不留神可能酿成悲剧。为了提高高速换道的安全性，现有的多数车型均配备了如驾驶员辅助驾驶系统(adas)的辅助装置，其可以通过转向灯拨杆触发的主动换道功能。
3.但是，该功能依旧需要驾驶员集中注意力初步选择用于换道插车的插车间隙(换道gap)后，依据道路条件对选择的换道gap进行换道插车，其中，一般默认为自车相邻车道上最近的换道gap用于换道插车。因此，目前对于车辆的主动换道gap的选择依旧存在以下问题：换道gap的选择仍需要驾驶员自主进行选择，如果依旧默认选择旁边的路段进行插车换道，将无法较好的满足安全需求。尤其是在旁边车道上车辆与自车并行，且车况复杂的情况下，默认为自车相邻车道上最近的换道gap用于换道插车，很容易引发交通安全事故。而现有技术中需要依据道路条件选择换道gap进行换道插车时，需要标定参数多，后期标定处理工作大，容易错失最佳的换道时机；而且该方法对车流稳定性要求较高，需要目标车道内的车辆行驶过程中长时间处于稳定状态，以防止出现安全事故。
4.因此，如何能够帮助驾驶员在驾驶车辆换道行驶时，准确高效的选择换道gap进行换道，是亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本申请实施例提供一种车辆换道方法及相关设备，可以在驾驶员在驾驶车辆进行换道插车时，自动准确高效的选择换道gap。
6.第一方面，本申请实施例提供了一种车辆换道的方法，包括：
7.获取目标车辆的当前速度、目标车道上的n个换道gap以及每个换道gap对应的gap属性，其中，所述目标车道为所述目标车辆将换道至的车道，所述换道gap为所述目标车道上两个相邻车辆之间的间隙，所述gap属性包括对应换道gap的gap长度、所述对应换道gap与所述目标车辆之间的距离、所述对应换道gap与所述目标车辆之间的速度差、所述目标车辆与第一车辆之间距离以及所述目标车辆与所述第一车辆之间的速度差中的一个或多个，所述第一车辆为所述目标车辆当前所在车道上的前一辆车辆，n为大于或等于1的整数；根据gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述当前速度匹配的m个换道gap模板，所述m个换道gap模板中每一个换道gap模板包括预设换道gap以及预设gap属性，所述预设gap属性为所述预设换道gap对应的gap属性，其中，m为大于或等于1的整数；从所述n个换道gap与所述m个换道gap模板中获取目标换道gap和目标换道gap模板，其中，所述目标换道gap对应的gap属性与所述目标换道gap模板对应的预设gap属性相似度最高；通过所述目标换道gap模板，控制所述目标车辆换道至所述目标换道gap。
8.一般情况下，车辆在自动换道时，往往会默认选择距离车辆最近的一个路段完成换道操作。但是，该换道模式对车流的稳定性要求很高，如果车流不稳定，直接选择距离车辆最近的一个路段进行换道，容易造成安全事故；而且，在最近的一个路段换道时，容易出现由于换道时间过短，导致车辆紧急提速或紧急刹车的情况，使得乘客的乘坐体验不佳。因此，通过第一方面提供的方法，车辆可以在由当前车道换道至目标车道时，主动选择目标车道上合适的插车间隙gap(即、换道gap)，通过该插车间隙换道至目标车道，保证了在目标车辆换道过程中，对车辆即将换道的路段进行主动选择，可以较好的满足目标车辆的驾驶需求，避免因如默认选择距离目标车辆最近的一个换道gap，而无法保证目标车辆安全舒适的换道。其中，在主动选择该插车间隙时，是对比多个换道gap模板对应的预设gap属性与多个换道gap对应的gap属性后，筛选出相似度最高的一对为目标换道gap模板和目标换道gap，以使目标车辆可以通过所述目标换道gap模板，安全高效的插车至目标换道gap。例如：目标车辆可以根据换道gap模板选择前方或者后方的换道gap，以实现车辆的加速或者减速，汇入目标车道，保证了目标车辆在道路上的安全换道行驶，不会因为超速或相撞造成安全事故，提升了车辆的行驶安全。而且，这种通过对比换道gap模板与换道gap之间的gap属性相似度，并从多个换道gap中筛选出与已有的换道gap模板中相似度最高的一个换道gap做为目标车辆的换道gap，可以保证车辆在换道过程中不需要长时间检测目标车道内的车辆行驶状态，只需要确定多个换道gap后，直接对比换道gap模板确定多个换道gap中目标换道gap，减少了在换道过程中大量的标定车辆的行驶参数，提高了目标车辆选择换道gap的效率。其次，根据换道gap的gap属性，从多个换道gap模板中筛选出最适合的换道gap模板(目标换道gap模板)，该换道gap模板可以使车辆在拥有更合适的更精细化的行驶先验信息(如：预设gap属性)的前提下，使得乘客有更高的舒适性和平稳性的乘坐体验。例如：目标车辆根据预设gap属性，在换道过程中对车辆的速度进行调整时可以有更加精确的调整范围。
9.在一种可能的实现方式中，所述从所述n个换道gap与所述m个换道gap模板中获取目标换道gap和目标换道gap模板，包括：计算所述n个换道gap中每个换道gap的gap属性与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板的预设gap属性之间的相似度；将相似度排序后，获得相似度最高的一对换道gap和换道gap模板为所述目标换道gap和所述目标换道gap模板。实施本申请实施例，将m个换道gap模板对应的预设gap属性与n个换道gap对应的gap属性进行相似度对比，当相似度越高时，证明该换道gap对应的gap属性与该换道gap模板的预设gap属性越相似，进而该换道gap的道路状况就越适用于该换道gap模板。因此，将相似度排序后，确定相似度最高的一对换道gap模板和换道gap分别为目标换道gap以及目标换道gap模板，有利于目标车辆根据现有的换道gap模板，准确高效的选择更安全舒适的换道gap进行换道驾驶。
10.在一种可能的实现方式中，根据gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述当前速度匹配的m个换道gap模板之后，还包括：根据所述当前速度，分别确定所述目标车辆与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板匹配的概率；所述计算所述n个换道gap中每个换道gap的gap属性与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板的预设gap属性之间的相似度，包括：根据所述目标车辆与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板匹配的概率，基于标准化欧式距离评估方法，计算所述n个换道gap中每个换道gap的gap属性与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板的预设gap属性之间
的相似度。所述实施本申请实施例，因为同一个速度可能会对应不同的换道gap模板，所以需要首先确定以目标车辆的当前速度在所述m个换道gap模板中每个换道gap模板分别匹配的概率，例如：21.5km/h的目标车辆与20km/h
‑
22km/h对应的换道gap模板匹配的概率大于21km/h
‑
24km/h对应的换道gap模板匹配的概率。再根据匹配的概率计算与各个模板的相似度，有利于目标车辆更加准确地筛选出目标换道gap，以使更安全舒适的进行换道驾驶。
11.在一种可能的实现方式中，所述目标换道gap模板还包括预设换道轨迹；所述通过所述目标换道gap模板，控制所述目标车辆换道至所述目标换道gap包括：根据所述目标换道gap的gap属性和所述预设换道轨迹，确定所述目标车辆的换道时间和换道轨迹；根据所述换道时间和所述换道轨迹，控制所述目标车辆由所述当前车道换道至所述目标换道gap。实施本申请实施例，在筛选出目标换道gap和目标换道gap模板后，目标车辆可以根据gap属性和预设换道轨迹，确定目标车辆具体的换道时间和换道轨迹，以使目标车辆准确高效的进行换道驾驶。
12.在一种可能的实现方式中，接收并保存服务设备发送的所述gap模板集合。在本申请实施例中，可以通过直接获取的gap模板集合，直接筛选出与目标车辆的当前速度匹配的m个换道gap模板，进而通过该m个换道gap模板确定目标换道gap模板，可以进一步的提高了自动驾驶中车辆主动选择目标换道gap的效率，提升了用户乘车体验。
13.第二方面，本申请实施例提供了一种车辆换道方法，包括：
14.向目标车辆发送gap模板集合，其中，所述gap模板集合，用于所述目标车辆根据所述gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述目标车辆的当前速度匹配的m个换道gap模板，所述m个换道gap模板中每一个换道gap模板包括预设换道gap以及预设gap属性，所述预设gap属性为所述预设换道gap对应的gap属性，所述gap属性包括对应预设换道gap的gap长度、所述对应预设换道gap与换道车辆之间的距离、所述对应预设换道gap与所述换道车辆之间的速度差、所述换道车辆与第一车辆之间距离以及所述换道车辆与所述第一车辆之间的速度差中的一个或多个，所述第一车辆为所述换道车辆当前所在车道上的前一辆车辆，所述目标车辆属于所述换道车辆，其中，m为大于或等于1的整数；所述m个换道gap模板用于所述目标车辆从所述m个换道gap模板以及目标车道上的n个换道gap中获取目标换道gap模板与目标换道gap，其中，所述目标换道gap模板对应的预设gap属性与所述目标换道gap对应的gap属性相似度最高，所述目标车道为所述目标车辆将换道至的车道，所述换道gap为所述目标车道上两个相邻车辆之间的间隙。
15.通过第二方面提供的方法，可以在向目标车辆发送gap模板集合后，所述目标车辆根据所述gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述目标车辆的当前速度匹配的m个换道gap模板，进而通过该m个换道gap模板确定目标换道gap模板，可以进一步的提高了自动驾驶中车辆通行的舒适性和平稳性，提升了用户乘车体验。其次，车辆可以在主动选择该目标换道gap时，是对比多个换道gap模板对应的预设gap属性与多个换道gap对应的gap属性后，筛选出相似度最高的一对为目标换道gap模板和目标换道gap，以使目标车辆可以通过所述目标换道gap模板，安全高效的插车至目标换道gap。而且，可以保证车辆在换道过程中不需要长时间检测目标车道内的车辆行驶状态，只需要确定多个换道gap后，直接对比换道gap模板确定多个换道gap中目标换道gap，减
少了在换道过程中大量的标定车辆的行驶参数，提高了目标车辆选择换道gap的效率。
16.在一种可能的实现方式中，所述向目标车辆发送gap模板集合之前，还包括：获取多个换道样本数据，其中，每个换道样本数据均与一个车辆速度对应，所述每个换道样本数据包括样本换道gap以及样本gap属性，所述样本gap属性为所述样本换道gap对应的gap属性；根据所述每个换道样本数据对应的车辆速度的大小，将所述多个换道样本数据分别划分至多个不同速度段的数据集合中，其中，所述多个不同速度段的数据集合中每个速度段的数据集合均与相邻的两个速度段的数据集合有交集；计算每个速度段的数据集合中包含的一个或多个换道样本数据对应的样本gap属性平均值，获得每个速度段的数据集合对应的换道gap模板；根据所述每个速度段的数据集合对应的换道gap模板，获得所述多个换道样本数据对应的所述gap模板集合以及所述gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系。在本申请实施例中，向目标车辆发送gap模板集合之后，目标车辆可以获取多个换道样本数据后确定gap模板集合，可以更好的使目标车辆在后续换道过程中，确定出更适合自车的gap模板集合。其中，车辆换道装置在确定gap模板集合中每个速度段对应的换道gap模板时，可以首先统计每个速度段对应的所有换道样本数据包含的样本gap属性，根据该速度范围内的样本gap属性确定速度范围内的预设换道信息。基于更多的换道样本数据，统计计算换道gap的gap属性，给出针对不同速度段的情况下，通行车辆粗粒度的预设gap属性，进一步的提高了自动驾驶中车辆换道的舒适性和平稳性，提升了用户乘车体验。
17.在一种可能的实现方式中，所述根据所述每个换道样本数据对应的车辆速度的大小，将所述多个换道样本数据分别划分至多个不同速度段的数据集合中之后，还包括：删除所述多个不同速度段的数据集合中每个数据集合包含的一个或多个换道样本数据对应的样本换道gap以及样本gap属性中，不满足三西格玛3sigma准则的换道样本数据。在本申请实施例中，三西格玛3sigma准则是假设一组检测数据只含有随机误差，对其进行计算处理得到标准偏差，按一定概率确定一个区间，认为凡超过这个区间的误差，就不属于随机误差而是粗大误差，含有该误差的数据应予以剔除，因此，删除所述多个不同速度段的数据集合中每个数据集内不满足三西格玛3sigma准则的样本道路数据，可以得到每个数据集对应的更加精确地换道gap模板，有助于目标车辆在进行换道时，准确高效的选择更安全舒适的换道gap。
18.第三方面，本申请实施例提供了一种车辆换道装置，包括：
19.第一获取单元，用于获取目标车辆的当前速度、目标车道上的n个换道gap以及每个换道gap对应的gap属性，其中，所述目标车道为所述目标车辆将换道至的车道，所述换道gap为所述目标车道上两个相邻车辆之间的间隙，所述gap属性包括对应换道gap的gap长度、所述对应换道gap与所述目标车辆之间的距离、所述对应换道gap与所述目标车辆之间的速度差、所述目标车辆与第一车辆之间距离以及所述目标车辆与所述第一车辆之间的速度差中的一个或多个，所述第一车辆为所述目标车辆当前所在车道上的前一辆车辆，n为大于或等于1的整数；
20.模板单元，用于根据gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述当前速度匹配的m个换道gap模板，所述m个换道gap模板中每一个换道gap模板包括预设换道gap以及预设gap属性，所述预设gap属性为所述预设换道gap对应的gap属性，其中，m为大于或等于1的整数；
21.第二获取单元，用于从所述n个换道gap与所述m个换道gap模板中获取目标换道gap和目标换道gap模板，其中，所述目标换道gap对应的gap属性与所述目标换道gap模板对应的预设gap属性相似度最高；
22.控制单元，用于根据所述目标换道gap模板，控制所述目标车辆换道至所述目标换道gap。
23.在一种可能的实现方式中，所述第二获取单元，具体用于：计算所述n个换道gap中每个换道gap的gap属性与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板的预设gap属性之间的相似度；将相似度排序后，获得相似度最高的一对换道gap和换道gap模板为所述目标换道gap和所述目标换道gap模板。
24.在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：第一计算单元，用于根据gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述当前速度匹配的m个换道gap模板之后，根据所述当前速度，分别确定所述目标车辆与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板匹配的概率；所述第二获取单元，还具体用于：根据所述目标车辆与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板匹配的概率，基于标准化欧式距离评估方法，计算所述n个换道gap中每个换道gap的gap属性与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板的预设gap属性之间的相似度。
25.在一种可能的实现方式中，所述目标换道gap模板还包括预设换道轨迹；所述控制单元，具体用于根据所述目标换道gap的gap属性和所述预设换道轨迹，确定所述目标车辆的换道时间和换道轨迹；根据所述换道时间和所述换道轨迹，控制所述目标车辆由所述当前车道换道至所述目标换道gap。
26.在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：接收单元，用于接收并保存服务设备发送的所述gap模板集合。
27.第四方面，本申请实施例提供了一种车辆换道装置，包括：
28.发送单元，用于向目标车辆发送gap模板集合，其中，所述gap模板集合，用于所述目标车辆根据所述gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述目标车辆的当前速度匹配的m个换道gap模板，所述m个换道gap模板中每一个换道gap模板包括预设换道gap以及预设gap属性，所述预设gap属性为所述预设换道gap对应的gap属性，所述gap属性包括对应预设换道gap的gap长度、所述对应预设换道gap与换道车辆之间的距离、所述对应预设换道gap与所述换道车辆之间的速度差、所述换道车辆与第一车辆之间距离以及所述换道车辆与所述第一车辆之间的速度差中的一个或多个，所述第一车辆为所述换道车辆当前所在车道上的前一辆车辆，所述目标车辆属于所述换道车辆，其中，m为大于或等于1的整数；
29.所述m个换道gap模板用于所述目标车辆从所述m个换道gap模板以及目标车道上的n个换道gap中获取目标换道gap模板与目标换道gap，其中，所述目标换道gap模板对应的预设gap属性与所述目标换道gap对应的gap属性相似度最高，所述目标车道为所述目标车辆将换道至的车道，所述换道gap为所述目标车道上两个相邻车辆之间的间隙。
30.在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：第三获取单元，用于向目标车辆发送gap模板集合之前，获取多个换道样本数据，其中，每个换道样本数据均与一个车辆速度对应，所述每个换道样本数据包括样本换道gap以及样本gap属性，所述样本gap属性为所述样
本换道gap对应的gap属性；划分单元，用于根据所述每个换道样本数据对应的车辆速度的大小，将所述多个换道样本数据分别划分至多个不同速度段的数据集合中，其中，所述多个不同速度段的数据集合中每个速度段的数据集合均与相邻的两个速度段的数据集合有交集；第二计算单元，用于计算每个速度段的数据集合中包含的一个或多个换道样本数据对应的样本gap属性平均值，获得每个速度段的数据集合对应的换道gap模板；第四获取单元，用于根据所述每个速度段的数据集合对应的换道gap模板，获得所述多个换道样本数据对应的所述gap模板集合以及所述gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系。
31.在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：删除单元，用于在根据所述每个换道样本数据对应的车辆速度的大小，将所述多个换道样本数据分别划分至多个不同速度段的数据集合中之后，删除所述多个不同速度段的数据集合中每个数据集合包含的一个或多个换道样本数据对应的样本换道gap以及样本gap属性中，不满足三西格玛3sigma准则的换道样本数据。
32.第五方面，一种智能车辆，其特征在于，包括处理器、存储器以及通信接口，其中，所述存储器用于存储信息发送程序代码，所述处理器用于调用所述车辆行驶控制程序代码来执行第一方面所述的方法。
33.第六方面，本申请实施例提供一种服务设备，该服务设备中包括处理器，处理器被配置为支持该服务设备实现第二方面提供的车辆行驶控制方法中相应的功能。该服务设备还可以包括存储器，存储器用于与处理器耦合，其保存该服务设备必要的程序指令和数据。该服务设备还可以包括通信接口，用于该服务设备与其他设备或通信网络通信。
34.第七方面，本申请提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持服务设备实现上述第一方面中所涉及的功能，例如，生成或处理上述第一方面车辆换道方法中所涉及的信息。在一种可能的设计中，所述芯片系统还包括存储器，所述存储器，用于保存数据发送设备必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。
35.第八方面，本申请提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持服务设备实现上述第二方面中所涉及的功能，例如，生成或处理上述第二方面车辆换道方法中所涉及的信息。在一种可能的设计中，所述芯片系统还包括存储器，所述存储器，用于保存数据发送设备必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包含芯片和其他分立器件。
36.第九方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，用于储存为上述第一方面提供的一种车辆行驶控制装置所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述第一方面所设计的程序。
37.第十方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，用于储存为上述第二方面提供的一种服务设备中所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述第二方面所设计的程序。
38.第十一方面，本申请实施例提供了一种计算机程序，该计算机程序包括指令，当该计算机程序被计算机执行时，使得计算机可以执行上述第一方面中的车辆换道装置所执行的流程。
39.第十二方面，本申请实施例提供了一种计算机程序，该计算机程序包括指令，当该
计算机程序被计算机执行时，使得计算机可以执行上述第二方面中的服务设备所执行的流程。
附图说明
40.为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
41.图1a是本申请实施例提供的一种车辆行驶控制系统构架示意图。
42.图1b是本申请实施例提供的另一种车辆行驶控制系统构架示意图。
43.图2a是本申请实施例提供的一种智能车辆002的功能框图。
44.图2b是本申请实施例提供的一种车辆换道装置结构示意图。
45.图2c是本申请实施例提供的另一种智能车辆002的功能框图。
46.图2d是本申请实施例提供的另一种车辆换道装置结构示意图。
47.图3a是本申请实施例提供的一种车辆换道方法的流程示意图。
48.图3b是本申请实施例提供的一种服务设备监控某一路段的场景示意图。
49.图3c是本申请实施例提供的一种筛选样本换道数据的流程示意图。
50.图3d是本申请实施例提供的一种基于车辆速度划分不同速度段的数据集的流程示意图。
51.图3e是本申请实施例提供的一种基于车辆速度划分不同速度段的数据集示意图。
52.图3f是本申请实施例提供的一种筛选过后不同速度段的数据集示意图。
53.图3g是本申请实施例提供的一种获取目标车道上的n个换道gap的流程示意图。
54.图3h是本申请实施例提供的一种换道gap的gap属性示意图。
55.图3i是本申请实施例提供的一种在应用场景下控制目标车辆由当前车道换道至目标换道gap的车载屏幕示意图。
56.图3j是本申请实施例提供的一种应用于图3i的车辆换道至目标换道gap的场景示意图。
57.图4a是本申请实施例提供的又一种车辆换道装置的结构示意图。
58.图4b是本申请实施例提供的又一种车辆换道装置的结构示意图。
59.图5a是本申请实施例提供的又一种车辆换道装置结构示意图。
60.图5b是本申请实施例提供的又一种车辆换道装置结构示意图。
具体实施方式
61.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例进行描述。
62.本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，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、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
63.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同
的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
64.在本说明书中使用的术语“部件”、“模块”、“系统”等用于表示计算机相关的实体、硬件、固件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，部件可以是但不限于，在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。通过图示，在计算设备上运行的应用和计算设备都可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程和/或执行线程中，部件可位于一个计算机上和/或分布在2个或更多个计算机之间。此外，这些部件可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。部件可例如根据具有一个或多个数据分组(例如来自与本地系统、分布式系统和/或网络间的另一部件交互的二个部件的数据，例如，通过信号与其它系统交互的互联网)的信号通过本地和/或远程进程来通信。
65.首先，对本申请中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。
66.(1)电子控制单元(electronic control unit，ecu)，电控单元是电子控制单元的简称。电控单元的功用是根据其内存的程序和数据对空气流量计及各种传感器输入的信息进行运算、处理、判断，然后输出指令，向喷油器提供一定宽度的电脉冲信号以控制喷油量。电控单元由微型计算机、输入、输出及控制电路等组成。
67.(2)世界坐标系，是系统的绝对坐标系，在没有建立用户坐标系之前画面上所有点的坐标都是以该坐标系的原点来确定各自的位置的。
68.(3)阿克曼原理，阿克曼原理的基本观点是:汽车在行驶(直线行驶和转弯行驶)中,每个车轮的运动轨迹,都必须完全符合它的自然运动轨迹,从而保证轮胎和地面间处于纯滚动而无滑移现象。
69.(4)三西格玛(3sigma)准则，又称为拉依达准则，它是先假设一组检测数据只含有随机误差，对其进行计算处理得到标准偏差，按一定概率确定一个区间，认为凡超过这个区间的误差，就不属于随机误差而是粗大误差，含有该误差的数据应予以剔除。
70.(5)路侧单元(road side unit，rsu)，可以是由高增益定向束控读写天线和射频控制器组成。高增益定向束控读写天线是一个微波收发模块，负责信号和数据的发送/接收、调制/解调、编码/解码、加密/解密；射频控制器是控制发射和接收数据以及处理向上位机收发信息的模块。
71.(6)&&可以用作逻辑与的运算符，表示逻辑与(and)，当运算符两边的表达式的结果都为真时，整个运算结果才为真，否则，只要有一方为假，则结果为假。
72.其次，基于本申请中对应的应用场景，也为了便于理解本申请实施例，
73.为了便于理解本申请实施例，下面先对本申请实施例所基于的其中一种车辆行驶控制系统架构进行描述。请参阅图1a，图1a是本申请实施例提供的一种车辆行驶控制系统构架示意图。本申请中的车辆行驶控制系统构架可以包括图1a中的服务设备001和智能车辆002，其中，服务设备001和智能车辆002可以通过网络通信，以使得服务设备001监控智能车辆002由当前车道换道至目标车道上行驶。可以理解的是，请参阅图1b，图1b是本申请实施例提供的另一种车辆行驶控制系统构架示意图。服务设备001可以同时监控处于服务设备001覆盖区域内的多个智能车辆002。
74.服务设备001，该服务设备001可以是安装在路侧，采用专用短程通信技术(dedicated short range communication，dsrc)，与车载单元(obu，on board unit)进行
通讯，实现车辆身份识别，速度检测等的服务装置；该服务设备001还可以是用于是一种通过快速获取、处理、分析和提取数据，以交互数据为基础，为第三方使用带来各种便利的服务设备。例如：后台服务器、云服务器、路侧单元等等。服务设备001在本申请中可以向目标车辆发送gap模板集合，还可以为目标车辆提供目标车辆周围的道路分布地图，该道路分布地图可以包括道路分布的高精度坐标，同时还有准确的道路形状，并且每个车道的坡度、曲率、航向、高程，侧倾等数据，还可以包括每个车道内形式的车辆数据等也都含有。例如：道路分布地图所提供的每条车道和车道之间的车道线，是虚线，实线还是双黄线，线的颜色，道路的隔离带，隔离带的材质甚至道路上的箭头、文字的内容，所在位置都会有描述。
75.智能车辆002是通过车载传感系统感知道路环境，自动规划行车路线并控制车辆到达预定目标的汽车。智能汽车集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的高新技术综合体。其中，本申请中的智能车辆可以是主要依靠车内的以计算机系统为主的智能驾驶仪来实现主动换道的车辆，可以是拥有辅助驾驶系统或者全自动驾驶系统的智能车辆，还可以是轮式移动机器人等。当智能车辆002行驶在服务设备覆盖区域内的路段时，智能车辆中的电子控制单元可以接收服务设备001发送的gap模板集合，还可以获取目标车辆的当前速度、目标车道上的n个换道gap以及每个换道gap对应的gap属性，其中，所述目标车道为所述目标车辆将换道至的车道，所述换道gap为所述目标车道上两个相邻车辆之间的间隙，所述gap属性包括对应换道gap的gap长度、所述对应换道gap与所述目标车辆之间的距离、所述对应换道gap与所述目标车辆之间的速度差、所述目标车辆与第一车辆之间距离以及所述目标车辆与所述第一车辆之间的速度差中的一个或多个，所述第一车辆为所述目标车辆当前所在车道上的前一辆车辆，n为大于或等于1的整数；根据gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述当前速度匹配的m个换道gap模板，所述m个换道gap模板中每一个换道gap模板包括预设换道gap以及预设gap属性，所述预设gap属性为所述预设换道gap对应的gap属性，其中，m为大于或等于1的整数；从所述n个换道gap与所述m个换道gap模板中获取目标换道gap和目标换道gap模板，其中，所述目标换道gap对应的gap属性与所述目标换道gap模板对应的预设gap属性相似度最高；通过所述目标换道gap模板，控制所述目标车辆换道至所述目标换道gap。
76.可以理解的是，图1a和图1b中的车辆行驶控制系统架构只是本申请实施例中的一种示例性的实施方式，本申请实施例中的车辆行驶控制系统架构包括但不仅限于以上车辆行驶控制系统架构。
77.基于上述车辆行驶控制系统架构，本申请实施例提供了一种应用于上述车辆行驶控制系统架构中的智能车辆002，请参见图2a，图2a是本申请实施例提供的一种智能车辆002的功能框图。在一个实施例中，可以将智能车辆002配置为完全或部分地自动驾驶模式。例如，智能车辆002可以在处于自动驾驶模式中的同时控制自身，并且可通过人为操作来确定车辆及其周边环境的当前状态，确定周边环境中的至少一个其他车辆的可能行为，并确定该其他车辆执行可能行为的可能性相对应的置信水平，基于所确定的信息来控制智能车辆002。在智能车辆002处于自动驾驶模式中时，可以将智能车辆002置为在没有和人交互的情况下操作。
78.智能车辆002可包括各种子系统，例如行进系统202、传感器系统204、控制系统
206、一个或多个外围设备208以及电源210、计算机系统212和用户接口216。可选地，智能车辆002可包括更多或更少的子系统，并且每个子系统可包括多个元件。另外，智能车辆002的每个子系统和元件可以通过有线或者无线互连。
79.行进系统202可包括为智能车辆002提供动力运动的组件。在一个实施例中，行进系统202可包括引擎218、能量源219、传动装置220和车轮/轮胎221。引擎218可以是内燃引擎、电动机、空气压缩引擎或其他类型的引擎组合，例如气油发动机和电动机组成的混动引擎，内燃引擎和空气压缩引擎组成的混动引擎。引擎218将能量源219转换成机械能量。
80.能量源219的示例包括汽油、柴油、其他基于石油的燃料、丙烷、其他基于压缩气体的燃料、乙醇、太阳能电池板、电池和其他电力来源。能量源219也可以为智能车辆002的其他系统提供能量。
81.传动装置220可以将来自引擎218的机械动力传送到车轮221。传动装置220可包括变速箱、差速器和驱动轴。在一个实施例中，传动装置220还可以包括其他器件，比如离合器。其中，驱动轴可包括可耦合到一个或多个车轮221的一个或多个轴。
82.传感器系统204可包括感测关于智能车辆002周边的环境的信息的若干个传感器。例如，传感器系统204可包括定位系统222(定位系统可以是gps系统，也可以是北斗系统或者其他定位系统)、惯性测量单元(inertial measurement unit，imu)224、雷达226、激光测距仪228以及相机230。传感器系统204还可包括被监视智能车辆002的内部系统的传感器(例如，车内空气质量监测器、燃油量表、机油温度表等)。来自这些传感器中的一个或多个的传感器数据可用于检测对象及其相应特性(位置、形状、方向、速度等)。这种检测和识别是自主智能车辆002的安全操作的关键功能。
83.定位系统222可用于估计智能车辆002的地理位置。imu 224用于基于惯性加速度来感测智能车辆002的位置和朝向变化。在一个实施例中，imu 224可以是加速度计和陀螺仪的组合。例如：imu 224可以用于测量智能车辆002的曲率。
84.雷达226可利用无线电信号来感测智能车辆002的周边环境内的物体。在一些实施例中，除了感测物体以外，雷达226还可用于感测物体的速度和/或前进方向。
85.激光测距仪228可利用激光来感测智能车辆002所位于的环境中的物体。在一些实施例中，激光测距仪228可包括一个或多个激光源、激光扫描器以及一个或多个检测器，以及其他系统组件。
86.相机230可用于捕捉智能车辆002的周边环境的多个图像。相机230可以是静态相机或视频相机。
87.控制系统206为控制智能车辆002及其组件的操作。控制系统206可包括各种元件，其中包括转向系统232、油门234、制动单元236、传感器融合算法238、计算机视觉系统240、路线控制系统242以及障碍物避免系统244。
88.转向系统232可操作来调整智能车辆002的前进方向。例如在一个实施例中可以为方向盘系统。
89.油门234用于控制引擎218的操作速度并进而控制智能车辆002的速度。
90.制动单元236用于控制智能车辆002减速。制动单元236可使用摩擦力来减慢车轮221。在其他实施例中，制动单元236可将车轮221的动能转换为电流。制动单元236也可采取其他形式来减慢车轮221转速从而控制智能车辆002的速度。
91.计算机视觉系统240可以操作来处理和分析由相机230捕捉的图像以便识别智能车辆002周边环境中的物体和/或特征。所述物体和/或特征可包括交通信号、道路边界和障碍物。计算机视觉系统240可使用物体识别算法、运动中恢复结构(structure from motion，sfm)算法、视频跟踪和其他计算机视觉技术。在一些实施例中，计算机视觉系统240可以用于为环境绘制地图、跟踪物体、估计物体的速度等等。
92.路线控制系统242用于确定智能车辆002的行驶路线。在一些实施例中，路线控制系统242可结合来自传感器238、gps 222和一个或多个预定地图的数据以为智能车辆002确定行驶路线。
93.障碍物避免系统244用于识别、评估和避免或者以其他方式越过智能车辆002的环境中的潜在障碍物。
94.当然，在一个实例中，控制系统206可以增加或替换地包括除了所示出和描述的那些以外的组件。或者也可以减少一部分上述示出的组件。
95.智能车辆002通过外围设备208与外部传感器、其他车辆、其他计算机系统或用户之间进行交互。外围设备208可包括无线通信系统246、车载电脑248、麦克风250和/或扬声器252。
96.在一些实施例中，外围设备208提供智能车辆002的用户与用户接口216交互的手段。例如，车载电脑248可向智能车辆002的用户提供信息。用户接口216还可操作车载电脑248来接收用户的输入。车载电脑248可以通过触摸屏进行操作。在其他情况中，外围设备208可提供用于智能车辆002与位于车内的其它设备通信的手段。例如，麦克风250可从智能车辆002的用户接收音频(例如，语音命令或其他音频输入)。类似地，扬声器252可向智能车辆002的用户输出音频。
97.无线通信系统246可以直接地或者经由通信网络来与一个或多个设备无线通信。例如，无线通信系统246可使用3g蜂窝通信，例如cdma、evd0、gsm/gprs，或者4g蜂窝通信，例如lte。或者5g蜂窝通信。无线通信系统246可利用wifi与无线局域网(wireless local area network，wlan)通信。在一些实施例中，无线通信系统246可利用红外链路、蓝牙或zigbee与设备直接通信。其他无线协议，例如：各种车辆通信系统，例如，无线通信系统246可包括一个或多个专用短程通信(dedicated short range communications，dsrc)设备，这些设备可包括车辆和/或路边台站之间的公共和/或私有数据通信。
98.电源210可向智能车辆002的各种组件提供电力。在一个实施例中，电源210可以为可再充电锂离子或铅酸电池。这种电池的一个或多个电池组可被配置为电源为智能车辆002的各种组件提供电力。在一些实施例中，电源210和能量源219可一起实现，例如一些全电动车中那样。
99.智能车辆002的部分或所有功能受计算机系统212控制。计算机系统212可包括至少一个处理器213，处理器213执行存储在例如数据存储装置214这样的非暂态计算机可读介质中的指令215。计算机系统212还可以是采用分布式方式控制智能车辆002的个体组件或子系统的多个计算设备。
100.处理器213可以是任何常规的处理器，诸如商业可获得的cpu。替选地，该处理器可以是诸如asic或其它基于硬件的处理器的专用设备。尽管图2a功能性地图示了处理器、存储器、和在相同块中的计算机120的其它元件，但是本领域的普通技术人员应该理解该处理
器、计算机、或存储器实际上可以包括可以或者可以不存储在相同的物理外壳内的多个处理器、计算机、或存储器。例如，存储器可以是硬盘驱动器或位于不同于计算机120的外壳内的其它存储介质。因此，对处理器或计算机的引用将被理解为包括对可以或者可以不并行操作的处理器或计算机或存储器的集合的引用。不同于使用单一的处理器来执行此处所描述的步骤，诸如转向组件和减速组件的一些组件每个都可以具有其自己的处理器，所述处理器只执行与特定于组件的功能相关的计算。
101.在此处所描述的各个方面中，处理器可以位于远离该车辆并且与该车辆进行无线通信。在其它方面中，此处所描述的过程中的一些在布置于车辆内的处理器上执行而其它则由远程处理器执行，包括采取执行单一操纵的必要步骤。
102.在一些实施例中，数据存储装置214可包含指令215(例如，程序逻辑)，指令215可被处理器213执行来执行智能车辆002的各种功能，包括以上描述的那些功能。数据存储装置224也可包含额外的指令，包括向推进系统202、传感器系统204、控制系统206和外围设备208中的一个或多个发送数据、从其接收数据、与其交互和/或对其进行控制的指令。
103.除了指令215以外，数据存储装置214还可存储数据，例如道路地图、路线信息，车辆的位置、方向、速度以及其它这样的车辆数据，以及其他信息。这种信息可在智能车辆002在自主、半自主和/或手动模式中操作期间被智能车辆002和计算机系统212使用。例如：根据所述n个换道gap中每一个换道gap对应的gap属性与所述m个换道gap模板每一个换道gap模板对应的预设gap属性，确定目标换道gap模板和目标换道gap，以使智能车辆高效安全的换道。
104.用户接口216，用于向智能车辆002的用户提供信息或从其接收信息。可选地，用户接口216可包括在外围设备208的集合内的一个或多个输入/输出设备，例如无线通信系统246、车车在电脑248、麦克风250和扬声器252。
105.计算机系统212可基于从各种子系统(例如，行进系统202、传感器系统204和控制系统206)以及从用户接口216接收的输入来控制智能车辆002的功能。例如，计算机系统212可利用来自控制系统206的输入以便控制转向单元232来避免由传感器系统204和障碍物避免系统244检测到的障碍物。在一些实施例中，计算机系统212可操作来对智能车辆002及其子系统的许多方面提供控制。
106.可选地，上述这些组件中的一个或多个可与智能车辆002分开安装或关联。例如，数据存储装置214可以部分或完全地与智能车辆002分开存在。上述组件可以按有线和/或无线方式来通信地耦合在一起。
107.可选地，上述组件只是一个示例，实际应用中，上述各个模块中的组件有可能根据实际需要增添或者删除，图2a不应理解为对本申请实施例的限制。
108.在道路行进的自动驾驶汽车，如上面的智能车辆002，可以识别其周围环境内的物体以确定对当前速度的调整。所述物体可以是其它车辆、交通控制设备、或者其它类型的物体。在一些示例中，可以独立地考虑每个识别的物体，并且基于物体的各自的特性，诸如它的当前速度、加速度、与车辆的间距等，可以用来确定自动驾驶汽车所要调整的速度。
109.可选地，自动驾驶汽车智能车辆002或者与自动驾驶智能车辆002相关联的计算设备(如图2a的计算机系统212、计算机视觉系统240、数据存储装置214)可以基于所识别的物体的特性和周围环境的状态(例如，交通、雨、道路上的冰、等等)来预测所述识别的物体的
行为。可选地，每一个所识别的物体都依赖于彼此的行为，因此还可以将所识别的所有物体全部一起考虑来预测单个识别的物体的行为。智能车辆002能够基于预测的所述识别的物体的行为来调整它的速度。换句话说，自动驾驶汽车能够基于所预测的物体的行为来确定车辆将需要调整到(例如，加速、减速、或者停止)什么稳定状态。在这个过程中，也可以考虑其它因素来确定智能车辆002的速度，诸如，智能车辆002在行驶的道路中的横向位置、道路的曲率、静态和动态物体的接近度等等。
110.除了提供调整自动驾驶汽车的速度的指令之外，计算设备还可以提供修改智能车辆002的转向角的指令，以使得自动驾驶汽车遵循给定的轨迹和/或维持与自动驾驶汽车附近的物体(例如，道路上的相邻车道中的轿车)的安全横向和纵向距离。
111.上述智能车辆002可以为轿车、卡车、摩托车、公共汽车、船、飞机、直升飞机、割草机、娱乐车、游乐场车辆、施工设备、电车、高尔夫球车、火车、和手推车等，本申请实施例不做特别的限定。
112.可以理解的是，图2a中的智能车辆功能图只是本申请实施例中的一种示例性的实施方式，本申请实施例中的智能车辆包括但不仅限于以上结构。
113.请参考附图2b，图2b是本申请实施例提供的一种车辆换道装置结构示意图，应用于上述图2a中，相当于图2a所示的计算机系统212，可以包括处理器203，处理器203和系统总线205耦合。处理器203可以是一个或者多个处理器，其中每个处理器都可以包括一个或多个处理器核。存储器235可以存储相关数据信息，存储器235和系统总线205耦合。显示适配器(video adapter)207，显示适配器可以驱动显示器209，显示器209和系统总线205耦合。系统总线205通过总线桥201和输入输出(i/o)总线213耦合。i/o接口215和i/o总线耦合。i/o接口215和多种i/o设备进行通信，比如输入设备217(如：键盘，鼠标，触摸屏等)，多媒体盘(media tray)221,(例如，cd
‑
rom，多媒体接口等)。收发器223(可以发送和/或接受无线电通信信号)，摄像头255(可以捕捉景田和动态数字视频图像)和外部usb接口225。其中，可选地，和i/o接口215相连接的接口可以是usb接口。
114.其中，处理器203可以是任何传统处理器，包括精简指令集计算(“risc”)处理器、复杂指令集计算(“cisc”)处理器或上述的组合。可选地，处理器可以是诸如专用集成电路(“asic”)的专用装置。可选地，处理器203可以是神经网络处理器或者是神经网络处理器和上述传统处理器的组合。例如：处理器203可以根据所述n个换道gap中每一个换道gap对应的gap属性与所述m个换道gap模板每一个换道gap模板对应的预设gap属性，确定目标换道gap模板和目标换道gap，计算出智能车辆002合适的精细化的换道行驶数据(即，换道时间和换道轨迹)。
115.可选地，在本文所述的各种实施例中，计算机系统212可位于远离自动驾驶车辆的地方，并且可与自动驾驶车辆进行无线通信。在其它方面，本文所述的一些过程在设置在自动驾驶车辆内的处理器上执行，其它由远程处理器执行，包括采取执行单个操纵所需的动作。
116.计算机系统212可以通过网络接口229和软件部署服务器249通信。网络接口229是硬件网络接口，比如，网卡。网络227可以是外部网络，比如因特网，也可以是内部网络，比如以太网或者虚拟私人网络(vpn)。可选地，网络227还可以是无线网络，比如wifi网络，蜂窝网络等。
117.收发器223(可以发送和/或接受无线电通信信号)，可以通过不限于第二代移动通信网络(2th generation mobile networks，2g)、3g、4g、5g等各种无线通信方式，也可以是dsrc技术，或者长时间演进
‑
车辆技术(long term evolution
‑
vehicle，lte
‑
v)等，其主要功能是接收外部设备发送的信息数据，并将该车辆在目标路段行驶时信息数据发送回给外部设备进行存储分析。
118.硬盘驱动接口231和系统总线205耦合。硬件驱动接口231和硬盘驱动器233相连接。系统内存235和系统总线205耦合。运行在系统内存235的数据可以包括计算机系统212的操作系统237和应用程序243。
119.存储器235和系统总线205耦合。例如，本申请中存储器235可以用于将通行目标路段车辆的行驶信息按照一定格式存储在存储器中。
120.操作系统包括shell 239和内核(kernel)241。shell 239是介于使用者和操作系统之内核(kernel)间的一个接口。shell是操作系统最外面的一层。shell管理使用者与操作系统之间的交互：等待使用者的输入；向操作系统解释使用者的输入；并且处理各种各样的操作系统的输出结果。
121.内核241由操作系统中用于管理存储器、文件、外设和系统资源的那些部分组成。直接与硬件交互，操作系统内核通常运行进程，并提供进程间的通信，提供cpu时间片管理、中断、内存管理、io管理等等。
122.应用程序243包括控制汽车自动驾驶相关的程序，比如，管理自动驾驶的汽车和路上障碍物交互的程序，控制自动驾驶汽车路线或者速度的程序，控制自动驾驶汽车和路上其他自动驾驶汽车交互的程序。应用程序243也存在于deploying server 249的系统上。在一个实施例中，在需要执行应用程序247时，计算机系统212可以从deploying server249下载应用程序243。例如：应用程序243可以根据目标换道gap和目标换道gap模板，确定智能车辆的换道时间和换道轨迹后，通过车辆工程的动力学模型，比如自行车模型或者阿克曼模型，转化成控制车辆的线控命令，也就是将速度信息和曲率信息，转化成油门踏板开度，方向盘的角速度信息控制车辆由所述当前车道换道至所述目标换道gap。
123.传感器253和计算机系统212关联。传感器253用于探测计算机系统212周围的环境。举例来说，传感器253可以探测动物，汽车，障碍物和人行横道等，进一步传感器还可以探测上述动物，汽车，障碍物和人行横道等物体周围的环境，比如：动物周围的环境，例如，动物周围出现的其他动物，天气条件，周围环境的光亮度等。可选地，如果计算机系统212位于自动驾驶的汽车上，传感器可以是摄像头，红外线感应器，化学检测器，麦克风等。
124.请参考图2c，图2c是本申请实施例提供的另一种智能车辆002的功能框图。
125.其中，如图2c所示的智能车辆002的功能框图主要包括传感器系统0021、中央计算机系统0022以及控制器系统0023。其中，
126.传感器系统0021相当于上述图2a所示的传感器系统204，主要用于加载单目/双目相机、激光雷达/毫米波雷达、gps定位等相关设备采集的相关数据，以获得环境信息，包括车辆信息(如，目标车道上的车辆速度、车辆位置、车辆距离等)、道路结构信息以及自车状态信息(如，自车的车辆速度、车辆位置等)。例如：传感器系统0021负责相机数据、雷达数据、高精度定位数据以及底盘信息的获取，此处不再赘述。
127.中央计算机系统0022相当于上述图2a所示的计算机系统212，包括：感知融合模
块、预测模块、决策模块、规划模块以及控制模块。其中，感知融合模块主要负责车道线、行人以及车辆或其他障碍物等的识别；预测模块主要负责基于感知融合所给出的障碍物信息，预测目标车辆周围车辆或障碍物的行为意图和未来的轨迹，例如：车辆行为意图预测，车辆轨迹预测，道路结构推理等；决策模块主要负责基于自车周围障碍物的行为意图和轨迹，结合自车运动状态进行横向行为决策以及纵向行为决策，本申请所涉及的主动换道gap选择属于此模块；规划模块负责基于基于自车周围障碍物信息，以及决策模块的结果，进行横向轨迹规划与纵向速度规划；控制模块基于规划模块结果，输出控制执行器指令。因此，中央计算机系统0022中各个功能的相关描述可对应参考上述图2a所示实施例的相关描述以及下述图3a所示实施例的相关描述，此处不再赘述。
128.控制器系统0023相当于上述图2a所示的控制系统206，负责基于控制模块结果，控制车辆的转向、制动以及油门等。因此，控制器系统0023中各个功能的相关描述可对应参考上述图2a所示实施例的相关描述以及下述图3a所示实施例的相关描述，此处不再赘述。
129.可以理解的是，图2a和图2c中的智能车辆功能图只是本申请实施例中的两种示例性的实施方式，本申请实施例中的智能车辆包括但不仅限于以上结构。
130.可选的，本申请的换道gap的选择在中央计算机系统的决策模块中实现。请参考附图2d，图2d是本申请实施例提供的另一种车辆换道装置结构示意图，应用于上述图2a或图2c中，相当于图2a所示的计算机系统212以及相当于图2c所示的中央计算机系统0022，
131.其中，车辆换道装置中决策模块块，主要用于解决自动驾驶车辆在主动换道场景下如何选择目标换道gap的问题。如图2d所示，决策模块接收感知融合模块与预测模块提供的环境信息，包括车辆或障碍物信息(如，目标车道上的车辆速度、车辆位置、车辆距离等)、道路结构信息以及自车状态信息(如，自车的车辆速度、车辆位置等)，然后通过纵向决策和横向决策控制自车车辆的纵向行为和横向行为。
132.决策模块包括纵向决策模块、横向决策模块。其中，横向决策中包含换道意图、目标道选择、换道gap选择和换道时间的四个功能模块。换道意图即依据所接收信息，决策自车是否有换道意图；目标道选择即依据换道意图以及道路结构信息选择目标车道；换道gap即在目标车道上/选择合适的换道、插车间隙；换道时间决策开始换道的时间以及取消换道的时间，以确保换道过程的安全。纵向决策用于决策出自车的纵向行为，例如：车辆的加速或减速。
133.可以理解的是，图2b和图2d中的车辆换道装置结构示意图只是本申请实施例中的两种示例性的实施方式，本申请实施例中的车辆换道装置结构包括但不仅限于以上结构。
134.基于图1a提供的车辆换道系统架构，图2a或图2c提供的智能车辆以及图2b或图2d提供的应用于智能车辆的车辆换道装置，结合本申请中提供的车辆换道方法，对本申请中提出的技术问题进行具体分析和解决。
135.请参考附图3a，图3a是本申请实施例提供的一种车辆换道方法的流程示意图，该方法可应用于上述图1a所示的车辆换道系统架构和图2a或图2c提供的智能车辆以及图2b或图2d提供的车辆换道装置中，其中，图1a所示的服务设备001可以用于支持并执行图3a中所示的方法流程步骤s301
‑
步骤s305，图1a所示的车辆换道装置10可以用于支持并执行图3a中所示的方法流程步骤s306
‑
步骤s309。
136.步骤s301：获取多个换道样本数据。
137.具体的，服务设备获取多个换道样本数据，其中，每个换道样本数据均与一个车辆速度对应，所述每个换道样本数据包括样本换道gap以及样本gap属性，所述样本gap属性为所述样本换道gap对应的gap属性。其中，服务设备可以是车道旁边的一个路侧单元，用于监控某一路段的车辆行驶状况或者监控一个区域内的所有路段内车辆的行驶状况后统计处理车辆的行驶数据，以获得gap模板集合；也可以是云端服务器，用于接收大量的车辆换道数据后统计处理该车辆换道数据，以获得gap模板集合等等。
138.请参考附图3b，图3b是本申请实施例提供的一种服务设备监控某一路段的场景示意图。可以理解的是，如图3b中所示一个服务设备监控车辆进行换道行驶的示意图，当服务设备监控到目标车辆换道行驶(如：在监控到车辆开启转向灯的情况下，横向位移在预设距离范围内)时，服务设备可以获取到该车辆换道时的换道样本数据，并将该换道样本数据保存，以便根据多个换道样本数据，获得gap模板集合。其中，需要说明的是，样本换道gap即车辆换道至的换道gap，样本gap属性为该换道gap对应的gap属性，其中所述gap属性包括对应换道gap的gap长度、所述对应换道gap与换道车辆之间的距离、所述对应换道gap与所述换道车辆之间的速度差、所述换道车辆与换道车辆前一辆车辆之间距离以及所述目标车辆与该前一辆车辆之间的速度差中的一个或多个，其中，gap属性还可以对应参考下述步骤306的描述。
139.还需要说明的是，获取多个换道样本数据时，由于换道过程中车辆会发送转向灯信号，同时车辆会有横向位移，因此，可以将其作为判断是否为换道的判断条件。请参考附图3c，图3c是本申请实施例提供的一种筛选样本换道数据的流程示意图。如图3c所示，首先，服务设备从监控范围内的行驶数据中筛选出可能换道时间点和样本换道数据；然后计算该一时间点附近车辆的横向位移；最后通过横向位移的大小判断是否为换道，如果是，则记录该时间点的数据为样本换道数据，并保存该样本换道数据的样本gap属性(利用此次换道所选择换道gap的前后车信息等，计算出此换道时刻所选择换道gap的样本gap属性)；反之，则摒弃该换道数据。可以理解的是，将所有出现转向灯信号的时间点，均做一次横向位移判断，便能获得换道相关的数据集。
140.步骤s302：根据每个换道样本数据对应的车辆速度的大小，将多个换道样本数据分别划分至多个不同速度段的数据集合中。
141.具体的，服务设备根据多个换道样本数据中每个换道样本数据对应的车辆速度的大小，将所述多个换道样本数据分别划分至多个不同速度段的数据集合中，其中，所述多个不同速度段的数据集合中每个速度段的数据集合均与相邻的两个速度段的数据集合有交集。例如，请参考附图3d，图3d是本申请实施例提供的一种基于车辆速度划分不同速度段的数据集的流程示意图。如图3d所示，首先基于所设定初始速度v0与速度差
△
v，以速度差
△
v为等差将多个换道样本数据的车辆速度分割为：v0，v0+
△
v，v0+2
△
v，v0+3
△
v，
…
v0+n
△
v，其中，n为划分的数据集合的个数，也为对应的换道gap模板的个数。
142.请参考附图3e，图3e是本申请实施例提供的一种基于车辆速度划分不同速度段的数据集示意图。如图3e所示，可以将多个换道样本数据中车辆速度在v0
±△
v范围内的每一个换道样本数据划分为同一个速度段的数据集内，该多个不同速度段的数据集包含了所有的样本数据。其中，在划分数据集时对于所构建的换道gap模板需要覆盖速度范围内的所有速度，因此判断筛选后的两两相邻的数据集均需要有交集，即需要满足如下条件：
143.对于n大于0均成立。其中，为第n个数据集中所有换道样本数据对应车辆速度平均值，为第n个数据集中所有换道样本数据对应车辆速度标准差。如果不满足如上条件，则可以重新划分，缩小速度差
△
v，继续循环，直到满足上述条件。满足该条件可以更加合理的划分速度范围，以使目标车辆获得最为相似的换到模板，提高了目标车辆换道的安全性。
144.可选的，还可以基于3sigma准则筛选各数据子集。即，删除所述多个不同速度段的数据集合中每个数据集合包含的一个或多个换道样本数据对应的样本换道gap以及样本gap属性中，不满足三西格玛3sigma准则的换道样本数据。其中，三西格玛3sigma准则是假设一组检测数据只含有随机误差，对其进行计算处理得到标准偏差，按一定概率确定一个区间，认为凡超过这个区间的误差，就不属于随机误差而是粗大误差，含有该误差的数据应予以剔除。
145.请参考附图3f，图3f是本申请实施例提供的一种筛选过后不同速度段的数据集示意图。如图3f所示，将初步分类筛选的各数据集，对车辆速度依据3sigma准则(3sigma准则筛选流程不在此赘述)，对数据进行筛选，得到新的以数据集内的速度平均值为分割点的数据集，并得到每一个新的数据集中的车辆速度平均值与车辆速度标准差(如图3g所示)。因此，删除所述多个不同速度段的数据集合中每个数据集合包含的一个或多个换道样本数据对应的样本gap属性中，不满足三西格玛3sigma准则的样本道路数据对应的换道样本数据，可以得到每个数据集对应的更加精确地换道gap模板，有助于目标车辆在进行换道时，准确高效的选择更安全舒适的换道gap。
146.步骤s303：计算每个速度段的数据集合中包含的一个或多个换道样本数据对应的样本gap属性平均值，获得每个速度段的数据集合对应的换道gap模板。
147.具体的，服务设备计算每个速度段的数据集合中包含的一个或多个换道样本数据对应的样本gap属性平均值，获得每个速度段的数据集合对应的换道gap模板。根据每个速度段的数据集合中包含的一个或多个换道样本数据对应的所述样本gap属性进行统计计算，可以确定每个速度段的数据集合对应的预设换道gap，以及对应的预设gap属性，其中，每个速度段的数据集合对应的预设换道gap为该速度段的换道车辆将要换道至的gap，所述预设gap属性为所述预设换道gap对应的gap属性，所述gap属性包括对应预设换道gap的gap长度、所述对应预设换道gap与换道车辆之间的距离、所述对应预设换道gap与所述换道车辆之间的速度差、所述换道车辆与第一车辆之间距离以及所述换道车辆与所述第一车辆之间的速度差中的一个或多个，所述第一车辆为所述换道车辆当前所在车道上的前一辆车辆，其中，所述目标车辆属于所述换道车辆。每个速度段的数据集合对应的预设gap属性可以包括每个速度段的数据集合中包含的一个或多个换道样本数据的样本gap属性确定的平均值或平均值以及标准差，从而获得每个速度段的数据集合sn对应的换道gap模板mn，以及每个换道gap模板与车辆速度的映射关系。其中，每个换道gap模板与车辆速度的映射关系包括换道gap模板mn适用的速度范围与每个速度段的数据集合sn的速度范围一致。
148.步骤s304：根据每个速度段的数据集合对应的换道gap模板，获得多个换道样本数据对应的gap模板集合以及gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系。
149.具体的，服务设备根据每个速度段的数据集合对应的换道gap模板，获得多个换道
样本数据对应的gap模板集合以及gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系。获得每个速度段的数据集合对应的换道gap模板后，将每个速度段的数据集合对应的换道gap模板集合成gap模板集合，该gap模板集合中每个换道gap模板与不同的速度段对应，即每个车辆速度的都有与之对应的至少一个换道gap模板。
150.步骤s305：向目标车辆发送gap模板集合
151.具体的，服务设备根据向目标车辆发送gap模板集合，其中，所述gap模板集合，用于所述目标车辆根据所述gap模板集合确定目标换道gap模板，以便通过所述目标换道gap模板，控制所述目标车辆换道至所述目标车道。
152.步骤s306：获取目标车辆的当前速度、目标车道上的n个换道gap以及每个换道gap对应的gap属性。
153.具体地，目标车辆上的车辆换道装置获取目标车辆的当前速度、目标车道上的n个换道gap以及每个换道gap对应的gap属性，其中，所述目标车道为所述目标车辆将换道至的车道，所述换道gap为所述目标车道上两个相邻车辆之间的间隙，所述gap属性包括对应换道gap的gap长度、所述对应换道gap与所述目标车辆之间的距离、所述对应换道gap与所述目标车辆之间的速度差、所述目标车辆与第一车辆之间距离以及所述目标车辆与所述第一车辆之间的速度差中的一个或多个，所述第一车辆为所述目标车辆当前所在车道上的前一辆车辆，n为大于或等于1的整数。当目标车辆需要由当前车道换道至目标车道时，目标车辆需要首先确定在目标车道上目标车道上的n个换道gap，该换道gap用于目标车辆进行插车换道操作。例如：请参考附图3g，图3g是本申请实施例提供的一种获取目标车道上的n个换道gap的流程示意图。首先，车辆换道装置根据目标车辆的转向灯信号或者指示信号，确定换道所选择的目标车道，然后，如图3g所示，根据目标车道上障碍物信息、当前道路信息，从所述目标车辆周围车况中筛选出所有的在目标车道上的车辆；其次，基于所筛选的在目标车道上的车辆，确定出目标车道上的n个换道gap和n个换道gap中每个换道gap对应的gap属性。可选的，该n个换道gap可以构成可选换道gap集合。其中，n个换道gap构成的可选换道gap集合可用：表示，其中，为第n个换道gap的gap属性，g
list
为可选换道gap集合。
154.其中，请参考附图3h，图3h是本申请实施例提供的一种换道gap的gap属性示意图。本申请实施例可以根据n个换道gap中每一个换道gap对应的gap属性(如：gap速度、gap位置等信息)进行数据处理，获得n个换道gap中每一个换道gap对应的gap属性。例如：如图3h所示，n个换道gap中第j个换道gap的gap属性可以用表示，表示，其中，j＝1、2、3
……
n，l
g
表示第n个换道gap的gap长度，即gap前车与后车之间的距离；d
g
表示所述对应换道gap与所述目标车辆之间的距离，即，目标车辆与第j个换道gap前车之间的距离；δv
gb
与δv
gf
表示所述对应换道gap与所述目标车辆之间的速度差，即，目标车辆的当前速度v
e
与第j个换道gap前车的车辆速度v
gf
的速度差δv
gf
，目标车辆的当前速度v
e
与第j个换道gap后车的车辆速度v
gb
的速度差δv
gb
；d表示所述目标车辆与第一车辆之间距离；δv
f
表示所述目标车辆与所述第一车辆速度v
f
的速度差δv
f
；v
e
表示目标车辆的当前速度，所述第一车辆为所述目标车辆当前所在车道上的前一辆车辆。
155.由上述步骤s302
‑
步骤s303的相关描述可知，每个速度段的数据集合sn的换道gap
模板mn中包括预设gap属性，该预设gap属性可以是该速度段内所有换道样本数据的样本gap属性的平均值和/或标准差，因此，根据的表示方式，mn其中的一种表示方式可以被表示为：
156.且每个速度段的数据集合对应的换道gap模板mn适用的速度范围为：
157.其中，&&可以用作逻辑与的运算符，表示逻辑与(and)，当运算符两边的表达式的结果都为真时，整个运算结果才为真，否则，只要有一方为假，则结果为假。
158.其中，为数据集sn中所有样本换道数据中样本gap属性的l
g
的平均值；为数据集sn中所有样本换道数据中样本gap属性的l
g
的标准差；为数据集sn中所有样本换道数据中样本gap属性的d
g
的平均值；为数据集sn中所有样本换道数据中样本gap属性的d
g
的标准差；为数据集sn中所有样本换道数据中样本gap属性的δv
gf
的平均值；为数据集sn中所有样本换道数据中样本gap属性的δv
gf
的标准差；为数据集sn中所有样本换道数据中样本gap属性的δv
gb
的平均值；为数据集sn中所有样本换道数据中样本gap属性的δv
gb
的标准差；为数据集sn中所有样本换道数据中样本gap属性的d的平均值；为数据集sn中所有样本换道数据中样本gap属性的d的标准差；为数据集sn中所有样本换道数据中样本gap属性的δv
f
的平均值；为数据集sn中所有样本换道数据中样本gap属性的δv
f
的标准差；为数据集sn中所有样本换道数据中样本gap属性的v
e
的平均值；为数据集sn中所有样本换道数据中样本gap属性的v
e
的标准差。
159.可选的，mn其中的另一种表示方式还可以为仅包括样本换道数据中样本gap属性的平均值，对应的相似度的计算方法也仅仅通过对比平均值确定。
160.可选的，在获取目标车辆的当前速度、目标车道上的n个换道gap以及每个换道gap对应的gap属性之前，车辆换道装置还可以获取换道信号，所述换道信号用于指示目标车辆开始进行换道操作，包括换道请求信号或行驶障碍信号，换道请求信号用于请求进行换道操作，所述行驶障碍信号用于指示在所述当前车道无法继续行驶的情况下执行换道操作。例如：当第一车辆的行驶速度远小于目标车辆的行驶速度时，为了行车体验可以换道至旁边车道。又例如：当接收到行驶障碍信号时，在获取目标车辆的当前速度以及目标车道上的n个换道gap时，还可以对应的确定目标车道上的障碍物(如：行人、施工区域等)的当前道路信息(如：位置信息、速度信息等)，筛选出没有障碍物的n个换道gap，以防止车辆在换道时与障碍物发生碰撞，造成安全事故。
161.步骤s307：根据gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从gap模板集合中获取与当前速度匹配的m个换道gap模板。
162.具体地，车辆换道装置根据gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述当前速度匹配的m个换道gap模板，所述m个换道gap模板中每一个换道gap模板包括预设换道gap以及预设gap属性，所述预设gap属性为所述预设换道gap对应的gap属性，其中，m为大于或等于1的整数。其中，gap模板集合中包含不同速度
段对应的换道gap模板，而多个不同速度段的数据集合中每个速度段的数据集合与相邻的两个速度段的数据集合均有交集，因此，同一个车辆速度对应至少一个换道gap模板，目标车辆可以根据当前速度以及每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从gap模板集合中筛选出与当前速度匹配的m个换道gap模板。
163.可选的，车辆换道装置在根据gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从gap模板集合中获取与当前速度匹配的m个换道gap模板之前可以接收服务设备发送的gap模板集合。可以通过直接获取的gap模板集合，直接筛选出与目标车辆的当前速度匹配的m个换道gap模板。其中，由于换道gap模板是由基于该换道gap模板对应的速度段内的多个换道样本数据确定的，所以在gap模板集合给出了多个不同速度段对应的换道gap模板情况下，通过该换道gap模板包括的预设gap属性，可以进一步的提高了自动驾驶中车辆通行的舒适性和平稳性，提升了用户乘车体验。
164.可选的，目标车辆可以在自主获取自车多个换道数据后重新更新所述gap模板集合，可以更好的使目标车辆在后续换道过程中，确定出更适合自车的gap模板集合。进一步的提高自动驾驶中车辆通行的舒适性和平稳性，提升了用户乘车体验。
165.可选的，智能车辆还可以接收服务设备发送的根据该智能车辆的车型信息对应的gap模板集合，以便不同的车型可以对应不同的换道gap模板，提高了车辆在换道时的安全性。例如：即使大卡车和小轿车在行驶速度一样时，对应的换道gap模板也是不同的。
166.步骤s308：从所述n个换道gap与所述m个换道gap模板中获取目标换道gap和目标换道gap模板。
167.具体地，车辆换道装置可以从所述n个换道gap与所述m个换道gap模板中获取目标换道gap和目标换道gap模板，其中，所述目标换道gap对应的gap属性与所述目标换道gap模板对应的预设gap属性相似度最高。例如，在行驶过程中，为了防止目标车辆与其他车辆相撞，需要目标车辆与其他周围车辆保持一定的安全距离，因此根据换道gap的gap属性，从多个换道gap模板中筛选出最适合的换道gap模板(目标换道gap模板)，该换道gap模板可以使车辆在拥有更合适的更精细化的行驶先验信息(如：预设gap属性)的前提下，使得乘客有更高的舒适性和平稳性的乘坐体验。例如：目标车辆根据预设gap属性，在换道过程中对车辆的速度进行调整时可以有更加精确的调整范围。
168.在一种可能的实现方式中，所述从所述n个换道gap与所述m个换道gap模板中获取目标换道gap和目标换道gap模板，包括：计算所述n个换道gap中每个换道gap的gap属性与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板的预设gap属性之间的相似度；将相似度排序后，获得相似度最高的一对换道gap和换道gap模板为所述目标换道gap和所述目标换道gap模板。实施本申请实施例，将m个换道gap模板对应的预设gap属性与n个换道gap对应的gap属性进行相似度对比，当相似度越高时，证明该换道gap对应的gap属性与该换道gap模板的预设gap属性越相似，进而该换道gap的道路状况就越适用于该换道gap模板。因此，将相似度排序后，确定相似度最高的一对换道gap模板和换道gap分别为目标换道gap以及目标换道gap模板，有利于目标车辆根据现有的换道gap模板，准确高效的选择更安全舒适的换道gap进行换道驾驶。
169.在一种可能的实现方式中，根据gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述当前速度匹配的m个换道gap模板之后，还包括：
根据所述当前速度，分别确定所述目标车辆与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板匹配的概率；所述计算所述n个换道gap中每个换道gap的gap属性与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板的预设gap属性之间的相似度，包括：根据所述目标车辆与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板匹配的概率，基于标准化欧式距离评估方法，计算所述n个换道gap中每个换道gap的gap属性与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板的预设gap属性之间的相似度。例如：21.5km/h的目标车辆与20km/h
‑
22km/h对应的换道gap模板匹配的概率大于21km/h
‑
24km/h对应的换道gap模板匹配的概率。因此，需要首先确定目标车辆在所述个换道gap模板中每个换道gap模板分别匹配的概率，再根据匹配的概率计算与各个模板的相似度，有利于目标车辆更加准确地筛选出目标换道gap，以使更安全舒适的进行换道驾驶。
170.其中，将所有可选的n个换道gap与与所述当前速度匹配的m个换道gap模板，基于标准化欧拉距离进行相似性计算，如，可以采用如下标准化欧拉距离公式，以减少不同量纲之间的影响。
[0171][0172]
上述为根据标准化欧拉距离公式确定的第j个换道gap与第i个换道gap模板的相似度，其中，j为n个换道gap中第j个换道gap，i表示m个换道gap模板中第i个换道gap模板。
[0173]
需要说明的是，多个不同速度段的数据集合中每个速度段的数据集合与相邻的两个速度段的数据集合均有交集，如果车辆速度是位于最小速度段与最高速度的数据集两端的速度，所挑选的换道gap模板只有一个，因此只需要与换道gap模板计算一次相似性，便为最终的相似性，即对于挑选的换道gap模板有两个的情况，需要与两个模板均进行相似性计算，最终的相似性为两者的加权。自车车速隶属于两个模板的概率是不一样的，上述筛选过程中采用了3sigma准则，因此基于正态分布可以计算出分别隶属于两个换道gap模板的概率为：
[0174]
因此，例如：对于挑选的换道gap模板有两个的情况，相似性可以分别为与最终第j个换道gap与两个换道gap模板的相似性为：其中，p
i
为目标车辆属于m个换道gap模板中第i个换道gap模板的概率。通过排序方法(排序方法较多，在此不赘述)可以容易的从所有n个换道gap与m个换道gap模板的相似性中找到相似性最高的，进而获得目标换道gap。
[0175]
可选的，可以从n个换道gap中确定一个与m个换道gap模板所有换道gap模板的相似性最高的目标换道gap，再从m个换道gap模板所有换道gap模板中确定一个与目标换道gap相似性最高的目标换道gap模板，对此，本申请实施例不做具体限定。
[0176]
可选的，当两个换道gap与换道gap模板的相似度一样时，可以根据换道gap的gap属性，确定目标车辆由当前车道换道至目标车道时速度变化率最小的一个换道gap为目标换道gap。
[0177]
步骤s309：通过目标换道gap模板，控制所述目标车辆换道至所述目标换道gap。
[0178]
具体地，所以车辆换道装置可以通过目标换道gap模板，控制所述目标车辆换道至所述目标换道gap。
[0179]
可选的，所述目标换道gap模板还包括预设换道轨迹；所述通过所述目标换道gap模板，控制所述目标车辆换道至所述目标换道gap包括：根据所述目标换道gap的gap属性和所述预设换道轨迹，确定所述目标车辆的换道时间和换道轨迹；根据所述换道时间和所述换道轨迹，控制所述目标车辆由所述当前车道换道至所述目标换道gap。实施本申请实施例，在筛选出目标换道gap和目标换道gap模板后，目标车辆可以根据gap属性和预设换道轨迹，确定目标车辆具体的换道时间和换道轨迹，以使目标车辆准确高效的进行换道驾驶。
[0180]
可选的，车辆换道装置可以将所述换道轨迹和所述目标换道gap的gap属性发送至服务设备，使得服务设备更新多个不同速度段数据集合对应的换道gap模板。
[0181]
可选的，可以直接根据所述目标换道gap的gap属性，规划所述目标车辆的换道时间和换道轨迹；根据所述换道时间和所述换道轨迹，控制所述目标车辆由所述当前车道换道至所述目标换道gap。
[0182]
通过本申请实施例，车辆可以在由当前车道换道至目标车道时，主动选择目标车道上合适的插车间隙gap(即、换道gap)，通过该插车间隙换道至目标车道，保证了在目标车辆换道过程中，对车辆即将换道的路段进行主动选择，可以较好的满足目标车辆的驾驶需求，避免因如默认选择距离目标车辆最近的一个换道gap，而无法保证目标车辆安全舒适的换道。其中，在主动选择该插车间隙时，是对比多个换道gap模板对应的预设gap属性与多个换道gap对应的gap属性后，筛选出相似度最高的一对为目标换道gap模板和目标换道gap，以使目标车辆可以通过所述目标换道gap模板，安全高效的插车至目标换道gap。例如：目标车辆可以根据换道gap模板选择前方或者后方的换道gap，以实现车辆的加速或者减速，汇入目标车道，保证了目标车辆在道路上的安全换道行驶，不会因为超速或相撞造成安全事故，提升了车辆的行驶安全。而且，这种通过对比换道gap模板与换道gap之间的gap属性相似度，并从多个换道gap中筛选出与已有的换道gap模板中相似度最高的一个换道gap做为目标车辆的换道gap，可以保证车辆在换道过程中不需要长时间检测目标车道内的车辆行驶状态，只需要确定多个换道gap后，直接对比换道gap模板确定多个换道gap中目标换道gap，减少了在换道过程中大量的标定车辆的行驶参数，提高了目标车辆选择换道gap的效率。其次，根据换道gap的gap属性，从多个换道gap模板中筛选出最适合的换道gap模板(目标换道gap模板)，该换道gap模板可以使车辆在拥有更合适的更精细化的行驶先验信息(如：预设gap属性)的前提下，使得乘客有更高的舒适性和平稳性的乘坐体验。例如：目标车辆根据预设gap属性，在换道过程中对车辆的速度进行调整时可以有更加精确的调整范围。
[0183]
其中，请参考附图3i和附图3j，图3i是本申请实施例提供的一种在应用场景下控制目标车辆由当前车道换道至目标换道gap的车载屏幕示意图。图3j是本申请实施例提供的一种应用于图3i的车辆换道至目标换道gap的场景示意图。
[0184]
应用场景：在目标车辆沿四车道向前行驶时，目标车辆前方没有行驶的车辆，若确定目标车辆需要进行换道操作的情况下，实行如下步骤：
[0185]
1、获取目标车辆当前行驶状态，该行驶状态包括：目标车辆的速度、目标车辆要换到的目标车道，以及目标车道上的四个换道gap以及每个换道gap对应的gap属性。如图3i中
(1)所示，目标车道上的有四个换道gap(gap1、gap2、gap3、gap4)，可供所述目标车辆进行换道，其中，路况显示图中，五角星代表目标车辆。
[0186]
2、目标车辆将自车当前的速度与预先获得的gap模板集合匹配，从该gap模板集合中获取匹配的两个换道gap模板，如图3i中(1)所示，gap模板集合有两个换道gap模板(模板1与模板2)与目标车辆的速度匹配。
[0187]
3、将上述获得的两个换道gap模板与四个换道gap进行相似度匹配，获得相似度最高的一对换道gap模板与换道gap，如图3i中(2)所示，gap2与模板2的相似度最高为89％。
[0188]
4、通过获得的目标换道gap模板(模板2)，控制目标车辆换道至目标换道gap(gap2)中。如图3j所示，控制目标车辆加速由当前车道换道至gap2。
[0189]
上述详细阐述了本申请实施例的方法，下面提供了本申请实施例的相关装置。
[0190]
请参见图4a，图4a是本申请实施例提供的又一种车辆换道装置的结构示意图，该车辆换道装置30可以包括第一获取单元401，模板单元402，第二获取单元403和控制单元404，还可以包括第一计算单元405和接收单元406。其中，各个单元的详细描述如下。
[0191]
第一获取单元401，用于获取目标车辆的当前速度、目标车道上的n个换道gap以及每个换道gap对应的gap属性，其中，所述目标车道为所述目标车辆将换道至的车道，所述换道gap为所述目标车道上两个相邻车辆之间的间隙，所述gap属性包括对应换道gap的gap长度、所述对应换道gap与所述目标车辆之间的距离、所述对应换道gap与所述目标车辆之间的速度差、所述目标车辆与第一车辆之间距离以及所述目标车辆与所述第一车辆之间的速度差中的一个或多个，所述第一车辆为所述目标车辆当前所在车道上的前一辆车辆，n为大于或等于1的整数；
[0192]
模板单元402，用于根据gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述当前速度匹配的m个换道gap模板，所述m个换道gap模板中每一个换道gap模板包括预设换道gap以及预设gap属性，所述预设gap属性为所述预设换道gap对应的gap属性，其中，m为大于或等于1的整数；
[0193]
第二获取单元403，用于从所述n个换道gap与所述m个换道gap模板中获取目标换道gap和目标换道gap模板，其中，所述目标换道gap对应的gap属性与所述目标换道gap模板对应的预设gap属性相似度最高；
[0194]
控制单元404，用于根据所述目标换道gap模板，控制所述目标车辆换道至所述目标换道gap。
[0195]
在一种可能的实现方式中，所述第二获取单元403，具体用于：计算所述n个换道gap中每个换道gap的gap属性与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板的预设gap属性之间的相似度；将相似度排序后，获得相似度最高的一对换道gap和换道gap模板为所述目标换道gap和所述目标换道gap模板。
[0196]
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：第一计算单元405，用于根据gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述当前速度匹配的m个换道gap模板之后，根据所述当前速度，分别确定所述目标车辆与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板匹配的概率；所述第二获取单元403，还具体用于：根据所述目标车辆与所述m个换道gap模板中每个换道gap模板匹配的概率，基于标准化欧式距离评估方法，计算所述n个换道gap中每个换道gap的gap属性与所述m个换道gap模板中每个换道
gap模板的预设gap属性之间的相似度。
[0197]
在一种可能的实现方式中，所述目标换道gap模板还包括预设换道轨迹；所述控制单元404，具体用于根据所述目标换道gap的gap属性和所述预设换道轨迹，确定所述目标车辆的换道时间和换道轨迹；根据所述换道时间和所述换道轨迹，控制所述目标车辆由所述当前车道换道至所述目标换道gap。
[0198]
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：接收单元406，用于接收并保存服务设备发送的所述gap模板集合。
[0199]
需要说明的是，本申请实施例中所描述的车辆换道装置20中各功能单元的功能可参见上述图3a中所述的方法实施例中步骤s306
‑
步骤s309的相关描述，此处不再赘述。
[0200]
请参见图4b，图4b是本申请实施例提供的又一种车辆换道装置的结构示意图，该车辆换道装置40可以应用于上述图1a和图1b所述服务设备001中，包括发送单元410，还可以包括第三获取单元420，划分单元430，第二计算单元440，第四获取单元450和删除单元460。其中，各个单元的详细描述如下。
[0201]
发送单元410，用于向目标车辆发送gap模板集合，其中，所述gap模板集合，用于所述目标车辆根据所述gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述目标车辆的当前速度匹配的m个换道gap模板，所述m个换道gap模板中每一个换道gap模板包括预设换道gap以及预设gap属性，所述预设gap属性为所述预设换道gap对应的gap属性，所述gap属性包括对应预设换道gap的gap长度、所述对应预设换道gap与换道车辆之间的距离、所述对应预设换道gap与所述换道车辆之间的速度差、所述换道车辆与第一车辆之间距离以及所述换道车辆与所述第一车辆之间的速度差中的一个或多个，所述第一车辆为所述换道车辆当前所在车道上的前一辆车辆，所述目标车辆属于所述换道车辆，其中，m为大于或等于1的整数；
[0202]
所述m个换道gap模板用于所述目标车辆从所述m个换道gap模板以及目标车道上的n个换道gap中获取目标换道gap模板与目标换道gap，其中，所述目标换道gap模板对应的预设gap属性与所述目标换道gap对应的gap属性相似度最高，所述目标车道为所述目标车辆将换道至的车道，所述换道gap为所述目标车道上两个相邻车辆之间的间隙。
[0203]
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：第三获取单元420，用于向目标车辆发送gap模板集合之前，获取多个换道样本数据，其中，每个换道样本数据均与一个车辆速度对应，所述每个换道样本数据包括样本换道gap以及样本gap属性，所述样本gap属性为所述样本换道gap对应的gap属性；划分单元430，用于根据所述每个换道样本数据对应的车辆速度的大小，将所述多个换道样本数据分别划分至多个不同速度段的数据集合中，其中，所述多个不同速度段的数据集合中每个速度段的数据集合均与相邻的两个速度段的数据集合有交集；第二计算单元440，用于计算每个速度段的数据集合中包含的一个或多个换道样本数据对应的样本gap属性平均值，获得每个速度段的数据集合对应的换道gap模板；第四获取单元450，用于根据所述每个速度段的数据集合对应的换道gap模板，获得所述多个换道样本数据对应的所述gap模板集合以及所述gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系。
[0204]
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：删除单元460，用于在根据所述每个换道样本数据对应的车辆速度的大小，将所述多个换道样本数据分别划分至多个不同速度
段的数据集合中之后，删除所述多个不同速度段的数据集合中每个数据集合包含的一个或多个换道样本数据对应的样本换道gap以及样本gap属性中，不满足三西格玛3sigma准则的换道样本数据。
[0205]
需要说明的是，本申请实施例中所描述的车辆换道装置20中各功能单元的功能可参见上述图3a中所述的方法实施例中步骤s301
‑
步骤s305的相关描述，此处不再赘述。
[0206]
如图5a所示，图5a是本申请实施例提供的又一种车辆换道装置结构示意图，该设备50包括至少一个处理器501，至少一个存储器502、至少一个通信接口503。此外，该设备还可以包括天线等通用部件，在此不再详述。
[0207]
处理器501可以是通用中央处理器(cpu)，微处理器，特定应用集成电路(application
‑
specific integrated circuit，asic)，或一个或多个用于控制以上方案程序执行的集成电路。
[0208]
通信接口503，用于与其他设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(ran)，核心网，无线局域网(wireless local area networks，wlan)等。
[0209]
存储器502可以是只读存储器(read
‑
only memory，rom)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，ram)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read
‑
only memory，eeprom)、只读光盘(compact disc read
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only memory，cd
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rom)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。
[0210]
其中，所述存储器502用于存储执行以上方案的应用程序代码，并由处理器501来控制执行。所述处理器501用于执行所述存储器502中存储的应用程序代码。
[0211]
存储器502存储的代码可执行以上图3a提供的车辆行驶控制方法，比如获取目标车辆的当前速度、目标车道上的n个换道gap以及每个换道gap对应的gap属性，其中，所述目标车道为所述目标车辆将换道至的车道，所述换道gap为所述目标车道上两个相邻车辆之间的间隙，所述gap属性包括对应换道gap的gap长度、所述对应换道gap与所述目标车辆之间的距离、所述对应换道gap与所述目标车辆之间的速度差、所述目标车辆与第一车辆之间距离以及所述目标车辆与所述第一车辆之间的速度差中的一个或多个，所述第一车辆为所述目标车辆当前所在车道上的前一辆车辆，n为大于或等于1的整数；根据gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述当前速度匹配的m个换道gap模板，所述m个换道gap模板中每一个换道gap模板包括预设换道gap以及预设gap属性，所述预设gap属性为所述预设换道gap对应的gap属性，其中，m为大于或等于1的整数；从所述n个换道gap与所述m个换道gap模板中获取目标换道gap和目标换道gap模板，其中，所述目标换道gap对应的gap属性与所述目标换道gap模板对应的预设gap属性相似度最高；通过所述目标换道gap模板，控制所述目标车辆换道至所述目标换道gap。
[0212]
需要说明的是，本申请实施例中所描述的车辆换道装置30中各功能单元的功能可参见上述图3a中所述的方法实施例中的步骤s306
‑
步骤s309相关描述，此处不再赘述。
[0213]
如图5b所示，图5b是本申请实施例提供的又一种车辆换道装置结构示意图，该设
备60包括至少一个处理器511，至少一个存储器512、至少一个通信接口513。此外，该设备还可以包括天线等通用部件，在此不再详述。
[0214]
处理器511可以是通用中央处理器(cpu)，微处理器，特定应用集成电路(application
‑
specific integrated circuit，asic)，或一个或多个用于控制以上方案程序执行的集成电路。
[0215]
通信接口513，用于与其他设备或通信网络通信，如以太网，无线接入网(ran)，核心网，无线局域网(wireless local area networks，wlan)等。
[0216]
存储器512可以是只读存储器(read
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only memory，rom)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，ram)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read
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only memory，eeprom)、只读光盘(compact disc read
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only memory，cd
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rom)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。
[0217]
其中，所述存储器512用于存储执行以上方案的应用程序代码，并由处理器511来控制执行。所述处理器511用于执行所述存储器512中存储的应用程序代码。
[0218]
存储器512存储的代码可执行以上图3a提供的车辆行驶控制方法，比如向目标车辆发送gap模板集合，其中，所述gap模板集合，用于所述目标车辆根据所述gap模板集合中每个换道gap模板与车辆速度的映射关系，从所述gap模板集合中获取与所述目标车辆的当前速度匹配的m个换道gap模板，所述m个换道gap模板中每一个换道gap模板包括预设换道gap以及预设gap属性，所述预设gap属性为所述预设换道gap对应的gap属性，所述gap属性包括对应预设换道gap的gap长度、所述对应预设换道gap与换道车辆之间的距离、所述对应预设换道gap与所述换道车辆之间的速度差、所述换道车辆与第一车辆之间距离以及所述换道车辆与所述第一车辆之间的速度差中的一个或多个，所述第一车辆为所述换道车辆当前所在车道上的前一辆车辆，所述目标车辆属于所述换道车辆，其中，m为大于或等于1的整数；所述m个换道gap模板用于所述目标车辆从所述m个换道gap模板以及目标车道上的n个换道gap中获取目标换道gap模板与目标换道gap，其中，所述目标换道gap模板对应的预设gap属性与所述目标换道gap对应的gap属性相似度最高，所述目标车道为所述目标车辆将换道至的车道，所述换道gap为所述目标车道上两个相邻车辆之间的间隙。
[0219]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0220]
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可能可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
[0221]
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种
逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
[0222]
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0223]
另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0224]
上述集成的单元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，本申请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全部或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(可以为个人计算机、服务端或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器)执行本申请各个实施例上述方法的全部或部分步骤。其中，而前述的存储介质可包括：u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、只读存储器(read
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only memory，缩写：rom)或者随机存取存储器(random access memory，缩写：ram)等各种可以存储程序代码的介质。
[0225]
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。