车辆速度确定方法、装置、设备和存储介质与流程

本发明涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种车辆速度确定方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

交通流仿真技术是用仿真技术来研究交通行为，是对交通运动随时间和空间的变化进行跟踪描述的技术，涉及描述交通运输系统在一定的时间内实时运动的数学模型。交通流仿真技术按照仿真对象的粒度可以分为微观交通流仿真、中观交通流仿真和宏观交通流仿真。微观交通流仿真对交通运输系统的要素及行为的细节粒度描述程度最高，对交通流的描述是以单个车辆为基本单元，车辆在道路上的跟车、超车以及车道变换等微观行为都能得到较真实的反映，在交通工程理论研究、道路几何设计方案分析、交通管理系统设计方案评价分析、道路交通安全分析和智能交通系统(intelligenttransportsystem，简称its)中都有很好的应用，因此得到了较大的发展。

微观交通流仿真一般采用如下方案：通过主车与前车的距离和相对速度，主车的期望速度等约束来计算主车的速度。该方案中需要事先人为约定车辆的轨迹，使得车辆运动轨迹单一，车辆的运动与真实车辆的运动在物理约束上有所差异，确定主车的速度的准确性较低，不能体现真实道路场景中车辆的运动。

技术实现要素：

本发明提供一种车辆速度确定方法、装置、设备和存储介质，以提高车辆速度确定的准确性。

第一方面，本发明提供一种车辆速度确定方法，包括：

根据主车的至少一项行驶参数和预设的更新时间步长，确定所述主车的至少一个待更新速度；

确定所述至少一个待更新速度中是否存在同时满足预设的避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度；

若存在，则将满足所述避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度，作为所述主车在下一更新时刻的速度。

第二方面，本发明提供一种车辆速度确定装置，包括：

第一确定模块，用于根据主车的至少一项行驶参数和预设的更新时间步长，确定所述主车的至少一个待更新速度；

第二确定模块，用于确定所述至少一个待更新速度中是否存在同时满足预设的避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度；

处理模块，用于若所述第二确定模块确定存在同时满足预设的避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度，则将满足所述避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度，作为所述主车在下一更新时刻的速度。

第三方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述的方法。

第四方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行第一方面中任一项所述的方法。

本发明实施例提供的车辆速度确定方法、装置、设备和存储介质，根据主车的至少一项行驶参数和预设的更新时间步长，确定所述主车的至少一个待更新速度；确定所述至少一个待更新速度中是否存在同时满足预设的避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度；若存在，则将满足所述避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度，作为所述主车在下一更新时刻的速度，提高了车辆速度确定的准确性，更能体现真实道路场景中车辆的运动。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本发明提供的车辆速度确定方法一实施例的流程示意图；

图2是本发明提供的方法一实施例的道路场景示意图；

图3是本发明提供的车辆速度确定装置一实施例的结构示意图；

图4是本发明提供的电子设备实施例的结构示意图。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“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。

首先对本发明所涉及的应用场景进行介绍：

本发明实施例提供的车辆速度确定方法，应用于主动安全驾驶场景中对车辆速度的确定，以提高车辆的安全性能。其中，上述车辆例如为自动驾驶车辆，或普通车辆。本发明实施例中的道路场景例如为高速路场景、城市环线、普通道路等。以下实施例中以高速路进行举例说明。

由于目前微观交通流仿真方法的约束条件简单，往往根据路网结构加入大量人为适应性约束，如车辆轨迹，速度，转弯，变道等内容，因此使交通流仿真方法难以具有不同路网结构间的普适性。而本发明实施例的方法根据交通流环境(即道路、相邻车辆等)的约束条件从合理速度中确定较优的速度，不受路况限制，具有很好的交通流环境自适应性，对于不同的路网和交通流密度均可以得到较好的仿真结果，大大增加了车辆在交通流中运动状态的多样性。

由于一些简单的交通流仿真模型缺少对车辆的动力学模型考虑，导致车辆在转弯，变道等情况下运动方式与真实车辆运动存在较大差异，因此本发明实施例的方法在确定车辆速度时加入对车辆动力学模型约束的考虑，使车辆速度满足车辆运动的物理约束。

本发明提供的方法可由电子设备如处理器执行相应的软件代码实现，也可由该电子设备在执行相应的软件代码的同时，通过和其他设备或服务器进行数据交互来实现，如其他设备或服务器执行部分操作，来控制该电子设备执行车辆速度确定方法。

下面的实施例均以电子设备为执行主体进行说明。以下实施例中以自动驾驶车辆为例进行说明。

下面以具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1是本发明提供的车辆速度确定方法一实施例的流程示意图。如图1所示，本实施例提供的方法，包括：

步骤101、根据主车的至少一项行驶参数和预设的更新时间步长，确定主车在下一更新时刻的至少一个待更新速度。

具体的，主车为当前道路场景中任意一辆车辆，主车的至少一项行驶参数例如包括：当前速度、加速度范围、车轮转角范围等，当前速度可以是预设的初始速度，也可以是前一更新时刻更新的速度。

根据主车的至少一项行驶参数和预设的更新时间步长，计算出多个可作为主车速度的待更新速度。

在确定速度之前，可以根据预设的道路场景条件构建路网结构；所述路网结构中可以包括：多个并行的车道；车道可以通过一些离散的线段实现。

根据预设的交通流密度确定该路网结构中的车辆个数和车辆的初始位置；

具体可以根据高速路场景构建路网结构，随机初始化车辆的速度。

当前道路场景中的车辆的信息包括以下至少一项：车辆的尺寸、加速度范围、车轮转角范围、期望速度、初始位置、初始速度、初始方向。

步骤102、确定至少一个待更新速度中是否存在同时满足预设的避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度。

具体的，车辆动力学约束是指主车的速度方向变化角度需合理，即主车的速度方向变化角度需满足一定的条件。

避障约束条件是指主车与主车所在的当前车道的前车之间的距离需满足一定条件，即根据该主车与主车所在的当前车道的前车之间的距离得出的避障能量函数需小于第一预设阈值。

车道约束条件是指主车与主车所在的当前车道或主车待进入的目标车道之间需满足一定的约束条件，例如与当前车道方向的夹角或距离，与目标车道方向的夹角或距离。

需确定同时满足上述避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度。

在本发明的一实施例中，具体可以采用如下方式确定是否存在同时满足上述避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度：

根据各个待更新速度，确定各个待更新速度在下一更新时刻的速度方向变化角度；

根据预设的速度与速度方向变化角度的关系以及主车的车轮转角范围，确定各个所述待更新速度在下一更新时刻的速度方向变化角度是否合理；

若各个待更新速度在下一更新时刻的速度方向变化角度合理，则各个待更新速度满足车辆动力学模型约束；

确定满足车辆动力学模型约束的各个待更新速度，是否满足避障约束条件和车道约束条件。

具体的，首先可以确定各个待更新速度是否满足车辆动力学模型约束，若满足则进一步确定是否满足避障约束条件和车道约束条件。

满足车辆动力学模型约束，即需要确定该待更新速度在下一更新时刻的速度方向变化角度是否合理，若合理，则满足车辆动力学模型约束。

速度方向变化角度是否合理，可以根据车轮转角范围以及速度与速度方向变化角度的关系确定，例如速度方向变化角度是否在车轮转角范围内，若是，且满足速度与速度方向变化角度的关系，则该速度方向变化角度合理，例如该待更新速度较大，则速度方向变化角度应较小，否则车辆行驶较为危险。

确定该待更新速度对应的速度方向变化角度，可以根据待更新速度、当前的车轮转角、主车的轴距、更新时间步长确定出来。

进一步的，确定满足车辆动力学模型约束的各个待更新速度，是否满足所述避障约束条件和车道约束条件，具体可以采用如下方式实现：

根据各个所述待更新速度，确定各个所述待更新速度对应的所述避障约束条件中的避障能量函数；

若所述避障能量函数的值小于第一预设阈值，则确定各个所述待更新速度满足所述避障约束条件；

确定各个所述待更新速度是否满足所述车道约束条件。

具体的，先确定车辆的待更新速度是否满足避障约束条件，再确定是否满足车道约束条件。

确定是否满足避障约束条件，即确定待更新速度对应的避障能量函数的数值是否小于第一预设阈值，若小于则该待更新速度满足该避障约束条件，若大于或等于则不满足该避障约束条件。其中，避障能量函数可以根据主车与前车的距离确定出来。避障能量函数的值越大说明主车与前车发生碰撞的可能性越大。

进一步的，确定满足车辆动力学模型约束和避障约束条件的各个待更新速度，是否满足车道约束条件，具体可以采用如下方式实现：

根据各个待更新速度，确定待更新速度对应的车道约束条件中的速度方向能量函数、车道距离能量函数和车道方向能量函数；

若速度方向能量函数的值小于第二预设阈值、车道距离能量函数的值小于第三预设阈值，且车道方向能量函数的值小于第四预设阈值，则确定各个待更新速度满足车道约束条件。

具体的，确定是否满足车道约束条件，即确定待更新速度对应的速度方向能量函数、车道距离能量函数、车道方向能量函数的数值是否小于各自对应的预设阈值，若均小于则该待更新速度满足该车道约束条件，若有至少一个函数的数值大于或等于预设阈值则不满足该车道约束条件。

其中，速度方向能量函数可以根据主车与当前车道方向(或目标车道方向)的夹角确定出来，该速度方向能量函数的数值越大，说明主车与当前车道方向的夹角越大，车辆行驶越危险。

车道距离能量函数可以根据主车与当前车道(或目标车道)的距离确定出来，具体是主车与当前车道的中心线的距离，该车道距离能量函数的数值越大，说明主车与当前车道的距离越大，车辆行驶越危险。

车道方向能量函数可以根据主车的方向与当前车道方向(或目标车道方向)的夹角确定出来，该车道方向能量函数的数值越大，说明主车的方向与当前的车道方向的夹角越大，车辆行驶越危险。

步骤103、若存在，则将满足避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度，作为主车在下一更新时刻的速度。

进一步的，若存在多个满足避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度，可以确定一个较优的待更新速度作为主车在下一更新时刻的速度：

从各个满足所述避障约束条件、所述车道约束条件和所述车辆动力学模型约束的待更新速度中，查找使得所述避障能量函数、速度方向能量函数、车道距离能量函数以及车道方向能量函数之和最小的待更新速度。

进一步的，在本发明的一实施例中，该方法还可以包括如下步骤：

若所述主车的避障能量函数的值为零时，则根据预设的期望速度以及所述主车的待更新速度，确定所述待更新速度对应的速度期望约束函数；

所述从各个满足所述避障约束条件、所述车道约束条件和所述车辆动力学模型约束的待更新速度中，查找使得所述避障能量函数、速度方向能量函数、车道距离能量函数以及车道方向能量函数之和最小的待更新速度，包括：

从各个满足所述避障约束条件、所述车道约束条件和所述车辆动力学模型约束的待更新速度中，查找使得所述避障能量函数、速度方向能量函数、车道距离能量函数、车道方向能量函数以及所述速度期望约束函数之和最小的待更新速度。

具体的，若避障能量函数的数值为0，则说明与前车不会发生碰撞，则可以将主车的速度更新为尽量与期望速度接近的速度，速度期望约束函数可以根据期望速度和待更新速度的差值得到。

具体可以将使得避障能量函数、速度方向能量函数、车道距离能量函数、车道方向能量函数以及速度期望约束函数之和最小的待更新速度，作为主车在下一更新时刻的速度。

进一步的，可以基于该待更新速度，确定主车在下一更新时刻的位置。

下一更新时刻的位置可以基于主车当前的位置、更新时间步长以及下一更新时刻的速度计算得到。

本实施例的方法，根据主车的当前速度、加速度范围、车轮转角范围和预设的更新时间步长，确定所述主车的至少一个待更新速度；确定所述至少一个待更新速度中是否存在同时满足预设的避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度；若存在，则将满足所述避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度，作为所述主车在下一更新时刻的速度，提高了车辆速度确定的准确性，更能体现真实道路场景中车辆的运动。

在上述实施例的基础上，进一步的，确定所述主车在下一更新时刻的速度方向变化角度，具体可以包括如下方式实现：

根据主车的车轮转角、轴距和待更新速度，确定主车在下一更新时刻的速度方向变化角度。

具体可以根据如下公式(1)确定待更新速度在下一更新时刻的速度方向变化角度δθ；

δθ＝tan(φ)/l×v0×δt(1)；

其中，φ为车轮转角，l为轴距，v0为所述待更新速度，δt为所述更新时间步长。

进一步的，确定各个待更新速度在下一更新时刻的速度方向变化角度是否合理，具体可以包括如下方式实现：

确定所述速度方向变化角度是否在所述主车的车轮转角范围内；

若是，则根据速度与速度方向变化角度的关系以及速度方向变化角度，确定速度方向变化角度是否合理。

具体的，若速度方向变化角度在主车的车轮转角范围内，则初步判定速度方向变化角度合理，再通过速度与速度方向变化角度的关系进一步确认该速度方向变化角度是否合理，即若速度较大，则速度方向变化角度应较小，在一定范围内。

在上述实施例的基础上，进一步的，确定避障能量函数之前还可以进行如下操作：

若所述主车所在的当前车道中存在前车，根据所述主车的待更新速度和所述前车的当前速度，确定所述主车与所述前车沿所述当前车道方向在下一更新时刻的第一距离，并预测所述主车与所述前车沿所述当前车道方向在预设时长后的第二距离；

若所述第一距离和所述第二距离大于预设的安全距离，则确定所述避障能量函数。

具体的，若主车所在的当前车道中存在前车，确定主车与前车在下一更新时刻的第一距离，并预测该主车与前车在预设时长后的第二距离，若该第一距离或第二距离小于预设的安全距离，则主车和前车可能会发生碰撞，则舍弃该待更新速度。

若第一距离和第二距离大于预设的安全距离，则确定避障能量函数。根据避障能量函数进一步确定该待更新速度是否满足避障约束条件。

其中，安全距离是指保持主车的当前车速(即待更新速度)，前车车速降为0时在安全时间内不发生相撞的距离。

其中，第一距离s可以根据如下公式得到：

s＝p0+v0×δt–(p1+v1×δt)；

其中，p0，p1分别为所述主车与所述当前车道的前车的当前位置，v0为所述待更新速度，v1为所述当前车道的前车的当前车速；

第二距离sp可以根据如下公式得到：

sp＝p0+v0×δt×εp–(p1+v1×δt×εp)；

其中，εp为预设的预测步长；δt×εp为预设时长。

进一步的，确定各个所述待更新速度对应的所述避障约束条件中的避障能量函数，具体可以通过如下方式实现：

若所述主车处于非变道状态，则根据所述待更新速度、所述第一距离、所述第二距离以及预设的安全时间，确定所述避障能量函数；

若所述主车处于变道状态，则根据所述待更新速度、所述第一距离、所述第二距离、第三距离、第四距离以及预设的安全时间，确定所述避障能量函数；所述第三距离为所述主车与目标车道的前车之间的距离，所述第四距离为在预设时长后所述主车与所述目标车道的前车之间的预测距离。

具体的，若主车处于非变道状态，即主车一直沿着主车所在的当前车道行驶，可根据如下公式(2)确定待更新速度对应的避障能量函数enrep；

enrep＝ρrep×(v0×tsafe-min(s，sp))(2)；

其中，ρrep为预设的第一权重，tsafe为预设的安全时间，s为所述第一距离，sp为所述第二距离；第一距离和第二距离的计算公式参见前述实施例；

若所述主车处于变道状态，即主车从当前车道向目标车道变道，可以根据如下公式(3)确定所述待更新速度对应的避障能量函数enrep；

enrep＝ρrep×(v0×tsafe-min(s，sp，st，stp))(3)；

其中，st为所述第三距离，stp为所述第四距离；第三距离为主车与目标车道的前车之间的距离，第四距离为在预设时长后主车与目标车道的前车之间的预测距离；具体可以根据如下公式计算：

st＝p0+v0×δt–(p2+v2×δt)；

stp＝p0+v0×δt×εp–(p2+v2×δt×εp)；

其中，p0，p2分别为主车与目标车道的前车的当前位置，v0为待更新速度，v2为目标车道的前车的当前车速；δt×εp为预设时长。

进一步的，在确定所述避障能量函数之前，还可以确定所述主车是否处于变道状态，若是，则根据根据所述待更新速度、所述第一距离、所述第二距离、第三距离、第四距离以及预设的安全时间，确定所述避障能量函数，若否，则根据根据所述待更新速度、所述第一距离、所述第二距离以及预设的安全时间，确定所述避障能量函数。

在上述实施例的基础上，进一步的，确定所述车道约束条件中的速度方向能量函数、车道距离能量函数和车道方向能量函数具体可以采用如下方式：

若所述主车处于变道状态，则可以采用如下方式：

若所述主车与所述主车所在的当前车道的第一夹角大于预设的第一角度阈值，则根据所述第一夹角确定所述速度方向能量函数；

若所述第一夹角小于所述第一角度阈值，且所述主车与所述主车待进入的目标车道的第五距离大于预设的第二距离阈值，则根据所述主车与所述目标车道的第五距离确定所述车道距离能量函数；

若所述第一夹角小于所述第一预设阈值，所述主车与所述目标车道的距离小于所述第二距离阈值，且所述主车与所述目标车道方向的第二夹角大于预设的第二角度阈值，则根据所述主车第二夹角确定所述车道方向能量函数。

具体的，主车处于变道状态，即主车从当前车道向目标车道变道行驶，主车与主车所在的当前车道的第一夹角大于预设的第一角度阈值，此时尽量保持第一夹角的大小不变，可以适当变小，最好不要变大，否则可能会有逆行的风险。

可以根据如下公式(4)确定所述待更新速度对应的速度方向能量函数envel；

envel＝ρvel×tan(|δθ'|)(4)；

其中，ρvel为预设的第二权重，此时δθ'为主车与主车所在的当前车道的第一夹角。第一夹角为主车的方向与主车所在的当前车道的第一夹角，在主车的速度不为0时，主车的方向与速度方向相同。

即需保证速度方向能量函数需小于一定的阈值，即主车与主车所在的当前车道的第一夹角需小于预设的第一角度阈值，否则待更新速度不满足车道约束条件。

若第一夹角小于第一角度阈值，且主车与主车待进入的目标车道的第五距离大于预设的第二距离阈值，则根据如下公式(5)确定所述待更新速度对应的车道距离能量函数enlanepos；

enlanepos＝ρlanepos×slane×slane(5)；

其中，ρlanepos为预设的第三权重，此时slane为主车与目标车道的第五距离。

待更新速度对应的车道距离能量函数也需满足一定条件，即小于一定的阈值，即主车与目标车道的距离需小于一定的阈值，才能使得主车进入目标车道行驶，才能保证待更新速度满足车道约束条件。

若第一夹角小于第一预设阈值，主车与目标车道的第五距离小于第二距离阈值，且主车与目标车道方向的第二夹角大于预设的第二角度阈值，则可以根据如下公式(6)确定待更新速度对应的车道方向能量函数enlanedir；

enlanedir＝ρlanedir×tan(δθ")(6)；

其中ρlanedir为预设的第四权重，此时δθ"为主车与目标车道方向的第二夹角。

待更新速度对应的车道方向能量函数也需满足一定条件，即小于一定的阈值，即主车与目标车道方向的第二夹角也需小于第二角度阈值，使得主车的速度方向不偏离目标车道，才能保证待更新速度满足车道约束条件。

在本发明的一实施例中，在所述主车与所述目标车道的第五距离小于所述第二距离阈值，且所述主车与所述目标车道方向的第二夹角小于第二角度阈值，则此时主车进入目标车道，尽量保证主车沿着目标车道方向开，即速度方向能量函数尽量小。

若所述主车处于非变道状态，则可以采用如下方式：

若所述主车与所述主车所在的当前车道的距离大于预设的第二距离阈值，则根据所述主车与所述主车所在的当前车道的距离确定所述车道距离能量函数；

若所述主车与所述主车所在的当前车道的距离小于所述第二距离阈值，且所述主车与所述主车所在的当前车道方向的第三夹角大于预设的第一角度阈值，则根据所述第三夹角确定所述车道方向能量函数；

若所述主车与所述主车所在的当前车道的距离小于所述第二距离阈值，且所述第三夹角小于所述第一角度阈值，则根据所述第三夹角确定所述速度方向能量函数。

具体的，主车处于非变道状态，则主车沿着当前车道行驶，主车与主车所在的当前车道的距离大于预设的第二距离阈值，则根据前述公式(5)确定待更新速度对应的车道距离能量函数enlanepos，此时公式(5)中slane为主车与当前车道的距离。

待更新速度对应的车道距离能量函数也需满足一定条件，即小于一定的阈值，即主车与当前车道的距离小于一定阈值，保证主车不偏离当前车道，不进入其他车道，才能保证待更新速度满足车道约束条件。

若主车与当前车道的距离小于第二距离阈值，且主车与当前车道方向的第三夹角大于预设的第一角度阈值，则可以根据前述公式(6)确定待更新速度对应的车道方向能量函数enlanedir，此时δθ"为主车与当前车道方向的第三夹角。

待更新速度对应的车道方向能量函数也需满足一定条件，即小于一定的阈值，即主车与当前车道方向的第三夹角也需小于第一角度阈值，使得主车的速度方向不偏离当前车道，才能保证待更新速度满足车道约束条件。

主车与当前车道方向的第三夹角大于预设的第一角度阈值，此时应尽量减小第三夹角的大小。

若主车与当前车道的距离小于第二距离阈值，且第三夹角小于第一角度阈值，则可以根据前述公式(4)确定所述待更新速度对应的速度方向能量函数envel，此时公式(4)中δθ'为主车与当前车道方向的第三夹角。

即需保证速度方向能量函数需小于一定的阈值，即主车与主车所在的当前车道的第三夹角需小于预设的第一角度阈值，尽量保证主车沿着当前车道方向开，否则待更新速度不满足车道约束条件。

其中，第一角度阈值和第二角度阈值可以相等，或不等，本发明实施例对此并不限定。

上述具体实施方式中，根据车辆动力学模型约束、避障约束条件和车道约束条件确定车辆的速度，提高了车辆速度确定的准确性，更能体现真实道路场景中车辆的运动。

在上述实施例的基础上，进一步的，本实施例的方法还可以包括：

确定主车是否从所述主车所在的当前车道向目标车道变道行驶；所述目标车道为所述当前车道相邻的车道；

若是，则确定所述主车处于变道状态；

若否，则确定所述主车处于所述非变道状态。

在本发明的一实施例中，还包括：

确定所述主车是否满足预设的变道发动条件；

若所述主车满足所述变道发动条件，则确定所述主车是否满足预设的变道决定条件；

若所述主车满足所述变道决定条件，则控制所述主车从所述主车所在的当前车道向目标车道变道行驶。

具体的，确定主车是否处于变道状态，即确定主车是否从当前车道向目标车道变道行驶，这之前需确定该主车是否进行变道：

首先确定该主车是否满足变道发动条件，若是，则进一步确定该主车是否满足变道决定条件，若满足变道决定条件，则控制所述主车从当前车道向目标车道变道行驶，此时主车处于变道状态。

进一步的，确定主车是否满足变道发动条件具体可以采用如下方式：

确定所述主车所在的当前车道是否存在相邻车道；

若所述主车所在的当前车道存在相邻车道，确定所述当前车道中是否存在前车；

若所述当前车道中存在前车，则确定所述前车是否处于非变道状态；

若所述前车处于非变道状态，则确定所述主车满足所述变道发动条件。

具体的，如图2所示，若主车1所在的当前车道存在相邻车道，且当前车道中存在前车2，并且该前车处于非变道状态，则主车满足变道发动条件，即可以启动变道。

进一步，需确定该主车是否满足变道决定条件，若满足变道决定条件则向目标车道进行变道，具体可以采用如下方式：

确定主车与当前车道中前车的距离，和主车与目标车道中前车的距离之间的差值是否小于预设的第一距离阈值；

若是，则确定主车与目标车道中前车沿目标车道方向的距离是否大于预设的安全距离；

若是，则确定主车与目标车道中后车沿目标车道方向的距离是否大于安全距离；目标车道为当前车道的相邻车道；

若是，则确定主车满足变道决定条件。

具体的，如图2所示，主车1与当前车道中前车2的距离假设为l1，主车1与目标车道中前车4的距离假设为l2，l1与l2之间的差值若小于第一距离阈值，且主车1与目标车道中前车4距离大于安全距离，且主车1与目标车道中后车3的距离也大于安全距离，则主车满足变道决定条件，可以从当前车道向目标车道变道行驶。

在本发明的一实施例中，可以根据如下公式(7)确定所述待更新速度对应的速度期望约束函数envellimit；

envellimit＝ρvellimit×|v0-vlimit|(7)；

其中，ρvellimit为预设的第五权重，vlimit为期望速度，v0为待更新速度。

在本发明的一实施例中，在确定主车在下一更新时刻的速度后，可以对该速度进行插值，即主车在下一更新时刻的速度变化是平滑的，从当前速度逐渐变到确定出的待更新速度。

图3为本发明提供的车辆速度确定装置一实施例的结构图，如图3所示，本实施例的车辆速度确定装置，包括：

第一确定模块301，用于根据主车的至少一项行驶参数和预设的更新时间步长，确定所述主车的至少一个待更新速度；

第二确定模块302，用于确定所述至少一个待更新速度中是否存在同时满足预设的避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度；

处理模块303，用于若所述第二确定模块确定存在同时满足预设的避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度，则将满足所述避障约束条件、车道约束条件和车辆动力学模型约束的待更新速度，作为所述主车在下一更新时刻的速度。

在一种可能的实现方式中，第二确定模块302，具体用于：

根据各个所述待更新速度，确定各个所述待更新速度在下一更新时刻的速度方向变化角度；

根据预设的速度与速度方向变化角度的关系以及所述主车的车轮转角范围，确定各个所述待更新速度在下一更新时刻的速度方向变化角度是否合理；

若各个所述待更新速度在下一更新时刻的速度方向变化角度合理，则各个所述待更新速度满足所述车辆动力学模型约束；

确定满足所述车辆动力学模型约束的各个所述待更新速度，是否满足所述避障约束条件和车道约束条件。

在一种可能的实现方式中，第二确定模块302，具体用于：

根据各个所述待更新速度，确定各个所述待更新速度对应的所述避障约束条件中的避障能量函数；

若所述避障能量函数的值小于第一预设阈值，则确定各个所述待更新速度满足所述避障约束条件；

确定各个所述待更新速度是否满足所述车道约束条件。

在一种可能的实现方式中，第二确定模块302，具体用于：

根据各个所述待更新速度，确定所述待更新速度对应的所述车道约束条件中的速度方向能量函数、车道距离能量函数和车道方向能量函数；

若所述速度方向能量函数的值小于第二预设阈值、所述车道距离能量函数的值小于第三预设阈值，且所述车道方向能量函数的值小于第四预设阈值，则确定各个所述待更新速度满足所述车道约束条件。

在一种可能的实现方式中，处理模块302，具体用于：

从各个满足所述避障约束条件、所述车道约束条件和所述车辆动力学模型约束的待更新速度中，查找使得所述避障能量函数、速度方向能量函数、车道距离能量函数以及车道方向能量函数之和最小的待更新速度，将所述待更新速度作为所述主车在下一更新时刻的速度。

在一种可能的实现方式中，第二确定模块302，具体用于：

根据所述主车的车轮转角、轴距和所述待更新速度，确定所述主车在下一更新时刻的速度方向变化角度；

确定所述速度方向变化角度是否在所述主车的车轮转角范围内；

若是，则根据所述速度与速度方向变化角度的关系以及所述速度方向变化角度，确定所述速度方向变化角度是否合理。

在一种可能的实现方式中，第二确定模块302，还用于：

若所述主车所在的当前车道中存在前车，根据所述主车的待更新速度和所述前车的当前速度，确定所述主车与所述前车沿所述当前车道方向在下一更新时刻的第一距离，并预测所述主车与所述前车沿所述当前车道方向在预设时长后的第二距离；

若所述第一距离和所述第二距离大于预设的安全距离，则确定所述避障能量函数。

在一种可能的实现方式中，第二确定模块302，具体用于：

若所述主车处于非变道状态，则根据所述待更新速度、所述第一距离、所述第二距离以及预设的安全时间，确定所述避障能量函数；

若所述主车处于变道状态，则根据所述待更新速度、所述第一距离、所述第二距离、第三距离、第四距离以及预设的安全时间，确定所述避障能量函数；所述第三距离为所述主车与目标车道的前车之间的距离，所述第四距离为在预设时长后所述主车与所述目标车道的前车之间的预测距离。

在一种可能的实现方式中，若所述主车处于变道状态，第二确定模块302，具体用于：

若所述主车与所述主车所在的当前车道的第一夹角大于预设的第一角度阈值，则根据所述第一夹角确定所述速度方向能量函数；

若所述第一夹角小于所述第一角度阈值，且所述主车与所述主车待进入的目标车道的第五距离大于预设的第二距离阈值，则根据所述主车与所述目标车道的第五距离确定所述车道距离能量函数；

若所述第一夹角小于所述第一预设阈值，所述主车与所述目标车道的距离小于所述第二距离阈值，且所述主车与所述目标车道方向的第二夹角大于预设的第二角度阈值，则根据所述主车第二夹角确定所述车道方向能量函数。

在一种可能的实现方式中，若所述主车处于非变道状态，第二确定模块302，具体用于：

若所述主车与所述主车所在的当前车道的距离大于预设的第二距离阈值，则根据所述主车与所述主车所在的当前车道的距离确定所述车道距离能量函数；

若所述主车与所述主车所在的当前车道的距离小于所述第二距离阈值，且所述主车与所述主车所在的当前车道方向的第三夹角大于预设的第一角度阈值，则根据所述主车第三夹角确定所述车道方向能量函数；

若所述主车与所述主车所在的当前车道的距离小于所述第二距离阈值，且所述第三夹角小于所述第一角度阈值，则根据所述第三夹角确定所述速度方向能量函数。

在一种可能的实现方式中，处理模块303，还用于：

若所述主车的避障能量函数的值为零时，则根据预设的期望速度以及所述主车的待更新速度，确定所述待更新速度对应的速度期望约束函数；

从各个满足所述避障约束条件、所述车道约束条件和所述车辆动力学模型约束的待更新速度中，查找使得所述避障能量函数、速度方向能量函数、车道距离能量函数、车道方向能量函数以及所述速度期望约束函数之和最小的待更新速度。

在一种可能的实现方式中，处理模块303，还用于：

确定所述主车是否从所述主车所在的当前车道向目标车道变道行驶；所述目标车道为所述当前车道相邻的车道；

若是，则确定所述主车处于变道状态；

若否，则确定所述主车处于非变道状态。

在一种可能的实现方式中，处理模块303，还用于：

确定所述主车是否满足预设的变道发动条件；

若所述主车满足所述变道发动条件，则确定所述主车是否满足预设的变道决定条件；

若所述主车满足所述变道决定条件，则控制所述主车从所述主车所在的当前车道向目标车道变道行驶。

在一种可能的实现方式中，处理模块303，具体用于：

确定所述主车所在的当前车道是否存在相邻车道；

若所述主车所在的当前车道存在相邻车道，确定所述当前车道中是否存在前车；

若所述当前车道中存在前车，则确定所述前车是否处于非变道状态；

若所述前车处于非变道状态，则确定所述主车满足所述变道发动条件。

在一种可能的实现方式中，处理模块303，具体用于：

确定所述主车与所述当前车道中前车的距离，和所述主车与目标车道中前车的距离之间的差值是否小于预设的第一距离阈值；

若是，则确定所述主车与所述目标车道中前车沿所述目标车道方向的距离是否大于预设的安全距离；

若是，则确定所述主车与所述目标车道中后车沿所述目标车道方向的距离是否大于所述安全距离；所述目标车道为所述当前车道的相邻车道；

若是，则确定所述主车满足所述变道决定条件。

在一种可能的实现方式中，所述第一确定模块301，具体用于：

根据预设的道路场景条件构建路网结构；所述路网结构中包括：多个并行的车道；

根据预设的交通流密度确定所述路网结构中的车辆个数和车辆的初始位置；

其中，所述车辆的信息包括以下至少一项：车辆的尺寸、加速度范围、车轮转角范围、期望速度、初始位置、初始速度、初始方向。

在一种可能的实现方式中，处理模块303，还用于：

根据所述主车在下一更新时刻的速度，确定所述主车在下一更新时刻的位置。

在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块302，具体用于：

根据如下公式(1)确定所述待更新速度在下一更新时刻的速度方向变化角度δθ；

δθ＝tan(φ)/l×v0×δt(1)；

其中，φ为车轮转角，l为轴距，v0为所述待更新速度，δt为所述更新时间步长。

在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块302，具体用于：

若所述主车处于非变道状态，根据如下公式(2)确定所述待更新速度对应的避障能量函数enrep；

enrep＝ρrep×(v0×tsafe-min(s，sp))(2)；

其中，ρrep为预设的第一权重，tsafe为预设的安全时间，s为所述第一距离，sp为所述第二距离；s＝p0+v0×δt–(p1+v1×δt)；sp＝p0+v0×δt×εp–(p1+v1×δt×εp)；p0，p1分别为所述主车与所述当前车道的前车的当前位置，v0为所述待更新速度，v1为所述当前车道的前车的当前车速，εp为预设的预测步长；

若所述主车处于变道状态，根据如下公式(3)确定所述待更新速度对应的避障能量函数enrep；

enrep＝ρrep×(v0×tsafe-min(s，sp，st，stp))(3)；

其中，st为所述第三距离，stp为所述第四距离；

st＝p0+v0×δt–(p2+v2×δt)；

stp＝p0+v0×δt×εp–(p2+v2×δt×εp)；

其中，p0，p2分别为所述主车与所述目标车道的前车的当前位置，v0为所述待更新速度，v2为所述目标车道的前车的当前车速。

在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块302，具体用于：

根据如下公式(4)确定所述待更新速度对应的速度方向能量函数envel；

envel＝ρvel×tan(|δθ'|)(4)；

其中，ρvel为预设的第二权重，δθ'为所述第一夹角或所述第三夹角。

在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块302，具体用于：

根据如下公式(5)确定所述待更新速度对应的车道距离能量函数enlanepos；

enlanepos＝ρlanepos×slane×slane(5)；

其中，ρlanepos为预设的第三权重，slane为所述主车与目标车道的距离，或所述主车与所述主车所在的当前车道的距离。

在一种可能的实现方式中，所述第二确定模块302，具体用于：

根据如下公式(6)确定待更新速度对应的车道方向能量函数enlanedir；

enlanedir＝ρlanedir×tan(δθ")(6)；

其中ρlanedir为预设的第四权重，δθ"为所述第二夹角或所述第三夹角。

在一种可能的实现方式中，所述处理模块303，具体用于：

根据如下公式(7)确定所述待更新速度对应的速度期望约束函数envellimit；

envellimit＝ρvellimit×|v0-vlimit|(7)；

其中，ρvellimit为预设的第五权重，vlimit为期望速度，v0为所述待更新速度。

本实施例的装置，可以用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图4为本发明提供的电子设备实施例的结构图，如图4所示，该电子设备包括：

处理器401，以及，用于存储处理器401的可执行指令的存储器402。

可选的，还可以包括：收发器403，用于实现与其他设备的通信。

上述部件可以通过一条或多条总线进行通信。

其中，处理器401配置为经由执行所述可执行指令来执行前述方法实施例中对应的方法，其具体实施过程可以参见前述方法实施例，此处不再赘述。

本发明实施例中还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述方法实施例中对应的方法，其具体实施过程可以参见前述方法实施例，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。