本发明涉及自动驾驶领域，特别涉及一种基于车流分析的自动变道方法及其系统。
背景技术：
城市路段设置有大量的交通信号灯，不同路线分属不同车道，驾驶员根据车辆的行驶路线选择合适的车道，合理变道能够有效缩短驾驶时间。尤其是在红绿灯交集的区域，容易造成交通拥堵，在直线车道内等待红灯的过程中，若是当前车辆前方等待的车辆较多，则会直接影响后方车辆的起步时间。驾驶员无法观察到前方所有车辆，因此无法根据前方的车流信息提前选择合适的车道变道，若是在临近红灯时突然变道则极有可能引发交通事故。
除此以外，现在道路上各种不靠谱的变道现象很多，所以也引发了很多尾追或摩擦的交通事故，其中大部分交通事故的原因是驾驶员的疏忽，部分驾驶员没有安全观念，喜欢毫无预兆的变道，让旁边的人措手不及，这种害人害己的行为，稍有不慎就会造成惨烈的车祸，所以一定要严格治理上述现象。
技术实现要素：
发明目的：为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种基于车流分析的自动变道方法及其系统，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。
技术方案：一种基于车流分析的自动变道方法，包括以下步骤：
101：获取当前车辆左前方的影像并将所述影像作为第一影像进行存储；
102：获取当前车辆右前方的影像并将所述影像作为第二影像进行存储；
103：根据所述第一影像以及所述第二影像判断当前车辆是否处于直行车道；
104：若是，则将当前车辆所处的车道作为第一车道进行提取；
105：根据所述第一影像以及第二影像计算所述第一车道内且位于当前车辆前方的车辆数量并将所述车辆数量作为第一数量进行存储；
106：判断所述第一车道左侧是否为直行车道；
107：若是，将所述第一车道左侧的直行车道作为第二车道进行提取；
108：根据所述第一影像计算所述第二车道内且位于当前车辆前方的车辆数量并将所述车辆数量作为第二数量进行存储；
109：判断所述第一车道右侧是否为直行车道；
110：若是，将所述第一车道右侧的直行车道作为第三车道进行提取；
111：根据所述第二影像计算所述第三车道内且位于当前车辆前方的车辆数量并将所述车辆数量作为第三数量进行存储；
112：比较得出所述第一数量、所述第二数量以及所述第三数量的大小关系；
113：将包括车辆数量最少的直行车道作为第四车道进行提取；
114：控制当前车辆向所述第四车道变道。
作为本发明的一种优选方式，根据所述第一影像以及所述第二影像判断当前车辆是否处于直行车道还包括：
获取当前车辆的行驶路线；
提取出当前车辆的位置并将所述位置作为第一位置进行标记；
提取出所述行驶路线中的转向路口的位置并将所述位置作为第二位置进行标记；
判断位于当前车辆行驶方向的下一个路口是否为转向路口；
若是，控制当前车辆提前向转向车道变道。
作为本发明的一种优选方式，将包括车辆数量最少的直行车道作为第四车道进行提取还包括：
设定预设数量，当车道之间的车辆数量的差值小于或等于预设数量时则进行变道；
计算第四车道的车辆数量与所述第一数量的差值；
判断所述差值是否大于或等于预设数量；
若是，控制当前车辆向所述第四车道变道。
作为本发明的一种优选方式，控制当前车辆向所述第四车道变道之前还包括：
获取当前车辆的行驶趋势，所述行驶趋势包括行驶方向以及行驶速度；
判断所述行驶速度是否大于第一预设安全速度；
若是，控制当前车辆的行驶速度降低至第一预设安全速度。
作为本发明的一种优选方式，将包括车辆数量最少的直行车道作为第四车道进行提取还包括：
获取第四车道内且位于当前车辆侧方以及后方的影像并将所述影像作为第三影像进行存储；
提取出所述第三影像中位于最前方的车辆并将其作为后车；
计算所述后车与当前车辆之间的距离；
判断所述距离是否大于或等于预设安全距离；
若是，获取后车的行驶速度；
判断所述行驶速度是否小于或等于第二预设安全速度；
若是，控制当前车辆向所述第四车道变道。
一种基于车流分析的自动变道系统，包括：
第一影像获取模块，被配置为获取当前车辆左前方的影像并将所述影像作为第一影像；
第二影像获取模块，被配置为获取当前车辆右前方的影像并将所述影像作为第二影像；
第一判断模块，被配置为判断当前车辆是否处于直行车道；
第一提取模块，被配置为将当前车辆所处的车道作为第一车道进行提取；
第一计算模块，被配置为计算第一车道内且位于当前车辆前方的车辆数量并将所述车辆数量作为第一数量；
第二判断模块，被配置为判断第一车道左侧是否为直行车道；
第二提取模块，被配置为将第一车道左侧的直行车道作为第二车道进行提取；
第二计算模块，被配置为计算第二车道内且位于当前车辆前方的车辆数量并将所述车辆数量作为第二数量；
第三判断模块，被配置为判断第一车道右侧是否为直行车道；
第三提取模块，被配置为将第一车道右侧的直行车道作为第三车道进行提取；
第三计算模块，被配置为计述第三车道内且位于当前车辆前方的车辆数量并将所述车辆数量作为第三数量；
数量比较模块，被配置为比较得出第一数量、第二数量以及第三数量的大小关系；
第四提取模块，被配置为将包括车辆数量最少的直行车道作为第四车道进行提取；
变道模块，被配置为控制当前车辆向所述第四车道变道。
作为本发明的一种优选方式，还包括：
行驶路线获取模块，被配置为取当前车辆的行驶路线；
第一位置标记模块，被配置为提取出当前车辆的位置并将所述位置作为第一位置进行标记；
第二位置标记模块，被配置为提取出行驶路线中的转向路口的位置并将所述位置作为第二位置进行标记；
第四判断模块，被配置为判断位于当前车辆行驶方向的下一个路口是否为转向路口。
作为本发明的一种优选方式，还包括：
第四计算模块，被配置为计算第四车道的车辆数量与所述第一数量的差值；
第五判断模块，被配置为判断第四计算模块计算得出的差值是否小于或等于预设数量。
作为本发明的一种优选方式，还包括：
行驶趋势获取模块，被配置为获取当前车辆的行驶方向以及行驶速度；
第六判断模块，被配置为判断当前车辆的行驶速度是否大于第一预设安全速度；
减速模块，被配置为控制当前车辆的行驶速度降低至第一预设安全速度。
作为本发明的一种优选方式，还包括：
第三影像获取模块，被配置为获取第四车道内且位于当前车辆侧方以及后方的影像并将所述影像作为第三影像；
第五提取模块，被配置为提取出第三影像中位于最前方的车辆并将其作为后车；
第五计算模块，被配置为计算后车与当前车辆之间的距离；
第七判断模块，被配置为判断第五计算模块计算得出的距离是否大于或等于预设安全距离；
后车速度获取模块，被配置为获取后车的行驶速度；
第八判断模块，被配置为判断后车的行驶速度是否小于或等于第二预设安全速度。
本发明实现以下有益效果：
本发明提供的一种基于车流分析的自动变道方法能够自动识别当前车辆所处直行车道两侧的直行车道，帮助当前车辆优先选择向车辆数量较少的直行车道变道；获取当前车辆的行驶路线，并进一步获取当前车辆的实时位置以及所述行驶路线中的当前车辆需要转向的路口，提前帮助当前车辆向转向路口变道；本发明在车道的选择上增加智能筛选方法，将提取出的车辆数量最小的直行车道进行进一步判断，计算上述直行车道与当前车辆所处车道的车辆数量的差值，当所述差值大于或等于预设数量时，再控制当前车辆向所述第四车道变道；变道前进行变道条件判定，所述变道条件包括后车行驶速度以及后车与当前车辆之间的距离，能够避免辆车追尾。
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，并于说明书一起用于解释本公开的原理。图1为本发明提供的一种基于车流分析的自动变道方法流程图；
图2为本发明提供的变道前当前车辆行驶速度判定方法流程图；
图3为本发明提供的提前向转向车道的变道方法流程图；
图4为本发明提供的第四车道智能筛选方法流程图；
图5为本发明提供的变道条件判断方法流程图。
图6为本发明提供的一种基于车流分析的自动变道系统结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一
如图1所示，一种基于车流分析的自动变道方法，包括以下步骤：
101：获取当前车辆左前方的影像并将影像作为第一影像进行存储；
102：获取当前车辆右前方的影像并将影像作为第二影像进行存储；
103：根据第一影像以及第二影像判断当前车辆是否处于直行车道；
104：若是，则将当前车辆所处的车道作为第一车道进行提取；
105：根据第一影像以及第二影像计算第一车道内且位于当前车辆前方的车辆数量并将车辆数量作为第一数量进行存储；
106：判断第一车道左侧是否为直行车道；
107：若是，将第一车道左侧的直行车道作为第二车道进行提取；
108：根据第一影像计算第二车道内且位于当前车辆前方的车辆数量并将车辆数量作为第二数量进行存储；
109：判断第一车道右侧是否为直行车道；
110：若是，将第一车道右侧的直行车道作为第三车道进行提取；
111：根据第二影像计算第三车道内且位于当前车辆前方的车辆数量并将车辆数量作为第三数量进行存储；
112：比较得出第一数量、第二数量以及第三数量的大小关系；
113：将包括车辆数量最少的直行车道作为第四车道进行提取；
114：控制当前车辆向第四车道变道。
如图2所示，控制当前车辆向第四车道变道之前还包括：
获取当前车辆的行驶趋势，行驶趋势包括行驶方向以及行驶速度；
判断行驶速度是否大于第一预设安全速度；
若是，控制当前车辆的行驶速度降低至第一预设安全速度。
具体地，在步骤s101中，通过设置于当前车辆左侧后视镜下方的第一摄像头拍摄当前车辆左前方的影像，并将影像作为第一影像进行单独存储，第一影像中包括当前车辆左侧车道内前方车辆的右侧面以及所处车道内前方车辆的左侧面。
在步骤s102中，通过设置于当前车辆右侧后视镜下方的第二摄像头拍摄当前车辆右前方的影像，并将影像作为第二影像进行单独存储，第二影像中包括当前车辆右侧车道内前方车辆的左侧面以及所处车道内前方车辆的右侧面。
在步骤s103中，除了两侧固定的左转车道以及右转车道外，车辆在中间直行车道行驶时可以变换车道以提高行驶效率，根据第一影像以及第二影像中包括的路面标线来判断当前车辆是否处于直行车道。
在步骤s104中，若当前车辆处于直线车道，则将当前车辆所处的车道定义为第一车道，并将第一车道进行提取。
在步骤s105中，本发明提供的变道方法基于各车道内的车辆数量，因此需要计算当前车辆所处的车道以及相邻直行车道内的车辆数量，通过第一影像的右侧部分以及第二影像的左侧部计算第一车道内且位于当前车辆前方的车辆数量，将该车辆数量定义为第一数量，通过第一影像以及第二影像计算得出两个数值，当两个数值一致时结束计算，若计算结果不一致，则重新计算。
在步骤s106中，根据第一影像判断第一车道的左侧车道是否为直行车道。
在步骤s107中，若第一车道的左侧车道为直行车道，则将第一车道左侧直行车道定义为第二车道，并将第二车道进行提取。
在步骤s108中，根据第一影像的左侧部分计算得出第二车道内且位于当前车辆前方的车辆数量，将该车辆数量定义为第二数量。
在步骤s109中，根据第二影像判断第一车辆的右侧车道是否为直行车道。
在步骤s110中，若第一车道的右侧车道为直行车道，则将第一车道右侧直行车道定义为第三车道，并将第三车道进行提取。
在步骤s111中，根据第二影像的右侧部分计算得出第三车道内且位于当前车辆前方的车辆数量，将该车辆数量定义为第三数量。
在步骤s112中，提取出第一数量、第二数量以及第三数量，并判断上述三者的大小关系，即比较第一车道、第二车道以及第三车道内位于当前车辆前方的车辆数量。
在步骤s113中，提取出数值最小的一个车辆数量，进一步根据该车辆数量提取出与其对应的直行车道，将该直行车道定位为第四车道；
在步骤s114中，获取当前车辆控制系统的控制权，控制当前车辆向第四车道变道。
在步骤s114之前，设定第一预设安全速度，当前车辆的行驶速度小于或等于第一预设安全速度时，方可启动自动变道，若是在当前车辆准备变道前，获取的行驶速度大于第一预设安全速度，则获取当前车辆控制系统的控制权，控制当前车辆的行驶速度降低至第一预设安全速度时再启动自动变道。
实施例二
如图3所示，根据第一影像以及第二影像判断当前车辆是否处于直行车道还包括：
获取当前车辆的行驶路线；
提取出当前车辆的位置并将位置作为第一位置进行标记；
提取出行驶路线中的转向路口的位置并将位置作为第二位置进行标记；
判断位于当前车辆行驶方向的下一个路口是否为转向路口；
若是，控制当前车辆提前向转向车道变道。
具体地，目前道路交通压力日渐严重，尤其是在上下班高峰期时，部分直行司机会选择无视变道提醒，为了避免在临近转向路口时无法变道，本发明提供提前变道方法，在有变道条件的前提下提前进入转向车道。通过gps导航系统获取当前车辆的行驶路线，提取出当前车辆的实时位置并将实时位置定位为第一位置，将第一位置导入行驶路线，在行驶路线中提取出所有转向路口的位置，将转向路口的位置定义为第二位置，将第二位置与第一位置区分，根据第一位置以及第二位置判断位于当前车辆行驶方向的下一个路口是否为转向路口，即最接近当前车辆的交通信号灯处是否需要转向，若是，从行驶路线中提取出转向方向，控制当前车辆向该转向方向变道。
实施例三
如图4所示，将包括车辆数量最少的直行车道作为第四车道进行提取还包括：
设定预设数量，当车道之间的车辆数量的差值小于或等于预设数量时则进行变道；
计算第四车道的车辆数量与第一数量的差值；
判断差值是否大于或等于预设数量；
若是，控制当前车辆向第四车道变道。
如图5所示，将包括车辆数量最少的直行车道作为第四车道进行提取还包括：
获取第四车道内且位于当前车辆侧方以及后方的影像并将影像作为第三影像进行存储；
提取出第三影像中位于最前方的车辆并将其作为后车；
计算后车与当前车辆之间的距离；
判断距离是否大于或等于预设安全距离；
若是，获取后车的行驶速度；
判断行驶速度是否小于或等于第二预设安全速度；
若是，控制当前车辆向第四车道变道。
具体地，本发明优先选择向车辆数量较少的直行车道变道，但是每多一次变道就增加一份危险，同时增加一分交通压力，本发明车道选择上增加智能筛选方法，通过预设数量判断是否需要向车辆数量较少的直行车道变道。提取出第四车道对应的车辆数量，车辆数量为第二数量或第三数量，计算该车辆数量与第一数量的差值，差值即为前方相邻车道内车辆数量的差值，差值越小，表明两车道内车辆数量越接近，变道的意义越小，判断该差值是否大于或等于预设数量，若是，则通过筛选，可向第四车道进行变道。例如，预设数量为2，第四车道内车辆数量为5，第一车道内车辆数量为8，则第一数量为8，计算得出两者的差值为3，该差值大于预设数量，则可启动自动变道。
本发明在当前车辆符合变道条件时方可启动自动变道，变道条件参考第四车道内车辆的运动状态，变道条件包括两车之间的距离以及第四车道内车辆的行驶速度。调整第一摄像头或第二摄像头的拍摄角度，使其向后方旋转180度，获取当前车辆侧方以及后方的影像并将其定义为第三影像，提取出第三影像中位于最前方的车辆并将其定义为后车，设定一预设安全距离以及预设安全速度，预设安全距离至少为当前车辆车身长度的两倍，计算后车与当前车辆之间的距离，判断上述距离是否大于或等于预设安全距离，若是，则满足一个变道条件，通过雷达测量装置获取后方的行驶速度，判断后车的行驶速度是否小于或等于第二预设安全速度，，若是，则满足所有变道条件，控制当前车辆向第四车道变道。
实施例四
如图6所示，一种基于车流分析的自动变道系统，包括：
第一影像获取模块401，被配置为获取当前车辆左前方的影像并将影像作为第一影像；
第二影像获取模块402，被配置为获取当前车辆右前方的影像并将影像作为第二影像；
第一判断模块403，被配置为判断当前车辆是否处于直行车道；
第一提取模块404，被配置为将当前车辆所处的车道作为第一车道进行提取；
第一计算模块405，被配置为计算第一车道内且位于当前车辆前方的车辆数量并将车辆数量作为第一数量；
第二判断模块406，被配置为判断第一车道左侧是否为直行车道；
第二提取模块407，被配置为将第一车道左侧的直行车道作为第二车道进行提取；
第二计算模块408，被配置为计算第二车道内且位于当前车辆前方的车辆数量并将车辆数量作为第二数量；
第三判断模块409，被配置为判断第一车道右侧是否为直行车道；
第三提取模块410，被配置为将第一车道右侧的直行车道作为第三车道进行提取；
第三计算模块411，被配置为计述第三车道内且位于当前车辆前方的车辆数量并将车辆数量作为第三数量；
数量比较模块412，被配置为比较得出第一数量、第二数量以及第三数量的大小关系；
第四提取模块413，被配置为将包括车辆数量最少的直行车道作为第四车道进行提取；
变道模块414，被配置为控制当前车辆向第四车道变道；
行驶路线获取模块415，被配置为取当前车辆的行驶路线；
第一位置标记模块416，被配置为提取出当前车辆的位置并将位置作为第一位置进行标记；
第二位置标记模块417，被配置为提取出行驶路线中的转向路口的位置并将位置作为第二位置进行标记；
第四判断模块418，被配置为判断位于当前车辆行驶方向的下一个路口是否为转向路口；
第四计算模块419，被配置为计算第四车道的车辆数量与第一数量的差值；
第五判断模块420，被配置为判断第四计算模块计算得出的差值是否小于或等于预设数量；
行驶趋势获取模块421，被配置为获取当前车辆的行驶方向以及行驶速度；
第六判断模块422，被配置为判断当前车辆的行驶速度是否大于第一预设安全速度；
减速模块423，被配置为控制当前车辆的行驶速度降低至第一预设安全速度；
第三影像获取模块424，被配置为获取第四车道内且位于当前车辆侧方以及后方的影像并将影像作为第三影像；
第五提取模块425，被配置为提取出第三影像中位于最前方的车辆并将其作为后车；
第五计算模块426，被配置为计算后车与当前车辆之间的距离；
第七判断模块427，被配置为判断第五计算模块计算得出的距离是否大于或等于预设安全距离；
后车速度获取模块428，被配置为获取后车的行驶速度；
第八判断模块429，被配置为判断后车的行驶速度是否小于或等于第二预设安全速度。
应理解，在实施例四中，上述各个模块的具体实现过程可与上述方法实施例(实施例一至实施例三)的描述相对应，此处不再详细描述。
上述实施例四所提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。