车辆换道控制方法、装置、可读存储介质及车辆与流程

本公开涉及车辆
技术领域：
，具体地，涉及一种车辆换道控制方法、装置、可读存储介质及车辆。
背景技术：
：自动驾驶车辆又称无人驾驶车辆，是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能车辆。自动驾驶车辆依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。自动驾驶车辆行驶在道路中，经常需要换道行驶。车辆在换道行驶时，可能产生交通安全问题，为了避免事故的发生，提高车辆行驶的安全性，需要对自动驾驶车辆换道进行控制，因此，需要一种车辆换道控制方法。技术实现要素：本公开的目的是提供一种车辆换道控制方法、装置、可读存储介质及车辆，以解决相关技术中存在的问题。为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种车辆换道控制方法，所述方法包括：获取本车辆当前行驶的行驶信息，以及所述本车辆当前行驶的环境信息，所述行驶信息至少包括所述本车辆的当前位置，所述环境信息至少包括所述本车辆当前行驶道路的车道线信息；根据所述本车辆的当前位置和所述车道线信息，分别确定所述本车辆当前行驶道路的每一车道的状态，所述状态包括空闲、占用或半占用中的一者；根据所述每一车道的状态，控制所述本车辆换道。可选地，所述根据所述本车辆的当前位置和所述车道线信息，分别确定所述本车辆当前行驶道路的每一车道的状态，包括：根据所述本车辆的当前位置和所述车道线信息，将以所述本车辆的当前位置为中心的预设行车区域划分为m×n个大小相等的网格，其中，n为所述本车辆当前行驶道路的车道数量，m为每一车道内网格的数量；针对每一车道，确定该车道内的每个网格被其他车辆占用的概率，并根据该车道内的网格被其他车辆占用的概率，确定该车道的状态。可选地，所述针对每一车道，确定该车道内的每个网格被其他车辆占用的概率，包括：根据以下公式确定该车道内的每个网格被其他车辆占用的概率：其中，p表征网格cm被其他车辆占用的概率，zc、zv分别表征所述其他车辆的位置、所述其他车辆所占用的网格的位置；σ为标准正态分布的方差；表征网格cm被所述其他车辆占用的面积，av表征所述其他车辆占用的面积，a表征在所述其他车辆占用的面积与网格cm被所述其他车辆占用的面积的交集不为空的情况下，网格cm被所述其他车辆占用的面积和所述其他车辆占用的面积的并集。可选地，所述行驶信息还包括所述本车辆当前行驶的行驶速度和加速度；所述环境信息还包括位于预设行车区域内的其他车辆的位置和行驶速度；所述方法还包括：针对每一车道，均执行以下过程：根据所述其他车辆的位置，从位于该车道上的其他车辆中确定距离所述本车辆的当前位置最近的目标车辆；根据所述本车辆当前行驶的行驶速度和加速度、所述目标车辆的行驶速度、以及安全时间，通过以下公式，确定在所述本车辆与所述目标车辆在该车道内的安全距离：其中，s表征所述本车辆与所述目标车辆的安全距离，ve表征所述本车辆当前行驶的行驶速度，ae表征所述本车辆当前行驶的加速度，vo表征所述目标车辆的行驶速度，ts表征所述安全时间。根据所述安全距离和所述本车辆的当前位置，确定该车道内的有效网格；所述针对每一车道，根据该车道内的网格被其他车辆占用的概率，确定该车道的状态，包括：根据该车道内的有效网格被其他车辆占用的概率和以下公式，确定该车道的状态概率：其中，pi表征第i个车道的状态概率，ki表征第i个车道内的有效网格的数量，ki为整数取值范围为[1，m]，pj表征第i个车道内第j个有效网格被其他车辆占用的概率；根据预设的状态概率和车道的状态之间的对应关系，确定与该状态概率对应的状态。可选地，所述根据所述安全距离和所述本车辆的当前位置，确定该车道内的有效网格，包括：以所述本车辆的当前位置为圆心，以所述安全距离为半径，确定与该车道的左右车道线相交的圆弧；将以所述本车辆的当前位置为起点，以所述圆弧上的点为终点的直线经过的且位于该车道内的网格，确定为所述车道内的有效网格。本公开第二方面还提供一种车辆换道控制装置，所述装置包括：获取模块，用于获取本车辆当前行驶的行驶信息，以及所述本车辆当前行驶的环境信息，所述行驶信息至少包括所述本车辆的当前位置，所述环境信息至少包括所述本车辆当前行驶道路的车道线信息；第一确定模块，用于根据所述本车辆的当前位置和所述车道线信息，分别确定所述本车辆当前行驶道路的每一车道的状态，所述状态包括空闲、占用或半占用中的一者；控制模块，根据所述每一车道的状态，控制所述本车辆换道。可选地，所述第一确定模块包括：分割子模块，用于根据所述本车辆的当前位置和所述车道线信息，将以所述本车辆的当前位置为中心的预设行车区域划分为m×n个大小相等的网格，其中，n为所述本车辆当前行驶道路的车道数量，m为每一车道内网格的数量；第一确定子模块，用于针对每一车道，确定该车道内的每个网格被其他车辆占用的概率，并根据该车道内的网格被其他车辆占用的概率，确定该车道的状态。可选地，所述确定子模块，用于根据以下公式确定该车道内的每个网格被其他车辆占用的概率：其中，p表征网格cm被其他车辆占用的概率，zc、zv分别表征所述其他车辆的位置、所述其他车辆所占用的网格的位置；σ为标准正态分布的方差；表征网格cm被所述其他车辆占用的面积，av表征所述其他车辆占用的面积，a表征在所述其他车辆占用的面积与网格cm被所述其他车辆占用的面积的交集不为空的情况下，网格cm被所述其他车辆占用的面积和所述其他车辆占用的面积的并集。可选地，所述行驶信息还包括所述本车辆当前行驶的行驶速度和加速度；所述环境信息还包括位于预设行车区域内的其他车辆的位置和行驶速度；所述装置还包括：第二确定模块，用于针对每一车道，根据所述其他车辆的位置，从位于该车道上的其他车辆中确定距离所述本车辆的当前位置最近的目标车辆；第三确定模块，用于针对每一车道，根据所述本车辆当前行驶的行驶速度和加速度、所述目标车辆的行驶速度、以及安全时间，通过以下公式，确定在所述本车辆与所述目标车辆在该车道内的安全距离：其中，s表征所述本车辆与所述目标车辆的安全距离，ve表征所述本车辆当前行驶的行驶速度，ae表征所述本车辆当前行驶的加速度，vo表征所述目标车辆的行驶速度，ts表征所述安全时间。第四确定模块，用于针对每一车道，根据所述安全距离和所述本车辆的当前位置，确定该车道内的有效网格；所述第一确定子模块，还用于根据该车道内的有效网格被其他车辆占用的概率和以下公式，确定该车道的状态概率：其中，pi表征第i个车道的状态概率，ki表征第i个车道内的有效网格的数量，ki为整数取值范围为[1，m]，pj表征第i个车道内第j个有效网格被其他车辆占用的概率；以及根据预设的状态概率和车道的状态之间的对应关系，确定与该状态概率对应的状态。可选地，所述第四确定模块包括：第二确定子模块，用于以所述本车辆的当前位置为圆心，以所述安全距离为半径，确定与该车道的左右车道线相交的圆弧；第三确定子模块，用于将以所述本车辆的当前位置为起点，以所述圆弧上的点为终点的直线经过的且位于该车道内的网格，确定为所述车道内的有效网格。本公开第三方面还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开第一方面所提供的所述方法的步骤。本公开第四方面还提供一种车辆，包括：本公开第二方面所提供的所述的车辆换道控制装置。通过上述技术方案，可以根据本车辆的当前位置和车道线信息，分别确定本车辆当前行驶道路的每一车道的状态，进而根据车道的状态，控制车辆换道，如此，可以满足车辆在换道时对实时性的要求，在一定程度上可以提高确定的车道状态的准确性。并且，由于仅根据本车辆的当前位置和车道线信息，确定本车辆当前行驶道路的每一车道的状态，在一定程度上可以简化计算过程，进而可以提高车辆变道的效率。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1是根据本公开一示例性实施例的一种车辆换道控制方法的流程图。图2是根据本公开另一示例性实施例的一种车辆换道控制方法的流程图。图3是根据本公开另一示例性实施例的一种确定有效网格的示意图。图4是根据本公开一示例性实施例的一种车辆换道控制装置的框图。具体实施方式以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。现有的自动驾驶车辆换道决策一般是基于mss(minimumsafespacing)最小安全距离的车辆道路模型来完成换道，或者，基于ttc(time-to-collision)碰撞时间的车辆换道模型来完成换道，除此之外，还有一些基于深度学习、强化学习的车辆换道方法。但这些方法主要是完成一种静态的换道行为。由于在结构化道路(例如，高速公路)上车与车之间的最小距离变化很快，需要很大的计算量，现有的技术很难满足足够大的计算量，所以基于最小距离等模型来完成换道行为的方法在结构化道路上很难实现。为了解决解决相关技术中存在的上述问题，本公开提供一种车辆换道控制方法、装置、可读存储介质及车辆。图1是根据本公开一示例性实施例的一种车辆换道控制方法的流程图。如图1所示，该方法可以包括以下步骤。在步骤11中，获取本车辆当前行驶的行驶信息，以及本车辆当前行驶的环境信息。该行驶信息至少包括本车辆的当前位置，环境信息至少包括本车辆当前行驶道路的车道线信息。需要说明的是，为了获取车辆周围360°范围内的环境信息并兼顾车辆成本，可以在本车辆上设置由车载gps(globalpositioningsystem，全球定位系统)、前置/后置摄像机与前置/后置/左侧/右侧雷达组成的行车环境感知装置。在一种实施例中，可以基于该环境感知装置获取本车辆当前行驶的环境信息。但是考虑到利用该环境感知装置获取环境信息中的车道信息时处理相对较为复杂，例如，在根据摄像机获取到车道线之后，还需进一步计算车道数量，以及车道宽度等等，所以，在一种优选的实施例中，可以通过高精地图获取环境信息中的车道信息，该车道信息可以包括本车辆当前行驶道路的车道数量、以及车道宽度等等。此外，本车辆的当前位置可以基于车载gps确定。通过车载gps确定当前位置属于现有技术，此处不再赘述。在步骤12中，根据本车辆的当前位置和车道线信息，分别确定本车辆当前行驶道路的每一车道的状态。其中，状态包括空闲、占用或半占用中的一者。其中，在车道处于空闲状态时，该车道内的其他车辆不影响本车辆的行驶，因此，本车辆可以进行换道。在车道处于占用状态时，车道内的其他车辆会影响本车辆的行驶，因此，可以禁止本车辆进行换道。在车道处于半占用状态，可以进一步参考其他因素(例如，用户确认是否换道等等)确定是否换道，本公开对此不作具体限定。在一种实施例，可以通过车辆的当前位置和车道线信息，确定本车辆所在的车道以及其左右车道内的其他车辆的位置，并根据其他车辆的位置，确定车道状态。示例地，以本车辆的左车道为例进行说明，若左车道内且位于本车辆前方的、与该本车辆距离最近的其他车辆与本车车辆的距离大于第一阈值，则确定车道处于空闲状态；若距离小于第一阈值且大于第二阈值，则确定车道处于半占用状态；若距离小于第二阈值，则确定车道处于占用状态。在另一种可能的实施例中，可以将车道划分成网格，根据每个网格其他车辆占用的概率，确定车辆的状态。具体地，如图2所示，图1中的步骤12可以具体包括以下步骤。在步骤121中，根据本车辆的当前位置和车道线信息，将以本车辆的当前位置为中心的预设行车区域划分为m×n个大小相等的网格。其中，n为本车辆当前行驶的道路的车道数量，m为每一车道内网格的数量。具体地，在本车辆的有效行车区域(例如，道路)中根据本车辆的当前位置确定预设行车区域。例如，以本车辆的当前位置为中心，在有效行车区域中将该中心的纵向-20m～30m，横向-5m～5m的区域确定为预设行车区域。之后，将该预设行车区域化划分为m×n个大小相等的网格。其中，每个网格的长、宽分别大于或等于该车道内行驶的车辆的长、宽(例如，该车道为公交车行驶车道，则该车道内的网格的长、宽分别大于或等于公交车的长、宽)，且每一车道内的网格的宽度等于该车道的宽度，n为本车辆当前行驶的道路的车道数量，m为每一车道内网格的数量。在步骤122中，针对每一车道，确定该车道内的每个网格被其他车辆占用的概率，并根据该车辆内的网格被其他车辆占用的概率，确定该车道的状态。具体地，可以根据以下公式(1)确定车道内的每个网格被其他车辆占用的概率：其中，p表征网格cm被其他车辆占用的概率，zc、zv分别表征其他车辆的位置、该其他车辆所占用的网格的位置；σ为标准正态分布的方差；acm表征网格cm被其他车辆占用的面积，av表征其他车辆占用的面积，a表征在其他车辆占用的面积与网格cm被其他车辆占用的面积的交集不为空的情况下，网格cm被其他车辆占用的面积和其他车辆占用的面积的并集。需要说明的是，其他车辆占用的面积可以通过以下方式获得：通过摄像头采集的车辆图像，获取该其他车辆的长和宽，进而根据该长和宽确定该其他车辆占用的面积；或者，可以直接在系统中设置不同类型车辆(包括：轿车、卡车、大客车等)的模型(同一类型的车辆的面积相差不大，在本公开中可以认为同一类型的车辆的面积相同)，根据摄像头采集的车辆图像，确定该其他车辆的类型，进而选择车辆的模型以确定该类型车辆占用的面积。其中，可以利用现有的确定车辆占用的面积的方法确定其他车辆占用的面积，本公开不作具体限定。针对每一网格，均可按照上述公式确定该网格被其他车辆占用的概率。如此，可以计算出每个车道内的每个网格被其他车辆占用的概率。其中，该概率越大表明网格被其他车辆占用的可能性就高，概率越小表明网格被其他车辆占用的可能性就低。此外，考虑到本车辆在变道时，在本车辆的安全距离内不存在车辆的情况下，本车辆发生碰撞概率极低，因此，在本公开中，在控制车辆变道之前，只需考虑安全距离内车道的状态即可。具体地，针对本车辆所位于的车道、以及其左右车道，均可以执行以下过程：首先，上文所获取的本车辆当前行驶的行驶信息除了包括本车辆的当前位置之外，还可以包括本车辆当前行驶的行驶速度和加速度；本车辆当前行驶的环境信息除了可以包括车道线信息之外，还可以包括位于预设行车区域内的其他车辆的位置和行驶速度。接着，根据其他车辆的位置，从位于该车道上的其他车辆中确定出距离本车辆的当前位置最近的目标车辆。之后，根据本车辆当前行驶的行驶速度和加速度、目标车辆的行驶速度、以及安全时间，通过以下公式(2)，确定本车辆与目标车辆在该车道内的安全距离：其中，s表征本车辆与目标车辆的安全距离，ve表征本车辆当前行驶的行驶速度，ae表征本车辆当前行驶的加速度，vo表征目标车辆的行驶速度，ts表征所述安全时间。需要说明的是，可以通过can(controllerareanetwork，控制器局域网络)总线获取本车辆当前行驶的行驶速度和加速度，通过行车环境感知装置中的雷达确定目标车辆的行驶速度。其中，安全时间可以根据用户需求自行设置，例如其可以为2s。在确定出这些参数之后，基于公式(2)计算出本车辆与目标车辆的安全距离。最后，根据该安全距离和本车辆的当前位置，确定该车道内的有效网格。具体地，以本车辆的当前位置为圆心，以安全距离为半径，确定与该车道的左右车道线相交的圆弧。将以本车辆的当前位置为起点，以圆弧上的点为终点的直线经过的且位于该车道内的网格，确定为车道内的有效网格示例地，如图3所示，假设本车辆a，该本车辆a的左车道中，上述目标车辆为车辆b，按照上述方式确定出本车辆a与目标车辆b的安全距离，并将该安全距离作为该左车道内的安全距离。以本车辆a为圆心，以该安全距离为半径，确定与该左车道的左右车道线相交的圆弧c1，以本车辆a的当前位置为起点以圆弧上的点为终点的直线经过的且位于左车道内的网格分别为网格c12、网格c13、网格c14、网格c15。按照同样的方法，在本车辆a所在的中车道中，目标车辆为车辆c，与该车道内的左右车道线相交的圆弧为圆弧c2，在该车道内所确定出的有效网格为网格c21、网格c22、网格c23、网格c24、网格c25和网格c26。同样地，在右车道中，目标车辆为车辆d，与该车道内的左右车道线相交的圆弧为圆弧c3，在该车道内所确定出的有效网格为网格c32、网格c33、网格c24和网格c34。在按照上述方式，确定出每一车道内的有效网格之后，上述针对每一车道，根据该车道内的网格被其他车辆占用的概率，确定该车道的状态可以具体为：根据该车道内的有效网格被其他车辆占用的概率和以下公式(3)，确定该车道的状态概率：其中，pi表征第i个车道的状态概率，ki表征第i个车道内的有效网格的数量，ki为整数取值范围为[1，m]，pj表征第i个车道内第j个有效网格被其他车辆占用的概率。其中，i可以表征左车道、中车道和右车道。示例地，以本车辆a所在的中车道为例，分别按照上述公式(1)，计算出网格c21、网格c22、网格c23、网格c24、网格c25和网格c26被其他车辆占用的概率，之后，根据公式(3)确定出中车道的状态概率。采用上述技术方案，由于只需根据安全距离内的有效网格被其他车辆占用的概率，确定车道的状态概率，在保证换道安全的同时，减小计算的工作量，提高了确定车道状态概率的效率。在确定出车道的状态概率之后，根据预设的状态概率和车道的状态之间的对应关系，确定与该状态概率对应的状态。其中，状态概率和车道的状态之间的对应关系可以以曲线形式、函数形式或者表格形式表示。示例地，假设预设的状态概率和车道状态之间的对应关系以表格形式表示，且如表1所示。表1状态概率和车道的状态之间的对应关系车道的状态状态概率空闲0＜p≤0.4占用0.7＜p≤1.0半占用0.4＜p≤0.7在步骤13中，根据每一车道的状态，控制本车辆换道。在确定出每一车道的状态之后，可以根据每一车道的状态控制车辆换道。示例地，若本车辆所位于的中车道为占用状态，且其左右车道均为空闲状态，则可以控制本车辆向左车道或右车道换道。需要说明的是，只有在车道的状态为空闲或半占用状态，且车道线为虚线的情况下，才控制车辆换道。采用上述技术方案，可以根据本车辆的当前位置和车道线信息，分别确定本车辆当前行驶道路的每一车道的状态，进而根据车道的状态，控制车辆换道，如此，可以满足车辆在换道时对实时性的要求，在一定程度上可以提高确定的车道状态的准确性。并且，由于仅根据本车辆的当前位置和车道线信息，确定本车辆当前行驶道路的每一车道的状态，在一定程度上可以简化计算过程，进而可以提高车辆变道的效率。基于同一发明构思，本公开还提供一种车辆换道控制装置。图4是根据本公开一示例性实施例的一种车辆换道控制装置的框图。如图4所示，该装置可以包括：获取模块41，用于获取本车辆当前行驶的行驶信息，以及所述本车辆当前行驶的环境信息，所述行驶信息至少包括所述本车辆的当前位置，所述环境信息至少包括所述本车辆当前行驶道路的车道线信息；第一确定模块42，用于根据所述本车辆的当前位置和所述车道线信息，分别确定所述本车辆当前行驶道路的每一车道的状态，所述状态包括空闲、占用或半占用中的一者；控制模块43，根据所述每一车道的状态，控制所述本车辆换道。可选地，所述第一确定模块42可以包括：分割子模块，用于根据所述本车辆的当前位置和所述车道线信息，将以所述本车辆的当前位置为中心的预设行车区域划分为m×n个大小相等的网格，其中，n为所述本车辆当前行驶道路的车道数量，m为每一车道内网格的数量；第一确定子模块，用于针对每一车道，确定该车道内的每个网格被其他车辆占用的概率，并根据该车道内的网格被其他车辆占用的概率，确定该车道的状态。可选地，所述确定子模块，可以用于根据以下公式确定该车道内的每个网格被其他车辆占用的概率：其中，p表征网格cm被其他车辆占用的概率，zc、zv分别表征所述其他车辆的位置、所述其他车辆所占用的网格的位置；σ为标准正态分布的方差；表征网格cm被所述其他车辆占用的面积，av表征所述其他车辆占用的面积，a表征在所述其他车辆占用的面积与网格cm被所述其他车辆占用的面积的交集不为空的情况下，网格cm被所述其他车辆占用的面积和所述其他车辆占用的面积的并集。可选地，所述行驶信息还包括所述本车辆当前行驶的行驶速度和加速度；所述环境信息还包括位于预设行车区域内的其他车辆的位置和行驶速度；所述装置还可以包括：第二确定模块，用于针对每一车道，根据所述其他车辆的位置，从位于该车道上的其他车辆中确定距离所述本车辆的当前位置最近的目标车辆；第三确定模块，用于针对每一车道，根据所述本车辆当前行驶的行驶速度和加速度、所述目标车辆的行驶速度、以及安全时间，通过以下公式，确定在所述本车辆与所述目标车辆在该车道内的安全距离：其中，s表征所述本车辆与所述目标车辆的安全距离，ve表征所述本车辆当前行驶的行驶速度，ae表征所述本车辆当前行驶的加速度，vo表征所述目标车辆的行驶速度，ts表征所述安全时间。第四确定模块，用于针对每一车道，根据所述安全距离和所述本车辆的当前位置，确定该车道内的有效网格；所述第一确定子模块，还用于根据该车道内的有效网格被其他车辆占用的概率和以下公式，确定该车道的状态概率：其中，pi表征第i个车道的状态概率，ki表征第i个车道内的有效网格的数量，ki为整数取值范围为[1，m]，pj表征第i个车道内第j个有效网格被其他车辆占用的概率；以及根据预设的状态概率和车道的状态之间的对应关系，确定与该状态概率对应的状态。可选地，所述第四确定模块可以包括：第二确定子模块，用于以所述本车辆的当前位置为圆心，以所述安全距离为半径，确定与该车道的左右车道线相交的圆弧；第三确定子模块，用于将以所述本车辆的当前位置为起点，以所述圆弧上的点为终点的直线经过的且位于该车道内的网格，确定为所述车道内的有效网格。关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。在一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的车辆换道控制方法的步骤。在另一示例性实施例中，还提供了一种车辆，包括本公开提供的车辆换道控制装置。以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。当前第1页12