CN111580524B - 基于路径规划的车辆换道方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

基于路径规划的车辆换道方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于路径规划的车辆换道方法、装置、设备及存储介质，属于自动驾驶技术领域。本发明获取当前位置信息，基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段，根据所述行驶路段确定多个换道区域，以及目标车道，根据所述换道区域和所述目标车道完成车辆换道，通过在各个车道上设立换道区域，并依次通过各个换道区域至目标车道，减少了车辆换道次数，提高了车辆自动驾驶的安全性。

Description

基于路径规划的车辆换道方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于路径规划的车辆换道方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
当前，自动驾驶车辆在从出发点自动驾驶到达目的点，首先是基于已有地图规划出一条最优全局路线，该过程称之为路径规划，然后车辆沿着该路线从出发点自动驾驶到目的点，在此过程中，车辆根据各类传感器检测到的外界交通状况，结合行为决策逻辑算法在对应交通状况下，自动进行跟车或者换道超车、换道避障行驶等，如何保证车辆换道超车或换道避障时的安全是关键所在。目前的做法通常是在车辆换道超车或换道避开障碍物之后，换到隔壁车道，然后再立即返回原车道，这种做法会导致车辆进行多次换道，而每一次换道都会增加一次安全风险，多次换道风险会逐次累计，会整体影响到自动驾驶的安全性。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于路径规划的车辆换道方法、装置、设备及存储介质，旨在解决车辆换道次数较多影响自动驾驶安全性的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于路径规划的车辆换道方法，所述方法包括以下步骤:
获取当前位置信息；
基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段；
根据所述行驶路段确定多个换道区域，以及目标车道；
根据所述换道区域和所述目标车道完成车辆换道。
优选地，所述基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段的步骤之前，还包括：
获取初始位置信息和目标位置信息；
根据所述初始位置信息和所述目标位置信息构建目标行驶路径。
优选地，所述根据所述初始位置信息和所述目标位置信息构建目标行驶路径的步骤包括：
获取所述初始位置信息对应的初始位置点，以及所述目标位置信息对应的目标位置点；
根据所述初始位置点和所述目标位置点确定多条行驶路径；
计算各条行驶路径对应的移动代价值；
比较各个移动代价值的大小，并根据比较结果将最小的移动代价值对应的行驶路径作为目标行驶路径。
优选地，所述根据所述行驶路段确定多个换道区域，以及目标车道的步骤包括：
根据所述行驶路段确定换道方向；
获取所述行驶路段对应的地图元素；
根据所述换道方向和所述地图元素确定多个换道区域和目标车道。
优选地，所述根据所述换道方向和所述地图元素确定多个换道区域和目标车道的步骤包括：
从所述地图元素中提取多个车道的车道信息和路口双实线信息；
根据所述车道信息从多个所述车道中获取与所述换道方向对应的换道车道，将所述换道车道作为目标车道，并将剩余车道作为参考车道；
根据所述路口双实线信息确定与道路路口之间的相对距离；
根据所述相对距离依次在各个参考车道上建立预设长度的换道区域。
优选地，所述根据所述换道区域和所述目标车道完成车辆换道的步骤包括：
对当前车道中的障碍物进行实时检测；
在所述当前车道中不存在障碍物时，行驶至所述当前车道对应的换道区域内，并依次通过相邻车道的换道区域行驶至所述目标车道，以完成车辆换道。
优选地，所述根据所述换道区域和所述目标车道完成车辆换道的步骤之后，还包括：
在所述目标车道中存在障碍物时，换道至相邻车道；
对所述目标车道进行实时检测，若在预设时间内所述目标车道中不存在障碍物，则从所述相邻车道换道至所述目标车道，以完成车辆换道。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于路径规划的车辆换道装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取当前位置信息；
确定模块，用于基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段；
划分模块，用于根据所述行驶路段确定多个换道区域，以及目标车道；
控制模块，用于根据所述换道区域和所述目标车道完成车辆换道。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种基于路径规划的车辆换道设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于路径规划的车辆换道程序，所述基于路径规划的车辆换道程序配置为实现如上文所述的基于路径规划的车辆换道方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于路径规划的车辆换道程序，所述基于路径规划的车辆换道程序被处理器执行时实现如上文所述的基于路径规划的车辆换道方法的步骤。
本发明获取当前位置信息，基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段，根据所述行驶路段确定多个换道区域，以及目标车道，根据所述换道区域和所述目标车道完成车辆换道，通过在各个车道上设立换道区域，并依次通过各个换道区域至目标车道，减少了车辆换道次数，提高了车辆自动驾驶的安全性。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的基于路径规划的车辆换道设备的结构示意图；
图2为本发明基于路径规划的车辆换道方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明基于路径规划的车辆换道方法第一实施例中车辆路径规划示意图；
图4为为本发明基于路径规划的车辆换道方法第一实施例中行驶路段换道区域构建示意图；
图5为本发明基于路径规划的车辆换道方法第二实施例的流程示意图；
图6为本发明基于路径规划的车辆换道装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的基于路径规划的车辆换道设备结构示意图。
如图1所示，该基于路径规划的车辆换道设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对基于路径规划的车辆换道设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作***、网络通信模块、用户接口模块以及基于路径规划的车辆换道程序。
在图1所示的基于路径规划的车辆换道设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明基于路径规划的车辆换道设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在基于路径规划的车辆换道设备中，所述基于路径规划的车辆换道设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的基于路径规划的车辆换道程序，并执行本发明实施例提供的基于路径规划的车辆换道方法。
本发明实施例提供了一种基于路径规划的车辆换道方法，参照图2，图2为本发明一种基于路径规划的车辆换道方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述基于路径规划的车辆换道方法包括以下步骤：
步骤S10：获取当前位置信息。
在本实施例中，本实施例的执行主体为自动驾驶车辆，自动驾驶车辆上设有全球定位***GPS、各类车辆通信传感器、车载控制器以及六十四线激光雷达等，自动驾驶车辆可以通过GPS获取车辆在行驶过程中的位置信息，还可以通过六十四线激光雷达对周围道路交通环境进行检测，本实施例中车载控制器为工控机，用于控制自动驾驶车辆进行车辆换道。
需要说明的是，当前位置信息为自动驾驶车辆在行驶过程中的车辆位置信息，通过GPS实时获取。
步骤S20：基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段。
在本实施例中，在获取到当前位置信息后，基于预先构建的目标行驶路径可以确定当前位置信息对应的行驶路段，本实施例以图3所示的路径规划示意图为例进行说明，图3中A点为自动驾驶车辆的出发点，B点为自动驾驶车辆的目的点，根据A点和B点可以构建出一条由A至B的目标行驶路径，图3中所示的目标行驶路径分为三个行驶路段，分别为Lead1、Lead2以及Lead3，假设根据当前位置信息得到自动驾驶车辆的当期位置处于图3所示的C点处，那么基于预先构建的目标行驶路径可以判断出C点处于行驶路段Lead3上，则自动驾驶车辆在C点是对应的行驶路段为Lead3。
易于理解的是，基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段需要先进行目标行驶路径的构建，具体地，在基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段需要先进行目标行驶路径的构建的步骤之前还包括：获取初始位置信息和目标位置信息；根据所述初始位置信息和所述目标位置信息构建目标行驶路径。
需要说明的是，初始位置信息可以理解为自动驾驶车辆的出发点位置信息，如图3所示的自动驾驶车辆在A点处的位置信息，目标位置信息可以理解为自动驾驶车辆的目的点位置信息，如图3所示的自动驾驶车辆在B点处的位置信息，目的点可以进行任意设置，根据初始位置信息和目标位置信息即可构建出发点与目的点之间的目标行驶路径。
在具体实现中，所述根据所述初始位置信息和所述目标位置信息构建目标行驶路径的步骤具体包括：获取所述初始位置信息对应的初始位置点，以及所述目标位置信息对应的目标位置点；根据所述初始位置点和所述目标位置点确定多条行驶路径；计算各条行驶路径对应的移动代价值；比较各个移动代价值的大小，并根据比较结果将最小的移动代价值对应的行驶路径作为目标行驶路径。
在本实施例中，根据初始位置信息和目标位置信息可以确定自动驾驶车辆的初始位置点和目标位置点，容易理解的是，路径规划类似于车辆驾驶导航中的导航路线，通常地，从初始位置点到目标位置点有多条行驶路径，每条行驶路径的距离一般也是不相同的，而路径规划所构建的目标行驶路径为初始位置点到目标位置点的所有行驶路径中距离最短的行驶路径，本实施例通过先计算各条行驶路径对应的移动代价值，再比较各个移动代价值的大小，并根据比较结果将最小的移动代价值对应的行驶路径作为目标行驶路径。
在具体实施中，本实施例通过各条行驶路径对应的移动成本和估算成本来计算各条行驶路径对应的移动代价值，移动成本根据GPS获取到的行驶路径的实际距离确定，估算成本与行驶路径中障碍物情况有关，通过激光雷达可以进行检测，在得到各条行驶路径的移动成本和估算成本之后即可计算出各条路径对应的移动代价值，假设行驶路径L的移动代价值为Z，行驶路径L对应的移动成本为X，估算成本为Y，则移动代价值Z＝X+Y。
步骤S30：根据所述行驶路段确定多个换道区域，以及目标车道。
易于理解的是，每个行驶路段都有各自对应的车道数以及交通情况等，因此换道区域和目标车道需要根据对应的行驶路段进行确定，具体地，根据所述行驶路段确定多个换道区域，以及目标车道的步骤包括：根据所述行驶路段确定换道方向；获取所述行驶路段对应的地图元素；根据所述换道方向和所述地图元素确定多个换道区域和目标车道。
在本实施例中，根据行驶路段可以确定自动驾驶车辆的换道方向，如图3所示，当自动驾驶车辆处于行驶路段Lead1时，自动驾驶车辆的换道方向为向左换道，当自动驾驶车辆处于行驶路段Lead2时，自动驾驶车辆的换道方向为向右换道，行驶路段对应的地图元素包括车道数、双实线信息以及路口引导线信息等，根据换道方向和地图元素可以确定多个换道区域和目标车道。
在具体实现中，所述根据所述换道方向和所述地图元素确定多个换道区域和目标车道的步骤具体包括：从所述地图元素中提取多个车道的车道信息和路口双实线信息；根据所述车道信息从多个所述车道中获取与所述换道方向对应的换道车道，将所述换道车道作为目标车道，并将剩余车道作为参考车道；根据所述路口双实线信息确定与道路路口之间的相对距离；根据所述相对距离依次在各个参考车道上建立预设长度的换道区域。
在本实施例中，从地图元素中可以提取多个车道的车道信息和路口双实线信息，车道信息包括车道数以及各个车道的行驶方向，例如图4所示，假设图4所示的行驶路段为图3中行驶路段Lead1，从图4中可以得到行驶路段Lead1有四条车道L1、L2、L3以及L4，其中车道L1的行驶方向为向左行驶，车道L2的行驶方向为向右行驶，其余两条车道L3和L4的行驶方向为直行行驶，从多个车道中获取与换道方向对应的换道车道实质为获取行驶方向与换道方向一致的换道车道，根据行驶路段Lead1确定换道方向为向左换道，而根据各个车道的行驶方向可以确定L1为目标车道，在确定L1为目标车道之后，将车道L2、L3以及L4作为参考车道，进一步地，再根据路口双实线信息确定与道路路口之间的相对距离，根据相对距离依次在各个参考车道上建立预设长度的换道区域，为了便于理解，参照图4进行举例说明，如图4所示，假设获取到自动驾驶车辆与道路路口之间的相对距离为100米，则设置换道区域1距离路口50米，换道区域2距离路口30米，换道区域3距离路口10米，换道区域1、2及3的长度是预先设置的，可以为20米，也可以为10米，本实施例中各个换道区域与道路路口之间的距离以及各个换道区域的预设长度可以根据实际情况自行设定，本实施例中不加以限制。
步骤S40：根据所述换道区域和所述目标车道完成车辆换道。
在本实施例中，换道区域为自动驾驶车辆换道的安全区域，在此区域内进行车辆换道不会存在换道风险，而在自动驾驶车辆行驶至换道区域的过程中，可能会存在交通事故或者施工现场等突发情况，因此需要对当前车道中的障碍物进行实时检测，在检测到当前车道中存在障碍物时，自动车辆行驶至当前车道对应的换道区域内，然后再依次通过各个换道区域直至目标车道后，即可完成车辆换道，如图4所示，假设自动驾驶车辆当前处于车道L4中，自动驾驶车辆当前处于S点处，在确定换道区域1、2及3和目标车道L1之后，在自动驾驶车辆从S点行驶至换道区域1内的过程中对车道L4的障碍物进行实时检测，在车道L4中不存在障碍物时，换道过程为自动驾驶车辆先从S点安全行驶至换道区域1内，然后从换道区域1换道至换道区域2，再从换道区域2换道至换道区域3，最后再从换道区域3换道至目标车道L1，即完成车辆换道，若在自动驾驶车辆从S点行驶至换道区域1内的过程中发现车道L4中存在障碍物，则换道至车道L3，假设自动驾驶车辆换道至车道L3的Q点处，则换道过程为自动假设车辆先从Q点安全行驶至换道区域2内，然后从换道区域2换道至换道区域3，再从换道区域3换道至目标车道L1，即完成车辆换道。
本实施例获取当前位置信息，基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段，根据所述行驶路段确定多个换道区域，以及目标车道，根据所述换道区域和所述目标车道完成车辆换道，通过在各个车道上设立换道区域，并依次通过各个换道区域至目标车道，减少了车辆换道次数，提高了车辆自动驾驶的换道安全性。
参考图5，图5为本发明一种基于路径规划的车辆换道方法第二实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，本实施例在所述步骤S40之后，还包括：
步骤S501:在所述目标车道中存在障碍物时，换道至相邻车道。
步骤S502：对所述目标车道进行实时检测，若在预设时间内所述目标车道中不存在障碍物，则从所述相邻车道换道至所述目标车道，以完成车辆换道。
容易理解的是，在自动驾驶车辆换道至目标车道之后，并非立即进行从当前行驶路段换向至下一行驶路段，自动驾驶车辆需要在目标车道的道路路口进行下一行驶路段的换向，而在实际情况中，自动驾驶车辆在行驶至目标车道的道路路口的过程中也有可能出现交通意外等突发情况，因此需要对目标车道的障碍物进行实时检测，在目标车道中存在障碍物时，换道至相邻车道，如图4所示，在检测到目标车道L1中存在障碍物时，则换道至相邻车道L2中，当自动驾驶车辆行驶在车道L2时，通过激光雷达实时对目标车道L1进行障碍物检测，本实施例中，当检测到目标车道L1中不存在障碍物时，自动驾驶车辆并不立即返回目标车道L1中，因为通常情况下，交通事故引起的故障车辆可能会导致车道中较长一段距离无法通行，并且同一车道中也可能存在多起并存的交通事故，如果在检测到目标车道L1中不存在障碍物时立即换道回目标车道L1，则可能发生又从目标车道L1换道至相邻车道L2的情况，为了避免多次换道带来的风险，本实施例中通过设置一个预设时间来降低多次换道的风险，在检测到预设时间内目标车道L1中不存在障碍物时，从相邻车道换道L2至目标车道L1，这样大大降低了自动驾驶车辆在目标车道L1与相邻车道L2之间进行多次换道的可能性，同时也降低了多次车辆换道的风险。
本实施例通过在所述目标车道中存在障碍物时，换道至相邻车道，对所述目标车道进行实时检测，若在预设时间内所述目标车道中不存在障碍物，则从所述相邻车道换道至所述目标车道，以完成车辆换道，降低了车辆由于多次换道带来的风险，提高了自动驾驶车辆的换道安全性。
参照图6，图6为本发明基于路径规划的车辆换道装置第一实施例的结构框图。
如图6所示，本发明实施例提出的基于路径规划的车辆换道装置包括：
获取模块10，用于获取当前位置信息。
在本实施例中，本实施例的执行主体为基于路径规划的车辆换道装置，基于路径规划的车辆换道装置可以通过GPS获取车辆在行驶过程中的位置信息，可以通过六十四线激光雷达对周围道路交通环境进行检测，还可以控制自动驾驶车辆进行车辆换道。
需要说明的是，当前位置信息为自动驾驶车辆在行驶过程中的车辆位置信息，通过GPS实时获取。
确定模块20，用于基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段。
在本实施例中，在获取到当前位置信息后，基于预先构建的目标行驶路径可以确定当前位置信息对应的行驶路段，本实施例以图3所示的路径规划示意图为例进行说明，图3中A点为自动驾驶车辆的出发点，B点为自动驾驶车辆的目的点，根据A点和B点可以构建出一条由A至B的目标行驶路径，图3中所示的目标行驶路径分为三个行驶路段，分别为Lead1、Lead2以及Lead3，假设根据当前位置信息得到自动驾驶车辆的当期位置处于图3所示的C点处，那么基于预先构建的目标行驶路径可以判断出C点处于行驶路段Lead3上，则自动驾驶车辆在C点是对应的行驶路段为Lead3。
易于理解的是，基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段需要先进行目标行驶路径的构建，具体地，在基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段需要先进行目标行驶路径的构建的步骤之前还包括：获取初始位置信息和目标位置信息；根据所述初始位置信息和所述目标位置信息构建目标行驶路径。
需要说明的是，初始位置信息可以理解为自动驾驶车辆的出发点位置信息，如图3所示的自动驾驶车辆在A点处的位置信息，目标位置信息可以理解为自动驾驶车辆的目的点位置信息，如图3所示的自动驾驶车辆在B点处的位置信息，目的点可以进行任意设置，根据初始位置信息和目标位置信息即可构建出发点与目的点之间的目标行驶路径。
在具体实现中，所述根据所述初始位置信息和所述目标位置信息构建目标行驶路径的步骤具体包括：获取所述初始位置信息对应的初始位置点，以及所述目标位置信息对应的目标位置点；根据所述初始位置点和所述目标位置点确定多条行驶路径；计算各条行驶路径对应的移动代价值；比较各个移动代价值的大小，并根据比较结果将最小的移动代价值对应的行驶路径作为目标行驶路径。
在本实施例中，根据初始位置信息和目标位置信息可以确定自动驾驶车辆的初始位置点和目标位置点，容易理解的是，路径规划类似于车辆驾驶导航中的导航路线，通常地，从初始位置点到目标位置点有多条行驶路径，每条行驶路径的距离一般也是不相同的，而路径规划所构建的目标行驶路径为初始位置点到目标位置点的所有行驶路径中距离最短的行驶路径，本实施例通过先计算各条行驶路径对应的移动代价值，再比较各个移动代价值的大小，并根据比较结果将最小的移动代价值对应的行驶路径作为目标行驶路径。
在具体实施中，本实施例通过各条行驶路径对应的移动成本和估算成本来计算各条行驶路径对应的移动代价值，移动成本根据GPS获取到的行驶路径的实际距离确定，估算成本与行驶路径中障碍物情况有关，通过激光雷达可以进行检测，在得到各条行驶路径的移动成本和估算成本之后即可计算出各条路径对应的移动代价值，假设行驶路径L的移动代价值为Z，行驶路径L对应的移动成本为X，估算成本为Y，则移动代价值Z＝X+Y。
划分模块30，用于根据所述行驶路段确定多个换道区域，以及目标车道。
易于理解的是，每个行驶路段都有各自对应的车道数以及交通情况等，因此换道区域和目标车道需要根据对应的行驶路段进行确定，具体地，根据所述行驶路段确定多个换道区域，以及目标车道的步骤包括：根据所述行驶路段确定换道方向；获取所述行驶路段对应的地图元素；根据所述换道方向和所述地图元素确定多个换道区域和目标车道。
在本实施例中，根据行驶路段可以确定自动驾驶车辆的换道方向，如图3所示，当自动驾驶车辆处于行驶路段Lead1时，自动驾驶车辆的换道方向为向左换道，当自动驾驶车辆处于行驶路段Lead2时，自动驾驶车辆的换道方向为向右换道，行驶路段对应的地图元素包括车道数、双实线信息以及路口引导线信息等，根据换道方向和地图元素可以确定多个换道区域和目标车道。
在具体实现中，所述根据所述换道方向和所述地图元素确定多个换道区域和目标车道的步骤具体包括：从所述地图元素中提取多个车道的车道信息和路口双实线信息；根据所述车道信息从多个所述车道中获取与所述换道方向对应的换道车道，将所述换道车道作为目标车道，并将剩余车道作为参考车道；根据所述路口双实线信息确定与道路路口之间的相对距离；根据所述相对距离依次在各个参考车道上建立预设长度的换道区域。
在本实施例中，从地图元素中可以提取多个车道的车道信息和路口双实线信息，车道信息包括车道数以及各个车道的行驶方向，例如图4所示，假设图4所示的行驶路段为图3中行驶路段Lead1，从图4中可以得到行驶路段Lead1有四条车道L1、L2、L3以及L4，其中车道L1的行驶方向为向左行驶，车道L2的行驶方向为向右行驶，其余两条车道L3和L4的行驶方向为直行行驶，从多个车道中获取与换道方向对应的换道车道实质为获取行驶方向与换道方向一致的换道车道，根据行驶路段Lead1确定换道方向为向左换道，而根据各个车道的行驶方向可以确定L1为目标车道，在确定L1为目标车道之后，将车道L2、L3以及L4作为参考车道，进一步地，再根据路口双实线信息确定与道路路口之间的相对距离，根据相对距离依次在各个参考车道上建立预设长度的换道区域，为了便于理解，参照图4进行举例说明，如图4所示，假设获取到自动驾驶车辆与道路路口之间的相对距离为100米，则设置换道区域1距离路口50米，换道区域2距离路口30米，换道区域3距离路口10米，换道区域1、2及3的长度是预先设置的，可以为20米，也可以为10米，本实施例中各个换道区域与道路路口之间的距离以及各个换道区域的预设长度可以根据实际情况自行设定，本实施例中不加以限制。
控制模块40，用于根据所述换道区域和所述目标车道完成车辆换道。
在本实施例中，换道区域为自动驾驶车辆换道的安全区域，在此区域内进行车辆换道不会存在换道风险，而在自动驾驶车辆行驶至换道区域的过程中，可能会存在交通事故或者施工现场等突发情况，因此需要对当前车道中的障碍物进行实时检测，在检测到当前车道中存在障碍物时，自动车辆行驶至当前车道对应的换道区域内，然后再依次通过各个换道区域直至目标车道后，即可完成车辆换道，如图4所示，假设自动驾驶车辆当前处于车道L4中，自动驾驶车辆当前处于S点处，在确定换道区域1、2及3和目标车道L1之后，在自动驾驶车辆从S点行驶至换道区域1内的过程中对车道L4的障碍物进行实时检测，在车道L4中不存在障碍物时，换道过程为自动驾驶车辆先从S点安全行驶至换道区域1内，然后从换道区域1换道至换道区域2，再从换道区域2换道至换道区域3，最后再从换道区域3换道至目标车道L1，即完成车辆换道，若在自动驾驶车辆从S点行驶至换道区域1内的过程中发现车道L4中存在障碍物，则换道至车道L3，假设自动驾驶车辆换道至车道L3的Q点处，则换道过程为自动假设车辆先从Q点安全行驶至换道区域2内，然后从换道区域2换道至换道区域3，再从换道区域3换道至目标车道L1，即完成车辆换道。
本实施例获取当前位置信息，基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段，根据所述行驶路段确定多个换道区域，以及目标车道，根据所述换道区域和所述目标车道完成车辆换道，通过在各个车道上设立换道区域，并依次通过各个换道区域至目标车道，减少了车辆换道次数，提高了车辆自动驾驶的换道安全性。
在一实施例中，还包括构建模块，用于获取初始位置信息和目标位置信息；根据所述初始位置信息和所述目标位置信息构建目标行驶路径。
在一实施例中，所述构建模块，还用于获取所述初始位置信息对应的初始位置点，以及所述目标位置信息对应的目标位置点；根据所述初始位置点和所述目标位置点确定多条行驶路径；计算各条行驶路径对应的移动代价值；比较各个移动代价值的大小，并根据比较结果将最小的移动代价值对应的行驶路径作为目标行驶路径。
在一实施例中，所述划分模块30，还用于根据所述行驶路段确定换道方向；获取所述行驶路段对应的地图元素；根据所述换道方向和所述地图元素确定多个换道区域和目标车道。
在一实施例中，所述划分模块30，还用于从所述地图元素中提取多个车道的车道信息和路口双实线信息；根据所述车道信息从多个所述车道中获取与所述换道方向对应的换道车道，将所述换道车道作为目标车道，并将剩余车道作为参考车道；根据所述路口双实线信息确定与道路路口之间的相对距离；根据所述相对距离依次在各个参考车道上建立预设长度的换道区域。
在一实施例中，所述控制模块40，还用于对当前车道中的障碍物进行实时检测；在所述当前车道中不存在障碍物时，行驶至所述当前车道对应的换道区域内，并依次通过相邻车道的换道区域行驶至所述目标车道，以完成车辆换道。
在一实施例中，还包括判断模块，用于在所述目标车道中存在障碍物时，换道至相邻车道；对所述目标车道进行实时检测，若在预设时间内所述目标车道中不存在障碍物，则从所述相邻车道换道至所述目标车道，以完成车辆换道。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有基于路径规划的车辆换道程序，所述基于路径规划的车辆换道程序被处理器执行时实现如上文所述的基于路径规划的车辆换道方法的步骤。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的基于路径规划的车辆换道方法，此处不再赘述。
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者***中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的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(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于路径规划的车辆换道方法，其特征在于，所述方法包括：
获取当前位置信息；
基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段；
从所述行驶路段对应的地图元素中提取多个车道的车道信息和路口双实线信息；
根据所述行驶路段确定换道方向；
根据所述车道信息从多个所述车道中获取与所述换道方向对应的换道车道，将所述换道车道作为目标车道，并将剩余车道作为参考车道；
根据所述路口双实线信息确定与道路路口之间的相对距离；
根据所述相对距离依次在各个参考车道上建立预设长度的换道区域；
根据所述换道区域和所述目标车道完成车辆换道；
所述基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段的步骤之前，还包括：
获取初始位置信息和目标位置信息；
获取所述初始位置信息对应的初始位置点，以及所述目标位置信息对应的目标位置点；
根据所述初始位置点和所述目标位置点确定多条行驶路径；
计算各条行驶路径对应的移动代价值；
比较各个移动代价值的大小，并根据比较结果将最小的移动代价值对应的行驶路径作为目标行驶路径。
2.如权利要求1所述的基于路径规划的车辆换道方法，其特征在于，所述根据所述行驶路段确定多个换道区域，以及目标车道的步骤包括：
根据所述行驶路段确定换道方向；
获取所述行驶路段对应的地图元素；
根据所述换道方向和所述地图元素确定多个换道区域和目标车道。
3.如权利要求2所述的基于路径规划的车辆换道方法，其特征在于，所述根据所述换道方向和所述地图元素确定多个换道区域和目标车道的步骤包括：
从所述地图元素中提取多个车道的车道信息和路口双实线信息；
根据所述车道信息从多个所述车道中获取与所述换道方向对应的换道车道，将所述换道车道作为目标车道，并将剩余车道作为参考车道；
根据所述路口双实线信息确定与道路路口之间的相对距离；
根据所述相对距离依次在各个参考车道上建立预设长度的换道区域。
4.如权利要求1所述的基于路径规划的车辆换道方法，其特征在于，所述根据所述换道区域和所述目标车道完成车辆换道的步骤包括：
对当前车道中的障碍物进行实时检测；
在所述当前车道中不存在障碍物时，行驶至所述当前车道对应的换道区域内，并依次通过相邻车道的换道区域行驶至所述目标车道，以完成车辆换道。
5.如权利要求1至4中任一项所述的基于路径规划的车辆换道方法，其特征在于，所述根据所述换道区域和所述目标车道完成车辆换道的步骤之后，还包括：
在所述目标车道中存在障碍物时，换道至相邻车道；
对所述目标车道进行实时检测，若在预设时间内所述目标车道中不存在障碍物，则从所述相邻车道换道至所述目标车道，以完成车辆换道。
6.一种基于路径规划的车辆换道装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取当前位置信息；
确定模块，用于基于预先构建的目标行驶路径确定所述当前位置信息对应的行驶路段；
划分模块，用于从所述行驶路段对应的地图元素中提取多个车道的车道信息和路口双实线信息；根据所述行驶路段确定换道方向；根据所述车道信息从多个所述车道中获取与所述换道方向对应的换道车道，将所述换道车道作为目标车道，并将剩余车道作为参考车道；根据所述路口双实线信息确定与道路路口之间的相对距离；根据所述相对距离依次在各个参考车道上建立预设长度的换道区域；
控制模块，用于根据所述换道区域和所述目标车道完成车辆换道；
构建模块，用于获取初始位置信息和目标位置信息；获取所述初始位置信息对应的初始位置点，以及所述目标位置信息对应的目标位置点；根据所述初始位置点和所述目标位置点确定多条行驶路径；计算各条行驶路径对应的移动代价值；比较各个移动代价值的大小，并根据比较结果将最小的移动代价值对应的行驶路径作为目标行驶路径。
7.一种基于路径规划的车辆换道设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于路径规划的车辆换道程序，所述基于路径规划的车辆换道程序配置为实现如权利要求1至5中任一项所述的基于路径规划的车辆换道方法的步骤。
8.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有基于路径规划的车辆换道程序，所述基于路径规划的车辆换道程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的基于路径规划的车辆换道方法的步骤。
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