[发明专利]自动驾驶的变道决策方法、装置和车辆

说明书

本发明提供了一种自动驾驶的变道决策方法、装置和车辆，基于当前车辆所处的当前车道和当前车道的相邻车道，构造包含有当前车道和目标车道的可行车道序列；根据当前车辆的行驶状态，及当前车道和目标车道的障碍物信息，生成当前车道的ST图和目标车道的ST图；针对每种可行车道序列，根据当前可行车道序列中当前车道和目标车道的ST图，确定当前可行车道序列对应的变道轨迹；根据代价函数从每种可行车道序列对应的变道轨迹中，选取代价最小的变道轨迹为变道决策结果。该方式通过当前车辆的当前车道的ST图和目标车道的ST图，搜索可行车道序列的变道轨迹，该方式获得的变道轨迹是平顺且安全的，从而保证了变道决策和变道时机的合理性。

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其是涉及一种自动驾驶的变道决策方法、装置和车辆。

背景技术

决策规划就是自动驾驶系统的大脑，决策规划问题的本质是在时间域和空间域下的搜索问题，直接求解的复杂度过高，难以满足运算实时性要求。变道决策是自动驾驶系统决策规划的重要组成部分，在frenet坐标系下，自动驾驶车辆的变道需求直接在搜索问题中引入了横向维度，因此变道轨迹生成是决策规划算法的关键之一。变道决策要求考虑当前车道和目标车道的障碍物信息，部分场景下需考虑变道轨迹和变道时机的合理性，如目标车道车速过高，尽管满足碰撞时间要求，但不合理的变道轨迹会影响正常车流。

相关技术中提供了两种变道决策算法，一种是在车辆有变换动机时，计算换道收益值，然后基于换道收益值，输出换道决策结果，但是该方式在计算换道收益值时只考虑了目标车道的瞬时车速，容易生成不合理换道决策。第二种是首先确定智能车当前行驶的环境信息，进而基于第一决策规则和环境信息，生成第一换道决策，然后基于第一换道决策和第二决策规则，生成第二换道决策，该方法使用状态机给出换道决策，无法提供必要的换道信息，比如换道时机等，因此后续的轨迹生成会存在较大困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动驾驶的变道决策方法、装置和车辆，以提高自动驾驶车辆变道决策和变道时机的合理性。

第一方面，本发明提供了一种自动驾驶的变道决策方法，该方法包括：基于当前车辆所处的当前车道和当前车道的相邻车道，构造当前车辆的可行车道序列；该可行车道序列中包含有当前车道和目标车道，该目标车道为当前车道和相邻车道中的任意一个；根据当前车辆的行驶状态，以及当前车道和目标车道上的障碍物信息，生成当前车道的ST图和目标车道的ST图；该ST图用于指示当前车辆的行驶路程和时间的关系；针对每种可行车道序列，根据当前可行车道序列中当前车道的ST图和目标车道的ST图，确定当前可行车道序列对应的变道轨迹；根据预设的代价函数，从每种可行车道序列对应的变道轨迹中，选取代价最小的变道轨迹为变道决策结果。

在可选的实施方式中，上述根据当前可行车道序列中当前车道的ST图和目标车道的ST图，确定当前可行车道序列对应的变道轨迹的步骤，包括：在当前可行车道序列中，根据当前车道的ST图和当前车道的障碍物的行驶区域，在当前车道中搜索满足预设条件的第一轨迹；将第一轨迹中的最后一个轨迹点，确定为目标车道中的初始轨迹点；基于初始轨迹点、目标车道的ST图和目标车道的障碍物的行驶区域，在目标车道中搜索满足预设条件的第二轨迹；合并第一轨迹和第二轨迹，得到当前可行车道序列对应的变道轨迹。

在可选的实施方式中，上述根据当前车道的ST图和当前车道的障碍物的行驶区域，在当前车道中搜索满足预设条件的第一轨迹的步骤，包括：按照当前车道的ST图中当前车道中的障碍物的行驶区域的边界，将当前车道的ST图划分为多个连通域；将障碍物的行驶区域之外的每个连通域，确定为当前车辆的可行驶区域；基于当前车辆的可行驶区域，确定当前车辆的可选区域路径；基于预设的选取规则，从可选区域路径中选取最优路径；从最优路径中搜索满足预设条件的备选轨迹点；将备选轨迹点组合为第一轨迹。