CN117944684B - 变道轨迹规划方法和装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种变道轨迹规划方法和装置、存储介质及电子设备。其中，该方法包括：获取用于请求当前处于行驶状态的自车进行变道的变道指令；响应于变道指令，确定出自车的至少一个候选换道轨迹点；利用与候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间，和按照决策换道轨迹为自车所决策出的规划位置信息，构建候选换道轨迹列表；从候选换道轨迹列表中确定出满足换道轨迹曲率约束条件的目标换道轨迹，以及目标换道轨迹上各个轨迹点的规划行驶速度，换道轨迹曲率约束条件用于约束自车在变换至第二车道时的横向加速度；基于目标换道轨迹和规划行驶速度，为自车生成变道轨迹规划路径。本申请解决了车辆在换道轨迹规划时存在的行驶安全性较低的技术问题。

Description

变道轨迹规划方法和装置、存储介质及电子设备

技术领域

本申请涉及自动驾驶领域，具体而言，涉及一种变道轨迹规划方法和装置、存储介质及电子设备。

背景技术

目前车辆的局部路径规划方式通常是基于实时环境信息（包括动态障碍物和交通标志物等信息），计算出当前车辆所要行驶的最优轨迹。其中，车辆在计算出的轨迹上行驶的过程中，往往涉及很多变换车道的情形，如需要从车辆当前所在第一车道变换到第二车道，这样变换车道的过程会使得车辆上的乘客的横向舒适性体验较差。

在相关技术中，在车辆变换车道的过程中，需要先做轨迹形状规划，再为规划出的轨迹上的每个轨迹点进行速度规划。在轨迹形状规划的过程中，通常仅考量自车和周围参考车辆的位置关系，使得规划出的轨迹形状可能会出现一些轨迹异变点，而该轨迹异变点处往往需要一个很小的纵向速度来保证横向舒适性。然而，这种很小的纵向速度的出现，将使得车辆在行驶过程中出现纵向速度的跳变，从而导致车辆行驶风险的增加。也就是说，相关技术中存在车辆在换道轨迹规划时存在的行驶安全性较低的技术问题。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种变道轨迹规划方法和装置、存储介质及电子设备，以至少解决车辆在换道轨迹规划时存在的行驶安全性较低的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种变道轨迹规划方法，包括：获取用于请求当前处于行驶状态的自车进行变道的变道指令；响应于上述变道指令，确定出上述自车的至少一个候选换道轨迹点，其中，每个上述候选换道轨迹点分别用于指示为上述自车所决策出的从当前所在的第一车道变换至第二车道的一条预测换道轨迹上的换道切入点；利用与上述候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间，和按照上述决策换道轨迹为上述自车所决策出的规划位置信息，构建候选换道轨迹列表，其中，上述纵向速度约束区间用于指示上述自车在变换至上述第二车道时不会发生车辆碰撞事件的速度区间；从上述候选换道轨迹列表中确定出满足换道轨迹曲率约束条件的目标换道轨迹，以及上述目标换道轨迹上各个轨迹点的规划行驶速度，其中，上述换道轨迹曲率约束条件用于约束上述自车在变换至上述第二车道时的横向加速度；基于上述目标换道轨迹和上述规划行驶速度，为上述自车生成变道轨迹规划路径。

根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种变道轨迹规划装置，包括：第一获取单元，用于获取用于请求当前处于行驶状态的自车进行变道的变道指令；第一确定单元，用于响应于上述变道指令，确定出上述自车的至少一个候选换道轨迹点，其中，每个上述候选换道轨迹点分别用于指示为上述自车所决策出的从当前所在的第一车道变换至第二车道的一条预测换道轨迹上的换道切入点；列表构建单元，用于利用与上述候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间，和按照上述决策换道轨迹为上述自车所决策出的规划位置信息，构建候选换道轨迹列表，其中，上述纵向速度约束区间用于指示上述自车在变换至上述第二车道时不会发生车辆碰撞事件的速度区间；规划单元，用于从上述候选换道轨迹列表中确定出满足换道轨迹曲率约束条件的目标换道轨迹，以及上述目标换道轨迹上各个轨迹点的规划行驶速度，其中，上述换道轨迹曲率约束条件用于约束上述自车在变换至上述第二车道时的横向加速度；生成单元，用于基于上述目标换道轨迹和上述规划行驶速度，为上述自车生成变道轨迹规划路径。

作为一种可选的方案，上述列表构建单元，还包括：第一决策模块，用于利用第t时刻的上述候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间，决策第t+1时刻上述自车的纵向速度约束区间，其中，t为大于等于0的整数；第一确定模块，用于基于上述第t+1时刻上述自车的纵向速度约束区间，确定上述自车在当前决策周期的纵向决策速度和横向决策速度；第二决策模块，用于基于上述当前决策周期的上述纵向决策速度、上述横向决策速度和上述当前决策周期的周期时长，决策上述自车在第t+1时刻的规划位置信息，并基于上述规划位置信息生成上述第t+1时刻的候选换道轨迹点；存储模块，用于将上述第t+1时刻的候选换道轨迹点和对应的纵向速度约束区间，存储至上述候选换道轨迹列表。

作为一种可选的方案，上述规划单元，还包括：第一提取模块，用于从上述候选换道轨迹列表中提取至少一个候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间和规划位置信息；轨迹生成模块，用于基于上述纵向速度约束区间、上述规划位置信息和最大横向加速度，确定上述换道轨迹曲率约束条件，并基于上述换道轨迹曲率约束条件生成上述目标换道轨迹，其中，上述目标换道轨迹上各个轨迹点对应的曲率满足上述换道轨迹曲率约束条件；速度规划模块，用于利用上述目标换道轨迹确定各个轨迹点对应的曲率，并基于上述各个轨迹点对应的曲率和上述最大横向加速度确定上述各个轨迹点的规划行驶速度。

作为一种可选的方案，上述轨迹生成模块，还用于：利用上述至少一个换道轨迹点的规划纵向位移量和上述纵向速度约束区间的下界值构成至少一个第一对序列，其中，上述第一对序列表示至少一个决策时刻的纵向位移量和对应的纵向最小速度；对上述至少一个第一对序列进行曲线拟合，得到任意纵向位移量对应的决策纵向最小速度；将上述最大横向加速度与上述任意纵向位移量对应的决策纵向最小速度的比值，确定为任意纵向位移量对应的最大曲率，其中，上述最大曲率表示上述自车受横向加速度约束的最大曲率；获取预设曲率，在上述预设曲率小于上述最大曲率的情况下，将上述预设曲率作为当前纵向位移量对应的换道轨迹曲率约束；在上述预设曲率大于或等于上述最大曲率的情况下，将上述最大曲率作为当前纵向位移量对应的换道轨迹曲率约束。

作为一种可选的方案，上述速度规划模块，还用于：利用上述至少一个换道轨迹点的规划纵向位移量和上述纵向速度约束区间的上界值构成至少一个第二对序列，其中，上述第二对序列表示至少一个决策时刻的纵向位移量和对应的纵向最大速度；对上述至少一个第二对序列进行曲线拟合，得到任意纵向位移量对应的决策纵向最大速度；从上述目标换道轨迹中获取任意纵向位移量对应的曲率，将上述最大横向加速度与上述任意纵向位移量对应的曲率的比值，确定为任意纵向位移量对应的最大速度，其中，上述最大速度表示上述自车受横向加速度约束的最大速度；在上述决策纵向最大速度小于上述最大速度的情况下，将上述决策纵向最大速度作为当前纵向位移量对应的换道轨迹速度约束，在上述决策纵向最大速度大于或等于上述最大速度的情况下，将上述最大速度作为当前纵向位移量对应的换道轨迹速度约束，其中，上述换道轨迹速度约束用于约束上述自车在变换至上述第二车道的过程中的横向加速度；将上述换道轨迹速度约束作为约束条件确定上述各个轨迹点的规划行驶速度，其中，上述各个轨迹点的规划行驶速度小于或等于上述各个轨迹点对应的换道轨迹速度约束。

作为一种可选的方案，上述第一决策模块，还用于：获取与上述第t时刻的候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间和规划位置信息；基于上述第t时刻的候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间，确定出上述自车在第t时刻的纵向决策速度和横向决策速度；获取参考车辆的预测运动轨迹，并从上述预测运动轨迹中获取上述参考车辆在第t时刻的运动参数，其中，上述参考车辆包括位于上述第一车道的上述自车的前方的第二参考车辆、位于上述第一车道的上述自车的后方的第四参考车辆、位于上述第二车道的自车换道切入点的前方的第一参考车辆、位于上述第二车道的上述自车换道切入点的后方的第三参考车辆中的至少一种，上述换道切入点表示上述自车从上述第一车道换道进入上述第二车道的轨迹点；基于上述自车在第t时刻的上述纵向决策速度、上述横向决策速度和上述参考车辆在第t时刻的运动参数，决策上述第t+1时刻上述自车的纵向速度约束区间。

作为一种可选的方案，上述第一决策模块，还用于：基于第t时刻上述自车的上述纵向决策速度、上述横向决策速度和上述第一参考车辆的运动参数，计算出第一纵向速度，其中，上述第一纵向速度表示上述自车在变换至上述第二车道的过程中，在上述当前决策周期不会与上述第一参考车辆发生车辆碰撞事件的最大速度；在上述自车的车身全部位于上述第二车道的情况下，将上述第一纵向速度作为第t+1时刻的上述自车的纵向速度约束区间的上界值，其中，上述纵向速度约束区间的上界值表示上述自车在第t+1时刻允许的最大纵向速度；在上述自车的车身未全部位于上述第二车道的情况下，基于第t时刻上述自车的上述纵向决策速度、上述横向决策速度和上述第二参考车辆的运动参数，计算出第二纵向速度，并将上述第一纵向速度和上述第二纵向速度的最小值作为第t+1时刻的上述自车的纵向速度约束区间的上述上界值，其中，上述第二纵向速度表示上述自车在变换至上述第二车道的过程中，在上述当前决策周期不会与上述第二参考车辆发生车辆碰撞事件的最大速度。

作为一种可选的方案，上述第一决策模块，还用于：基于第t时刻上述自车的上述纵向决策速度、上述横向决策速度和上述第三参考车辆的运动参数，计算出第三纵向速度，其中，上述第三纵向速度表示上述自车在变换至上述第二车道的过程中，在当前决策周期不会与上述第三参考车辆发生车辆碰撞事件的最小速度；获取预设转换参数，并利用上述预设转换参数对第t+1时刻上述自车的纵向速度约束区间的上界值加权，得到约束纵向速度，其中，上述预设转换参数表示根据纵向速度约束区间的上界值确定约束纵向速度的系数，上述约束纵向速度表示上述自车在t+1时刻符合行驶要求的最小速度；在上述自车的车身全部位于上述第二车道的情况下，将上述第三纵向速度和上述约束纵向速度的最大值，作为第t+1时刻的上述自车的纵向速度约束区间的下界值，其中，上述纵向速度约束区间的下界值表示上述自车在第t+1时刻允许的最小纵向速度；在上述自车的车身未全部位于上述第二车道的情况下，基于第t时刻上述自车的上述纵向决策速度、上述横向决策速度和上述第四参考车辆的运动参数，计算出第四纵向速度，并将上述第三纵向速度、上述第四纵向速度和上述约束纵向速度的最大值作为第t+1时刻的上述自车的纵向速度约束区间的上述下界值，其中，上述第四纵向速度表示上述自车在变换至上述第二车道的过程中，在上述当前决策周期不会与上述第四参考车辆发生车辆碰撞事件的最小速度。

作为一种可选的方案，上述第一决策模块，还用于：利用上述第一参考车辆在第t时刻的预测纵向位置坐标减去上述自车在第t时刻的决策纵向位置坐标、上述自车的几何长度的二分之一、上述第一参考车辆的几何长度的二分之一，得到上述自车和上述第一参考车辆之间的最大无碰撞相对制动距离，其中，上述最大无碰撞相对制动距离表示上述自车在不与上述第一参考车辆发生碰撞事件的情况下相对于上述第一参考车辆的最大制动距离；利用上述最大无碰撞相对制动距离减去上述自车与上述第一参考车辆的安全距离的结果的二倍值与上述第一参考车辆的制动估计值相加得到上述自车的期望制动距离，其中，上述第一参考车辆的制动估计值为上述第一参考车辆在第t时刻的预测速度的平方与上述第一参考车辆的制动减速度的比值，上述期望制动距离表示自车在考虑安全距离的情况下的最大制动距离；将上述最大制动距离与上述自车的最大安全制动减速度相乘得到上述自车的期望速度的平方值；利用上述自车的期望速度与自车在第t时刻的上述纵向决策速度的差值求得上述自车的期望加速度，并将上述自车的期望加速度、上述自车的最大制动减速度和上述自车的最大加速度的最小值乘于当前决策周期的周期时长，得到上述自车期望的纵向速度；将上述自车期望的纵向速度与最大速度约束之间的最小值作为上述自车的上述第一纵向速度，其中，上述最大速度约束表示上述自车受到道路限制约束的最大速度。

作为一种可选的方案，上述第一决策模块，还用于：利用上述自车在第t时刻的决策纵向位置坐标减去上述第三参考车辆在第t时刻的预测纵向位置坐标、上述自车的几何长度的二分之一、上述第三参考车辆的几何长度的二分之一，得到上述自车的上述第三参考车辆之间的最大无碰撞相对制动距离，其中，上述最大无碰撞相对制动距离表示上述自车在不与上述第三参考车辆发生碰撞事件的情况下相对于上述第三参考车辆的最大制动距离；利用上述第三参考车辆的制动估计值与上述最大无碰撞相对制动距离减去上述自车与上述第三参考车辆的安全距离的结果的二倍值相减得到上述自车的期望制动距离，其中，上述第三参考车辆的制动估计值为上述第三参考车辆在第t时刻的预测速度的平方与上述第三参考车辆的制动减速度的比值，上述期望制动距离表示自车在考虑安全距离的情况下的最大制动距离；将上述最大制动距离与上述自车的最大安全制动减速度和保守系数相乘得到上述自车的期望速度的平方值，其中，上述保守系数表示上述自车在变换至上述第二车道的过程中的保守程度；利用上述自车的期望速度与自车在第t时刻的上述纵向决策速度的差值求得上述自车的期望加速度，并将上述自车的期望加速度、上述自车的最大制动减速度和上述自车的最大加速度的最小值乘于当前决策周期的周期时长，得到上述自车期望的纵向速度；将上述自车期望的纵向速度与最小速度约束之间的最大值作为上述自车的上述第三纵向速度，其中，上述最小速度约束表示上述自车受到道路限制约束的最小速度。

作为一种可选的方案，上述生成单元，还用于：将上述各个轨迹点的规划行驶速度合并到上述目标换道轨迹对应的轨迹点上得到上述变道轨迹规划路径，上述变道轨迹规划路径用于显示上述自车的换道轨迹。

根据本申请实施例的又一方面，还提供了一种计算机可读的存储介质，该计算机可读的存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述变道轨迹规划方法。

根据本申请实施例的又一方面，还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，上述存储器中存储有计算机程序，上述处理器被设置为通过所述计算机程序执行上述的变道轨迹规划方法。

通过本申请的上述实施例，获取用于请求当前处于行驶状态的自车进行变道的变道指令；响应于上述变道指令，确定出上述自车的至少一个候选换道轨迹点，其中，每个上述候选换道轨迹点分别用于指示为上述自车所决策出的从当前所在的第一车道变换至第二车道的一条决策换道轨迹上的换道切入点；利用与上述候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间，和按照上述决策换道轨迹为上述自车所决策出的规划位置信息，构建候选换道轨迹列表，其中，上述纵向速度约束区间用于指示上述自车在变换至上述第二车道时不会发生车辆碰撞事件的速度区间；从上述候选换道轨迹列表中确定出满足换道轨迹曲率约束条件的目标换道轨迹，以及上述目标换道轨迹上各个轨迹点的规划行驶速度，其中，上述换道轨迹曲率约束条件用于约束上述自车在变换至上述第二车道时的横向加速度；基于上述目标换道轨迹和上述规划行驶速度，为上述自车生成变道轨迹规划路径。在上述实施方式中，在接受到变道指令后，对变道指令作出响应，确定出候选换道轨迹点；基于受到横向加速度约束的曲率约束条件、各个候选换道轨迹点对应的使自车不发生车辆碰撞事件的纵向速度区间以及规划位置，确定目标换道轨迹；再基于受到横向加速度约束曲率和各个候选换道轨迹点对应的上述纵向速度区间得到目标换道轨迹确定各个轨迹点的规划行驶速度，最终得到自车的变道轨迹规划路径。进而使得车辆根据得到的变道轨迹规划路径行驶时不会发生碰撞风险且保障了舒适性，解决了车辆在换道轨迹规划时存在的行驶安全性较低的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例提供的一种变道轨迹规划方法的硬件环境示意图；

图2是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的流程图；

图3是根据本申请实施例的一种可选的换道场景的示意图；

图4是根据本申请实施例的一种可选的自车行驶过程的示意图；

图5是根据本申请实施例的一种可选的自车行驶过程的示意图；

图6是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的架构图；

图7是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的场景图；

图8是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的决策轨迹示意图；

图9是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的速度约束区间示意图；

图10是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的曲率约束示意图；

图11是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的轨迹形状的规划结果示意图；

图12是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的轨迹曲率示意图；

图13是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的速度约束曲线示意图；

图14是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的速度规划结果示意图；

图15是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的场景图；

图16是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的决策轨迹示意图；

图17是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的速度约束区间示意图；

图18是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的曲率约束示意图；

图19是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的轨迹形状的规划结果示意图；

图20是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的轨迹曲率示意图；

图21是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的速度约束曲线示意图；

图22是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的速度规划结果示意图；

图23是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划装置的结构示意图；

图24是根据本申请实施例的一种可选的电子设备的结构示意图。

所述附图不一定是按比例的，并且可呈现如本文公开的本申请的各种优选特征的略微简化的表示，包括例如具体尺寸、定向、位置和形状。与此类特征相关联的细节将部分由特定预期应用和使用环境确定。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种变道轨迹规划方法，可选地，作为一种可选的实施方式，上述变道轨迹规划方法可以但不限于应用于如图1所示的硬件环境中。可选地，本申请提供的上述变道轨迹规划方法可以应用于一种车辆终端中。图1示出了车辆终端101的侧视图，车辆终端101被设置在行进表面113（例如，铺设道路面）上，并且能够横穿行进表面113。车辆终端101包括机载导航系统103、包括数字化道路地图104的计算机可读存储装置或介质（存储器）102、空间监测系统117、交通工具控制器109、GPS(全球定位系统)传感器110、HMI(人/机界面)装置111，还包括自主控制器112和远程信息处理控制器114。车辆终端101可包括但不限于商业交通工具、工业交通工具、农业交通工具、客运交通工具、全地形交通工具、个人移动设备、机器人和类似的形式的移动平台，以实现本公开的目的。

在一个实施例中，空间监测系统117包括：一个或多个空间传感器和系统，被布置成监测车辆终端101前方的可视区域105；以及空间监测控制器118。用于监测可视区域105的空间传感器例如包括激光雷达传感器106、雷达传感器107、摄像头108等等。空间传感器的放置允许空间监测控制器118监测交通流量，包括接近交通工具、交叉口、车道标记以及围绕车辆终端101的其它对象。空间监测系统117的空间传感器可包括对象定位感测装置。激光雷达传感器106采用脉冲和反射激光束，以测量到对象的范围或距离。雷达传感器107采用无线电波，以确定对象的范围、角度和/或速度。摄像头108包括图像传感器、镜头和摄像头控制器。

摄像头108有利地被安装和定位在车辆终端101上处于允许捕获可视区域105的图像的位置中，其中，可视区域105的至少部分包括在车辆终端101前方并且包括车辆终端101的轨迹的行进表面113的部分。可视区域105还可包括周围环境。还可采用其它摄像头（未显示），例如，包括被设置在车辆终端101的后部分或侧部分上的第二摄像头，以监测车辆终端101的后方以及车辆终端101的右侧或左侧中的一个。

自主控制器112被配置成实施自主驾驶或高级驾驶员辅助系统(ADAS)交通工具功能性。此类功能性可包括能够提供一定驾驶自动化水平的交通工具机载控制系统。驾驶自动化可包括一系列动态驾驶和交通工具操作。驾驶自动化可包括交通工具驾驶功能的同时自动控制（包括转向、加速和制动），其中，驾驶员在行程期间对于一段时间周期放弃交通工具的控制。驾驶自动化可包括交通工具驾驶功能的同时自动控制（包括转向、加速和制动），其中，驾驶员对于整个行程放弃车辆终端101的控制。驾驶自动化包括硬件和控制器，其被配置成在各种驾驶模式下监测空间环境，以在动态交通工具操作期间执行各种驾驶任务。通过非限制性示例的方式，自主交通工具功能包括自适应巡航控制(ACC)操作、车道引导和车道保持操作、车道变换操作、转向辅助操作、对象避让操作、停车辅助操作、交通工具制动操作、交通工具速度和加速操作、交通工具横向运动操作，例如，作为车道引导、车道保持和车道变换操作等等的部分。

上述自主控制器可以搭载运行操作系统和自动驾驶系统。其中，运行操作系统可以负责车辆终端101的硬件资源（包括传感器、系统总线、网络等）的管理以及计算资源的调度。自动驾驶系统可以实现自动驾驶所需要的各种算法，包括定位、环境感知、路径规划和控制等，可以在弯道行驶、直线行驶、复杂路况行驶、换道行驶等情况下进行决策。上述自主控制器可以通过如下方式在换道行驶的情况下实现变道轨迹规划：

S1，获取用于请求当前处于行驶状态的自车进行变道的变道指令；

S2，响应于变道指令，确定出自车的至少一个候选换道轨迹点，其中，每个候选换道轨迹点分别用于指示为自车所决策出的从当前所在的第一车道变换至第二车道的一条决策换道轨迹上的换道切入点；

S3，利用与候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间，和按照决策换道轨迹为自车所决策出的规划位置信息，构建候选换道轨迹列表，其中，纵向速度约束区间用于指示自车在变换至第二车道时不会发生车辆碰撞事件的速度区间；

S4，从候选换道轨迹列表中确定出满足换道轨迹曲率约束条件的目标换道轨迹，以及目标换道轨迹上各个轨迹点的规划行驶速度，其中，换道轨迹曲率约束条件用于约束自车在变换至第二车道时的横向加速度；

S5，基于目标换道轨迹和规划行驶速度，为自车生成变道轨迹规划路径。

操作者控制件可被包括在车辆终端101的乘客舱中，并且通过非限制性示例的方式可包括方向盘、加速器踏板、制动踏板和操作者输入装置，所述操作者输入装置是HMI装置111的元件。操作者控制件使得交通工具操作者能够与运行的车辆终端101交互，并且指导车辆终端101的操作，以提供乘客运输。

HMI装置111提供人机交互，用于指导信息娱乐系统、GPS (全球定位系统)传感器110、机载导航系统103和类似的操作的目的，并且包括控制器。HMI装置111监测操作者请求，并且向操作者提供信息，包括交通工具系统的状态、服务和维护信息。为了描述的简单性，HMI装置111被描绘为单一装置，但是在本文描述的系统的实施例中，可被配置为多个控制器和相关联的感测装置。

机载导航系统103采用数字化道路地图104，用于向交通工具操作者提供导航支持和信息的目的。自主控制器112采用数字化道路地图104，用于控制自主交通工具操作或ADAS交通工具功能的目的。

车辆终端101可包括远程信息处理控制器114，上述远程信息处理控制器114包括能够进行交通工具外通信（包括与具有无线和有线通信能力的通信网络115通信）的无线远程信息处理通信系统。可选地或附加地，远程信息处理控制器114通过经由通信网络115与非机载服务器116通信而直接执行交通工具外通信。

在一种可选的实现方式中，上述车辆终端101可以通过空间监测系统117利用激光雷达传感器106、雷达传感器107、摄像头108等传感器实时采集车辆终端101周围的路况数据，例如周围车辆、行人等其余交通参与者的运动信息，路障、道路围栏等静态障碍物的位置信息等。可以将采集到的数据存储至存储器102中，因存储器102的存储空间有限，可以基于存储效率的考虑，将优先级较高的数据存储在存储器102中，将大量的优先级低的数据利用远程信息处理控制器114经由通信网络115存储至非机载服务器116中，例如将预设时间内的数据存储至存储器102中。在车辆终端101收到用户发起的变道指令时，可以在车载服务器执行变道轨迹规划方法也可以在非机载服务器116中执行上述变道轨迹规划方法，服务器将得到的变道轨迹规划路径在车辆终端101的显示设备（未示出）显示出，自主控制器112可以基于变道轨迹规划路径进行车辆的自动行驶。

通过本申请的上述实施例，获取用于请求当前处于行驶状态的自车进行变道的变道指令；响应于上述变道指令，确定出上述自车的至少一个候选换道轨迹点，其中，每个上述候选换道轨迹点分别用于指示为上述自车所决策出的从当前所在的第一车道变换至第二车道的一条决策换道轨迹上的换道切入点；利用与上述候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间，和按照上述决策换道轨迹为上述自车所决策出的规划位置信息，构建候选换道轨迹列表，其中，上述纵向速度约束区间用于指示上述自车在变换至上述第二车道时不会发生车辆碰撞事件的速度区间；从上述候选换道轨迹列表中确定出满足换道轨迹曲率约束条件的目标换道轨迹，以及上述目标换道轨迹上各个轨迹点的规划行驶速度，其中，上述换道轨迹曲率约束条件用于约束上述自车在变换至上述第二车道时的横向加速度；基于上述目标换道轨迹和上述规划行驶速度，为上述自车生成变道轨迹规划路径。

在上述实施方式中，在接受到变道指令后，对变道指令作出响应，确定出候选换道轨迹点；基于受到横向加速度约束的曲率约束条件、各个候选换道轨迹点对应的使自车不发生车辆碰撞事件的纵向速度区间以及规划位置，确定目标换道轨迹；再基于受到横向加速度约束曲率和各个候选换道轨迹点对应的上述纵向速度区间得到目标换道轨迹确定各个轨迹点的规划行驶速度，最终得到自车的变道轨迹规划路径。进而使得车辆根据得到的变道轨迹规划路径行驶时不会发生碰撞风险且保障了舒适性，解决了车辆在换道轨迹规划时存在的行驶安全性较低的技术问题。

作为一种可选的实施方式，图2是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的流程图。如图2所示，上述变道轨迹规划方法可以由服务器或者服务器集群执行，并应用于如图1所示的车辆终端中，具体可以包括以下步骤：

S202，获取用于请求当前处于行驶状态的自车进行变道的变道指令；

S204，响应于变道指令，确定出自车的至少一个候选换道轨迹点，其中，每个候选换道轨迹点分别用于指示为自车所决策出的从当前所在的第一车道变换至第二车道的一条决策换道轨迹上的换道切入点；

S206，利用与候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间，和按照决策换道轨迹为自车所决策出的规划位置信息，构建候选换道轨迹列表，其中，纵向速度约束区间用于指示自车在变换至第二车道时不会发生车辆碰撞事件的速度区间；

S208，从候选换道轨迹列表中确定出满足换道轨迹曲率约束条件的目标换道轨迹，以及目标换道轨迹上各个轨迹点的规划行驶速度，其中，换道轨迹曲率约束条件用于约束自车在变换至第二车道时的横向加速度；

S210，基于目标换道轨迹和规划行驶速度，为自车生成变道轨迹规划路径。

需要说明的是，在上述步骤S202中的变道指令可以是由驾驶人员发出的语音指令，例如，驾驶人员对车辆终端语音输入“变换至左侧车道”；变道指令也可以是驾驶人员做出的动作经由服务器识别产生的变道指令，例如，用户打开左侧转向灯，且方向盘旋转角度超过预设角度，服务器在接收到用户的上述动作后识别出驾驶人员正在变换车道。

在本公开实施例中，变道指令还可以由自车的决策模块发出。在自车在道路中行驶时，当检测到前方存在静态障碍物，或前车车速较低等情况时，自车的决策模块可以发出变道指令，变换至另一车道以躲避障碍物。也可以顺序发出两次变道指令作为超车指令，即可以按照第一次的变道指令指示由第一车道变换至第二车道，再按照第二次的变道指令由第二车道变换至第一车道，从而实现对低车速的前车的超车。

本申请中变道指令的形式不定，可以让服务器识别出驾驶人员或决策模块期望请求当前处于行驶状态的车辆变换车道即可。

在实际应用中，自车可能行驶在结构化道路或非结构化道路中，在本申请的实施例中，上述变道轨迹规划方法可以在自车行驶于结构化道路的情况下被执行，也可以在自车行驶于结构化道路的情况下被执行。结构化道路一般指高速、城区道路等有明显道路边界的公路，其路面平整，具有清晰的车道线，非结构化道路通常指城市的非主干道或乡村小道等，它们没有清晰的道路边界和车道线，路况复杂。

在一种可选的实施方式中，自车在获取到变道指令的情况下，可以利用自车的感知系统实时获取周边的道路信息。在检测到自车当前行驶于车道线明确的结构化道路的情况下，可以采集车道线，基于车道线和明确规定的道路间距准确识别出当前所在的第一车道和变换的目标道路第二道路。

在一种可选的实施方式中，自车在获取到变道指令的情况下，可以利用自车的感知系统实时获取周边的道路信息。在检测到自车当前行驶于车道线模糊或不存在车道线的非结构化道路的情况下，可以采集道路边界和道路间距，基于预设的道路宽度范围对道路进行自动分道得到间距相近的两个或多个车道。从而确定自车当前行驶的第一车道和变换的目标道路第二车道。

需要说明的是，自车在获取变道指令并完成对第一车道和第二车道的识别后，即可根据人机交互信号、导航任务等确定出第二车道的期望插槽，上述期望插槽可以用于指示车辆变换至第二车道的目标位置的集合，期望插槽是车辆的预测模块根据道路结构和周围的交通参与者初步预测得到的一个区域，车辆在变道后可能变换至期望插槽中的任意位置。

图3是根据本申请实施例的一种可选的换道场景的示意图。如图3所示，自车行驶在第一车道302，在第一车道302和第二车道304上，前后分别存在四辆（C1、C2、C3、C4）周边参考车辆可能会和自车产生直接交互。在获取到用于请求自车进行变道的变道指令的情况下，自车以第二车道304为目标向左变道。决策模块基于周边的四辆参考车辆在目标道路（第二车道）中初步预测出自车的目标位置集合（图3的期望插槽）。上述得到期望插槽的方式不作限制。

需要说明的是，在上述步骤S204中的候选换道轨迹点为自车进行轨迹决策时得到的轨迹点。在每个决策时刻自车可以基于自车决策得到的位置、周边车辆的预测信息等确定轨迹点，每个决策时刻可以得到多个轨迹点，并可以从当前的多个轨迹点中确定一个轨迹点确定下一决策时刻开始时的规划位置。在遍历多个决策时长后，可以得到至少一条完整的指示自车从第一车道变换至第二车道的决策换道轨迹，之后即可将决策换道轨迹中的轨迹点作为换道轨迹点。完整的指示自车从第一车道变换至第二车道的决策换道轨迹中可以获取到在当前所在的第一车道生成的轨迹点和变换的目标车道（第二车道）的轨迹点作为候选换道轨迹点。

在本申请实施例中，在自车获取到变道指令的情况下，可以采集自车当前的位置信息和周边车辆的运动参数（例如位置信息，速度信息，加速度信息等）。利用自车的预测模块对周边参考车辆的行驶轨迹进行预测，得到周边参考车辆的预测轨迹，并在当前时刻根据采集的信息进行换道模拟以得到至少一条自车换道轨迹。

在一种可选的实施方式中，自车可以在获取到变道指令的时刻开始对自车换道行为进行模拟，自车可以根据预设的模拟总步长得到至少一条完整的决策换道轨迹，在模拟总步长中的每个决策时刻都可以得到一个决策的轨迹点，将连续决策时刻对应的轨迹点连接即可得到一条完整的决策换道轨迹。

可以理解的是，上述在每个决策时刻对自车进行决策时，可以根据周边参考车辆的预测轨迹获取周边参考车辆在每个决策时刻的运动参数，利用周边参考车辆和自车在每个决策时刻的运动参数，即可以对下一个决策时刻的自车的位置、速度、加速度等信息进行决策。

下文将详细说明如何确定出至少一个候选换道轨迹点，在此部分不再赘述。

在本申请实施例中，在每个决策时刻都会对自车的下一个决策时刻的纵向速度约束区间进行决策，上述步骤S206中的纵向速度约束区间即用于指示自车在变换至第二车道时不会发生车辆碰撞事件的速度区间。上述纵向速度约束区间可以由周边参考车辆作为限制得到，即根据周边参考车辆的预测轨迹决策出自车在各个决策时刻的纵向速度约束区间。上述纵向速度约束区间也可以由道路的规定速度作为限制得到，即根据不同的道路的限速决策出自车在各个决策时刻的纵向速度约束区间。

在一种可选的实现方式中，可以通过考虑安全制动的纵向速度决策模型决策出自车在各个决策时刻的纵向速度约束区间，考虑安全制动的纵向速度决策模型可以根据自车与周边参考车辆的制动估计值、自车与周边参考车辆之间的最大无碰撞相对制动距离、设定的安全制动与跟停安全距离求取自车的纵向速度约束区间，即通过周边参考车辆预测的运动参数作为限制决策出与候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间。

在本申请实施例中，候选换道轨迹点对应的规划位置信息可以根据上一个决策时刻的规划位置信息和车道的间距进行决策，也可以根据对应的纵向速度约束区间进行决策。在得到候选换道轨迹点的规划位置信息和纵向速度约束区间后可将规划位置和纵向速度约束区间彼此对应放入候选换道轨迹列表。

需要说明的是，规划位置信息可以是Frenet坐标系下的位置（将车辆运动分解为沿中心线运动和垂直于道路中心线运动两个部分）。在Frenet坐标系下可以用s坐标表示沿道路的距离（称为纵向位移），用l坐标表示垂直于道路的距离（称为横向位移），可见，纵向坐标s即为从曲线起始点到当前位置在曲线段的投影点之间的累计长度，可以很明显的表示自车的运动距离，横向坐标l即为自车横向的偏移量。因此规划位置信息可以用（s，l）来表示。

下文将详细说明如何对自车的纵向速度约束间和规划位置信息进行决策，在此不再赘述。

在本申请实施例中，在自车的换道过程中，当获取变道指令后，需要生成一条合理的变道轨迹规划路径，变道轨迹规划路径需要保证较高的换道效率、较好的换道舒适性，以及保障换道过程中的安全性。在生成变道轨迹规划路径时可以将其分解为上述步骤S208中的目标换道轨迹生成和行驶速度规划，然后通过步骤S210，将目标换道轨迹和规划行驶速度耦合生成变道轨迹规划路径。

需要说明的是：在生成目标换道轨迹时，可以通过约束条件来限制目标换道轨迹，约束条件可以根据需要进行设置，例如可以对横向坐标进行限制使其约束在换道安全边界内，对横向加速度进行约束以使得驾驶人员乘坐的较舒适。

在一种可选的实施方式中，可以设置一个换道轨迹曲率约束条件，对得到的目标换道轨迹的曲率进行约束。在换道轨迹上某个轨迹点的曲率较大时，自车在变道过程中按照轨迹行驶到该轨迹点时，自车在横向上的距离变化较大，在保证行驶效率的情况下，可能会在横向上有较大的加速度，使得驾驶人员存在一定的风险。本申请实施例中，可以利用横向加速度得到换道轨迹曲率约束条件，以通过换道轨迹曲率约束条件来约束自车在变换至第二车道时的横向加速度，这样得到的目标换道轨迹可以主动考虑横向加速度，可以保持自车的舒适性和行驶效率。

需要说明的是，换道轨迹曲率约束条件可以通过上述步骤S206中的纵向速度约束区间作为限制来保证换道曲率约束条件在约束自车在变换至第二车道时的横向加速度外，还可以约束自车的安全性，使自车可以不与周边参考车辆发生碰撞事件。

为降低算法的复杂度，上述目标换道轨迹和其上的各个轨迹点的规划行驶速度可以通过间隔较大的离散步长得到，例如对决策周期的周期时长设置的较大，这样在相同的预设决策总决策时长下决策的次数会变少，可以快速的完成一次完整的决策。但是会导致得到的轨迹点较稀疏，因此，在步骤S210中，在得到目标换道轨迹和其上各个轨迹点的规划行驶速度后，可以对其进行整合生成变道轨迹规划路径，即可以对轨迹进行小间隔的重新采样，对轨迹进行平滑处理得到变道轨迹规划路径。上述变道轨迹规划路径可以用于为驾驶人员提供行驶的推荐路径，也可以用于为自车提供自动驾驶的路径和速度。上述变道轨迹规划路径可以在显示终端中显示，也可以存储在服务器端。

通过本申请的上述实施例，获取用于请求当前处于行驶状态的自车进行变道的变道指令；响应于上述变道指令，确定出上述自车的至少一个候选换道轨迹点，其中，每个上述候选换道轨迹点分别用于指示为上述自车所决策出的从当前所在的第一车道变换至第二车道的一条决策换道轨迹上的换道切入点；利用与上述候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间，和按照上述决策换道轨迹为上述自车所预测出的规划位置信息，构建候选换道轨迹列表，其中，上述纵向速度约束区间用于指示上述自车在变换至上述第二车道时不会发生车辆碰撞事件的速度区间；从上述候选换道轨迹列表中确定出满足换道轨迹曲率约束条件的目标换道轨迹，以及上述目标换道轨迹上各个轨迹点的规划行驶速度，其中，上述换道轨迹曲率约束条件用于约束上述自车在变换至上述第二车道时的横向加速度；基于上述目标换道轨迹和上述规划行驶速度，为上述自车生成变道轨迹规划路径。

在上述实施方式中，在接受到变道指令后，对变道指令作出响应，确定出候选换道轨迹点；基于受到横向加速度约束的曲率约束条件、各个候选换道轨迹点对应的使自车不发生车辆碰撞事件的纵向速度区间以及规划位置，确定目标换道轨迹；再基于受到横向加速度约束曲率和各个候选换道轨迹点对应的上述纵向速度区间得到目标换道轨迹确定各个轨迹点的规划行驶速度，最终得到自车的变道轨迹规划路径。进而使得车辆根据得到的变道轨迹规划路径行驶时不会发生碰撞风险且保障了舒适性，解决了车辆在换道轨迹规划时存在的行驶安全性较低的技术问题。

在一种可选的实施方式中，上述利用与候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间，和按照决策换道轨迹为自车所决策出的规划位置信息，构建候选换道轨迹列表，包括：

S1，利用第t时刻的候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间，决策第t+1时刻自车的纵向速度约束区间，其中，t为大于等于0的整数；

S2，基于第t+1时刻自车的纵向速度约束区间，确定自车在当前决策周期的纵向决策速度和横向决策速度；

S3，基于当前决策周期的纵向决策速度、横向决策速度和当前决策周期的周期时长，决策自车在第t+1时刻的规划位置信息，并基于规划位置信息生成第t+1时刻的候选换道轨迹点；

S4，将第t+1时刻的候选换道轨迹点和对应的纵向速度约束区间，存储至候选换道轨迹列表。

在自车行驶在道路上时，可以根据导航路线与各车道的交通流速等信息来计算当前最佳目标车道，再根据目标车道与当前车道的关系确定是否触发换道决策；自车接收到变道指令的情况下，确定最佳期望插槽，打开对应的转向灯，调整车身贴近但不越过目标车道一侧的车道线行驶，向目标车道上的其他车辆表明自车的换道意图；采用基于干预模拟的换道博弈模型生成换道行为，不断与他车进行交互，直至成功变换到目标车道。在这一过程中，自车需要对轨迹进行模拟，即需要在每个决策时刻进行多步前向模拟以得到自车的决策轨迹。

需要说明的是，多步前向模拟可以通过预设模拟步长和各个模拟步长间的模拟周期，并在每个模拟时刻对自车的当前模拟周期的轨迹进行决策，直至达到预设模拟步长停止模拟，返回决策得到的轨迹，构建候选换道轨迹列表。其中，模拟步长和各个模拟步长间的模拟周期可以根据需要设置，且各个模拟步长间的模拟周期也可以不同。

t时刻可以是记录当前的模拟步长数，也可以记录当前的模拟时间。例如，在t时刻记录当前的模拟步长数的情况下，在进行多步前向模拟的时刻可以当作第一个模拟时刻，即令t=1，从而预测第一个模拟周期内的自车的速度和t=2时自车的规划位置信息。然后通过t=2时自车的运动状态对t=3时刻进行决策，重复上述过程，直至t大于或等于预设模拟步长时停止模拟阶段，构建候选换道轨迹列表。即自车的轨迹决策过程是一个逐时刻遍历的过程，需要将每个模拟决策时刻作为当前时刻以决策出下一时刻的自车的运动状态。

在一种可选的实现方式中，上述纵向速度约束区间可以为根据车辆的运动学约束得到的速度约束区间，例如，通过车辆的几何形状，位姿等约束得到速度约束区间。在一个示例中，可以通过车辆运动学模型对车辆情况进行描述，即可以将车辆视作为刚体，仅考虑车辆的几何形状、位姿（位置、航向角）、速度（纵向速度、横摆角速度）等之间的数学关系，从而得到符合自车运动模型纵向速度约束区间。

在一种可选的实现方式中，上述纵向速度约束区间可以为根据周边参考车辆的运动状态得到的速度约束区间，例如，根据位于与自车同一车道的前车在t时刻的速度、加速度等得到自车的速度约束区间。在一个示例中，可以通过周边参考车辆在t时刻的速度和加速度对周边参考车辆在t时刻到t+1时刻之间的间隔的运动状态进行预测，从而利用预测得到的周边车辆的运动状态决策自车在t+1时刻的纵向速度约束区间。

需要说明的是，上述纵向速度约束区间可以是自车在对应时刻的纵向速度的范围，即自车在该决策周期内的速度应该处于该纵向速度约束区间内。

在一种可选的实施方式中，在决策出t+1时刻自车的纵向速度约束区间后，可以对自车在t+1时刻的纵向速度进行决策得到t+1时刻的纵向决策速度，纵向预测速度可以根据预设的计算方式确定，例如，可以将纵向速度约束区间中的最大值设置为t+1时刻的纵向决策速度。

自车的横向决策速度可以由自车在t时刻的规划位置信息以及周边道路的信息预测，例如，可以根据预测的自车在t时刻的规划位置信息与目标道路的中心线之间的距离与自车的决策周期的周期时长确定自车的横向决策速度。自车的横向决策速度也可以由预先设定的换道时间确定，即可以由第一车道的中心线和第二车道的中心线之间的距离与预设的换道时间确定自车的横向决策速度。

在一种可选的实施方式中，在确定t+1时刻的纵向决策速度、横向决策速度后，即可根据纵向决策速度、横向决策速度和当前决策周期的周期时长决策出自车在第t+1时刻的规划位置信息，可以将决策周期看作是一个小间隔，即假设自车在决策周期内以t+1时刻的纵向决策速度和横向决策速度作匀速运动。可见，可以通过t+1时刻的纵向决策速度、横向决策速度和当前决策周期的周期时长计算出自车在t时刻到t+1时刻间行驶的位移，用计算得到的决策周期内的自车的行驶位移对自车在t时刻的位置进行更新即可计算出自车在t+1时刻的规划位置信息。

在得到t+1时刻的规划位置信息后，即可生成t+1时刻的候选换道轨迹点，将换选换道轨迹点和对应的t+1时刻的纵向速度约束区间一起存储至候选换道轨迹列表。

在一个示例中，自车在接收到变道指令，并开始进行前向多步模拟时，可以将当前时刻作为t=1的时刻，并记录当前时刻自车的实际位置信息和运动信息（速度、加速度等）。根据预设的计算方法，自车开始决策t+1时刻（t=2）的自车的纵向速度约束区间，并基于自车在t+1时刻（t=2）的自车的纵向速度约束区间确定自车在当前决策周期的纵向决策速度和横向决策速度。之后利用纵向决策速度和横向决策速度以及当前决策周期的周期时长，计算当前决策周期内自车的纵向位移和横向位移，并利用得到的决策周期内的位移对自车的位置信息进行更新，决策自车在第t+1时刻的纵向规划位置，和自车在第t+1时刻的横向规划位置，其中，即表示自车在t时刻的横向位置和纵向位置。在得到自车在第t+1时刻的规划位置后即可将、以及自车的纵向速度约束区间存储至候选换道轨迹列表。重复该过程直至达到预设的停止条件。

通过本申请的上述实施方式，可以利用t时刻的候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间决策第t+1时刻的自车的纵向速度约束区间，并确定自车在当前决策周期的纵向决策速度和横向决策速度，利用纵向决策速度、横向决策速度和决策周期的周期时长决策自车在t+1时刻的规划位置并生成t+1时刻的候选换道轨迹点。最后将候选换道轨迹点和对应的纵向速度约束区间存储至候选换道轨迹列表。利用自车在当前时刻的速度约束区间可以对自车下一时刻的速度、位置进行决策，实现对自车在换道过程中的轨迹点生成，利用对自车的速度约束生成对应的轨迹点，可以使得决策得到的候选换道轨迹点符合预设的要求，提高自车换道过程的安全性。

在一种可选的实施方式中，上述从候选换道轨迹列表中确定出满足换道轨迹曲率约束条件的目标换道轨迹，以及目标换道轨迹上各个轨迹点的规划行驶速度包括：

S1，从候选换道轨迹列表中提取至少一个候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间和规划位置信息；

S2，基于纵向速度约束区间、规划位置信息和最大横向加速度，确定换道轨迹曲率约束条件，并基于换道轨迹曲率约束条件生成目标换道轨迹，其中，目标换道轨迹上各个轨迹点对应的曲率满足换道轨迹曲率约束条件；

S3，利用目标换道轨迹确定各个轨迹点对应的曲率，并基于各个轨迹点对应的曲率和最大横向加速度确定各个轨迹点的规划行驶速度。

在一种可选的实施方式中，在对轨迹点进行得到候选换道轨迹点列表后，可以利用候选换道轨迹点列表中的候选换道轨迹点的信息对自车的换道轨迹进行决策得到目标换道轨迹和各个轨迹点对应的规划行驶速度。在得到自车的纵向速度约束区间后，可以根据自车的纵向速度约束区间对自车的行驶轨迹的安全性进行限制，同时可以根据横向加速度对自车的舒适性进行限制，因此，可以通过自车的纵向约束区间、规划位置信息和最大横向加速度确定出自车的换道轨迹曲率约束条件。并基于换道轨迹曲率约束条件生成目标换道轨迹。

需要说明的是，在利用换道轨迹曲率约束条件生成目标换道轨迹的过程中，不仅可以将换道轨迹曲率约束条件作为约束条件进行限制，还可以将曲率变化率等作为限制条件对自车的目标换道轨迹进行限制。

在一种可选的实施方式中，在对自车的换道轨迹进行规划的过程中，可以将过程分为两个阶段，即可以先生成目标换道轨迹，然后再对其上的各个轨迹点的规划行驶速度进行决策。在生成目标换道轨迹的过程中，可以将问题看作优化问题，即通过约束条件和代价函数等不断优化轨迹，直至得到目标换道轨迹。例如约束条件可以是预设的换道安全边界、换道轨迹曲率约束条件等。

在得到目标换道轨迹后，即可对各个轨迹点的规划行驶速度进行决策，同样可以将其看作一种优化问题，也可以通过约束条件和代价函数等不断优化速度曲线，直至得到各个轨迹点对应的规划行驶速度。在这一过程中，可以将上述目标换道轨迹的曲率和最大横向加速度作为约束来对轨迹点的规划行驶速度进行优化。即在进行速度规划时，同样对自车行驶的安全性和舒适性等同时进行考虑。

通过本申请的上述实施方式，利用候选换道轨迹点的纵向速度约束区间、规划位置信息和最大横向加速度来确定出换道轨迹曲率约束条件，以使得换道轨迹曲率约束条件可以在考虑安全性的同时考虑舒适性。利用换道轨迹曲率约束条件得到的目标换道轨迹同样对自车的安全性和舒适性进行兼顾。之后利用得到的目标换道轨迹上的各个轨迹点的曲率和最大横向加速度对各个轨迹点的行驶速度进行规划，使得轨迹点对应的规划行驶速度同样可以满足安全性和舒适性的考虑。

在一种可选的实施方式中，上述基于纵向速度约束区间、规划位置信息和最大横向加速度确定换道轨迹曲率约束条件包括：

S1，利用至少一个换道轨迹点的规划纵向位移量和纵向速度约束区间的下界值构成至少一个第一对序列，其中，第一对序列表示至少一个决策时刻的纵向位移量和对应的纵向最小速度；

S2，对至少一个第一对序列进行曲线拟合，得到任意纵向位移量对应的决策纵向最小速度；

S3，将最大横向加速度与任意纵向位移量对应的决策纵向最小速度的比值，确定为任意纵向位移量对应的最大曲率，其中，最大曲率表示自车受横向加速度约束的最大曲率；

S4，获取预设曲率，在预设曲率小于最大曲率的情况下，将预设曲率作为当前纵向位移量对应的换道轨迹曲率约束；

S5，在预设曲率大于或等于最大曲率的情况下，将最大曲率作为当前纵向位移量对应的换道轨迹曲率约束。

需要说明的是，在获取换道轨迹曲率约束时，可以先获取至少一个换道轨迹点的位置信息和纵向速度约束区间，其中，纵向速度约束区间中包含有自车在该换道轨迹点在保证安全性的情况下允许的速度最大值（纵向速度约束区间的上界值）和速度最小值（纵向速度约束区间的下界值）。

在一种可选的实施方式中，可以将多个换道轨迹点中的规划纵向位移量和纵向速度约束区间的下界值对应提取出来组成多个第一对序列。将规划纵向位移量和纵向最小速度相互对应组成对序列，然后利用多个第一对序列求取纵向位置和纵向最小速度之间的函数关系。利用第一对序列求取纵向位置和纵向最小速度之间的函数关系时，可以利用曲线拟合的方式，例如多项式拟合，最小二乘法拟合离散点等方式来求取纵向位置和纵向最小速度间的函数关系。

在得到纵向位置和纵向最小速度间的函数关系后，即可根据函数关系得到任意纵向位移量对应的决策纵向最小速度，而不仅仅是上述候选换道轨迹点处的对应关系。

需要说明的是，轨迹上某一个轨迹点的曲率可以根据横向加速度和纵向速度计算得到：

（1）

其中，a表示横向加速度，v表示纵向速度，k表示轨迹点的曲率。

因此，在为了保证驾驶人员可以在换道过程中保持一定的舒适性，可以对横向加速度进行限制，即使得自车在行驶的过程中横向加速度约束在一定的范围内，从而使得驾驶人员可以在换道过程中保持一定程度的舒适性。即通过对横向加速度进行预设调整以对换道过程的舒适性进行约束。例如，可以设置一个最大横向加速度，并通过最大横向加速度约束轨迹上的曲率使其满足舒适性的要求。横向加速度的约束可以根据驾驶人员的实际情况下进行设置，不作具体的数值上的约定。

在一种可选的实施方式中，在确定整个换道过程中的最大横向加速度后，为了使得轨迹的形状更多样，或者说可选择性更多，可以利用任意一个轨迹点对应的最小纵向速度来求得任意一个轨迹点上的最大曲率，即：

（2）

其中，表示最大横向加速度，可以表示纵向位置和纵向最小位置间的函数关系，即，即可以表示任意纵向位移量对应的最大曲率。

在一种可选的实施方式中，可以预设一个预设曲率，通过预设曲率约束自车的运动状态或周边场景等限制，例如将车辆的几何运动的最大曲率设置为预设曲率，判断预设曲率和最大曲率的关系，将其中的较小值作为当前纵向位移量对应的换道轨迹曲率约束条件。在得到任意纵向位移量对应的曲率约束条件后，即可根据换道轨迹曲率约束生成目标换道轨迹。

通过本申请的上述实施方式，利用决策得到的纵向位置和对应的最小速度得到任意位置和对应的最小纵向速度之间的关系，然后利用最大横向加速度限制自车行驶的舒适性，并通过最小纵向速度对自车行驶的安全性进行限制，以得到可以约束安全性和舒适性的换道轨迹曲率约束条件。根据换道轨迹曲率约束条件生成目标换道轨迹，以使得目标换道轨迹可以兼顾安全性和舒适性。

在一种可选的实施方式中，上述利用目标换道轨迹确定各个轨迹点对应的曲率，并基于各个轨迹点对应的曲率和最大横向加速度确定各个轨迹点的规划行驶速度包括：

S1，利用至少一个换道轨迹点的规划纵向位移量和纵向速度约束区间的上界值构成至少一个第二对序列，其中，第二对序列表示至少一个决策时刻的纵向位移量和对应的纵向最大速度；

S2，对至少一个第二对序列进行曲线拟合，得到任意纵向位移量对应的决策纵向最大速度；

S3，从目标换道轨迹中获取任意纵向位移量对应的曲率，将最大横向加速度与任意纵向位移量对应的曲率的比值，确定为任意纵向位移量对应的最大速度，其中，最大速度表示自车受横向加速度约束的最大速度；

S4，在决策纵向最大速度小于最大速度的情况下，将决策纵向最大速度作为当前纵向位移量对应的换道轨迹速度约束，在决策纵向最大速度大于或等于最大速度的情况下，将最大速度作为当前纵向位移量对应的换道轨迹速度约束，其中，换道轨迹速度约束用于约束自车在变换至第二车道的过程中的横向加速度；

S5，将换道轨迹速度约束作为约束条件确定各个轨迹点的规划行驶速度，其中，各个轨迹点的规划行驶速度小于或等于各个轨迹点对应的换道轨迹速度约束。

在一种可选的实施方式中，在得到目标换道轨迹后，在对速度进行规划时，同样可以将获取候选换道轨迹点的规划纵向位移量和纵向速度约束区间，根据纵向速度约束区间的上界值和规划纵向位移量构成对应的第二对序列。然后利用多个第二对序列求取纵向位置和纵向最大速度之间的函数关系，同样，在利用第二对序列求取纵向位置和纵向最大速度之间的函数关系时，可以利用曲线拟合的方式求取纵向位置和纵向最大速度间的函数关系。

上述过程中已经生成了目标换道轨迹，从目标换道轨迹中可以获取任意纵向位移量对应的曲率，如上所述，曲率可以根据横向加速度和纵向速度计算得到。在确定了目标换道轨迹的情况下，任意纵向位移量处对应的曲率也是确定的唯一值，因此，可以通过最大横向加速度与任意纵向位移量对应的曲率的比值来求得满足驾驶人员舒适性考虑的最大速度。即：

（3）

其中，表示最大横向加速度，g（s）可以表示目标换道轨迹上纵向位置和曲率的函数关系，即g（s）=k（s）。表示基于舒适性考虑的最大速度。

上述得到的为考虑舒适性的情况下得到的最大速度，而没有考虑周边环境的安全性，因此，可以将上述得到的考虑舒适性的情况下的最大速度在任意纵向位移量与对应的决策纵向最大速度进行比较，将其中的较小值作为当前纵向位移量对应的速度约束，以使得速度约束可以考虑舒适性和安全性。

在得到换道轨迹速度约束后，即可将换道轨迹速度约束作为约束条件确定各个轨迹点的规划行驶速度，即可以将速度小于速度约束作为一种约束条件对速度曲线进行优化，得到满足速度约束条件的速度曲线，从而确定各个轨迹点的规划行驶速度。

通过本申请的上述实施方式，根据上一阶段得到的目标换道轨迹得到对应的任意纵向位移量的曲率，以及根据上述候选换道轨迹点得到任意位移量对应的决策纵向最大速度，利用任意纵向位移量的曲率和最大横向加速度得到最大速度，利用最大速度和决策纵向最大速度之间的比较确定换道轨迹速度约束，并根据换道轨迹速度约束得到各个轨迹点的规划行驶速度。通过上述方式，在速度规划阶段，同时对舒适性和安全性进行考虑，使得自车可以在考虑舒适性的情况下，可以得到安全的行驶速度。

在一种可选的实施方式中，上述利用第t时刻的候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间，决策第t+1时刻自车的纵向速度约束区间包括：

S1，获取与第t时刻的候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间和规划位置信息；

S2，基于第t时刻的候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间，确定出自车在第t时刻的纵向决策速度和横向决策速度；

S3，获取参考车辆的预测运动轨迹，并从预测运动轨迹中获取参考车辆在第t时刻的运动参数，其中，参考车辆包括位于第一车道的自车的前方的第二参考车辆、位于第一车道的自车的后方的第四参考车辆、位于第二车道的自车换道切入点的前方的第一参考车辆、位于第二车道的自车换道切入点的后方的第三参考车辆中的至少一种，换道切入点表示自车从第一车道换道进入第二车道的轨迹点；

S4，基于自车在第t时刻的纵向决策速度、横向决策速度和参考车辆在第t时刻的运动参数，决策第t+1时刻自车的纵向速度约束区间。

在一种可选的实施方式中，可以获取第t时刻的候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间和规划位置信息，通过纵向速度约束区间可以确定出自车在第t时刻的纵向决策速度和横向决策速度，其中，自车在t时刻的纵向决策速度和横向决策速度可以和t-1时刻决策的第t-1时刻至t时刻间的决策周期的速度一致，也可以不一致。

在确定第t时刻自车的纵向决策速度和横向决策速度后，可以对自车周边参考车辆的运动轨迹进行预测，如图3所示，自车可以获取C1、C2、C3、C4四辆参考车辆的运动轨迹，根据自车在第t时刻的运动参数和周边车辆的第t时刻的运动轨迹决策出自车在t+1时刻的纵向速度约束区间。

上述周边参考车辆可以是可能与自车发生交互的车辆，因此周边参考车辆可以是第一车道上位于自车前的前车、第一车道上位于自车后的后车，第二车道上位于换道切入点的前方的车辆和位于换道切入点的后方的车辆。

通过本申请的上述实施方式，可以根据第t时刻自车和周边参考车辆的运动状态对自车在第t+1时刻的纵向速度约束区间进行决策，即根据周边的参考车辆的运动状态决策自车的运动参数，以得到考虑安全性的自车速度区间。

在一种可选的实施方式中，上述基于自车在第t时刻的纵向决策速度、横向决策速度和参考车辆在第t时刻的运动参数，决策第t+1时刻自车的纵向速度约束区间包括：

S1，基于第t时刻自车的纵向决策速度、横向决策速度和第一参考车辆的运动参数，计算出第一纵向速度，其中，第一纵向速度表示自车在变换至第二车道的过程中，在当前决策周期不会与第一参考车辆发生车辆碰撞事件的最大速度；

S2，在自车的车身全部位于第二车道的情况下，将第一纵向速度作为第t+1时刻的自车的纵向速度约束区间的上界值，其中，纵向速度约束区间的上界值表示自车在第t+1时刻允许的最大纵向速度；

S3，在自车的车身未全部位于第二车道的情况下，基于第t时刻自车的纵向决策速度、横向决策速度和第二参考车辆的运动参数，计算出第二纵向速度，并将第一纵向速度和第二纵向速度的最小值作为第t+1时刻的自车的纵向速度约束区间的上界值，其中，第二纵向速度表示自车在变换至第二车道的过程中，在当前决策周期不会与第二参考车辆发生车辆碰撞事件的最大速度。

需要说明的是，在求取自车在第t+1时刻的纵向速度约束区间时，可以先求取纵向速度约束区间的上界值，在考虑安全性的情况下，对于自车的纵向速度约束区间的上界值（即最大值），应主要考虑前方车辆对自车的影响，即当自车以一个速度行驶时不会发生与前方车辆的碰撞事件即可认为该速度是安全的纵向速度。

在一种可选的实施方式中，自车在计算纵向速度区间的上界值时，可以先获取自车前方车辆的运动参数（速度、加速度等），根据前方车辆的运动参数和自车在t时刻的决策速度计算出纵向速度约束区间的上界值。其中，在变道过程中，前方车辆的选择可能存在多种情况：

在一个示例中，自车可能在t时刻仍处于第一车道中还未进行变道，此时需要对处于第一车道中的位于自车前方的第二参考车辆的运动参数进行获取，并根据第二参考车辆的运动参数结合自车的速度得到不会与第二参考车辆发生车辆碰撞事件的最大速度（第二纵向速度）。而自车在当前情况下还有可能在下一时刻（即t+1时刻）进入第二车道，因此自车还需要对处于第二车道中的位于自车前方的第一参考车辆的运动参数进行获取，并根据第一参考车辆的运动参数结合自车的速度得到不会与第一参考车辆发生车辆碰撞事件的最大速度（第一纵向速度）。自车为了安全行驶，其以最大速度行驶时应不与两个车道中的任何一个车辆发生碰撞，因此，选择第一纵向速度和第二纵向速度中的最小值作为第t+1时刻的自车的纵向速度约束区间的上界值。

在一个示例中，自车可能在t时刻正在变换道路，即自车可能部分车身位于第一车道，部分车身位于第二车道，此时，需要对处于第一车道中的位于自车前方的第二参考车辆和处于第二车道中的位于自车前方的第一参考车辆的运动参数进行获取，并根据上述运动参数结合自车的速度计算自车不会与第一参考车辆和第二参考车辆发生碰撞事件的最大速度（第一纵向速度和第二纵向速度）。同样，为了安全行驶，选择第一纵向速度和第二纵向速度中的最小值作为第t+1时刻的自车的纵向速度约束区间的上界值。

在一个示例中，自车可能在t时刻已经位于第二车道，此时，自车只需获取处于第二车道中位于自车前方的第一参考车辆的运动参数，并计算出自车不会与第一参考车辆发生碰撞事件的最大速度（第一纵向速度），将第一纵向速度作为自车的纵向约束区间的上界值，而无需考虑第二参考车辆对自车行驶速度的影响。

通过本申请的上述实施方式，可以获取周边可能产生交互的车辆的运动参数，并根据周边车辆的运动参数对自车的速度进行约束，以使得后续自车进行轨迹规划时可以保证安全性。

在一种可选的实施方式中，上述基于第t时刻自车的纵向决策速度、横向决策速度和第一参考车辆在当前决策时刻的运动参数，计算出自车的第一纵向速度包括：

S1，利用第一参考车辆在第t时刻的预测纵向位置坐标减去自车在第t时刻的规划纵向位置坐标、自车的几何长度的二分之一、第一参考车辆的几何长度的二分之一，得到自车和第一参考车辆之间的最大无碰撞相对制动距离，其中，最大无碰撞相对制动距离表示自车在不与第一参考车辆发生碰撞事件的情况下相对于第一参考车辆的最大制动距离；

S2，利用最大无碰撞相对制动距离减去自车与第一参考车辆的安全距离的结果的二倍值与第一参考车辆的制动估计值相加得到自车的期望制动距离，其中，第一参考车辆的制动估计值为第一参考车辆在第t时刻的预测速度的平方与第一参考车辆的制动减速度的比值，期望制动距离表示自车在考虑安全距离的情况下的最大制动距离；

S3，将最大制动距离与自车的最大安全制动减速度相乘得到自车的期望速度的平方值；

S4，利用自车的期望速度与自车在第t时刻的纵向决策速度的差值求得自车的期望加速度，并将自车的期望加速度、自车的最大制动减速度和自车的最大加速度的最小值乘于当前决策周期的周期时长，得到自车期望的纵向速度；

S5，将自车期望的纵向速度与最大速度约束之间的最小值作为自车的第一纵向速度，其中，最大速度约束表示自车受到道路限制约束的最大速度。

图4是根据本申请实施例的一种可选的自车行驶过程的示意图。如图4所示，自车402在t时刻处于第一车道408中，因此需要考虑位于第二车道410的第一参考车辆404和位于第一车道408的第二参考车辆406对自车402的运动的影响。下面以自车402与第一参考车辆404为例，计算考虑第一参考车辆404的运动参数的情况下如何确定自车402相对于第一参考车辆404安全行驶的最大速度（第一纵向速度）。

在一种可选的实施方式中，自车402获取第一参考车辆404的运动参数可以包括：第一参考车辆404在t时刻的纵向位置坐标、几何长度、纵向速度、减速度。需要说明的是，第一参考车辆404在t时刻的运动参数可能是事实值，也可能是自车402对第一参考车辆404的运动进行预测得到的。

在自车402获取到第一参考车辆404的运动参数后，需要先计算自车402与第一参考车辆404之间的最大无碰撞相对制动距离，假设自车402的车辆几何长度为，第一参考车辆404的几何长度为，自车402的纵向位置为，第一参考车辆404的纵向位置为，那么自车402与第一参考车辆404之间的最大无碰撞相对制动距离可以为：

（4）

在获得自车402与第一参考车辆404之间的最大无碰撞相对制动距离后，可以假设第一参考车辆404以最大的减速度进行减速到停车，而自车402也以最大安全制动减速度从速度减速道停车，在这过程中，如果自车402和第一参考车辆404之间仍保持的安全距离，那么认为这个速度是安全的。基于这个假设，求取的公式可以是：

（5）

其中，其中，为保守系数，值越大，得到的换道行为越保守，为第一参考车辆404的估计制动值；的含义为，当第一参考车辆404当前的减速度估计值大于时，则基于估计值计算自车402在该决策周期的期望速度；否则，假定第一参考车辆404有可能以进行制动来计算，保守系数可以自行设置。表示自车402的安全速度，表示预测的第一参考车辆404在t时刻的速度。表示自车402与第一参考车辆404间的预设安全距离。

上述过程仅考虑了第一参考车辆404对自车402的影响，但是自车402作为一种机械机构有着其独有的约束，因此，还需要通过下面的公式对上述得到的速度进行修正：

（6）

其中，表示第一纵向速度，表示最大速度约束（包括但不限于道路、车辆结构对速度的限制），表示自车402在t时刻的纵向决策速度，表示决策周期的周期时长，表示自车402的最大制动减速度，表示自车402的最大加速度。

上述为自车402相对于第一参考车辆404的第一纵向速度的计算过程中，在计算第二参考车辆406时，可以利用相同或相似的方式得到第二纵向速度。

通过本申请的上述实施方式，通过自车和第一参考车辆的运动参数计算自车在第t+1时刻相对于第一参考车辆的第一纵向速度。考虑自车和第一参考车辆的实际运行情况，得到考虑安全制动的速度，为后续进行轨迹规划提供了考虑安全性的速度约束。

在一种可选的实施方式中，上述基于自车在第t时刻的纵向决策速度、横向决策速度和参考车辆在第t时刻的运动参数，决策第t+1时刻自车的纵向速度约束区间还包括：

S1，基于第t时刻自车的纵向决策速度、横向决策速度和第三参考车辆的运动参数，计算出第三纵向速度，其中，第三纵向速度表示自车在变换至第二车道的过程中，在当前决策周期不会与第三参考车辆发生车辆碰撞事件的最小速度；

S2，获取预设转换参数，并利用预设转换参数对第t+1时刻自车的纵向速度约束区间的上界值加权，得到约束纵向速度，其中，预设转换参数表示根据纵向速度约束区间的上界值确定约束纵向速度的系数，约束纵向速度表示自车在t+1时刻符合行驶要求的最小速度；

S3，在自车的车身全部位于第二车道的情况下，将第三纵向速度和约束纵向速度的最大值，作为第t+1时刻的自车的纵向速度约束区间的下界值，其中，纵向速度约束区间的下界值表示自车在第t+1时刻允许的最小纵向速度；

S4，在自车的车身未全部位于第二车道的情况下，基于第t时刻自车的纵向决策速度、横向决策速度和第四参考车辆的运动参数，计算出第四纵向速度，并将第三纵向速度、第四纵向速度和约束纵向速度的最大值作为第t+1时刻的自车的纵向速度约束区间的下界值，其中，第四纵向速度表示自车在变换至第二车道的过程中，在当前决策周期不会与第四参考车辆发生车辆碰撞事件的最小速度。

需要说明的是，在求取自车在第t+1时刻的纵向速度约束区间的上界值后，需要计算自车在t+1时刻的纵向速度约束区间的下界值，在考虑安全性的情况下，对于自车的纵向速度约束区间的下界值（即最小值），应主要考虑后方车辆对自车的影响，即当自车以一个速度行驶时不会发生与后方车辆的碰撞事件即可认为该速度是安全的纵向速度。

在一种可选的实施方式中，自车在计算纵向速度区间的下界值时，可以先获取自车后方车辆的运动参数（速度、加速度等），根据后方车辆的运动参数和自车在t时刻的决策速度计算出纵向速度约束区间的下界值。其中，在变道过程中，后方车辆的选择可能存在多种情况：

在一个示例中，预设范围内不存在后方车辆，此时，可以根据预设转换参数对上述获得的自车的纵向速度约束区间的上界值进行加权，得到约束纵向速度，该约束纵向速度可以约束自车可以符合道路要求或驾驶人员的预设要求。

在一个示例中，自车可能在t时刻仍处于第一车道中还未进行变道，且第一车道和第二车道均存在后方车辆。此时需要对处于第一车道中的位于自车后方的第四参考车辆的运动参数进行获取，并根据第四参考车辆的运动参数结合自车的速度得到不会与第四参考车辆发生车辆碰撞事件的最小速度（第四纵向速度）。而自车在当前情况下还有可能在下一时刻（即t+1时刻）进入第二车道，因此自车还需要对处于第二车道中的位于自车后方的第三参考车辆的运动参数进行获取，并根据第三参考车辆的运动参数结合自车的速度得到不会与第三参考车辆发生车辆碰撞事件的最小速度（第三纵向速度）。自车为了安全行驶，其以最小速度行驶时应不与两个车道中的任何一个车辆发生碰撞，因此，选择第三纵向速度、第四纵向速度和上述得到的约束纵向速度中的最大值作为第t+1时刻的自车的纵向速度约束区间的下界值。

在一个示例中，自车可能在t时刻正在变换道路，即自车可能部分车身位于第一车道，部分车身位于第二车道，此时，需要对处于第一车道中的位于自车后方的第四参考车辆和处于第二车道中的位于自车后方的第三参考车辆的运动参数进行获取，并根据上述运动参数结合自车的速度计算自车不会与第三参考车辆和第四参考车辆发生碰撞事件的最小速度（第三纵向速度和第四纵向速度）。同样，为了安全行驶，选择第三纵向速度、第四纵向速度和约束纵向速度中的最大值作为第t+1时刻的自车的纵向速度约束区间的下界值。

在一个示例中，自车可能在t时刻已经位于第二车道，此时，自车只需获取处于第二车道中位于自车后方的第三参考车辆的运动参数，并计算出自车不会与第三参考车辆发生碰撞事件的最小速度（第三纵向速度），将第三纵向速度和约束纵向速度中的最大值作为自车的纵向约束区间的下界值，而无需考虑第四参考车辆对自车行驶速度的影响。

通过本申请的上述实施方式，可以获取周边可能产生交互的车辆的运动参数，并根据周边车辆的运动参数对自车的速度进行约束，以使得后续自车进行轨迹规划时可以保证安全性。

在一种可选的实施方式中，上述基于第t时刻自车的纵向决策速度，横向决策速度和第三参考车辆的运动参数，计算出第三纵向速度包括：

S1，利用自车在第t时刻的规划纵向位置坐标减去第三参考车辆在第t时刻的预测纵向位置坐标、自车的几何长度的二分之一、第三参考车辆的几何长度的二分之一，得到自车的第三参考车辆之间的最大无碰撞相对制动距离，其中，最大无碰撞相对制动距离表示自车在不与第三参考车辆发生碰撞事件的情况下相对于第三参考车辆的最大制动距离；

S2，利用第三参考车辆的制动估计值与最大无碰撞相对制动距离减去自车与第三参考车辆的安全距离的结果的二倍值相减得到自车的期望制动距离，其中，第三参考车辆的制动估计值为第三参考车辆在第t时刻的预测速度的平方与第三参考车辆的制动减速度的比值，期望制动距离表示自车在考虑安全距离的情况下的最大制动距离；

S3，将最大制动距离与自车的最大安全制动减速度和保守系数相乘得到自车的期望速度的平方值，其中，保守系数表示自车在变换至第二车道的过程中的保守程度；

S4，利用自车的期望速度与自车在第t时刻的纵向决策速度的差值求得自车的期望加速度，并将自车的期望加速度、自车的最大制动减速度和自车的最大加速度的最小值乘于当前决策周期的周期时长，得到自车期望的纵向速度；

S5，将自车期望的纵向速度与最小速度约束之间的最大值作为自车的第三纵向速度，其中，最小速度约束表示自车受到道路限制约束的最小速度。

图5是根据本申请实施例的一种可选的自车行驶过程的示意图。如图5所示，自车502在t时刻处于第一车道中，因此需要考虑位于第二车道510的第三参考车辆504和位于第一车道508的第四参考车辆506对自车的运动的影响。下面以自车502与第三参考车辆504为例，计算考虑第三参考车辆504的运动参数的情况下如何确定自车502相对于第三参考车辆504安全行驶的最小速度（第三纵向速度）。

在一种可选的实施方式中，自车502获取第三参考车辆504的运动参数可以包括：第三参考车辆504在t时刻的纵向位置坐标、几何长度、纵向速度、减速度。需要说明的是，第三参考车辆504在t时刻的运动参数可能是事实值，也可能是自车502对第三参考车辆504的运动进行预测得到的。

在自车502获取到第三参考车辆504的运动参数后，需要先计算自车502与第三参考车辆504之间的最大无碰撞相对制动距离，假设自车502的车辆几何长度为，第三参考车辆504的几何长度为，自车502的纵向位置为，第三参考车辆504的纵向位置为，那么自车502与第三参考车辆504之间的最大无碰撞相对制动距离可以为：

（7）

在获得自车502与第三参考车辆504之间的最大无碰撞相对制动距离后，可以假设第三参考车辆504以预估的减速度进行减速到停车，而自车502也以最大安全制动减速度（或基于保守考虑以的减速度进行停车）从速度减速道停车，在这过程中，如果自车502和第三参考车辆504之间仍保持的安全距离，那么认为这个速度是安全的。基于这个假设，求取的公式可以是：

（8）

其中，其中，为保守系数，值越大，得到的换道行为越保守，为第三参考车辆504的估计制动值；的含义为，当第三参考车辆504当前的减速度估计值小于时，则基于估计值计算自车502在该决策周期的期望速度；否则，假定第三参考车辆504有可能以进行制动来计算，保守系数可以自行设置。表示自车502的安全速度，表示预测的第三参考车辆504在t时刻的速度。表示自车502与第三参考车辆504间的预设安全距离。

上述过程仅考虑了第三参考车辆504对自车502的影响，但是自车502作为一种机械机构有着其独有的约束，因此，还需要通过下面的公式对上述得到的速度进行修正：

（9）

其中，表示第三纵向速度，表示最小速度约束（包括但不限于道路、车辆结构对速度的限制），表示自车502在t时刻的纵向决策速度，表示决策周期的周期时长，表示自车502的最大制动减速度，表示自车502的最大加速度。

上述为自车502相对于第三参考车辆504的第三纵向速度的计算过程中，在计算第四参考车辆506时，可以利用相同或相似的方式得到第四纵向速度。

通过本申请的上述实施方式，通过自车和第三参考车辆的运动参数计算自车在第t+1时刻相对于第三参考车辆的第三纵向速度。考虑自车和后方参考车辆的实际运行情况，得到考虑安全制动的速度，为后续进行轨迹规划提供了考虑安全性的速度约束。

在一种可选的实施方式中，上述基于目标换道轨迹和规划行驶速度，为自车生成变道轨迹规划路径包括：

将各个轨迹点的规划行驶速度合并到目标换道轨迹对应的轨迹点上得到变道轨迹规划路径，变道轨迹规划路径用于显示自车的换道轨迹。

需要说明的是，上述将规划轨迹和规划速度合并得到变道轨迹规划路径可以通过将各个轨迹点的规划速度合并至轨迹上的方法，也可以对轨迹和规划速度进行重新小间隔的采样计算。变道轨迹规划路径可以用于为驾驶人员提供行驶的推荐路径，也可以用于为自车提供自动驾驶的路径和速度。

通过本申请的上述实施方式，将计算得到的目标换道轨迹和规划行驶速度进行合并得到变道轨迹规划路径，通过变道轨迹规划路径实现自车的变道行为。

以下结合图6对本申请的一个完整实施方式进行说明。图6是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的架构图。如图6所示，自车在接收到变道指令后，可以利用考虑安全制动换道模拟得到多个候选换道轨迹点，并根据考虑安全制动的纵向速度模型计算出多个候选换道轨迹点的纵向速度约束区间，根据考虑安全性的候选换道轨迹点的纵向速度约束区间和横向舒适性约束得到换道轨迹曲率约束条件，并根据换道轨迹曲率约束条件生成目标换道轨迹。利用目标换道轨迹的曲率和横向舒适性约束得到换道轨迹的速度约束，并通过换道轨迹的速度约束和考虑安全性的候选换道轨迹点的纵向速度约束区间得到自车的规划行驶速度。最后，基于目标换道轨迹和规划行驶速度得到变道轨迹规划路径。

具体来说，在自车获取到变道指令后，通过自车装配的传感器模块等采集自车本身的运动参数（速度、加速度、位置等）和周边车辆的位置信息，根据预设的判定距离，将判定距离内的符合要求的周边车辆作为参考车辆，利用自车的传感器模块等对参考车辆的运动参数进行采集，得到自车和参考车辆的运动参数602，其中，在获得参考车辆的运动参数后，可以对参考车辆的运动轨迹进行预测以得到参考车辆的预测轨迹，为后续自车的轨迹决策提供依据。

在得到自车和参考车辆的运动参数后，自车通过步骤S602多步前向模拟，对自车的轨迹进行逐步的模拟，即决策在预设的模拟步长内自车的运动轨迹，可以通过当前时刻（t=1）自车和参考车辆的运动状态决策下一个时刻（t=2）的自车的运动状态（速度和位置等），并获取上述提前预测的参考车辆的运动轨迹获取参考车辆在下一个时刻（t=2）的运动参数。然后将该时刻（t=2）作为当前时刻决策下一个时刻（t=3）的自车的运动状态，直到t达到预设的步长停止决策，得到各个决策时刻对应的候选换道轨迹点的纵向速度约束区间和规划位置信息，将其存储得到候选换道轨迹列表604。

在得到候选换道轨迹列表604后，可以通过步骤S604，确定曲率约束，来确定自车的换道轨迹的曲率约束。步骤S604中，可以获取候选换道轨迹列表604中的各个轨迹点的纵向速度约束区间和规划位置信息，根据离散的纵向速度约束区间和规划位置信息间的关系拟合得到连续的纵向速度约束区间和规划位置信息的关系。同时利用横向舒适性约束608和得到的速度约束区间和规划位置信息的关系确定换道轨迹曲率约束条件606。其中，候选换道轨迹列表604可以是根据参考车辆的安全行驶距离确定的，横向舒适性约束608可以是横向加速度的形式对舒适性进行约束。因此得到的换道轨迹曲率约束条件606是坚固安全性和舒适性的曲率约束。

在得到换道轨迹曲率约束608后即可通过步骤S606，轨形规划，对自车的变道轨迹的形状进行规划，以生产目标换道轨迹610。

在确定目标换道轨迹610后（即确定了轨迹的形状后），可以对每个轨迹点上的速度进行规划以使得自车可以根据轨迹在对应的位置或时间改变运动状态。在对速度进行规划前可以通过步骤S608，确定速度约束。在步骤S608中，利用横向舒适性约束608和目标换道轨迹610中各轨迹点的曲率得到换道轨迹速度约束612。

在得到换道轨迹速度约束612后，即可通过步骤S610，速度规划，得到各个轨迹点上的规划速度。在步骤S610中，利用候选换道轨迹列表604中离散的各轨迹点对应的纵向速度约束区间和规划位置信息得到连续的纵向速度约束区间和规划位置信息的关系，并据此和上述得到的换道轨迹速度约束612得到各轨迹点的规划行驶速度614。

在对速度和轨形都规划完成后，即可根据目标换道轨迹610和规划行驶速度614通过步骤S612，确定变道轨迹规划路径，得到最终的变道轨迹规划路径616。

以下结合图7对本申请的一个完整实施方式进行说明。图7是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的场景图。

如图7所示，自车702行驶在一个单向双车道的圆形道路上，道路中心线（虚线）为半径为45m的圆弧曲线，曲率为常值1/45，曲率的变化率为0，道路限速为16m/s（约60km/h）。自车702行驶在右侧车道，车辆704行驶左侧车道，且位于自车702的前方。在笛卡尔坐标系下，自车702的坐标为（46.7，0），摆角为π/2，车辆704的坐标为（36.8，22.8），摆角为2.216。在当前场景下，自车702的初始速度为15m/s（54km/h），车辆704的初始速度为10m/s（36km/h），自车702和车辆704的车身参数都为长4m，宽2m。且自车702的相关运动状态参数如下表1所示，表1中的参数如前述记载：

表1

在自车702行驶过程中，决策模块发出换道指令，指示自车702由右侧车道变道至左侧车道，设置模拟步长为N=50，对自车702和车辆704的轨迹（纵向位移量与步长的关系）进行模拟，得到如图8中所示的决策轨迹，图8是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的决策轨迹示意图，图8中横坐标为步长，即记录t的变化，纵坐标为纵向距离，表示每个决策时刻自车702和车辆704的纵向位置。

在该场景下自车702周边车辆只有车辆704，因此，在考虑安全性的情况下对自车702的速度区间进行约束时，其上界值只需要计算车辆704不与自车702发生碰撞事件的场景即可。将车辆704作为第一参考车辆，利用前述的计算方式得到第一纵向速度作为自车纵向速度约束区间的上界值。在计算速度约束区间的下界值时，由于后方没有车辆，因此可以利用预设转换参数对同一时刻的纵向速度约束区间的上界值进行加权，即，其中，预设转换参数可以随着步长变换，在当前实施例中，预设转换参数可以为，最终得到的纵向速度约束区间如图9所示，图9是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的速度约束区间示意图；图9中的横坐标表示步长，纵坐标表示速度，如图所示，虚线表示自车702的速度约束区间的上界值，点划线表示自车702的速度约束区间的下界值。可以看出，每个决策时刻都有对应的自车702的速度约束区间。

在获得自车702的速度约束区间后，即可通过曲率与横向加速度和速度的关系求取曲率约束，假设根据车辆和道路限制得到的预设曲率为0.2，能保证舒适性的横向加速度上限为0.35，则根据：

（10）

可以得到如图10所示的换道轨迹曲率约束，图10是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的曲率约束示意图；其中，即为最大曲率，为任意时刻的速度约束的最小值。图10中的横坐标为步长，纵坐标分别为速度和曲率约束，可以看出，虚线表示任意决策时刻对应的速度约束区间的下界值（速度最小值），实线表示任意决策时刻对应的曲率约束条件。

在获得考虑舒适性和安全性的换道轨迹曲率约束后，即可利用上述换道轨迹曲率约束条件生成目标换道轨迹。为了显示本申请的变道轨迹规划方法的效果，用相关技术的规划结果与本申请的规划结果进行对比。图11是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的轨迹形状的规划结果示意图，图11中即为笛卡尔坐标系，横纵坐标即表示车辆的横纵向位置，实线轨迹表示根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法得到的目标变道轨迹，虚线轨迹表示表示根据相关技术得到的变道轨迹，可以看出，与相关技术相比，本申请实施例的轨迹曲线会在更远处换道进入左侧目标车道。图12是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的轨迹曲率示意图，如图12所示，图12给出了两种方法得到的轨迹的曲率，其中，横坐标表示决策步长，纵坐标表示曲率，实线表示根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法得到的目标变道轨迹的曲率曲线，虚线表示根据相关技术得到的轨迹的曲率曲线，可以看出，相关技术在10步长前部分的曲率要比本申请得到的轨迹的曲率要大。

在得到目标变道轨迹后，即可进行速度规划。同样，继续用本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法和相关技术进行比较。图13是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的速度约束曲线示意图，图13表示两种方法得到的速度约束曲线，其中，横坐标为决策步长，纵坐标表示速度，实线为根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法得到的速度约束曲线，点划线表示本申请实施例中的速度约束区间的上界值，虚线为相关技术得到的速度约束曲线。可以看出，本申请的速度约束曲线在10步长前明显比相关技术得到的速度约束要大，这是因为本申请的曲线的曲率在开始时是收到约束的，所以根据曲率得到的速度约束较大。图14是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的速度规划结果示意图，图14表示两种方法得到的实际速度规划结果，其中，横坐标表示时间，纵坐标表示速度，实线表示本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法得到的速度规划结果曲线，点划线表示最大速度，虚线表示相关技术得到的速度规划结果曲线。从最终的速度规划曲线可以看出，本申请的结果在保证了横向舒适性的情况下，很好的考虑了自车的初始速度15m/s，自车能够以较柔和的方式根据曲线变换速度。且自车的速度曲线和最大速度曲线中的大部分点是接近重合的，即实际得到的规划速度在考虑安全性和舒适性的情况下保证了自车的行驶的效率。而相关技术中，因在速度规划阶段考虑横向舒适性，使得速度规划结果严重偏离自车的初始速度，即自车在根据曲线变换速度时，需要以一个很大的减速度才能够变换速度。

很明显，因为相关技术中并没有在轨迹规划阶段进行前向模拟得到各决策时刻的考虑安全性的速度约束区间，也没有在生成轨迹阶段，利用速度约束区间和横向舒适性约束得到轨迹曲率约束条件进而生成目标换道轨迹。因此在速度规划阶段，相关技术得到的速度有一段明显的速度跳变阶段，造成不理想的驾驶体验，且因为换道时极大的速度差值，可能会对驾驶人员产生安全威胁。

以下结合图15对本申请的另一个完整实施方式进行说明。图15是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的场景图。

如图15所示，自车1502行驶在一个单向双车道的高速直行道路上，道路的曲率为0，曲率的变化率为0，道路限速为35m/s(126km/h)。自车1502行驶在右侧车道，车辆1504行驶在自车前方的左侧车道上，自车1502在笛卡尔坐标系下的位置是（0，-1.7），摆角为0，车辆1504的位置是（50.0，1.7），摆角为0。自车的初始速度为32m/s（115km/h），车辆1504的初始速度为28m/s（100km/h）。

同样，首先基于多步前向模拟得到候选换道轨迹点的速度区间，假设车辆的参数与前述自车行驶在一个单向双车道的圆形道路上的实施例中的设置相同，只因道路改变，改变车辆的最大限速为35m/s。与前述实施例相似，自车同样周边仅有目标车道上的前方车辆1504，因此将车辆1504作为第一参考车辆对自车1502进行多步前向模拟。图16是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的决策轨迹示意图；图16中横坐标为步长，即记录t的变化，纵坐标为纵向距离，表示每个决策时刻自车1502和车辆1504的纵向位置。

由于后方没有车辆，因此在利用车辆1504的运动状态求得自车纵向速度约束区间的上界值后，即可利用预设转换参数对其进行加权得到自车纵向速度约束区间的下界值。图17是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的速度约束区间示意图，如图17所示，图17中的横坐标表示步长，纵坐标表示速度，如图所示，虚线表示自车1502的速度约束区间的上界值，点划线表示自车1502的速度约束区间的下界值。可以看出，每个决策时刻都有对应的自车的速度约束区间。在获得自车的速度约束区间后，即可通过曲率与横向加速度和速度的关系求取曲率约束，假设根据车辆和道路限制得到的预设曲率为0.2。而在高速道路上行驶时，横向最大加速度要稍低些，因为高速道路上车速要高于中低速场景，所以为保持舒适性，横向最大加速度要低，将保证舒适性的横向加速度上限设为0.25，则根据上述公式（10），可以得到如图18所示的换道轨迹曲率约束，图18是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法的曲率约束示意图；图18中的横坐标为步长，纵坐标分别为速度和曲率约束，可以看出，虚线表示任意决策时刻对应的速度约束区间的下界值（速度最小值），实线表示任意决策时刻对应的曲率约束条件。

相应的，在获得考虑舒适性和安全性的换道轨迹曲率约束后，即可利用上述换道轨迹曲率约束条件生成目标换道轨迹。同样，为了显示本申请的变道轨迹规划方法的效果，用相关技术的规划结果与本申请的规划结果进行对比。图19是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的轨迹形状的规划结果示意图，如图19所示，图19为两种方法得到的轨迹形状的规划结果的对比，是笛卡尔坐标系，横纵坐标即表示车辆的横纵向位置，轨迹表示根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法得到的目标变道轨迹，虚线轨迹表示表示根据相关技术得到的变道轨迹。可以看出，与相关技术相比，本申请实施例的轨迹曲线仍会在更远处换道进入左侧目标车道。图20是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的轨迹曲率示意图，图20给出了两种方法得到的轨迹的曲率，其中，横坐标表示纵向距离，纵坐标表示曲率，实线表示根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法得到的目标变道轨迹的曲率曲线，虚线表示根据相关技术得到的轨迹的曲率曲线，可以看出，相关技术在前一段的曲率要比本申请得到的轨迹的曲率要大。

在得到目标变道轨迹后，即可进行速度规划。图21是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的速度约束曲线示意图，如图21所示，图21表示两种方法得到的速度约束曲线，其中，横坐标为纵向距离，纵坐标表示速度，实线为根据本申请的一种可选的变道轨迹规划方法得到的速度约束曲线，点划线表示本申请中的速度约束区间的上界值，虚线为相关技术得到的速度约束曲线。可以看出，本申请实施例的速度约束曲线在前一部分明显比相关技术得到的速度约束要大。且可以看出本申请实施例中自车的速度约束曲线与速度约束区间的上界值曲线在大部分点是接近重合的，即实际规划中本申请实施例的速度约束曲线在保证安全性的情况下尽量保证速度最大，以使得自车可以有一个较高的行驶效率。图22是根据本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法与相关技术的速度规划结果示意图，如图22所示，图22表示两种方法得到的实际速度规划结果，其中，横坐标表示时间，纵坐标表示速度，实线表示本申请实施例的一种可选的变道轨迹规划方法得到的速度规划结果曲线，点划线表示最大速度，虚线表示相关技术得到的速度规划结果曲线。可以看出，本申请实施例的规划结果在保持横向舒适性的前提下，很好的考虑了自车的初始速度32m/s，自车能够以较小的加速度根据曲线变换速度，且本申请实施例的速度曲线与最大速度曲线在大部分点是接近重合的，即实际速度规划时，本申请实施例可以保证较大的速度行驶，可见，本申请实施例在兼顾安全性和舒适性的情况下也保持了较高的行驶效率，从而实现快速变道，减少意外的出现。而相关技术中，自车却需要以较大的加速度根据曲线变换速度。即相关技术中自车的驾驶人员可能需要以一个较大的速度差值进行变换速度，容易产生危险。

上述实施例中的方法并不限于实施例本身，且上述方法是可以结合的，并不局限于单一的道路中，如图8和图16可以看出，根据本申请实施例的变道轨迹规划方法，自车无论出于高速道路、中低速道路、直线、弯道等都与前车保持近乎稳定的距离（即预设的安全车距），保证了自车行驶的安全性。

通过本申请的上述实施方式，自车在获取变道指令后，可以进行基于安全性的多步前向模拟，得到候选换道轨迹点和对应的纵向速度约束区间，根据纵向速度约束区间和横向舒适性约束（横向最大加速度）得到换道轨迹曲率约束，并生成目标换道轨迹，然后基于目标换道轨迹、考虑安全性的纵向速度约束区间和横向舒适性约束得到规划速度，进而得到最后的变道轨迹规划路径。在进行轨迹规划和速度规划前，利用周边的交通参与者与道路限制得到安全的速度约束，而在进行轨迹规划时，则利用安全的速度约束和舒适性约束得到目标换道轨迹，使得目标换道轨迹可以保证纵向安全性、横向舒适性以及行驶效率。可以使得车辆根据最后得到的变道轨迹规划路径行驶时不会发生碰撞风险且保障了舒适性，解决了车辆在换道轨迹规划时存在的行驶安全性较低的技术问题。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种用于实施上述变道轨迹规划方法的变道轨迹规划装置。如图23所示，该装置包括：

第一获取单元2302，用于获取用于请求当前处于行驶状态的自车进行变道的变道指令；

第一确定单元2304，用于响应于上述变道指令，确定出上述自车的至少一个候选换道轨迹点，其中，每个上述候选换道轨迹点分别用于指示为上述自车所决策出的从当前所在的第一车道变换至第二车道的一条决策换道轨迹上的换道切入点；

列表构建单元2306，用于利用与上述候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间，和按照上述决策换道轨迹为上述自车所决策出的规划位置信息，构建候选换道轨迹列表，其中，上述纵向速度约束区间用于指示上述自车在变换至上述第二车道时不会发生车辆碰撞事件的速度区间；

规划单元2308，用于从上述候选换道轨迹列表中确定出满足换道轨迹曲率约束条件的目标换道轨迹，以及上述目标换道轨迹上各个轨迹点的规划行驶速度，其中，上述换道轨迹曲率约束条件用于约束上述自车在变换至上述第二车道时的横向加速度；

生成单元2310，用于基于上述目标换道轨迹和上述规划行驶速度，为上述自车生成变道轨迹规划路径。

可选地，上述列表构建单元2306，还包括：

第一决策模块，用于利用第t时刻的上述候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间，决策第t+1时刻上述自车的纵向速度约束区间，其中，t为大于等于0的整数；

第一确定模块，用于基于上述第t+1时刻上述自车的纵向速度约束区间，确定上述自车在当前决策周期的纵向决策速度和横向决策速度；

第二决策模块，用于基于上述当前决策周期的上述纵向决策速度、上述横向决策速度和上述当前决策周期的周期时长，决策上述自车在第t+1时刻的规划位置信息，并基于上述规划位置信息生成上述第t+1时刻的候选换道轨迹点；

存储模块，用于将上述第t+1时刻的候选换道轨迹点和对应的纵向速度约束区间，存储至上述候选换道轨迹列表。

可选地，上述规划单元2308，还包括：第一提取模块，用于从上述候选换道轨迹列表中提取至少一个候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间和规划位置信息；

轨迹生成模块，用于基于上述纵向速度约束区间、上述规划位置信息和最大横向加速度，确定上述换道轨迹曲率约束条件，并基于上述换道轨迹曲率约束条件生成上述目标换道轨迹，其中，上述目标换道轨迹上各个轨迹点对应的曲率满足上述换道轨迹曲率约束条件；

速度规划模块，用于利用上述目标换道轨迹确定各个轨迹点对应的曲率，并基于上述各个轨迹点对应的曲率和上述最大横向加速度确定上述各个轨迹点的规划行驶速度。

可选地，上述轨迹生成模块，还用于：利用上述至少一个换道轨迹点的规划纵向位移量和上述纵向速度约束区间的下界值构成至少一个第一对序列，其中，上述第一对序列表示至少一个决策时刻的纵向位移量和对应的纵向最小速度；对上述至少一个第一对序列进行曲线拟合，得到任意纵向位移量对应的决策纵向最小速度；将上述最大横向加速度与上述任意纵向位移量对应的决策纵向最小速度的比值，确定为任意纵向位移量对应的最大曲率，其中，上述最大曲率表示上述自车受横向加速度约束的最大曲率；获取预设曲率，在上述预设曲率小于上述最大曲率的情况下，将上述预设曲率作为当前纵向位移量对应的换道轨迹曲率约束；在上述预设曲率大于或等于上述最大曲率的情况下，将上述最大曲率作为当前纵向位移量对应的换道轨迹曲率约束。

可选地，上述速度规划模块，还用于：利用上述至少一个换道轨迹点的规划纵向位移量和上述纵向速度约束区间的上界值构成至少一个第二对序列，其中，上述第二对序列表示至少一个决策时刻的纵向位移量和对应的纵向最大速度；对上述至少一个第二对序列进行曲线拟合，得到任意纵向位移量对应的决策纵向最大速度；从上述目标换道轨迹中获取任意纵向位移量对应的曲率，将上述最大横向加速度与上述任意纵向位移量对应的曲率的比值，确定为任意纵向位移量对应的最大速度，其中，上述最大速度表示上述自车受横向加速度约束的最大速度；在上述决策纵向最大速度小于上述最大速度的情况下，将上述决策纵向最大速度作为当前纵向位移量对应的换道轨迹速度约束，在上述决策纵向最大速度大于或等于上述最大速度的情况下，将上述最大速度作为当前纵向位移量对应的换道轨迹速度约束，其中，上述换道轨迹速度约束用于约束上述自车在变换至上述第二车道的过程中的横向加速度；将上述换道轨迹速度约束作为约束条件确定上述各个轨迹点的规划行驶速度，其中，上述各个轨迹点的规划行驶速度小于或等于上述各个轨迹点对应的换道轨迹速度约束。

可选地，上述第一决策模块，还用于：获取与上述第t时刻的候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间和规划位置信息；基于上述第t时刻的候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间，确定出上述自车在第t时刻的纵向决策速度和横向决策速度；获取参考车辆的预测运动轨迹，并从上述预测运动轨迹中获取上述参考车辆在第t时刻的运动参数，其中，上述参考车辆包括位于上述第一车道的上述自车的前方的第二参考车辆、位于上述第一车道的上述自车的后方的第四参考车辆、位于上述第二车道的自车换道切入点的前方的第一参考车辆、位于上述第二车道的上述自车换道切入点的后方的第三参考车辆中的至少一种，上述换道切入点表示上述自车从上述第一车道换道进入上述第二车道的轨迹点；基于上述自车在第t时刻的上述纵向决策速度、上述横向决策速度和上述参考车辆在第t时刻的运动参数，决策上述第t+1时刻上述自车的纵向速度约束区间。

可选地，上述第一决策模块，还用于：基于第t时刻上述自车的上述纵向决策速度、上述横向决策速度和上述第一参考车辆的运动参数，计算出第一纵向速度，其中，上述第一纵向速度表示上述自车在变换至上述第二车道的过程中，在上述当前决策周期不会与上述第一参考车辆发生车辆碰撞事件的最大速度；在上述自车的车身全部位于上述第二车道的情况下，将上述第一纵向速度作为第t+1时刻的上述自车的纵向速度约束区间的上界值，其中，上述纵向速度约束区间的上界值表示上述自车在第t+1时刻允许的最大纵向速度；在上述自车的车身未全部位于上述第二车道的情况下，基于第t时刻上述自车的上述纵向决策速度、上述横向决策速度和上述第二参考车辆的运动参数，计算出第二纵向速度，并将上述第一纵向速度和上述第二纵向速度的最小值作为第t+1时刻的上述自车的纵向速度约束区间的上述上界值，其中，上述第二纵向速度表示上述自车在变换至上述第二车道的过程中，在上述当前决策周期不会与上述第二参考车辆发生车辆碰撞事件的最大速度。

可选地，上述第一决策模块，还用于：基于第t时刻上述自车的上述纵向决策速度、上述横向决策速度和上述第三参考车辆的运动参数，计算出第三纵向速度，其中，上述第三纵向速度表示上述自车在变换至上述第二车道的过程中，在当前决策周期不会与上述第三参考车辆发生车辆碰撞事件的最小速度；获取预设转换参数，并利用上述预设转换参数对第t+1时刻上述自车的纵向速度约束区间的上界值加权，得到约束纵向速度，其中，上述预设转换参数表示根据纵向速度约束区间的上界值确定约束纵向速度的系数，上述约束纵向速度表示上述自车在t+1时刻符合行驶要求的最小速度；在上述自车的车身全部位于上述第二车道的情况下，将上述第三纵向速度和上述约束纵向速度的最大值，作为第t+1时刻的上述自车的纵向速度约束区间的下界值，其中，上述纵向速度约束区间的下界值表示上述自车在第t+1时刻允许的最小纵向速度；在上述自车的车身未全部位于上述第二车道的情况下，基于第t时刻上述自车的上述纵向决策速度、上述横向决策速度和上述第四参考车辆的运动参数，计算出第四纵向速度，并将上述第三纵向速度、上述第四纵向速度和上述约束纵向速度的最大值作为第t+1时刻的上述自车的纵向速度约束区间的上述下界值，其中，上述第四纵向速度表示上述自车在变换至上述第二车道的过程中，在上述当前决策周期不会与上述第四参考车辆发生车辆碰撞事件的最小速度。

可选地，上述第一决策模块，还用于：利用上述第一参考车辆在第t时刻的预测纵向位置坐标减去上述自车在第t时刻的规划纵向位置坐标、上述自车的几何长度的二分之一、上述第一参考车辆的几何长度的二分之一，得到上述自车和上述第一参考车辆之间的最大无碰撞相对制动距离，其中，上述最大无碰撞相对制动距离表示上述自车在不与上述第一参考车辆发生碰撞事件的情况下相对于上述第一参考车辆的最大制动距离；利用上述最大无碰撞相对制动距离减去上述自车与上述第一参考车辆的安全距离的结果的二倍值与上述第一参考车辆的制动估计值相加得到上述自车的期望制动距离，其中，上述第一参考车辆的制动估计值为上述第一参考车辆在第t时刻的预测速度的平方与上述第一参考车辆的制动减速度的比值，上述期望制动距离表示自车在考虑安全距离的情况下的最大制动距离；将上述最大制动距离与上述自车的最大安全制动减速度相乘得到上述自车的期望速度的平方值；利用上述自车的期望速度与自车在第t时刻的上述纵向决策速度的差值求得上述自车的期望加速度，并将上述自车的期望加速度、上述自车的最大制动减速度和上述自车的最大加速度的最小值乘于当前决策周期的周期时长，得到上述自车期望的纵向速度；将上述自车期望的纵向速度与最大速度约束之间的最小值作为上述自车的上述第一纵向速度，其中，上述最大速度约束表示上述自车受到道路限制约束的最大速度。

可选地，上述第一决策模块，还用于：利用上述自车在第t时刻的决策纵向位置坐标减去上述第三参考车辆在第t时刻的预测纵向位置坐标、上述自车的几何长度的二分之一、上述第三参考车辆的几何长度的二分之一，得到上述自车的上述第三参考车辆之间的最大无碰撞相对制动距离，其中，上述最大无碰撞相对制动距离表示上述自车在不与上述第三参考车辆发生碰撞事件的情况下相对于上述第三参考车辆的最大制动距离；利用上述第三参考车辆的制动估计值与上述最大无碰撞相对制动距离减去上述自车与上述第三参考车辆的安全距离的结果的二倍值相减得到上述自车的期望制动距离，其中，上述第三参考车辆的制动估计值为上述第三参考车辆在第t时刻的预测速度的平方与上述第三参考车辆的制动减速度的比值，上述期望制动距离表示自车在考虑安全距离的情况下的最大制动距离；将上述最大制动距离与上述自车的最大安全制动减速度和保守系数相乘得到上述自车的期望速度的平方值，其中，上述保守系数表示上述自车在变换至上述第二车道的过程中的保守程度；利用上述自车的期望速度与自车在第t时刻的上述纵向决策速度的差值求得上述自车的期望加速度，并将上述自车的期望加速度、上述自车的最大制动减速度和上述自车的最大加速度的最小值乘于当前决策周期的周期时长，得到上述自车期望的纵向速度；将上述自车期望的纵向速度与最小速度约束之间的最大值作为上述自车的上述第三纵向速度，其中，上述最小速度约束表示上述自车受到道路限制约束的最小速度。

可选地，上述生成单元2310，还用于：将上述各个轨迹点的规划行驶速度合并到上述目标换道轨迹对应的轨迹点上得到上述变道轨迹规划路径，上述变道轨迹规划路径用于显示上述自车的换道轨迹。

可选地，在本实施例中，上述各个单元模块所要实现的实施例，可以参考上述各个方法实施例，这里不再赘述。

根据本申请实施例的又一个方面，还提供了一种用于实施上述变道轨迹规划方法的电子设备，该电子设备可以是图24所示的终端设备或服务器。本实施例以该电子设备为例来说明。如图24所示，该电子设备包括存储器2402和处理器2404，该存储器2402中存储有计算机程序，该处理器2404被设置为通过计算机程序执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述电子设备可以位于计算机网络的多个网络设备中的至少一个网络设备。

可选地，本领域普通技术人员可以理解，图24所示的结构仅为示意，电子设备也可以是智能手机（如Android手机、iOS手机等）、平板电脑、掌上电脑以及移动互联网设备（Mobile Internet Devices，MID）、PAD等终端设备。图24其并不对上述电子设备的结构造成限定。例如，电子设备还可包括比图24中所示更多或者更少的组件（如网络接口等），或者具有与图24所示不同的配置。

其中，存储器2402可用于存储软件程序以及模块，如本申请实施例中的变道轨迹规划方法和装置对应的程序指令/模块，处理器2404通过运行存储在存储器2402内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的变道轨迹规划方法。存储器2402可包括高速随机存储器，还可以包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器2402可进一步包括相对于处理器2404远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。其中，存储器2402具体可以但不限于用于存储物品的样本特征与目标虚拟资源账号等信息。

可选地，上述的传输装置2406用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括有线网络及无线网络。在一个实例中，传输装置2406包括一个网络适配器（Network Interface Controller，NIC），其可通过网线与其他网络设备与路由器相连从而可与互联网或局域网进行通讯。在一个实例中，传输装置2406为射频（Radio Frequency，RF）模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

此外，上述电子设备还包括：显示器2408，用于显示上述待处理的订单信息；和连接总线2410，用于连接上述电子设备中的各个模块部件。

在其他实施例中，上述终端设备或者服务器可以是一个分布式系统中的一个节点，其中，该分布式系统可以为区块链系统，该区块链系统可以是由该多个节点通过网络通信的形式连接形成的分布式系统。其中，节点之间可以组成点对点（P2P，Peer To Peer）网络，任意形式的计算设备，比如服务器、终端等电子设备都可以通过加入该点对点网络而成为该区块链系统中的一个节点。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

根据本申请的一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各种可选实现方式中提供的变道轨迹规划方法。

可选地，在本实施例中，上述计算机可读存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤：

S1，获取用于请求当前处于行驶状态的自车进行变道的变道指令；

S2，响应于变道指令，确定出自车的至少一个候选换道轨迹点，其中，每个候选换道轨迹点分别用于指示为自车所决策出的从当前所在的第一车道变换至第二车道的一条决策换道轨迹上的换道切入点；

S3，利用与候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间，和按照决策换道轨迹为自车所决策出的规划位置信息，构建候选换道轨迹列表，其中，纵向速度约束区间用于指示自车在变换至第二车道时不会发生车辆碰撞事件的速度区间；

S4，从候选换道轨迹列表中确定出满足换道轨迹曲率约束条件的目标换道轨迹，以及目标换道轨迹上各个轨迹点的规划行驶速度，其中，换道轨迹曲率约束条件用于约束自车在变换至第二车道时的横向加速度；

S5，基于目标换道轨迹和规划行驶速度，为自车生成变道轨迹规划路径。

可选地，在本实施例中，本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取器（Random Access Memory，RAM）、磁盘或光盘等。

上述实施例中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在上述计算机可读取的存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或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存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的客户端，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (14)

1.一种变道轨迹规划方法，其特征在于，所述方法包括：

获取用于请求当前处于行驶状态的自车进行变道的变道指令；

响应于所述变道指令，确定出所述自车的至少一个候选换道轨迹点，其中，每个所述候选换道轨迹点分别用于指示为所述自车所决策出的从当前所在的第一车道变换至第二车道的一条决策换道轨迹上的换道切入点；

利用与所述候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间，和按照所述决策换道轨迹为所述自车所决策出的规划位置信息，构建候选换道轨迹列表，其中，所述纵向速度约束区间用于指示所述自车在变换至所述第二车道时不会发生车辆碰撞事件的速度区间；

从所述候选换道轨迹列表中确定出满足换道轨迹曲率约束条件的目标换道轨迹，以及所述目标换道轨迹上各个轨迹点的规划行驶速度，其中，所述换道轨迹曲率约束条件用于约束所述自车在变换至所述第二车道时的横向加速度；

基于所述目标换道轨迹和所述规划行驶速度，为所述自车生成变道轨迹规划路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用与所述候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间，和按照所述决策换道轨迹为所述自车所决策出的规划位置信息，构建候选换道轨迹列表包括：

利用第t时刻的所述候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间，决策第t+1时刻所述自车的纵向速度约束区间，其中，t为大于等于0的整数；

基于所述第t+1时刻所述自车的纵向速度约束区间，确定所述自车在当前决策周期的纵向决策速度和横向决策速度；

基于所述当前决策周期的所述纵向决策速度、所述横向决策速度和所述当前决策周期的周期时长，决策所述自车在第t+1时刻的规划位置信息，并基于所述规划位置信息生成所述第t+1时刻的候选换道轨迹点；

将所述第t+1时刻的候选换道轨迹点和对应的纵向速度约束区间，存储至所述候选换道轨迹列表。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述候选换道轨迹列表中确定出满足换道轨迹曲率约束条件的目标换道轨迹，以及所述目标换道轨迹上各个轨迹点的规划行驶速度包括：

从所述候选换道轨迹列表中提取至少一个候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间和规划位置信息；

基于所述纵向速度约束区间、所述规划位置信息和最大横向加速度，确定所述换道轨迹曲率约束条件，并基于所述换道轨迹曲率约束条件生成所述目标换道轨迹，其中，所述目标换道轨迹上各个轨迹点对应的曲率满足所述换道轨迹曲率约束条件；

利用所述目标换道轨迹确定各个轨迹点对应的曲率，并基于所述各个轨迹点对应的曲率和所述最大横向加速度确定所述各个轨迹点的规划行驶速度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述纵向速度约束区间、所述规划位置信息和最大横向加速度确定所述换道轨迹曲率约束条件包括：

利用所述至少一个换道轨迹点的规划纵向位移量和所述纵向速度约束区间的下界值构成至少一个第一对序列，其中，所述第一对序列表示至少一个决策时刻的纵向位移量和对应的纵向最小速度；

对所述至少一个第一对序列进行曲线拟合，得到任意纵向位移量对应的决策纵向最小速度；

将所述最大横向加速度与所述任意纵向位移量对应的决策纵向最小速度的比值，确定为任意纵向位移量对应的最大曲率，其中，所述最大曲率表示所述自车受横向加速度约束的最大曲率；

获取预设曲率，在所述预设曲率小于所述最大曲率的情况下，将所述预设曲率作为当前纵向位移量对应的换道轨迹曲率约束；

在所述预设曲率大于或等于所述最大曲率的情况下，将所述最大曲率作为当前纵向位移量对应的换道轨迹曲率约束。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述目标换道轨迹确定各个轨迹点对应的曲率，并基于所述各个轨迹点对应的曲率和所述最大横向加速度确定所述各个轨迹点的规划行驶速度包括：

利用所述至少一个换道轨迹点的规划纵向位移量和所述纵向速度约束区间的上界值构成至少一个第二对序列，其中，所述第二对序列表示至少一个决策时刻的纵向位移量和对应的纵向最大速度；

对所述至少一个第二对序列进行曲线拟合，得到任意纵向位移量对应的决策纵向最大速度；

从所述目标换道轨迹中获取任意纵向位移量对应的曲率，将所述最大横向加速度与所述任意纵向位移量对应的曲率的比值，确定为任意纵向位移量对应的最大速度，其中，所述最大速度表示所述自车受横向加速度约束的最大速度；

在所述决策纵向最大速度小于所述最大速度的情况下，将所述决策纵向最大速度作为当前纵向位移量对应的换道轨迹速度约束，在所述决策纵向最大速度大于或等于所述最大速度的情况下，将所述最大速度作为当前纵向位移量对应的换道轨迹速度约束，其中，所述换道轨迹速度约束用于约束所述自车在变换至所述第二车道的过程中的横向加速度；

将所述换道轨迹速度约束作为约束条件确定所述各个轨迹点的规划行驶速度，其中，所述各个轨迹点的规划行驶速度小于或等于所述各个轨迹点对应的换道轨迹速度约束。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用第t时刻的所述候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间，决策第t+1时刻所述自车的纵向速度约束区间包括：

获取与所述第t时刻的候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间和规划位置信息；

基于所述第t时刻的候选换道轨迹点对应的纵向速度约束区间，确定出所述自车在第t时刻的纵向决策速度和横向决策速度；

获取参考车辆的预测运动轨迹，并从所述预测运动轨迹中获取所述参考车辆在第t时刻的运动参数，其中，所述参考车辆包括位于所述第一车道的所述自车的前方的第二参考车辆、位于所述第一车道的所述自车的后方的第四参考车辆、位于所述第二车道的自车换道切入点的前方的第一参考车辆、位于所述第二车道的所述自车换道切入点的后方的第三参考车辆中的至少一种，所述换道切入点表示所述自车从所述第一车道换道进入所述第二车道的轨迹点；

基于所述自车在第t时刻的所述纵向决策速度、所述横向决策速度和所述参考车辆在第t时刻的运动参数，决策所述第t+1时刻所述自车的纵向速度约束区间。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述自车在第t时刻的所述纵向决策速度、所述横向决策速度和所述参考车辆在第t时刻的运动参数，决策所述第t+1时刻所述自车的纵向速度约束区间包括：

基于第t时刻所述自车的所述纵向决策速度、所述横向决策速度和所述第一参考车辆的运动参数，计算出第一纵向速度，其中，所述第一纵向速度表示所述自车在变换至所述第二车道的过程中，在所述当前决策周期不会与所述第一参考车辆发生车辆碰撞事件的最大速度；

在所述自车的车身全部位于所述第二车道的情况下，将所述第一纵向速度作为第t+1时刻的所述自车的纵向速度约束区间的上界值，其中，所述纵向速度约束区间的上界值表示所述自车在第t+1时刻允许的最大纵向速度；

在所述自车的车身未全部位于所述第二车道的情况下，基于第t时刻所述自车的所述纵向决策速度、所述横向决策速度和所述第二参考车辆的运动参数，计算出第二纵向速度，并将所述第一纵向速度和所述第二纵向速度的最小值作为第t+1时刻的所述自车的纵向速度约束区间的所述上界值，其中，所述第二纵向速度表示所述自车在变换至所述第二车道的过程中，在所述当前决策周期不会与所述第二参考车辆发生车辆碰撞事件的最大速度。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述自车在第t时刻的所述纵向决策速度、所述横向决策速度和所述参考车辆在第t时刻的运动参数，决策所述第t+1时刻所述自车的纵向速度约束区间还包括：

基于第t时刻所述自车的所述纵向决策速度、所述横向决策速度和所述第三参考车辆的运动参数，计算出第三纵向速度，其中，所述第三纵向速度表示所述自车在变换至所述第二车道的过程中，在当前决策周期不会与所述第三参考车辆发生车辆碰撞事件的最小速度；

获取预设转换参数，并利用所述预设转换参数对第t+1时刻所述自车的纵向速度约束区间的上界值加权，得到约束纵向速度，其中，所述预设转换参数表示根据纵向速度约束区间的上界值确定约束纵向速度的系数，所述约束纵向速度表示所述自车在t+1时刻符合行驶要求的最小速度；

在所述自车的车身全部位于所述第二车道的情况下，将所述第三纵向速度和所述约束纵向速度的最大值，作为第t+1时刻的所述自车的纵向速度约束区间的下界值，其中，所述纵向速度约束区间的下界值表示所述自车在第t+1时刻允许的最小纵向速度；

在所述自车的车身未全部位于所述第二车道的情况下，基于第t时刻所述自车的所述纵向决策速度、所述横向决策速度和所述第四参考车辆的运动参数，计算出第四纵向速度，并将所述第三纵向速度、所述第四纵向速度和所述约束纵向速度的最大值作为第t+1时刻的所述自车的纵向速度约束区间的所述下界值，其中，所述第四纵向速度表示所述自车在变换至所述第二车道的过程中，在所述当前决策周期不会与所述第四参考车辆发生车辆碰撞事件的最小速度。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于第t时刻所述自车的所述纵向决策速度、所述横向决策速度和所述第一参考车辆在当前决策时刻的运动参数，计算出所述自车的第一纵向速度包括：

利用所述第一参考车辆在第t时刻的预测纵向位置坐标减去所述自车在第t时刻的规划纵向位置坐标、所述自车的几何长度的二分之一、所述第一参考车辆的几何长度的二分之一，得到所述自车和所述第一参考车辆之间的最大无碰撞相对制动距离，其中，所述最大无碰撞相对制动距离表示所述自车在不与所述第一参考车辆发生碰撞事件的情况下相对于所述第一参考车辆的最大制动距离；

利用所述最大无碰撞相对制动距离减去所述自车与所述第一参考车辆的安全距离的结果的二倍值与所述第一参考车辆的制动估计值相加得到所述自车的期望制动距离，其中，所述第一参考车辆的制动估计值为所述第一参考车辆在第t时刻的预测速度的平方与所述第一参考车辆的制动减速度的比值，所述期望制动距离表示自车在考虑安全距离的情况下的最大制动距离；

将所述最大制动距离与所述自车的最大安全制动减速度相乘得到所述自车的期望速度的平方值；

利用所述自车的期望速度与自车在第t时刻的所述纵向决策速度的差值求得所述自车的期望加速度，并将所述自车的期望加速度、所述自车的最大制动减速度和所述自车的最大加速度的最小值乘于当前决策周期的周期时长，得到所述自车期望的纵向速度；

将所述自车期望的纵向速度与最大速度约束之间的最小值作为所述自车的所述第一纵向速度，其中，所述最大速度约束表示所述自车受到道路限制约束的最大速度。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于第t时刻所述自车的所述纵向决策速度，所述横向决策速度和第三参考车辆的运动参数，计算出第三纵向速度包括：

利用所述自车在第t时刻的规划纵向位置坐标减去所述第三参考车辆在第t时刻的预测纵向位置坐标、所述自车的几何长度的二分之一、所述第三参考车辆的几何长度的二分之一，得到所述自车的所述第三参考车辆之间的最大无碰撞相对制动距离，其中，所述最大无碰撞相对制动距离表示所述自车在不与所述第三参考车辆发生碰撞事件的情况下相对于所述第三参考车辆的最大制动距离；

利用所述第三参考车辆的制动估计值与所述最大无碰撞相对制动距离减去所述自车与所述第三参考车辆的安全距离的结果的二倍值相减得到所述自车的期望制动距离，其中，所述第三参考车辆的制动估计值为所述第三参考车辆在第t时刻的预测速度的平方与所述第三参考车辆的制动减速度的比值，所述期望制动距离表示自车在考虑安全距离的情况下的最大制动距离；

将所述最大制动距离与所述自车的最大安全制动减速度和保守系数相乘得到所述自车的期望速度的平方值，其中，所述保守系数表示所述自车在变换至所述第二车道的过程中的保守程度；

利用所述自车的期望速度与自车在第t时刻的所述纵向决策速度的差值求得所述自车的期望加速度，并将所述自车的期望加速度、所述自车的最大制动减速度和所述自车的最大加速度的最小值乘于当前决策周期的周期时长，得到所述自车期望的纵向速度；

将所述自车期望的纵向速度与最小速度约束之间的最大值作为所述自车的所述第三纵向速度，其中，所述最小速度约束表示所述自车受到道路限制约束的最小速度。

11.根据权利要求1至10中任意一项所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标换道轨迹和所述规划行驶速度，为所述自车生成变道轨迹规划路径包括：

将所述各个轨迹点的规划行驶速度合并到所述目标换道轨迹对应的轨迹点上得到所述变道轨迹规划路径，所述变道轨迹规划路径用于显示所述自车的换道轨迹。

12.一种变道轨迹规划装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获取单元，用于获取用于请求当前处于行驶状态的自车进行变道的变道指令；

第一确定单元，用于响应于所述变道指令，确定出所述自车的至少一个候选换道轨迹点，其中，每个所述候选换道轨迹点分别用于指示为所述自车所决策出的从当前所在的第一车道变换至第二车道的一条预测换道轨迹上的换道切入点；

列表构建单元，用于利用与所述候选换道轨迹点相匹配的纵向速度约束区间，和按照所述决策换道轨迹为所述自车所决策出的规划位置信息，构建候选换道轨迹列表，其中，所述纵向速度约束区间用于指示所述自车在变换至所述第二车道时不会发生车辆碰撞事件的速度区间；

规划单元，用于从所述候选换道轨迹列表中确定出满足换道轨迹曲率约束条件的目标换道轨迹，以及所述目标换道轨迹上各个轨迹点的规划行驶速度，其中，所述换道轨迹曲率约束条件用于约束所述自车在变换至所述第二车道时的横向加速度；

生成单元，用于基于所述目标换道轨迹和所述规划行驶速度，为所述自车生成变道轨迹规划路径。

13.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述计算机可读的存储介质包括存储的程序，其中，所述程序被处理器运行时执行所述权利要求1至11任一项中所述的方法。

14.一种电子设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述权利要求1至11任一项中所述的方法。