1.一种自动驾驶换道准备和执行一体化轨迹规划方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、建立换道车辆在换道准备过程的运动轨迹模型：(1)根据换道过程中周围车辆运动状态，确定当前车道前车、目标车道前车、目标车道后车的纵向位置和时间的关系：

xi(t)＝xi(t0)+vits.t.i＝n‑1,n‑2,n+2其中，n表示换道车辆，n‑1表示当前车道前车，n‑2表示目标车道前车，n+2表示目标车道后车，t0表示换道意图产生时刻，t0＝0；

(2)假设换道车辆在换道准备过程中匀速运动或匀加/减运动，根据换道车辆在换道准备过程的运动轨迹xn(t)，得到车辆n在换道执行点的纵向位置坐标xn(t1)、换道准备时间t1，以及换道准备过程的加速度aOP：其中：xn(t0)为车辆n在换道意图产生点的纵向位置坐标，vn(t0)为车辆n在换道意图产生点的速度，vn(t1)为车辆n在换道执行点的速度，t1表示车辆n换道准备的时间；

步骤二、引入三次多项式建立换道车辆在换道执行过程的轨迹方程：(1)利用三次多项式曲线模拟车辆换道执行轨迹，得到如下表达示：其中，a0、a1、a2、a3均为待确定的参数，xn和yn分别表示换道车辆n在换道执行过程中纵向位置坐标和横向位置坐标；

(2)求解得到换道执行轨迹的待定参数：其中：xf，yf分别为换道车辆n在换道完成点的纵向位置坐标和横向位置坐标；

(3)将待定参数的值带入到第(1)步的换道执行轨迹中得到车辆n的轨迹方程：(4)按如下公式计算车辆n在换道执行过程中行驶的弧长：式中，t2为车辆n换道执行时长， 为车辆n在换道执行过程的切向加速度， 方向与vn(t)方向一致；

(5)使用矩形区域积分quad方法计算弧长L：(6)利用第(4)步和第(5)步得到的弧长求解得到车辆n在换道执行过程中的纵向位移xf；

(7)按如下公式计算换道执行过程中车辆的切向加速度其中：vn(t1)为车辆n在换道执行点的速度，vn(tf)为车辆n在换道完成点的速度，t2为车辆换道执行时间；

(8)按如下公式计算车辆n在换道执行过程中的加速度aPD：其中： 为车辆换道执行过程的切向加速度，与车辆速度方向一致， 大小恒定不变； 为车辆换道执行过程的法向加速度， K为换道轨迹的曲率函数；

步骤三、建立换道准备和换道执行过程的安全距离模型和安全速度模型；

步骤四、建立一体化轨迹优化模型，对换道准备和执行过程中的时间和加速度进行优化，得到满足安全、效率和舒适性的最优轨迹：引入舒适性权重参数α构造在安全距离模型和安全速度模型约束下的一体化车辆换道成本函数J：

式中， 表示车辆n在换道准备过程的最大加速度， 表示车辆n在换道执行过程的最大加速度，tfmax表示车辆n最大的换道完成总时间，tf表示换道总时间， 表示换道车辆n在换道准备过程中受到车辆n‑1影响的期望安全速度， 分别表示换道车辆n在换道执行过程中受到车辆n‑2和车辆n+2影响的期望安全速度。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶换道准备和执行一体化轨迹规划方法，其特征在于：所述换道轨迹的曲率函数K的表达式为：其中，0≤xn≤xf，yf≥0。

3.根据权利要求1所述的自动驾驶换道准备和执行一体化轨迹规划方法，其特征在于：步骤三所述建立换道准备和换道执行过程的安全距离模型的方法为：(1)按如下公式计算车辆n‑1和车辆n的刹车距离其中：xn‑1(t)、xn(t)分别表示车辆n‑1和车辆n在t时刻的纵向位置坐标，vn‑1(t)、vn(t)分别表示车辆n‑1和车辆n在t时刻的速度，bn‑1、bn分别表示车辆n‑1和车辆n的最大减速度，τ为后车n的反应时间；

(2)按如下公式计算换道车辆n与当前车道前车n‑1和与目标车道前车n‑2的最小安全其中，ln‑1，ln‑2分别是车辆n‑1、车辆n‑2的车身长度，xn‑2(t)为车辆n‑2在t时刻的纵向位置坐标，vn‑2(t)表示车辆n‑2在t时刻的速度，bn‑2表示车辆n‑2的最大减速度；

(3)计算换道车辆n和目标车道后车n+2的安全间隙其中，ln为车辆n的车身长度，xn+2(t)表示车辆n+2在t时刻的纵向位置坐标，vn+2(t)表示车辆n+2在t时刻的速度，bn+2表示车辆n+2的最大减速度。

4.根据权利要求3所述的自动驾驶换道准备和执行一体化轨迹规划方法，其特征在于：步骤三所述建立换道准备和换道执行过程的安全速度模型的方法为：(1)计算换道车辆n在换道准备过程中受到车辆n‑1影响的期望安全速度 车辆在换道准备过程中的vn(t)小于

(2)计算换道车辆n在换道执行过程中受到车辆n‑2影响的期望安全速度 车辆在执行过程中的速度小于

(3)计算换道车辆n在换道执行过程中受到车辆n+2影响的期望安全速度 车辆在执行过程中的速度大于