近年来汽车产业为了顺应时代的发展,在技术上不断地创新,智能汽车凭借其先进的传感器和车联网技术,有助于缓解交通压力,降低事故发生率,并且能够保护人们的生命安全。车辆换道在驾驶过程中是非常普遍的,数据表明交通事故中有一部分的原因就是车辆进行车道更换引起的。因此,对于车辆进行自主换道的研究就显得十分重要了。本文主要从车辆自主换道决策、轨迹规划和轨迹跟踪三个方面进行研究。（1）通过对车辆换道行为分析,本文重点研究的是车辆自由换道的情形。接着通过简化换道场景,引入期望车速和期望车距来描述车辆的换道意图,最后创建换道最小安全距离模型,从而进一步保证换道的安全性和可行性。通过纵向匀速和匀加速换道两种对比实验,得出车辆纵向匀加速换道比匀速换道在同等情况下更为可行,从而验证了换道安全距离模型的正确性。（2）接着搭建基于五次多项式函数的换道轨迹模型,根据换道初始时刻和结束时刻车辆状态量,确定换道轨迹函数。仿真结果表明轨迹变化连续平稳光滑,符合实际情况。同时考虑到换道舒适性和换道效率,设计换道轨迹优化控制器,结合约束条件并引入权重系数进行分析,得出了不同权重比下的换道最优时间,使得车辆的换道轨迹更加优化。（3）通过建立简化后的车辆动力学模型,创建线性模型预测控制器,以实现对换道轨迹的跟踪。控制器以车辆的前轮转角为控制量,并加入输入量约束、输出量约束和控制增量约束,转为二次规划的情形,接着再进行优化求解,从而完成整个系统的控制。仿真结果表明建立的预测控制模型有着较好的轨迹跟踪能力,车辆可以安全稳定的进行换道,同时控制器参数的合理选取有助于提高轨迹跟踪的精度和稳定性。（4）最后在Prescan、Carsim和Matlab中搭建联合仿真实验,设置仿真参数和对比实验,得出的结果都在约束条件范围内,车辆可以安全平稳地进行自主换道,从而验证了本文的车辆自主换道方法的可行性。