[发明专利]一种动态驾驶环境下智能车辆变道轨迹规划方法

说明书

本发明公开了一种动态驾驶环境下智能车辆变道轨迹规划方法，包括如下步骤：步骤一、分别确定本车的纵向参考变道轨迹和横向参考变道轨迹，作为本车参考变道轨迹模型；步骤二、根据交通环境信息以及本车的运动状态信息判断所述参考变道轨迹模型是否安全；步骤三、当判断所述参考变道轨迹模型不安全时，对所述参考变道轨迹模型进行修正，得到修正变道轨迹模型；步骤四、判断所述修正变道轨迹模型是否可行；其中：当所述修正变道轨迹模型可行时，本车按照所述修正轨迹模型完成变道；当所述修正变道轨迹模型不可行时，保持当前车道行驶。

技术领域

本发明属于动态驾驶环境与变道轨迹规划技术领域，特别涉及一种动态驾驶环境下智能车辆变道轨迹规划方法。

背景技术

交通事故的研究报告表明，因人为操作失误引发的交通事故达到交通事故总量的90％。其中，对交通状态估计不准确，违章操作是造成各种交通事故的主要因素。随着先进的传感和控制技术的发展，智能车辆主动变道系统被认为是一种既能减轻驾驶员工作负担又能提高驾驶安全性的解决方案。车辆轨迹规划的优越与否对智能车辆安全、通畅、迅速地在道路中行驶具有决定作用。轨迹规划是行为决策的体现，也是轨迹跟踪的前提与基础。一个完整的主动变道系统有四个模块：感知与通信模块、决策模块、轨迹规划模块和执行模块。基于感知与通信模块，决策模块会做出合理的指令，轨迹规划模块在收到变道需求后提供可行的参考轨迹供执行模块执行转向与纵向操作，使车辆遵循参考轨迹行驶。智能车辆主动变道系统的设计必须考虑许多约束，如避免碰撞和驾驶舒适性。作为智能汽车在自动驾驶过程中的基本控制技术，轨迹跟踪控制方法要求车辆在规定时间内通过轨迹规划系统预先设定的位置。然而生成计算简单、响应快速的行驶轨迹只适用于基本的结构化道路，且轨迹规划方法大多都没有考虑外界干扰以及参数变化等因素对该过程产生的影响，而这种影响在紧急工况下更加不能忽略。

一般地，车辆变道轨迹规划需要满足的要求众多且苛刻，因此没有动力学校正能力的常规轨迹规划方法仅适用于计划两个固定点之间的基准轨迹，传统的基于周围交通状态在车道变换期间生成恒定的参考规划轨迹的方法在多数复杂交通环境和周围出现随机不确定性车辆时会产生错误的判断，而这种决策往往会将突发状况转变为严重的交通事故。

发明内容

本发明设计开发了一种动态驾驶环境下智能车辆变道轨迹规划方法，包括纵向和横向的轨迹规划模型；纵向模型确定当前行驶条件下的无碰撞终点，且根据特定的交通状况更新该终点，而横向模型可以规划从车辆当前位置到变化目的地的可行轨迹；本发明的目的是基于智能车辆变道道轨迹规划能够使智能车辆成功完成变道，避免车辆沿着固定的参考轨迹行驶引起碰撞。

本发明提供的技术方案为：

一种动态驾驶环境下智能车辆变道轨迹规划方法，包括：

步骤一、分别确定本车的纵向参考变道轨迹和横向参考变道轨迹，作为本车参考变道轨迹模型；

步骤二、根据交通环境信息以及本车的运动状态信息判断所述参考变道轨迹模型是否安全；

步骤三、当判断所述参考变道轨迹模型不安全时，对所述参考变道轨迹模型进行修正，得到修正变道轨迹模型；

步骤四、判断所述修正变道轨迹模型是否可行；其中：

当所述修正变道轨迹模型可行时，本车按照所述修正轨迹模型完成变道；

当所述修正变道轨迹模型不可行时，保持当前车道行驶。

优选的是，在所述步骤一中，确定本车纵向参考变道轨迹为：

其中，β₂＝(8π³·t-4πAB²+2π·t·A²·B²)·e^A·t；