[发明专利]一种车道变更轨迹规划系统

说明书

本发明涉及一种车道变更轨迹规划系统，具体包括车道变更系统和车道变更轨迹规划方法，车道变更系统包括摄像头、雷达、通信系统、定位系统、IMU组件、里程计、HMI模块、电子控制系统及运动操作系统；车道变更轨迹规划方法包括：接收换道指令、获取周边环境信息、本车辆以及目标车道车辆的运动信息、数据处理、计算车道变更的轨迹函数等步骤，本发明基于已有的理想五次多项式型车道变更轨迹规划函数，综合分析道路曲率的影响，在直道和弯道等不同道路情况下设计一种考虑车辆初始运动状态及道路曲率的车道变更轨迹规划系统，为智能汽车在换道时设计合理的运动路径，进而获得更为平稳安全的车道变更过程。

技术领域

本发明涉及一种车道变更轨迹规划系统，特别涉及一种考虑车辆初始运动状态和道路曲率的车道变更系统及车道变更轨迹规划方法。

背景技术

智能汽车不仅代表着传统汽车技术的提升，而且还是提高车辆安全性与使用效率的一种重要的技术手段，其技术架构一般可分为“环境感知-规划决策-车辆控制”。其中，规划决策是自动驾驶领域亟需攻克的关键技术。

智能汽车在日常行驶时，大部分时间处在车道保持与车道变更的状态。在车道变更系统的设计中，轨迹规划常常是继车道变更决策之后最重要的子问题之一。轨迹规划是指为保证车辆安全可行地行驶至目标位置，根据车辆周围障碍物信息而规划出一条符合车辆动力学的光滑连续的轨迹。轨迹规划受制于周围环境信息的复杂性、道路信息的多变性和车辆自身运动状态信息的约束性，利用以上各种信息和规则规划出的车道变更轨迹既要满足安全可行性，又要达到快速平稳性的要求。

在现有的研究成果中，已存在几种比较理想的车道变更轨迹算法，然而，由于不同轨迹几何特性的不同，需找到更能满足驾驶员预期的轨迹线。同时，由于车辆初始状态具有很大不确定性，道路的曲率也会对轨迹跟踪时的精度产生一定的影响，因此有必要在轨迹规划时对车辆初始状态以及道路的曲率进行考虑，进而提供一种更全面、换道过程更为平稳安全的主动式车道变更轨迹规划算法及与其搭配使用的车道变更系统。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，基于已有的理想五次多项式型车道变更轨迹规划函数设计一种考虑车辆初始运动状态及道路曲率的车道变更轨迹规划系统，在保证车道变更安全性的基础上提高换道过程的平稳性及舒适性；并且提供一种配套使用的考虑车辆初始状态及道路曲率的车道变更系统。