[发明专利]一种无人驾驶赛车制动与转向协同避撞控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种无人驾驶赛车制动与转向协同避撞控制方法及系统，其包括以下步骤：规划转向避撞路径；设计转向避撞时车辆的纵向安全距离；采集转向避撞时车辆的横向加速度和纵向加速度，并结合纵向安全距离，采用粒子群算法设计避撞过程中车辆的最优纵向加速度和避撞过程中车辆最大横向加速度；控制车辆在车辆转向避撞时，执行的纵向加速度为最优纵向加速度和横向加速度为不大于最大横向加速度。本发明能够实现紧急情况下安全避撞，同时保证避撞过程中的稳定性。

技术领域

本发明属于无人驾驶领域，具体涉及一种无人驾驶赛车制动与转向协同避撞控制方法及采用所述控制方法的无人驾驶赛车制动与转向协同避撞控制系统。

背景技术

在无人驾驶方程式赛车进行竞速行驶时，前方可能发生意外情况需要紧急避撞，目前已有赛车设计了主动紧急制动系统(Autonomous Emergency Braking，AEB)，虽然AEB系统可以通过制动在一定程度上减少碰撞事故的发生，然而当侧方有赛车向前插入或者前方赛车骤然减速时，两车之间的距离会突然减小，这使得赛车即使以最大的制动减速度进行减速制动时仍也无法避免碰撞的发生。有些赛车采取了转向避撞方法，而单纯采取转向措施在两车相对车速较小时亦无法完全避免碰撞的发生。

发明内容

基于此，有必要针对现有无人驾驶方程式赛车在前方赛车突然减速或侧方赛车向前插入时，不能安全稳定行驶与避撞的技术问题，提供一种无人驾驶赛车制动与转向协同避撞控制方法及采用所述控制方法的无人驾驶赛车制动与转向协同避撞控制系统。

本发明采用以下技术实现，一种无人驾驶赛车制动与转向协同避撞控制方法，其包括以下步骤：

一、规划转向避撞路径；

二、设计转向避撞时车辆的纵向安全距离d_safe，

三、采集转向避撞时车辆的纵向加速度a_X1和横向加速度a_Y1，并结合纵向安全距离d_safe，采用粒子群算法设计避撞过程中车辆的最优纵向加速度a_X1优和避撞过程中车辆最大横向加速度a_Y1,max；

四、控制车辆在车辆转向避撞时，执行的纵向加速度为最优纵向加速度a_X1优和最大横向加速度a_Y1,max。

作为上述方案的进一步改进，所述转向避撞路径的规划方法包括以下步骤：

I建立大地坐标系，所述大地坐标系的原点是所述转向避撞路径启动规划时车辆的位置，车辆纵向位移方向为X轴方向，车辆横向位移方向为Y轴方向；；

II采用一元五次多项式方程来描述在转向避撞过程中车辆质心随时间t横向移动的横向位移路径Y₁(t)：

Y₁(t)＝a₀+a₁(t-t₀)+a₂(t-t₀)²+a₃(t-t₀)³+a₄(t-t₀)⁴+a₅(t-t₀)⁵

其中，a₀、a₁、a₂、a₃、a₄、a₅为所述一元五次多项式方程的系数；

t₀为所述转向避撞路径开始时的时间；