[发明专利]一种车辆变道轨迹规划方法、装置、设备及介质

权利要求书

1.一种车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，包括：

确定目标车辆在变道过程中的初始车道和目标车道，并确定出所述初始车道和所述目标车道之间的车道边界线；

基于目标运动信息确定出所述目标车辆在所述初始车道的第一状态条件、在所述车道边界线的第二状态条件和在所述目标车道的第三状态条件；

确定预先设置的用于表征横纵向变道轨迹的目标模型，并基于所述第一状态条件、所述第二状态条件和所述目标模型获取所述初始车道和所述车道边界线之间的第一变道轨迹，以及基于所述第二状态条件、所述第三状态条件和所述目标模型获取所述车道边界线和所述目标车道之间的第二变道轨迹；

在预设约束条件下连接所述第一变道轨迹和所述第二变道轨迹，以得到所述目标车辆在变道过程中的总变道轨迹。

2.根据权利要求1所述的车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，还包括：

利用GPS定位设备确定出所述目标车辆在所述初始车道中的初始坐标位置，并以所述初始坐标位置为原点建立目标坐标系；

基于所述目标车辆的横向移动距离和纵向移动距离确定出所述目标车辆在所述目标坐标系中的横纵坐标位置；

基于所述横纵坐标位置、纵向行驶速度、纵向行驶加速度以及所述横向移动距离对所述纵向移动距离的一阶导数和二阶导数构建状态条件表达式。

3.根据权利要求2所述的车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，所述在预设约束条件下连接所述第一变道轨迹和所述第二变道轨迹之前，还包括

以所述目标车辆为原点，并以道路中心线的切向量方向和法向量方向作为互相垂直的坐标轴建立Frenet坐标系；

将所述目标坐标系中所述第一变道轨迹和所述第二变道轨迹中的坐标点转化为Frenet坐标系中的目标坐标点，以得到坐标系转化后的第一变道轨迹和第二变道轨迹。

4.根据权利要求2所述的车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，所述基于目标运动信息确定出所述目标车辆在所述初始车道的第一状态条件、在所述车道边界线的第二状态条件和在所述目标车道的第三状态条件，包括：

获取包括车辆纵向行驶速度、车道宽度、车辆横摆角和预设纵向变道位移的目标运动信息；所述预设纵向变道位移包括所述初始车道和所述车道边界线之间的第一预设纵向变道位移以及所述车道边界线和所述目标车道之间的第二预设纵向变道位移；

利用所述车辆纵向行驶速度和所述预设纵向变道位移确定出变道时间，并利用所述车辆纵向行驶速度和所述车辆横摆角确定出车辆横向行驶速度，以及利用所述变道时间和所述车辆横向行驶速度确定出横向行驶加速度；

将所述车辆纵向行驶速度、所述车道宽度、所述预设纵向变道位移、所述变道时间、所述车辆横向行驶速度和所述横向行驶加速度代入所述状态条件表达式，以确定出所述目标车辆在所述初始车道的第一状态条件、在所述车道边界线的第二状态条件和在所述目标车道的第三状态条件。

5.根据权利要求4所述的车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，所述获取包括车辆纵向行驶速度、车道宽度、车辆横摆角和预设纵向变道位移的目标运动信息的过程中，还包括：

利用传感器获取车辆纵向行驶速度，并利用高精度地图获取车道宽度，以及利用电子稳定系统获取车辆横摆角。

6.根据权利要求4所述的车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，还包括：

对所述目标运动信息中的预设纵向变道位移设置若干个不同的取值条件，并重复执行所述基于目标运动信息确定出所述目标车辆在所述初始车道的第一状态条件、在所述车道边界线的第二状态条件和在所述目标车道的第三状态条件的步骤，直到得到相应数量个与每一取值条件对应的总变道轨迹；

确定每一所述总变道轨迹中的横向行驶加速度，并将横向行驶加速度最小值对应的总变道轨迹确定为最优变道轨迹，以便所述目标车辆基于所述最优变道轨迹进行变道操作。