[发明专利]一种基于人工势场法的智能车辆换道轨迹规划系统及方法

摘要

本发明公开一种基于人工势场法的智能车辆换道轨迹规划系统及方法，计算单元计算出前方障碍车辆的斥力场和智能车辆的最大横向安全加速度，决策单元进行宏观决策得到智能车辆直行或换道的动作指令，并将动作指令、斥力场和当前车速发送给路径规划模块，路径规划模块进行路径规划得到路径点坐标并发送给速度规划模块和车辆控制模块，速度规划模块进行速度规划，得到每一个路径点坐标处的最大安全速度，车辆控制模块根据规划好的路径点坐标和最大安全速度控制智能车辆行驶在规划好的轨迹上；本发明借鉴人工势场法中的障碍物斥力场模型，考虑了最大横向安全加速度和道路曲率的约束，使得规划出的路径更加安全可靠。

主权项

1.一种基于人工势场法的智能车辆换道轨迹规划系统，包括地图数据下载模块、GPS/INS位置定位模块、雷达监测模块、车辆参数读取模块和车辆控制模块，其特征是：地图数据下载模块获取智能车辆的全局路径信息I并发送到计算单元，GPS/INS位置定位模块采集智能车辆与前方障碍车辆之间的最短距离ρ_ob、采集智能车辆的侧倾角以及航向角θ信息，并将信息发送给计算单元，雷达监测模块获取智能车辆周围的障碍物信息Oi并发送到决策单元，车辆参数读取模块读取车辆的当前速度v和车辆自重m并发送到计算单元，计算单元计算出前方障碍车辆的斥力场U和智能车辆的最大横向安全加速度a_s,并将斥力场U和智能车辆当前速度v信息发送给决策单元，将最大横向安全加速度a_s和当前速度v信息发送给速度规划模块，决策单元进行宏观决策得到智能车辆直行或换道的动作指令e，并将动作指令e、斥力场U和当前车速v发送给路径规划模块，路径规划模块进行路径规划得到路径点坐标(x_i,y_i)，并发送给速度规划模块和车辆控制模块，速度规划模块进行速度规划，得到每一个路径点坐标(x_i,y_i)处的最大安全速度v(x_i)_max并发送给车辆控制模块。