[发明专利]自动驾驶车辆实时轨迹规划方法

权利要求书

1.一种自动驾驶车辆实时轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，实时获取自车及周边环境相关信息；

S2，基于所述自车及周边环境的相关信息，生成参考轨迹以及基于所述参考轨迹进而确定的可行轨迹簇和所述可行轨迹簇中的每一条可行轨迹对应的速度；

S3，根据所述可行轨迹和其相对应的速度，利用以安全性和高效性为驾驶目标的目标优化函数，计算每一条所述可行轨迹的作用量，并选择具有最小作用量的可行轨迹作为期望最优轨迹，并优化得到与所述期望最优轨迹对应的期望最优速度；所述目标优化函数根据最小作用量原理和等效力方法获得；

S3中的所所述目标优化函数表示成式(1)：

式(1)中，S_Risk为所述可行轨迹的作用量，t₀为所述可行轨迹的采样初始端对应的时刻，tf为所述可行轨迹的采样终端对应的时刻，n表示交通场景中道路使用者的使用数量，i为其它道路使用者的编号，j为自车的编号，m_j为自车j的质量，v_i为其它道路使用者i的速度，v_j为自车j的速度，R_j为自车j行车过程中的等效阻力，G_j为自车j受到道路产生的等效吸引力，v_j，x为自车j的沿x轴方向的速度，F_ji为其他道路使用者i对自车j的作用力；

所述期望最优速度(v_j，x，v_j，y)由下面的方程组(2)计算得到：

式(2)中，L_X为最小作用量x轴分量；L_Y为最小作用量y轴分量；v_j，x为自车j沿x轴方向的速度；v_j，y为自车j沿x轴方向的速度；v_i，x为其他道路使用者i沿x轴方向的速度；v_i，y为其他道路使用者i沿y轴方向的速度；F_ji，x为其他道路使用者i对自车j的作用力沿x轴方向的分量；F_ij，y为自车j对其他道路使用者i的作用力沿y轴方向的分量。

2.如权利要求1所述的自动驾驶车辆实时轨迹规划方法，其特征在于，S2具体包括如下步骤：

S21，生成和平滑参考轨迹；

S22，将所述参考轨迹由其生成的笛卡尔坐标系坐标转换到曲线坐标系中；

S23，在所述曲线坐标系中，通过沿s轴方向对所述参考轨迹进行不同的横向偏移，生成所述可行轨迹簇；

S24，根据道路边界约束条件、运动约束和交通法规限制，利用梯形线速度曲线生成对每一条所述可行轨迹对应的速度。

3.如权利要求2所述的自动驾驶车辆实时轨迹规划方法，其特征在于，S21的“生成所述参考轨迹”具体包括：

采取五次Bezier曲线生成所述参考轨迹，所述五次Bezier曲线的具体表达为式(3)：

P(t)＝(1-t)⁵P₀+5(1-t)⁴tP₁+10(1-t)³t²P₂+10(1-t)²t³P₃+5(1-t)t⁴P₄+t⁵P₅ (3)

式(3)中，P₀为所述Bezier曲线的第一个控制点，P₁为所述Bezier曲线的第二个控制点，P₂为所述Bezier曲线的第三个控制点，P₃为所述Bezier曲线的第四个控制点，P₄为所述Bezier曲线的第四个控制点，P₅为所述Bezier曲线的第六个控制点，P(t)为前6个控制点与Bezier基函数乘积之和，t为所述Bezier曲线的时间参数。