[发明专利]基于轨迹规划的自动驾驶车辆避障控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于轨迹规划的自动驾驶车辆避障控制方法，所述自动驾驶车辆为四轮独立控制车辆，其特征在于：包括以下步骤：

S1，获取静态障碍物环境下的避障轨迹及其关于时间的方程组；

S2，获取障碍物的坐标信息及体积信息，并根据障碍物的坐标信息及体积信息设置约束条件；

S3，根据所述避障轨迹对应的参数方程及约束条件，求出最优避障路径；

S4，求出最优避障路径的曲率公式，并根据该曲率公式求出曲率半径关于时间的参数方程；

S5，将曲率半径关于时间的参数方程作为转弯半径关于时间的参数方程，求解各个车轮的转向角及各个车轮的目标转速；

S6，分别控制各个车轮按对应的转向角和目标转速转动。

2.根据权利要求1所述的基于轨迹规划的自动驾驶车辆避障控制方法，其特征在于：

步骤S1中的避障轨迹为多项式拟合曲线。

3.根据权利要求2所述的基于轨迹规划的自动驾驶车辆避障控制方法，其特征在于：步骤S1中的避障轨迹对应的关于时间的参数为5次多项式；

步骤S1中避障轨迹及其关于时间的方程组为

其中，x、y为关于时间t的函数；A、B、C、D、E、G、H、I、J、K，F、L均为系数。

4.根据权利要求3所述的基于轨迹规划的自动驾驶车辆避障控制方法，其特征在于：

步骤S2中，约束条件的数量与障碍物的数量相等；

所述约束条件为：

(x-x₁)²+(y-y₁)²≥L₁²

其中，x₁和y₁为分别为某一障碍物的横坐标和纵坐标；L₁为车辆外接圆的半径与障碍物的外接圆半径之和。

5.根据权利要求4所述的基于轨迹规划的自动驾驶车辆避障控制方法，其特征在于：

步骤S3包括如下具体步骤，

S31，建立最优轨迹优化模型，其中，最优轨迹优化模型为：

S32，建立任意时刻的避障约束条件，其中，约束条件为：

其中，(xn,yn)为第n个障碍物的中心点的坐标，Ln为第n个障碍物的外接圆半径与车辆的外接圆半径之和；max[y₁,y₂,......y_n]表示各障碍物中心坐标中，Y向坐标的最大值；max[x₁,x₂,......x_n]表示各障碍物中心坐标中，X向坐标的最大值；max[A₁,A₂,......A_n]表示各障碍物外接圆半径中最大值；t0为避障时间；

S33，根据最优轨迹优化模型和避障约束条件，求解最优短轨迹对应的参数A、B、C、D、E、G、H、I、J、K；

S34，根据S33中的结果得到最优轨迹对应的参数方程。

6.根据权利要求5所述的基于轨迹规划的自动驾驶车辆避障控制方法，其特征在于：步骤S4具体包括，

S41，求出最优避障路径的曲率公式，其中，该曲率公式为：

其中，K表示出最优避障路径的曲率；

S42，根据步骤S41中的曲率公式，求出最优避障路径对应的曲率半径公式，该公式为：

其中，ρ为最优避障路径上各点对应的轨迹曲率半径。