[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

说明书

本发明公开了一种基于轨迹规划的自动驾驶车辆避障控制方法及系统，该方法包括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。本发明能够使智能车辆自动驾驶转弯避障或者轨迹跟踪时达到好的控制效果。

技术领域

本发明涉及车辆控制技术领域，特别是一种基于轨迹规划的自动驾驶车辆避障控制方法及系统。

背景技术

轮毂电机将电动机、传动系和制动器集成为一体，其体积小，比功率大。由于轮毂电机中集成了传动系，所以电动轮驱动汽车上取消了传统的离合器、变速器、传动轴、差速器、等速万向节和半轴等部件，使汽车底盘结构简化，提高了传动的效率，降低了整车质量。

能源转型战略的推进，电能作为清洁能源，必然助长电动汽车的发展。目前，对轮毂电机驱动的汽车的研究主要集中在轮毂电机驱动技术上，而对差动转向系统及其路感控制技术的研究还很少，自主驾驶电动汽车是未来车辆的发展方向，基于轨迹规划的自动驾驶车辆差速转向控制必然成为未来自动驾驶智能车辆的一个重要研究方向。

如何控制四轮独立转向汽车避开障碍物，是本领域技术人员亟待解决的重要问题之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于轨迹规划的自动驾驶车辆避障控制方法，以解决现有技术中的技术问题，它能够使智能车辆自动驾驶转弯避障或者轨迹跟踪时达到好的控制效果，增加车辆转向操纵灵敏性的行驶平顺性。

本发明提供了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，其中，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。

如上所述的基于轨迹规划的自动驾驶车辆避障控制方法，其中，优选的是，步骤S1包括如下步骤，

步骤S1中的避障轨迹为多项式拟合曲线。

如上所述的基于轨迹规划的自动驾驶车辆避障控制方法，其中，优选的是，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 均为系数。

如上所述的基于轨迹规划的自动驾驶车辆避障控制方法，其中，优选的是，

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：