[发明专利]一种基于道路曲率的常规行驶车速规划策略

权利要求书

1.一种基于道路曲率的常规行驶车速规划策略，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：通过本车环境感知系统和路径规划系统获取车辆前方一段弧长为L的目标路径上所有目标点的坐标信息{(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，…，(x_N,y_N)}以及车辆自身位置信息(X_v,Y_v)；

步骤S2：根据已知目标路径上所有目标点的坐标信息{(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，…，(x_N,y_N)}和本车位置信息(X_v,Y_v)，计算距离本车位置最近的最近点(x_n,y_n)；

步骤S3：根据预瞄距离l_d确定预瞄点(x_p,y_p)，进而计算汽车当前位置信息(X_v,Y_v)与预瞄点连线的直线方程f(x')；

步骤S4：遍历最近点与预瞄点之间的所有目标点，计算这些点与步骤S3中直线f(x')的距离d_i，i＝1,2,…，进而确定最大距离点(x_m,y_m)；

步骤S5：计算最大距离点(x_m,y_m)处的曲率半径R，根据R计算最大距离点期望车速，当前采用计算公式为：

V_des＝a/(1+e^-b*(R-c)) (1)

其中，a,b,c为调节参数，a决定车速变化范围，b决定车速随曲率的变化率，c决定最低车速；

步骤S6：计算最大距离点(x_m,y_m)与当前车辆位置(X_v,Y_v)间的距离s，根据公式a_des＝(V_t²-V_des²)/(2*s)计算实现以当前车速V_t减速到最大距离点期望车速V_des的期望减速度；

步骤S7：比较步骤S6中减速度a_des与设定的舒适减速度a_c，若a_des≥a_c，则保持当前车速；若a_des＜a_c，则以a_des进行减速。

2.根据权利要求1所述的一种基于道路曲率的常规行驶车速规划策略，其特征在于：所述步骤S3中，预瞄点(x_p,y_p)的确定方式如下：

1)根据如下公式确定预瞄距离：

式中，l_{d_min}为预瞄距离下限值；

2)根据步骤S1中车辆自身位置(X_v,Y_v)和步骤S1中最近点(x_n,y_n)，从最近点开始依次计算已知目标路径点与汽车位置间的距离l_i，i＝1,2,…，以满足误差限l_th的第一个点作为预瞄点，即满足|l_i-l_d|≤l_th，返回该点坐标；若无满足条件的目标点，则返回最后一个已知目标路径点的坐标。

3.根据权利要求1所述的一种基于道路曲率的常规行驶车速规划策略，其特征在于：所述步骤S5中，关于最大距离点(x_m,y_m)处的曲率半径R的确定方式为：

步骤501：获取以最大距离点为中心点，前后距离s₀范围内的路径点；

步骤502：利用这些路径点，以最小二乘法进行圆弧拟合；

步骤503：根据拟合方程，得到最大距离点处的曲率半径R。

4.应用权利要求1所述的基于道路曲率的常规行驶车速规划策略的一种基于道路曲率的常规行驶车速规划装置，其特征在于：包括

目标数据获取装置，用于通过本车环境感知系统和路径规划系统获取车辆前方一段弧长为L的目标路径上所有目标点的坐标信息以及车辆自身位置信息；

最近点位置计算装置，用于根据已知目标路径上所有目标点的坐标信息和车辆自身位置信息计算距离本身位置最近的最近点；

最大距离点计算装置，用于根据预瞄距离l_d确定预瞄点，进而计算汽车当前位置与预瞄点连线的直线方程；遍历最近点与预瞄点之间的所有目标点，计算这些点与直线的距离，进而确定最大距离点；

目标点车速计算装置，用于计算最大距离点处的曲率半径，根据曲率半径计算此点期望车速；

期望减速度获取装置，用于计算最大距离点与当前车辆位置间的距离，根据公式计算实现以当前车速减速到最大距离点期望车速的期望减速度；

结果执行装置，用于比较期望减速度与设定的舒适减速度从而控制车轮保持当前车速或者进行减速。