[发明专利]一种行人过街工况下车辆避撞轨迹的规划方法有效
申请号: | 202010176767.5 | 申请日: | 2020-03-13 |
公开(公告)号: | CN111391828B | 公开(公告)日: | 2021-06-15 |
发明(设计)人: | 王春燕;冯健;匡登明;赵万忠;施帅朋;颜伸翔;何鹏;吴子涵 | 申请(专利权)人: | 南京航空航天大学 |
主分类号: | B60W30/095 | 分类号: | B60W30/095 |
代理公司: | 江苏圣典律师事务所 32237 | 代理人: | 韩天宇 |
地址: | 210016 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 行人 工况 车辆 轨迹 规划 方法 | ||
本发明公开了一种行人过街工况下车辆避撞轨迹的规划方法,当车辆前方突然出现过街的行人时,规划出一系列避撞候选轨迹,具体包括空间上的路径规划和时间上的运动规划;然后将该候选轨迹传输给优化模块以安全性、稳定性和交通高效性指标进行多目标优化得到一条最优轨迹。本发明在行人过街工况下给车辆实时规划一条安全稳定高效的轨迹以实现主动避撞,能够保证车辆安全稳定高效的避开障碍物。
技术领域
本发明涉及高级辅助驾驶技术,尤其涉及一种行人过街工况下车辆避撞轨迹的规划方法。
背景技术
最近的数十年以来,越来越多的从业者投入到智能驾驶的研究中,并且已经有谷歌等高科技公司联合特斯拉、沃尔沃等全球汽车公司在主动避撞系统等高级辅助驾驶的领域取得了丰硕的成果。然而,作为ADAS的重要组成部分之一,主动避撞系统要想在真实的交通环境中应对所有复杂的交通场景带来的各种不确定性因素从而确定一条能够保证各类交通体安全的轨迹还有很长的路要走。传统的主动避撞系统主要针对的障碍物对象是纵向前方紧急制动的车辆和邻近车道换道的车辆,然而根据世界卫生组织(WHO)2013年发布的报告显示,全球每年道路交通死亡人数达到124万,其中行人死亡占22%。
作为交通环境中两个智能体,一方面行人具有极强的机动性,其决策受周围车辆的运动状态所影响,使得其未来状态难以准确预测;另一方面,行人运动会给汽车正常行驶带来许多的不确定性因素,从而使驾驶员的避撞决策出现混乱。这使得针对于车辆间的避撞系统难以直接用于行人避撞。
此外,轨迹规划技术是高级辅助驾驶系统的关键技术之一,同时,对于行人避撞的安全性较高使得对于车辆的运动状态有着较高要求,然而传统的轨迹规划研究多集中于空间上的路径规划,而忽略时间上的运动规划。因此,在行人过街的工况下,对于车辆的时间上的运动规划和空间上的路径规划同等重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷,提供一种行人过街工况下车辆避撞轨迹的规划方法。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种行人过街工况下车辆避撞轨迹的规划方法,包括以下步骤:
步骤1),在车辆内设置速度传感器、GPS和雷达,实时获得车辆和行人的位置、速度信息;
步骤2),以检测到行人的时间点为避撞初始时刻;
在初始时刻:以车辆俯视图最前端一点作垂直于道路方向上的直线为Y轴,以车辆右侧道路的边界为X轴,X轴、Y轴的交点为原点,车辆行驶方向为X方向,行人行走方向为Y方向,将车辆和行人的位置转换为坐标系内的坐标;
步骤3),规划车辆避撞过程中行驶的空间上的几何路径:
步骤3.1),令行人垂直于道路方向过街,以初始时刻时行人质心在地面的投影点为宽中点、宽为1米、长为道路宽度的矩形区域作为行人过街区域,即碰撞区域,同时以车辆到达碰撞区域的时间点为避撞末时刻,结合车辆在避撞初始时刻所在位置,利用五次多项式拟合路径:
式中,x为车辆沿平行于道路方向上的位置,y为车辆沿垂直于道路方向上的位置,xf和yf分别为避撞末时刻车辆的横纵坐标位置;ai为五次多项式的系数;
步骤3.2),车辆避撞过程中,根据车辆在避撞过程中的初始和末时刻的位置信息、速度信息和加速度信息共6个约束确定ai:
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