[发明专利]一种避障轨迹规划方法、系统及车辆

说明书

本发明提供了一种避障轨迹规划方法、系统及车辆，应用于车辆，其中，所述方法综合考虑了动态障碍物与车辆第一候选轨迹上预设轨迹点之间的两个距离值、以及动态障碍物与车辆之间的合成速度因素的三元素数据，输入预设规避模型计算得到的威胁值，可以准确判断车辆是否会在上述预设轨迹点处与动态障碍物发生碰撞，由此可以将发生碰撞的预设轨迹点对应的第一候选轨迹筛除，从而得到安全、合理且可以适应全方位/动态/多移动障碍物的复杂实际交通工况的第二候选轨迹。

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种避障轨迹规划方法、系统及车辆。

背景技术

当前，自动驾驶技术已成为研究热点。

现阶段，自动驾驶技术主要包括感知层、规划层和控制层这三个组成部分。其中，感知层用于感知车辆及车辆周边环境信息；规划层用于根据自车状况、周边环境信息以及车辆所受约束、障碍物干扰、舒适性和轨迹长度等因素，通过优化所设计的权重函数，生成一条由当前状态到期望状态的安全、舒适且可行驶的局部最优轨迹，作为参考信号输入到控制层中；而控制层则用于根据规划层所提供的局部最优轨迹，控制车辆行驶。

但是，现有自动驾驶技术的轨迹规划中，将轨迹与速度分开规划，且其他车辆等障碍物的运动状态可能随时会发生变化，从而导致所规划的轨迹变得不合理，无法有效适应不断变化的实际驾驶环境，进而影响乘坐舒适性，甚至发生行车危险。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种避障轨迹规划方法、系统及车辆，以解决现有自动驾驶技术的轨迹规划方法不够合理，造成所规划的轨迹无法有效适应不断变化的实际驾驶环境的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种避障轨迹规划方法，应用于车辆，其中，所述方法包括：

基于车辆的当前行驶状态数据构建候选轨迹集，所述当前行驶状态数据包括车辆当前质心位置坐标、车辆当前质心速度大小和车辆当前质心运行方向，所述候选轨迹集包括多个第一候选轨迹；

将所述候选轨迹集输入预设规避模型，得到预设规避模型输出的目标轨迹集；其中，所述目标轨迹集包括多个第二候选轨迹，所述预设规避模型用于根据三元素数据，计算所述各个第一候选轨迹的威胁值，并将所述候选轨迹集中威胁值大于预设值的第一候选轨迹筛除，得到目标轨迹集；

从所述目标轨迹集中选取一条第二候选轨迹作为目标轨迹；

按照所述目标轨迹控制所述车辆运行；

其中，所述三元素包括第一候选轨迹上预设轨迹点到距离最近点之间的第一直线距离、潜在碰撞点到所述距离最近点的第二直线距离、动态障碍物的质心速度与所述预设轨迹点处对应的车辆规划质心速度的速度矢量和。

进一步地，所述的方法中，所述动态障碍物为车辆通过车辆传感器当前监测到的障碍物；所述距离最近点为合成轮廓按所述速度矢量和运行时，所生成的合成轨迹上距离所述预设轨迹点最近的点；所述合成轮廓为将车辆外径叠加到所述动态障碍物上所形成的轮廓；所述潜在碰撞点为参考直线与所述合成轮廓的交点中靠近所述距离最近点的点，所述参考直线为经过所述距离最近点且与所述速度矢量和的方向平行的直线。

进一步地，所述的方法中，所述预设规避模型包括威胁值确定子模型；所述将所述候选轨迹集输入预设规避模型，得到预设规避模型输出的目标轨迹集，包括：

获取所述三元素数据；

将所述三元素数据输入所述威胁值确定子模型，得到所述威胁值确定子模型输出的所述各个第一候选轨迹的威胁值；

将所述威胁值大于预设值的第一候选轨迹从候选轨迹集中筛除，得到目标轨迹集。

进一步地，所述的方法中，所述威胁值确定子模型包括：

公式：