[发明专利]一种基于人工势场法的车辆换道方法及装置

权利要求书

1.一种基于人工势场法的车辆换道方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)获取预行驶道路上的各障碍物的信息，所述障碍物的信息包括障碍物的速度和位置；

2)在各预行驶道路上沿自车行驶方向的设定检测范围内均设置至少一个检测点，确定各个检测点对应的静态势场和障碍物动态势场，所述静态势场包括道路静态势场和/或障碍物静态势场；其中：

根据检测点与预行驶道路中心线之间的距离，确定该检测点对应的道路静态势场；所述检测点对应的道路静态势场为：

式中，u_ci为第i个检测点对应的道路静态势场，ρ_ci为第i个检测点与预行驶道路中心线之间的距离，k_c为道路静态势场对应的系数，U_c为预行驶道路中心线的势场强度，L_c为当前道路引力场的影响范围宽度；

根据检测点与各个障碍物之间的距离，确定该检测点对应的各个障碍物静态势场；

根据障碍物与自车之间的距离、以及各个障碍物的速度，确定各个障碍物动态势场；

3)根据每个预行驶道路的所有检测点对应的静态势场和障碍物动态势场，确定每个预行驶道路的综合势场；

4)根据各个预行驶道路的综合势场，进行换道控制。

2.根据权利要求1所述的基于人工势场法的车辆换道方法，其特征在于，步骤2)中，所述障碍物动态势场包括障碍物横向动态势场和障碍物纵向动态势场；所述障碍物纵向动态势场根据障碍物与自车的纵向距离、以及障碍物的纵向速度得到；所述障碍物横向动态势场根据障碍物与自车的横向距离、以及障碍物的横向速度得到。

3.根据权利要求1所述的基于人工势场法的车辆换道方法，其特征在于，步骤2)中，所述检测点对应的各个障碍物静态势场为：

式中，u_omi为第i个检测点对应的第m个障碍物的障碍物静态势场，U_sm为第m个障碍物的安全范围内的势场强度，ρ_omi为为第i个检测点与第m个障碍物之间的距离，k_o为障碍物静态势场对应的系数，L_obsm为第m个障碍物的影响范围宽度，L_s为设定的安全距离。

4.根据权利要求2所述的基于人工势场法的车辆换道方法，其特征在于，障碍物纵向动态势场为：

式中，u_lom为第m个障碍物的障碍物纵向动态势场，sign()为符号函数，v_Ty为设定的纵向速度限值，v_ym为第m个障碍物的纵向速度，k_lo为障碍物纵向动态势场对应的系数，L_lom为第m个障碍物纵向动态势场影响长度，y_minm为第m个障碍物与自车的最近纵向距离，L_s为设定的安全距离，ρ_ym为第m个障碍物与自车之间的纵向距离，y_maxm为第m个障碍物与自车的最远纵向距离。

5.根据权利要求2所述的基于人工势场法的车辆换道方法，其特征在于，障碍物横向动态势场为：

式中，u_latm为第m个障碍物的障碍物横向动态势场，sign()为符号函数，v_Tx为设定的横向速度限值，v_xm为第m个障碍物的横向速度，k_lat为障碍物横向动态势场对应的系数，L_latm为第m个障碍物的横向动态势场影响长度，x_minm为第m个障碍物与自车的最近横向距离，L_s为设定的安全距离，ρ_xm为第m个障碍物与自车之间的横向距离，x_maxm为第m个障碍物与自车的最远横向距离。

6.根据权利要求1所述的基于人工势场法的车辆换道方法，其特征在于，步骤4)中，将各个预行驶道路的综合势场与对应的道路系数相乘，得到各个预行驶道路的换道概率，比较各个预行驶道路的换道概率，进行换道控制。