[发明专利]一种使用频率整型的车辆运动规划系统与方法

权利要求书

1.一种使用频率整型的车辆运动规划系统，其特征在于，包括车辆模型模块、规划约束生成模块、加权函数选择模块、规划终点采样模块、优化求解模块、最优路径选择模块；

所述车辆模型模块，包含车辆模型M，用于计算规划时域T_i内，任意t时刻车辆的运动状态x(t)，t∈[0，T_i]，包括车辆加速度矢量a_i(t)，车辆角速度矢量ω_i(t)，车辆行驶速度v_i(t)和车辆位置(X_i(t)，Y_i(t))；

所述规划约束生成模块，接收上层感知模块计算获得的车辆可通行区域，获得轨迹几何位置约束g(x)，包括车辆侧向位置极限Y_m和纵向位置极限X_m；结合车辆运动状态极限，以及规划目标需求，获得车辆沿轨迹行驶时的运动状态约束h(x)，包括最大纵向加速度a_xm、最大纵向加速度变化率最大侧向加速度a_ym、最大侧向加速度变化率和最大横摆角速度ω_m和最大横摆角速度变化率

所述加权函数选择模块，针对规划终点采样模块选取的每个规划终点(X_i，Y_i)，i＝1…n，根据规划目标C确定的目标相关表征指标，选用相应的频率加权函数W，并根据W设计基于频率整型方法的优化目标函数J_i，i＝1…n；所述目标相关表征指标包括表征车辆运动对乘员健康影响的指标A_l(8)、表征车辆运动对乘员舒适度影响的指标eVDV和表征车辆运动对乘员晕车影响的指标MSDV；

所述规划终点采样模块，根据约束生成模块输出的几何位置约束g(x)，沿既定车辆行驶方向，在可通行区域内选取多个规划终点(X_i，Y_i)，i＝1…n；

所述优化求解模块，将规划问题描述为最优控制问题，结合车辆模型M、优化目标函数J_i以及规划约束g(x)和h(x)，从车辆当前位置(X₀，Y₀)出发，针对某一规划终点(X_i，Y_i)，求解最优控制问题得到最优规划时域T_i以及对应的最优控制序列u_i(t)，t∈[0，T_i]，并将最优控制序列输入至车辆模型M中，计算时域T_i内的车辆运动姿态x_i(t)，t∈[0，T_i]，最终获得针对该终点的最优轨迹P_i并输出；

所述最优路径选择模块，接收不同规划终点(X_i，Y_i)对应的最优轨迹P_i，通过仿真的方式，选取能达到规划目标C的，令目标相关表征指标的值最小的一个最优轨迹P_o，作为最终的目标轨迹输出。

2.如权利要求1所述使用频率整型的车辆运动规划系统，其特征在于，频率加权函数W是针对车辆加速度和车辆角速度的加权函数，且函数为频域加权，即对不同频带的加速度a和角速度ω赋予不同的权重值，用于表征不同频带的a和ω对规划目标C的影响不同；频率加权函数W的选取不仅和规划目标C相关，还与不同方向上的加速度及角速度对C的影响有关，针对不同方向上的加速度和不同方向上的角速度，W可以相同也可以不同。

3.如权利要求1所述使用频率整型的车辆运动规划系统，其特征在于，使用滤波器作为频率加权函数，包括高通滤波器、低通滤波器和带通滤波器。