[发明专利]考虑车辆动力学的换道轨迹规划方法

说明书

本发明公开了一种考虑车辆动力学的换道轨迹规划方法，包括步骤：S1.设定规划周期序列(τ₀,τ₁,...,τ_i,...,τ_n‑1)；S2.在规划周期τ₀内，采集车辆换道时的前轮转角信息并构成前轮转角序列；S3.根据车辆动力学原理对前轮转角序列进行处理，得到车辆的状态信息；S4.对车辆的状态信息进行轨迹转换，生成车辆的换道轨迹；S5.对换道轨迹进行筛选，得到满足筛选要求的换道轨迹，并将满足筛选要求的换道轨迹作为规划周期τ₀内的规划轨迹；S6.按照步骤S2‑S5类推，依次得到规划周期τ₁,...,τ_i,...,τ_n‑1内的规划轨迹；S7.依次将规划周期τ₀,τ₁,...,τ_i,...,τ_n‑1内的规划轨迹合并，形成最终的换道轨迹。本发明能够得到更为平缓的换道轨迹，满足换道过程舒适性、安全性、目的性及效率的要求。

技术领域

本发明涉及车辆领域，具体涉及一种考虑车辆动力学的换道轨迹规划方法。

背景技术

近年来，自动驾驶技术发展迅速，自动驾驶为人们的出行带来较大便利。其中，通过优化设计使得自动驾驶能够实现安全可靠的换道轨迹规划成为当前研究的热点与重点。

目前，对于换道轨迹规划有很多方法，其中，有基于图搜索的规划方法、基于采样的方法、插值曲线规划法以及数值优化法等，但这些方法中，有的方法计算复杂，需要消耗大量的资源才能得到结果；有的方法规划的结果无法达到最优，得不到最优的换道轨迹；有的方法存在生成的路径曲折且由于随机采样的原因，使得车辆难以进行轨迹跟踪，安全性差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供考虑车辆动力学的换道轨迹规划方法，能够得到更为平缓的换道轨迹，满足换道过程舒适性、安全性、目的性及效率的要求，保证了自动驾驶车辆换道过程中的车辆稳定性。

本发明的考虑车辆动力学的换道轨迹规划方法，包括如下步骤：

S1.设定规划周期序列(τ₀,τ₁,...,τ_i,...,τ_n-1)；其中，n为正整数；

S2.在规划周期τ₀内，采集车辆换道时的前轮转角信息并构成前轮转角序列；

S3.根据车辆动力学原理对前轮转角序列进行处理，得到车辆的状态信息；

S4.对车辆的状态信息进行轨迹转换，生成车辆的换道轨迹；

S5.对换道轨迹进行筛选，得到满足筛选要求的换道轨迹，并将满足筛选要求的换道轨迹作为规划周期τ₀内的规划轨迹；

S6.按照步骤S2-S5类推，依次得到规划周期τ₁,...,τ_i,...,τ_n-1内的规划轨迹；

S7.依次将规划周期τ₀,τ₁,...,τ_i,...,τ_n-1内的规划轨迹合并，形成最终的换道轨迹。

进一步，前轮转角序列中的前轮转角满足如下式子：

其中，δ_sam为前轮转角序列中的前轮转角；δ_max为前轮最大转角；△δ_i为采样间隙。

进一步，根据如下公式确定前轮最大转角δ_max：