[发明专利]基于侧向量化平衡指标的智能汽车拟人化轨迹规划方法

说明书

本申请涉及智能汽车应用技术领域，特别涉及一种基于侧向量化平衡指标的智能汽车拟人化轨迹规划方法，包括：建立换道过程中侧向加速度最大值与换道最大侧向位移和换道时长之间的第一线性关系、侧向速度最大值与换道最大侧向位移和换道时长之间的第二线性关系；基于第一线性关系和第二线性关系，得到侧向量化平衡指标的计算模型；在智能汽车应用侧向量化平衡指标时，基于侧向量化平衡指标的计算模型，得到换道轨迹簇中每一换道轨迹的侧向量化平衡指标，进而选择出最优换道轨迹并实现拟人化的换道轨迹规划。由此，为智能汽车科学合理的换道决策提供参考，是智能汽车“学习人、模拟人、超越人和服务人”的拟人化决策理念在换道决策中的体现。

技术领域

本申请涉及智能汽车应用技术领域，特别涉及一种基于侧向量化平衡指标的智能汽车拟人化轨迹规划方法。

背景技术

在人工驾驶和自动驾驶混行的混合交通环境下，自动驾驶汽车的换道行为受到周围交通车的影响，特别是人工驾驶车辆的不确定性影响，导致自动驾驶时的换道行为十分复杂。

相关技术中，通常对换道过程中的横向运动和纵向运动进行解耦控制，分别对换道的纵向驾驶和侧向驾驶行为进行规划和控制。换道过程的侧向运动特性与换道过程的整车安全性、舒适性和效率等性能密切相关，现有智能汽车换道轨迹规划方案中，对安全、效率和舒适性等的考虑通常采用加权评价方法，然而，这种方式对于轨迹拟人化性能的表征能力不强，并且权重标定困难以及存在评价指标可解释性差等问题。

发明内容

本申请提供一种基于侧向量化平衡指标的智能汽车拟人化轨迹规划方法，以解决相关智能汽车技术中智能汽车换道轨迹规划方案中，对安全、效率和舒适性等的考虑所通常采用的加权评价方法对于轨迹拟人化性能的表征能力不强，并且权重标定困难以及存在评价指标可解释性差等问题，提出侧向量化平衡指标（Lateral quantification balanceindex，LQB index）作为智能汽车换道轨迹拟人化程度的客观量化评价度量，将安全、效率和舒适性等多目标性能统筹至一个无量纲的指标内，并在侧向量化平衡指标的基础上，对智能汽车换道轨迹模型的拟人化程度进行评价，为智能汽车科学合理的换道决策提供参考，是智能汽车“学习人、模拟人、超越人和服务人”的拟人化决策理念在换道决策中的体现。

本申请第一方面实施例中提供一种基于侧向量化平衡指标的智能汽车拟人化轨迹规划方法，包括以下步骤：

基于优秀驾驶员的换道轨迹获得换道过程中侧向位移、侧向速度和侧向加速度随换道时间的变化曲线，建立换道过程中侧向加速度最大值与换道最大侧向位移和换道时长之间的第一线性关系、侧向速度最大值与换道最大侧向位移和换道时长之间的第二线性关系；

基于所述第一线性关系和所述第二线性关系，得到侧向量化平衡指标的计算模型，其中，所述侧向量化平衡指标的计算模型包括侧向量化平衡指标与所述侧向加速度最大值、所述侧向速度最大值和所述换道最大侧向位移之间的对应关系；

在网联多车环境下的智能汽车应用所述侧向量化平衡指标进行换道轨迹决策的情况下，当存在换道需求时，根据周围交通状况，获得满足安全性要求的换道轨迹簇，并基于所述侧向量化平衡指标的计算模型，分别得到所述换道轨迹簇中每一个换道轨迹的侧向量化平衡指标，以及根据每一个换道轨迹的侧向量化平衡指标从所述换道轨迹簇选择出最优换道轨迹，并在所述最优换道轨迹对应的侧向量化平衡指标满足要求时，基于所述最优换道轨迹实现拟人化的换道轨迹规划。

在一些示例中，基于优秀驾驶员的换道轨迹获得换道过程中侧向位移、侧向速度和侧向加速度随换道时间的变化曲线，建立换道过程中侧向加速度最大值与换道最大侧向位移和换道时长之间的第一线性关系、侧向速度最大值与换道最大侧向位移和换道时长之间的第二线性关系，包括：

基于优秀驾驶员的换道轨迹获得换道过程中侧向位移、侧向速度和侧向加速度随换道时间的变化曲线，获得与所述换道最大侧向位移和换道时长相关联的侧向加速度最大值的第一经验计算公式以及侧向速度最大值的第二经验计算公式；