[发明专利]一种无人驾驶紧急避障路径跟踪方法

说明书

本发明提供一种无人驾驶紧急避障路径跟踪方法，方法包括：获取自车行驶状态信息、位置信息和自车周围环境信息；根据道路曲率、自车与前车碰撞时间以及相邻车道的避障区域和约束条件，确定避障策略；当避障策略为紧急转向模式时，根据自车行驶状态信息、位置信息和自车周围环境信息规划最优避障路径；预测自车在最优避障路径上，不同时刻车辆位置对应前轮和后轮的车轮转角和车轮转速；根据计算的车辆的各个车轮的车轮转角和车轮转速，控制车辆跟踪最优避障路径行驶。本发明针对高速极限工况下，采用多种避障策略相结合和主动四轮转向路径跟踪，可改善高速时的操纵稳定性和安全性。

技术领域

本发明涉及车辆控制领域，更具体地，涉及一种无人驾驶紧急避障路径跟踪方法。

背景技术

车辆在极限工况下路径跟踪的好坏直接决定无人驾驶车辆操作的安全性和稳定性，而针对极限工况的紧急避让场景是提高无人驾驶主动安全的重要体现。当前紧急避让措施主要采用紧急制动(AEB)/紧急转向(AES)/制动转向相结合等三种方式，但大多无人驾驶车辆采用前轮转向进行控制，在紧急转向时车辆侧向加速度较大，易引起车辆侧翻事故。

发明内容

对于现有技术中只通过转动前轮来实现对两种车辆横向和纵向状态的动态控制，但在高速紧急极限工况下无法使车辆获得更好的动态性能的不足，本发明实施例提供了一种无人驾驶紧急避障路径跟踪方法，包括：获取自车行驶状态信息、位置信息和自车周围环境信息，所述自车周围环境信息中至少包括自车的前方障碍物信息；根据道路曲率、自车与前车碰撞时间以及相邻车道的避障区域和约束条件，确定避障策略，所述避障策略包括紧急制动模式、紧急转向模式和智能预警模式；当所述避障策略为紧急转向模式时，根据自车行驶状态信息、位置信息和自车周围环境信息规划最优避障路径；预测自车在最优避障路径上，不同时刻车辆位置对应前轮和后轮的车轮转角和车轮转速；根据计算的车辆的各个车轮的车轮转角和车轮转速，控制车辆跟踪最优避障路径行驶。

本发明提供一无人驾驶紧急避障路径跟踪方法，提高了紧急转向车辆的稳定性和安全性。相比于现有紧急避障技术，可以解决以下技术难题：

1.传统紧急避障采用最大制动进行刹停，但有时无法避免刹停；本发明结合紧急制动和紧急转向相结合的紧急避障系统，可在紧急制动无法避免碰撞时启动紧急转向措施，来提升车辆主动安全性。

2.前轮紧急转向需要更大的角度，产生更大的侧向力，容易侧翻；本发明采用独立四轮转向，可有效减少方向盘转角，提升紧急转向车辆机动性和操纵稳定性。

3.当前四轮转向路径跟踪模型参数复杂，外界干扰时传统模型控制鲁棒性较差；本发明提供一种基于神经网络的车辆紧急避障横纵向自适应控制，能够在一定程度上提高路径跟踪的控制精度、鲁棒性、舒适性。

附图说明

图1为本发明提供的一种无人驾驶紧急避障路径跟踪方法流程图；

图2为确定不同避障策略的流程示意图；

图3为四轮紧急转向避障控制系统的结构示意图；

图4为车辆动力学模型的示意图；

图5为对车辆纵向速度控制的横向控制示意图；

图6为车辆与最优避障路径的相对运动关系模型示意图；

图7为对四轮转角的横向控制示意图；

图8为车辆的转向控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。