[发明专利]一种用于自动驾驶汽车的避障方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于自动驾驶汽车的避障方法及系统，本发明用于自动驾驶汽车的避障方法包括：根据避障工况确定避障约束条件，根据所述避障约束条件在预设的避障路径曲线数据库中选择最优的避障路径曲线，其中所述避障路径曲线数据库中的避障路径曲线具有对应的避障驾驶操作参数；根据所述最优的避障路径曲线所对应的避障驾驶操作参数，操纵汽车实现避障行驶。本发明可直接计算实际避障行驶路径，无需路径规划、路径光滑拟合和轨迹跟踪三个步骤，实现更简便；得到的避障路径曲线直接与驾驶操作参数对应，更符合驾驶操作习惯和汽车行驶轨迹特征，设计避障路径曲线时考虑了侧向加速度约束条件，能够保证汽车在避障行驶时的侧向平顺性能。

技术领域

本发明涉及汽车自动驾驶技术，具体涉及一种用于自动驾驶汽车的避障方法及系统。

背景技术

避障技术是自动驾驶汽车的一项关键技术，汽车实现自主避障的关键是对避障路径的合理的路径规划。路径规划的含义为：在规定的评价指标以及约束条件下，确定从起点到终点的最优或者次优路径。对于车辆工程领域而言，路径规划指在规定的交通路线中，确定起始点到目的地的最优行驶路径，使得目标函数满足约束条件下取得最优值(无碰撞、行驶里程最小、用时最短、避免拥堵等)。

传统的避障路径规划方法有人工势场法、遗传算法、模糊算法等。传统的避障路径规划方法一般是首先根据障碍物模型和分布情况，首先算出一条最优的避障路径，再对计算出的最优的避障路径进行几何光滑拟合处理作为汽车的实际行驶目标路径，最后采用轨迹跟踪控制技术控制汽车的实际行驶轨迹符合所规划拟合的目标路径。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种用于自动驾驶汽车的避障方法及系统，本发明可直接计算得到汽车的实际避障行驶路径，而无需像传统的避障算法需要路径规划、路径光滑拟合和轨迹跟踪三个步骤，相对于传统算法更简便；本发明计算得到的避障路径曲线直接与驾驶操作参数对应，更符合驾驶操作习惯和汽车行驶轨迹特征。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于自动驾驶汽车的避障方法，包括：

S1、根据避障工况确定避障约束条件，根据所述避障约束条件在预设的避障路径曲线数据库中选择最优的避障路径曲线，其中所述避障路径曲线数据库中的避障路径曲线具有对应的避障驾驶操作参数；

S2、根据所述最优的避障路径曲线所对应的避障驾驶操作参数，操纵汽车实现避障行驶。

可选地，所述预设的避障路径曲线数据库中的避障路径曲线包括避障段、驶离段和回位段，其中驶离段为直线行驶段。

可选地，所述预设的避障路径曲线数据库中的避障路径曲线根据初始转向方向的不同，分为初始转向方向为逆时针方向和顺时针方向两种类型，两种类型的避障路径曲线都分别由两部分组成，且初始转向方向为逆时针方向的行驶轨迹曲线的第一部分的曲线的函数表达式为：

上式中，x(t)、y(t)为行驶轨迹曲线上各点在t时刻的坐标，t∈[0,t₁]，t₁为汽车在第一部分的曲线上行驶的时间，v为汽车的行驶车速，L为汽车的轴距，ψ为汽车转向轮转动的角速度，t为时间参数；初始转向方向为逆时针方向的行驶轨迹曲线的第二部分的曲线的函数表达式为：

上式中，x(t)、y(t)为行驶轨迹曲线上各点在t时刻的坐标，t∈[0,t₂]，t₂为汽车在第二部分的曲线上行驶的时间；初始转向方向为顺时针方向的行驶轨迹曲线的第一部分的曲线的函数表达式为：