[发明专利]自动驾驶车辆紧急避撞决策与轨迹规划方法、系统及车辆在审

专利信息
申请号: 202211592380.3 申请日: 2022-12-13
公开(公告)号: CN116039621A 公开(公告)日: 2023-05-02
发明(设计)人: 张雷;王震坡;王明强 申请(专利权)人: 北京理工大学
主分类号: B60W30/09 分类号: B60W30/09;B60W30/095;B60W60/00
代理公司: 北京方圆嘉禾知识产权代理有限公司 11385 代理人: 程华
地址: 100081 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 自动 驾驶 车辆 紧急 决策 轨迹 规划 方法 系统
【权利要求书】:

1.一种自动驾驶车辆紧急避撞决策与轨迹规划方法,其特征在于,包括:

获取自动驾驶车辆的速度和路面附着系数,并获取预设范围内障碍物的位置和运动状态;所述预设范围以所述自动驾驶车辆为中心,以预设距离为半径;

基于所述自动驾驶车辆的速度和路面附着系数以及障碍物的位置和运动状态确定安全距离;所述安全距离包括:换道安全距离和制动安全距离;

基于所述换道安全距离规划得到所述自动驾驶车辆的无碰撞轨迹;

基于所述制动安全距离确定所述自动驾驶车辆的期望纵向加速度;

基于所述无碰撞轨迹和所述期望纵向加速度控制所述自动驾驶车辆。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆紧急避撞决策与轨迹规划方法,其特征在于,所述换道安全距离为:

其中,为自动驾驶车辆与第一障碍物间的换道安全距离,为自动驾驶车辆与第二障碍物间的换道安全距离,为临界碰撞时间,为换道持续时间,vHV(0)为自动驾驶车辆的初始速度,aHV(0)为自动驾驶车辆的初始加速度,vOVc(0)为第二障碍物的初始速度,aOVc(0)为第二障碍物的初始加速度,vOVa(0)为第一障碍物的初始速度,aOVa(0)为第一障碍物的初始加速度,τ为时间戳,vHV(τ)为换道过程中自动驾驶车辆在时间戳τ时的速度,aHV(τ)为换道过程中自动驾驶车辆在时间戳τ时的加速度,vOVc(τ)为换道过程中第二障碍物在时间戳τ时的速度,aOVc(τ)为换道过程中第二障碍物在时间戳τ时的加速度,vOVa(τ)为换道过程中第一障碍物在时间戳τ时的速度,aOVa(τ)为换道过程中第一障碍物在时间戳τ时的加速度,为任选t时刻,t为时刻。

3.根据权利要求2所述的自动驾驶车辆紧急避撞决策与轨迹规划方法,其特征在于,在进行换道安全距离确定之前,还包括:

获取自动驾驶车辆的终点侧向位置和自动驾驶车辆的最大侧向加速度;

基于所述终点侧向位置和所述最大侧向加速度确定自动驾驶车辆的最小换道持续时间。

4.根据权利要求3所述的自动驾驶车辆紧急避撞决策与轨迹规划方法,其特征在于,所述最小换道持续时间为

其中,为自动驾驶车辆的终点侧向位置,为自动驾驶车辆的最大侧向加速度。

5.根据权利要求1所述的自动驾驶车辆紧急避撞决策与轨迹规划方法,其特征在于,所述制动安全距离为MSSdb

其中,为自动驾驶车辆当前时刻的速度,为第二障碍物当前时刻的速度,为自动驾驶车辆的最大允许制动减速度,ta为制动器动力学响应时间。

6.一种自动驾驶车辆紧急避撞决策与轨迹规划系统,其特征在于,包括:

感知模块,用于感知自动驾驶车辆的速度和路面附着系数,以及预设范围内障碍物的位置和运动状态;所述预设范围以所述自动驾驶车辆为中心,以预设距离为半径;

安全距离建模模块,与所述感知模块连接,用于基于所述自动驾驶车辆的速度和路面附着系数以及障碍物的位置和运动状态对安全距离进行建模;所述安全距离包括:换道安全距离和制动安全距离;

决策模块,与所述安全距离建模模块连接,用于基于所述安全距离以及自动驾驶车辆与各障碍物间的实际距离,调取不同驾驶基元,输出自动驾驶车辆紧急避撞决策结果;所述驾驶基元包括:加速基元、减速制动基元、换道基元、加速换道基元和减速制动换道基元;

轨迹规划模块,与所述决策模块连接,用于利用五次多项式对车辆换道轨迹进行拟合得到无碰撞轨迹,还用于基于所述制动安全距离确定所述自动驾驶车辆的期望纵向加速度。

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