一种改进余弦换道模型的轨迹规划方法技术

本发明专利技术公开了一种改进余弦换道模型的轨迹规划方法，包括步骤：车辆建模，得到车辆二自由度运动微分方程；环境感知模块，用以获取障碍物信息与车辆自身运行状态；轨迹规划模块，包括信息处理和换道模型的建立，用以将环境感知模块所获取的信息处理获得有用数据以提供给换道模型，再通过换道模型规划出一条换道轨迹；跟踪控制模块，跟踪既得轨迹，输出前轮偏转角δ；上一步骤中跟踪控制模块输出的前轮转角δ，再返回到步骤一中作为车辆二自由度模型的输入，由此形成一个闭环反馈系统。本发明专利技术所述的一种改进余弦换道模型的轨迹规划方法，能够使规划过程简单、快速，而且可以使智能车换道具有良好的平稳性和舒适性。

【技术实现步骤摘要】
一种改进余弦换道模型的轨迹规划方法
本专利技术涉及智能车的轨迹规划领域，特别涉及一种改进余弦换道模型的轨迹规划方法。
技术介绍
随着全球汽车的普及，交通安全问题也日益突出，交通事故的原因绝大部分与驾驶员人为操作失误有关，因此智能车辆得到越来越多的关注，也是世界车辆工程领域研究的热点。随着对智能车辆技术研究的逐渐深入，车辆换道模型被广泛的研究和关注，车辆换道模型决定了车辆在换道过程中能否平稳、舒适、安全地运行。文献(杨建国,王金梅,李庆丰,等.微观仿真中车辆换道的行为分析和建模[C]//国际交通新技术应用大会.2004.)提出换道路径要满足两个约束条件：1.轨迹路径曲率连续；2.在换道路径的起点和终点处曲率均为零。现有的比较成熟的换道模型如圆弧换道模型，在某点处曲率会发生突变；又如余弦换道模型，在起点和终点处的曲率为整段轨迹曲率的最大值。又如文献(李玮,高德芝,段建民.智能车辆自由换道模型研究[J].公路交通科技,2010,27(2):119-123.)提出的一种正弦函数与双曲正切函数加权相加的换道模型，在轨迹起点和终点处曲率值很小，但仍不满足为零。以上换道模型都存在不足，过于理想化，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进余弦换道模型的轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一)车辆建模；以前轮转角δ作为输入，输出为纵向车速ν及横摆角速度ωr；可以得到车辆二自由度运动微分方程：

【技术特征摘要】
1.一种改进余弦换道模型的轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一)车辆建模；以前轮转角δ作为输入，输出为纵向车速ν及横摆角速度ωr；可以得到车辆二自由度运动微分方程：其中，u-纵向车速，ωr-横摆角速度，m-车辆质量，β-车辆质心侧偏角，Iz-车辆转动惯量，δ-前轮转角，ν-横向车速，a-车辆质心到前轮距离；b-车辆质心到后轮距离，k1-前轮胎的侧偏刚度；k2-后轮胎的侧偏刚度；步骤二)环境感知模块；用以获取障碍物信息与车辆自身运行状态，并将信息传送给轨迹规划模块和跟踪控制模块；步骤三)轨迹规划模块；将步骤二)中环境感知模块传递过来的信息进行处理，提取有用信息，主要是L(换道过程中的纵向位移)和h(所在车道和目标车道的距离)；建立换道模型并评价其优劣性，然后将处理所得的有用信息代入换道模型，从而得到一条换道轨迹；步骤四)跟踪控制模块；接收步骤二)传来的障碍物信息与车辆自身运行状态，调整油门和前轮偏转角，实现对既得轨迹的精准跟随；步骤五)步骤四)中跟踪控制模块的输出主要为前轮转角δ，再返回到步骤一)中作为车辆二自由度模型的输入，由此形成一个闭环反馈系统，从而达到轨迹规划的实时性与准确性。2.根据权利要求1所述的一种改进余弦换道模型的轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤二)中，环境感知模块包括融合相机、1线激光雷达、4线激光雷达、ESR毫米波雷达、64线激光雷达、GPS组合导航系统，融合相机分布在车辆前后挡风玻璃上负责采集车道线、交通灯、标志牌等信息；1线激光雷达分布在车头处，用于采集正前方障碍物信息；4线激光雷达安装在车身周围，用于近距离障碍物检测，减少视觉死角的出现；毫米波雷达安装在车辆前保险杠中间位置，用于采集障碍物与本车辆的相对距...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海，徐康俊，蔡英凤，孙晓强，袁朝春，陈龙，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32