【技术实现步骤摘要】
一种动态驾驶环境下智能车辆变道轨迹规划方法
本专利技术属于动态驾驶环境与变道轨迹规划
，特别涉及一种动态驾驶环境下智能车辆变道轨迹规划方法。
技术介绍
交通事故的研究报告表明，因人为操作失误引发的交通事故达到交通事故总量的90％。其中，对交通状态估计不准确，违章操作是造成各种交通事故的主要因素。随着先进的传感和控制技术的发展，智能车辆主动变道系统被认为是一种既能减轻驾驶员工作负担又能提高驾驶安全性的解决方案。车辆轨迹规划的优越与否对智能车辆安全、通畅、迅速地在道路中行驶具有决定作用。轨迹规划是行为决策的体现，也是轨迹跟踪的前提与基础。一个完整的主动变道系统有四个模块：感知与通信模块、决策模块、轨迹规划模块和执行模块。基于感知与通信模块，决策模块会做出合理的指令，轨迹规划模块在收到变道需求后提供可行的参考轨迹供执行模块执行转向与纵向操作，使车辆遵循参考轨迹行驶。智能车辆主动变道系统的设计必须考虑许多约束，如避免碰撞和驾驶舒适性。作为智能汽车在自动驾驶过程中的基本控制技术，轨迹跟踪控制方法要求车辆在规定时间内通过轨迹规划系统预先设定的位置。然而生成计算简单、响应快速的行驶轨迹只适用于基本的结构化道路，且轨迹规划方法大多都没有考虑外界干扰以及参数变化等因素对该过程产生的影响，而这种影响在紧急工况下更加不能忽略。一般地，车辆变道轨迹规划需要满足的要求众多且苛刻，因此没有动力学校正能力的常规轨迹规划方法仅适用于计划两个固定点之间的基准轨迹，传统的基于周围交通状态在车道变换期间生成恒定的参考规划轨迹的方法在多数复杂
【技术保护点】
1.一种动态驾驶环境下智能车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤一、分别确定本车的纵向参考变道轨迹和横向参考变道轨迹，作为本车参考变道轨迹模型；/n步骤二、根据交通环境信息以及本车的运动状态信息判断所述参考变道轨迹模型是否安全；/n步骤三、当判断所述参考变道轨迹模型不安全时，对所述参考变道轨迹模型进行修正，得到修正变道轨迹模型；/n步骤四、判断所述修正变道轨迹模型是否可行；其中：/n当所述修正变道轨迹模型可行时，本车按照所述修正轨迹模型完成变道；/n当所述修正变道轨迹模型不可行时，保持当前车道行驶。/n
【技术特征摘要】
1.一种动态驾驶环境下智能车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、分别确定本车的纵向参考变道轨迹和横向参考变道轨迹，作为本车参考变道轨迹模型；
步骤二、根据交通环境信息以及本车的运动状态信息判断所述参考变道轨迹模型是否安全；
步骤三、当判断所述参考变道轨迹模型不安全时，对所述参考变道轨迹模型进行修正，得到修正变道轨迹模型；
步骤四、判断所述修正变道轨迹模型是否可行；其中：
当所述修正变道轨迹模型可行时，本车按照所述修正轨迹模型完成变道；
当所述修正变道轨迹模型不可行时，保持当前车道行驶。
2.根据权利要求1所述的动态驾驶环境下智能车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，在所述步骤一中，确定本车纵向参考变道轨迹为：
其中，β2＝(8π3·t-4πAB2+2π·t·A2·B2)·eA·t；
β2＝(8π3·t-4πAB2+2π·t·A2·B2)·eA·t；
式中，A、B和C为模型参数，t为时间，vx0为本车初始速度，x0为本车纵向初始位置；e为自然对数的底数。
3.根据权利要求2所述的动态驾驶环境下智能车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，在所述步骤一中，确定本车横向参考变道轨迹，包括如下步骤：
步骤1、确定本车的初步横向移动轨迹模型：
式中，为侧向偏移量函数；w为目标横向位移；tf为本车到达目标车道的时间；p和q是模型参数。
步骤2、建立第一优化目标函数，并且根据所述第一优化目标函数及其约束条件，对所述初步横向移动轨迹进行优化，得到初步优化横向移动轨迹：
其中，所述第一优化目标函数为：
J1＝min{|w1·ay(tp1)|+|w2·ay(tp2)|}；
其中，
所述第一优化目标函数的约束条件为：
式中，w1和w2为权重系数，tp1为横向加速度的第一峰值时刻，tp2为横向加速度的第二峰值时刻，ay(tp1)表示横向加速度的第一峰值，ay(tp2)表示横向加速度的第二峰值；
步骤3、对所述初步优化横向移动轨迹进行修正，得到所述本车横向参考变道轨迹。
4.根据权利要求3所述的动态驾驶环境下智能车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，在所述步骤3中，对所述初步优化横向移动轨迹进行修正，包括如下步骤：
步骤a、建立本车横向变道轨迹的逼近函数为：
步骤b、建立第二优化目标函数，并根据所述第二优化目标函数及约束条件确定所述逼近函数的最终表达式，即为所述本车横向变道轨迹；
其中，所述第二优化目标函数为：
所述第二优化目标函数的约束条件为：
式中，ai(i＝1，2……6)为系数，ti表示位移时间内的等时间间隔点，ts表示位移起始时间点，yopt(t)为初步优化横向移动轨迹，Y(0)和Y(tf)分别为变道初始时刻和终止时刻的横向位移；和分别为变道初始时刻和终止时刻的横向速度和横向加速...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟强，孙铭，宗长富，宋广昊，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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