【技术实现步骤摘要】
一种基于车辆行驶规律的变速动态换道轨迹规划方法
本专利技术涉及一种基于车辆行驶规律的变速动态换道轨迹规划方法。
技术介绍
自动驾驶是车辆发展的趋势，DavidGonzález等人指出动态环境下的实时计算是自动驾驶最大挑战，包含两个方面：一、车辆运动规划的高效实时计算；二、快速有效的对动态环境做出响应。车辆速度和轨迹曲率与车辆运动的横向加速度密切相关，而横向加速度直接与车辆的安全性、舒适性和稳定性有关(Chuetal.,2012)。车辆运动规划是指生成起点与终点的几何路径，并给出车辆沿该路径的速度规划，常用的有轨迹生成法、基于采样的算法和基于搜索的算法。轨迹生成法包括直接构造法(Werlingetal.,2010)和路径-速度分解法(Phametal.,2017)，分解法使用几何曲线生成路径对速度规划和碰撞检查有利，求解速度快、效率高，满足自动驾驶车辆路径规划的实时性要求，应用相对成熟。基于采样的算法需对状态空间均匀随机采样构建连通图，典型算法有概率路图法(PRM)(Kavrakietal.,1998)和快速随机扩展树...
【技术保护点】
1.一种基于车辆行驶规律的变速动态换道轨迹规划方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1、根据车辆周围实时环境信息，确定车辆换道或者车道保持，若换道执行步骤S2；/n步骤S2、确定换道程序迭代间隔；/n步骤S3、初始化换道纵、横向加速度和纵向加加速度，设自动驾驶车辆初始状态和目标状态，使用变速状态下的圆曲线本原
【技术特征摘要】
1.一种基于车辆行驶规律的变速动态换道轨迹规划方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、根据车辆周围实时环境信息，确定车辆换道或者车道保持，若换道执行步骤S2；
步骤S2、确定换道程序迭代间隔；
步骤S3、初始化换道纵、横向加速度和纵向加加速度，设自动驾驶车辆初始状态和目标状态，使用变速状态下的圆曲线本原*、回旋线本原*生成轨迹，并计算避免碰撞的安全距离；
步骤S4、轨迹终点位于安全距离内，调整换道纵、横向加速度和纵向加加速度值，进入步骤S3；
步骤S5、轨迹终点位于安全距离外，判断是否完成换道，若否进入步骤S3，若是进入车道保持程序。
2.根据权利要求1所述的一种基于车辆行驶规律的变速动态换道轨迹规划方法，其特征在于，车辆换道时，变速换道速度曲线生成方式为：
确定一个加加速度函数j(t)，使加速度a(t)函数在最短时间内达到amax，对于加速换道速度曲线，将速度曲线划分为三个运动间隔：时间间隔[0，tc1]、[tc1，tc2]和[tc2，tf]，与之对应的车辆换道弧长为[so，sc1]、[sc1，sc2]和[sc2，sf]，速度间隔为[vo，vc1]、[vc1，vc2]和[vc2，vf]，纵向加速度间隔为[ao，ac1]、[ac1，ac2]和[ac2，af]，ac1，ac2即车辆所能达到的最大加速度amax，其中，[0，tc1]车辆在最大纵向加加速度jmax约束下，纵向加速度从a0增加到ac1＝amax，速度vo加速到vc1；[tc1，tc2]车辆在最大纵向加速度amax约束下，此时ac2＝ac1＝amax，速度vc1加速到vc2；[tc2，tf]车辆在最大纵向加加速度jmax约束下，纵向加速度从amax减少到af，速度vc2减速到vf，与车辆期望目标状态一致；可计算加速换道最优速度曲线与车辆换道轨迹弧长s关系如下：
同理可得减速换道最优速度曲线。
3.根据权利要求1所述的一种基于车辆行驶规律的变速动态换道轨迹规划方法，其特征在于，变速状态下的圆曲线本原*、回旋线本原*生成方式为：
圆曲线本原*表示车辆行驶在在一个圆弧上，受最大离心力γmax约束，其半径随车辆换道时变速换道速度曲线v(s)沿着轨迹变化，车辆航向角变化如下：
θ(s)＝C+∫γmax/[v(s)]2...
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