一种自动驾驶汽车驶离环形交叉口的极限轨迹的确定方法技术

本发明专利技术提供一种自动驾驶汽车驶离环形交叉口的极限轨迹的确定方法，属于自动驾驶轨迹规划领域。本发明专利技术所述的一种自动驾驶汽车驶离环形交叉口的极限轨迹的确定方法，以自动驾驶汽车安全、高效地驶离环形交叉口为目的，以不越过环形交叉口出口道道路中心线或渠化线为目标，计算自动驾驶汽车在环道中的最晚驶离转向点及其对应的极限轨迹，以此来警示并限制自动驾驶汽车的驶离转向区域，保证自动驾驶汽车在不违反交通规则的情况下顺利驶出环形交叉口。口。口。

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶汽车驶离环形交叉口的极限轨迹的确定方法


[0001]本专利技术属于自动驾驶轨迹规划领域，具体为一种自动驾驶汽车驶离环形交叉口的极限轨迹的确定方法。

技术介绍

[0002]环形交叉口在我国各类城市中普遍存在，其不仅增加了城市绿化面积，还能有效减少低交通量情况下的道路拥挤、车辆延误以及交通事故发生率，在缓解城市交通问题上起到了积极作用。
[0003]由于自动驾驶技术的快速发展，自动驾驶汽车的适用场景由相对简单的路况开始向复杂的城市环形交叉口场景扩展。现有对环形交叉口中行驶的自动驾驶汽车的研究多倾向于智能交通仿真领域与基于环道选择的轨迹规划。专利技术专利202110280449.8将环形交叉口划分为入环区、环中区和出环区，通过采集入环区各仿真车辆的交通参数值，根据预设的换道规则构建仿真车辆入环路径目标曲线；专利技术专利202111074077.x基于B样条插值法进行全局路径规划，通过制定驶入和驶出规则进行合理的环道选择。然而，未见对自动驾驶汽车驶离环形交叉口的极限轨迹的研究。环形交叉口车流交织程度高，若未在适当区域做出转向操作，汽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶汽车驶离环形交叉口的极限轨迹，包括：从任一环道n最晚驶离转向点A
n
，出口道的道路中心线或渠化线的端点B，以及点A
n
、点B之间的极限轨迹A
n
B；自动驾驶汽车，下称汽车，其左侧车头沿环道n中心线所在的圆曲线行驶，n＝1，2
…
N，车头方向垂直于中心岛半径方向；汽车驶出环岛的过程为非受限自由换道，即此过程不受其他汽车影响；环道n最晚驶离转向点A
n
位于自动驾驶汽车左侧车头，且位于环道n中心线所在的圆曲线；极限轨迹A
n
B按照自动驾驶汽车换道或转弯行驶时所采用的五次多项式计算；一种自动驾驶汽车驶离环形交叉口的极限轨迹的确定方法，其步骤如下：步骤一：将环形交叉口中心岛与环道线均视为正圆形的同心圆，中心岛的圆心为o，半径为r，单位：米；建立以中心岛圆心o为原点的直角坐标系，以自动驾驶汽车的目标出口道中心线为y轴，远离o点的方向为y轴正方向，与y轴正方向顺时针垂直90
°
的方向为x轴的正方向；步骤二：自动驾驶汽车左侧车头沿环道n中心线所在的圆曲线在步骤一所述的直角坐标系中的方程为其中，d为环道宽度，单位：米；步骤三：以等角度间隔1
°
在汽车当前位置与y轴之间的环道n中心线所在的圆曲线上取点，任意点i的坐标为(x
i
，y
i
)的坐标，其中i＝1，2，3
…
m，(x
m
，y
m
)为最晚驶离转向点A
n
；步骤四：出口道的道路中心线或渠化线的端点B在步骤一所述的直角坐标系中的坐标为(0，r+Nd)；步骤五：以环道n的中心线作为参考线，分别以参考线的切向向量和法向向量所在直线为坐标轴建立Frenet坐标系，采用五次多项式模型描述换道轨迹：式中，t代表换道过程中的某一时刻，单位：秒；s(t)、d(t)分别表示Frenet坐标系下纵向位移和横向位移关于时间t的函数，单位：米；p
k
、q
k
分别表示t的系数，k＝0，1，2，3，4，5；对s(t)函数进行二次求导：式中，表示t时刻汽车的纵向速度，单位：米/秒，表示t时刻汽车的纵向加速度，
单位：米/平方秒；将汽车左侧车头驶离环道n中心线的时刻记为t0＝0，带入s(t)函数，求得前三项系数：对d(t)函数进行二次求导：式中，表示t时刻汽车的横向速度，单位：米/秒，表示t时刻汽车的横向加速度，单位：米/平方秒；将汽车左侧车头驶离环道n中心线的时刻记为t0＝0，带入d(t)函数，求得前三项系数：步骤六：以任意点i处汽车...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗芳，秦英卓，唐明，董倩薇，岳圣，李宇暄，石佩鑫，吴欢，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：