【技术实现步骤摘要】
一种基于坐标系转换的车辆弯道变道避障轨迹规划方法
[0001]本专利技术涉及车辆避障
，尤其涉及一种基于坐标系转换的车辆弯道变道避障轨迹规划方法。
技术介绍
[0002]车辆轨迹规划和轨迹跟踪作为智能驾驶车辆常见的功能之一，能够有效规避交通事故。合理的轨迹规划是完成高效换道避障行为的先决条件，直接影响换道避障行为的安全性和舒适性。车辆轨迹规划分为全局的导航规划与局部的路径规划，局部的路径规划也称为局部的轨迹规划。局部轨迹规划多采用贝塞尔曲线、Dubins曲线、B
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spline曲线、余弦曲线和多项式曲线等。车辆轨迹跟踪则是控制车辆沿着路径规划层的路径行驶，同时在保证操纵安全和平稳的前提下尽量减少跟踪偏差。
[0003]但现有的车辆轨迹规划和轨迹跟踪研究多集中在直线路况，对于弯道路况的研究较少。这是由于弯道路况相比直线道路的规划更加复杂，且需要轨迹的曲率具有连续性来保证避障舒适性，从而确保安全性。如1.CN115285145A一种无人驾驶弯道避撞轨迹规划与跟踪控制方法，该文件公开了一种无人驾驶弯...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于坐标系转换的车辆弯道变道避障轨迹规划方法，其特征在于，所述自动避障包括：S1、确定当前车辆周围的障碍物信息、车道指示线信息以及车速；S2、判断当前车辆的前向静止障碍物与当前车辆的距离是否达到阈值；S3、若所述前向静止障碍物与当前车辆的距离小于所述阈值，则开始减速并判断当前车辆两侧是否存在避障空间；S4、若当前车辆两侧存在避障空间，以弯道车道中心线作为s轴，弯道车道中心线垂直方向为l轴，建立车辆Frenet坐标系；基于Frenet坐标系采用五次多项式曲线算法规划弯道避障路径，获得参考路径点；利用二次规划平滑算法对参考路径点进行优化获得避障路线曲线；车辆控制器利用避障路线曲线控制车辆避障；S5、若当前车辆两侧不存在避障空间，则减速直至存在避障空间后执行S4。2.如权利要求1所述的一种基于坐标系转换的车辆弯道变道避障轨迹规划方法，其特征在于，所述阈值为30
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50米。3.如权利要求1所述的一种基于坐标系转换的车辆弯道变道避障轨迹规划方法，其特征在于，所述S4中，以弯道车道中心线作为s轴，弯道车道中心线垂直方向为l轴，建立车辆Frenet坐标系，具体包括：笛卡尔坐标系和frenet坐标系的坐标位置的变换；笛卡尔坐标系和frenet坐标系的车辆横向速度与横向加速度的变换。4.如权利要求3所述的一种基于坐标系转换的车辆弯道变道避障轨迹规划方法，其特征在于，笛卡尔坐标系和frenet坐标系的坐标位置的变换，具体包括：车辆质心的运动状态在笛卡尔坐标系下的坐标为车辆质心的运动状态在笛卡尔坐标系下的坐标为为车辆行驶轨迹的切向单位向量和法向单位向量，车辆位置在道路中心线的投影坐标为：其中，为车辆在道路中心线投影点的笛卡尔坐标，l(s)是车辆质心到投影点的距离，也是车辆在Frenet坐标系的横向坐标，是Frenet坐标系的法向单位向量和切向单位向量；从而有：根据上式可以计算得到车辆在Frenet坐标下的位置。5.如权利要求3或4所述的一种基于坐标系转换的车辆弯道变道避障轨迹规划方法，其特征在于，笛卡尔坐标系和frenet坐标系的车辆横向速度与横向加速度的变换，具体包括：车辆在Frenet坐标系下的参数为其中，(s,l)为车辆的位置坐标，是车辆的纵向速度，是车辆的纵向加速度，是车辆的横向速度，是车辆的横向加速度，l
′
是横向坐标对纵向坐标的导数，l
″
是横向坐标对纵向坐标的二阶导数；根据公式可得
其中，κ
r
为道路曲率，Δθ＝θ
x
‑
θ
r
，θ
x
、θ
r
分别为车辆轨迹和道路中心线轨迹与笛卡尔坐标的夹角；车辆横向速度可由公式可得车辆横向加速度可得根据上式可以计算出车辆横向速度及横向加速度变换。6.如权利要求1所述的一种基于坐标系转换的车辆弯道变道避障轨迹规划方法，其特征在于，所述基于Frenet坐标系采用五次多项式曲线算法规划弯道避障路径，获得参考路径点，具体包括：车辆位置函...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄志荣，钟勇，王镛，武强，程帅铭，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：
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