本发明专利技术公开一种车辆变道轨迹规划方法包括如下步骤：S1、采集本车所在车道及侧临变道车道的车道信息，确定本车道及侧临变道车道上的目标车辆及目标车辆信息；S2、在行驶前方的侧临变道车道上生成一组预瞄点，以本车当前位姿为起点，预瞄点位姿为终点，形成多条备选变道轨迹，放入备选池中；S3、在备选池中删除存在碰撞风险、行驶安全风险的备选变道轨迹，将备选池中舒适性成本最小的备选变道轨迹作为当前的变道轨迹出。于本发明专利技术提供的车辆变道轨迹规划方法生成的变道轨迹，极大降低了车辆发生碰撞、失稳和侧翻的风险，且是连续、平滑且可被安全执行的行车变道轨迹，提升驾驶辅助系统的舒适性和安全性。舒适性和安全性。舒适性和安全性。
【技术实现步骤摘要】
一种车辆变道轨迹规划方法、系统及汽车
[0001]本专利技术属于车辆辅助驾驶
，更具体地，本专利技术涉及一种车辆变道轨迹规划方法、系统及汽车。
技术介绍
[0002]摄像头可以识别车辆前方一定范围内的车道线(包括本车道、邻车道等)及目标物。基于这些信息，驾驶辅助系统(ADAS)自动变道控制器可以对变道轨迹进行规划。
[0003]现有的变道轨迹规划是利用车道线及其他交通参与者(例如，前车、邻车道前/后车等)的运动信息，为车辆自动变道控制进行行车轨迹规划，然而，上述基于运动学规划的变道轨迹存在如下几方面的问题：
[0004](1)无法保证本车的操纵稳定性及侧倾安全性，可能导致车辆失稳甚至侧翻等危险状况的发生；
[0005](2)常规工况下，可能出现变道操作激烈，降低辅助驾驶的舒适性。
技术实现思路
[0006]本专利技术提供一种车辆变道轨迹规划方法，旨在改善上述问题。
[0007]本专利技术是这样实现的，一种车辆变道轨迹规划方法，所述车辆变道轨迹规划方法具体包括如下步骤：
[0008]S1、采集本车所在车道及侧临变道车道的车道信息，确定本车道及侧临变道车道上的目标车辆及目标车辆信息；
[0009]S2、在行驶前方的侧临变道车道上生成一组预瞄点，以本车当前位姿为起点，预瞄点位姿为终点，形成多条备选变道轨迹，放入备选池中；
[0010]S3、在备选池中删除存在碰撞风险、行驶安全风险的备选变道轨迹，将备选池中舒适性成本最小的备选变道轨迹作为当前的变道轨迹出。
[0011]进一步的，目标车辆包括本车所在车道、侧临变道车道中行驶前方、行驶后方距本车最近的其他车辆，以及侧临变道车道的并列行驶车辆；
[0012]目标车辆的信息包括：目标车辆在本车坐标系下相对于本车的纵向距离和纵向车速。
[0013]进一步的，车道信息包括：车道在本车坐标系下的横向坐标、朝向角及曲率。
[0014]进一步的，备选变道轨迹的形成过程具体如下：
[0015]将侧临变道车道的前方摄像头拍摄范围作为预瞄区域，在预瞄区域内设置一组预瞄点，确定每个预瞄点的位姿X
F,i
＝[x
f,i
,y
f,i
,θ
f,i
,κ
f,i
]T
；
[0016]以本车当前位姿X0＝[x0,y0,θ0,κ0]T
为起点，预瞄点位姿X
F,i
＝[x
f,i
,y
f,i
,θ
f,i
,κ
f,i
]T
为终点，采用五次多项式进行轨迹拟合，得到备选变道轨迹T
i
；
[0017](x0,y0)为本车在车辆坐标系下的坐标，θ0为本车所在车道在车辆坐标下的朝向角，κ0为本车所在车道在本车坐标下的曲率，(x
f,i
,y
f,i
)为第i个预瞄点在本车坐标系下的
坐标，θ
f,i
、κ
f,i
分别表示第i个预瞄点所在车道的朝向角、曲率，i的取值为1至N，N为预瞄区域内的预瞄点总数。
[0018]进一步的，碰撞风险评估方法如下：
[0019]根据目标车辆在本车坐标系下相对于本车的纵向距离、侧向距离和纵向车需、侧向车速，分别计算对应目标车辆相对于对本车的碰撞时间TTC，若存在一个目标车辆的碰撞时间TTC低于设定门限值，则判定本车具有碰撞风险，并备选变道轨迹T
i
从备选池中剔除。
[0020]进一步的，行驶安全风险评估过程具体如下：
[0021](1)若本车为低质心车型，则基于2
‑
DOF车辆模型采用相平面分析方法构建车辆a
y
‑
r相平面操纵稳定性边界，当车辆状态接近边界时，则判定车辆具有失稳风险，从备选池中删除存在失稳风险的备选变道轨迹；
[0022](2)若本车为高质心车型，则先基于3
‑
DOF车辆模型采用相平面分析方法构建a
y
‑
r相平面操纵稳定性边界，当车辆状态接近边界时，则判定车辆具有失稳风险，从备选池中删除存在失稳风险的备选变道轨迹，再采用最大载荷转移率对车辆侧翻倾向进行评估，从备选池中删除存在侧翻倾向风险的备选变道轨迹。
[0023]进一步的，第i条备选变道轨迹的舒适性成本J
i
计算公式具体如下：
[0024]J
i
＝W1∫|a
y
|ds
i
+W2∫|r|ds
i
+W3∫|δ
SW
|ds
i
；
[0025]其中，W1、W2、W3为权重系数，取值为0～1，且W1+W2+W3＝1，δ
SW
为本车的方向盘转角，s
i
为备选变道轨迹T
i
的路径，r为本车的横摆角速度，a
y
为本车的横向加速度。
[0026]本专利技术是这样实现的，一种车辆变道轨迹规划系统，所述系统包括：
[0027]设于车辆前端的前视摄像头，分别采集当前车辆前方的道路图像，用于提取车道及车道信息、前方的目标车辆及目标车辆信息，并发送至处理器，设于车辆前保险杠及后保险杠内的角雷达，采集当前车辆前方、侧向及后方的目标车辆及目标车辆信息，并发送至处理器；
[0028]处理器基于上述所述车辆变道轨迹规划方法来规划当前的变道轨迹。
[0029]本专利技术是这样实现的，一种汽车，所述汽车上集成有上述车辆变道轨迹规划系统，其中，前视摄像头集成于前挡风玻璃。
[0030]基于本专利技术提供的车辆变道轨迹规划方法生成的变道轨迹，极大降低了车辆发生碰撞、失稳和侧翻的风险，且是连续、平滑且可被安全执行的行车变道轨迹，提升驾驶辅助系统的舒适性和安全性；此外，且所采用的轨迹规划方法及安全风险评估方法均基于线性模型，因此，具有计算复杂度低、实时性好的优点；最后，基于舒适性成本最小的原则来选择当前的变道轨迹，极大提升了驾驶的舒适性。
附图说明
[0031]图1为本专利技术实施例提供的车辆变道轨迹规划方法流程图；
[0032]图2为本本专利技术实施例提供的备选变道轨迹生成示意图；
[0033]图3为本专利技术实施例提供的车辆模型示意图，其中(a)为2
‑
DOF车辆模型，(b)为3
‑
DOF车辆模型。
具体实施方式
[0034]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本专利技术的专利技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0035]图1为本专利技术实施例提供的车辆变道轨迹规划方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
[0036]S1、采集本车所在车道及侧临变道车道的车本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，所述车辆变道轨迹规划方法具体包括如下步骤：S1、采集本车所在车道及侧临变道车道的车道信息，确定本车道及侧临变道车道上的目标车辆及目标车辆信息；S2、在行驶前方的侧临变道车道上生成一组预瞄点，以本车当前位姿为起点，预瞄点位姿为终点，形成多条备选变道轨迹，放入备选池中；S3、在备选池中删除存在碰撞风险、行驶安全风险的备选变道轨迹，将备选池中舒适性成本最小的备选变道轨迹作为当前的变道轨迹出。2.如权利要求1所述车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，目标车辆包括本车所在车道、侧临变道车道中行驶前方、行驶后方距本车最近的其他车辆，以及侧临变道车道的并列行驶车辆；目标车辆的信息包括：目标车辆在本车坐标系下相对于本车的纵向距离和纵向车速。3.如权利要求1所述车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，车道信息包括：车道在本车坐标系下的横向坐标、朝向角及曲率。4.如权利要求1所述车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，备选变道轨迹的形成过程具体如下：将侧临变道车道的前方摄像头拍摄范围作为预瞄区域，在预瞄区域内设置一组预瞄点，确定每个预瞄点的位姿X
F,i
＝[x
f,i
,y
f,i
,θ
f,i
,κ
f,i
]
T
；以本车当前位姿X0＝[x0,y0,θ0,κ0]
T
为起点，预瞄点位姿X
F,i
＝[x
f,i
,y
f,i
,θ
f,i
,κ
f,i
]
T
为终点，采用五次多项式进行轨迹拟合，得到备选变道轨迹T
i
；(x0,y0)为本车在车辆坐标系下的坐标，θ0为本车所在车道在车辆坐标下的朝向角，κ0为本车所在车道在本车坐标下的曲率，(x
f,i
,y
f,i
)为第i个预瞄点在本车坐标系下的坐标，θ
f,i
、κ
f,i
分别表示第i个预瞄点所在车道的朝向角、曲率，i的取值为1至N，N为预瞄区域内的预瞄点总数。5.如权利要求1所述车辆变道轨迹规划方法，其特征在于，碰撞风险评估方法如下：根据目标车辆在本车坐标系下相对于...
【专利技术属性】
技术研发人员：石悦，
申请(专利权)人：芜湖伯特利智能驾驶有限公司，
类型：发明
国别省市：
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