[發(fā)明專利]一種自動(dòng)駕駛縱向統(tǒng)一規(guī)劃方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711145428.5
• 申請(qǐng)日: 2017-11-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108045373B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳慧;阮焱東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): B60W30/18
• 分類號(hào): B60W30/18;B60W40/10;B60W40/107
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

1.一種自動(dòng)駕駛縱向統(tǒng)一規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)基于一統(tǒng)一的描述本車周圍環(huán)境信息的環(huán)境模型，在車輛行駛過(guò)程中實(shí)時(shí)規(guī)劃期望加速度；

2)根據(jù)所述期望加速度和實(shí)際加速度控制車輛的縱向運(yùn)動(dòng)；

所述步驟1)具體為：

11)候選加速度生成：結(jié)合上一時(shí)刻的期望加速度數(shù)值，根據(jù)車輛縱向加速度和加加速度的約束，生成一系列待篩選的候選加速度；

12)車輛位置預(yù)測(cè)：基于車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和車輛始終沿當(dāng)前航向角方向行駛的假設(shè)，針對(duì)每一候選加速度計(jì)算其在未來(lái)不同時(shí)間域內(nèi)所到達(dá)的位置；

13)期望加速度求解：構(gòu)建一評(píng)價(jià)函數(shù)，根據(jù)車輛位置預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)各候選加速度評(píng)價(jià)，以最小化評(píng)價(jià)函數(shù)的方式獲得期望加速度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)駕駛縱向統(tǒng)一規(guī)劃方法，其特征在于，第i個(gè)所述候選加速度a_t(i)滿足：

a_min≤a_t(i)≤a_max

其中，表示上一時(shí)刻的期望加速度數(shù)值，Δa_x表示加速度分辨率，M_xdec和M_xacc分別表示車輛加加速度限制系數(shù)的最小值和最大值，a_min和a_max分別表示所允許的最大縱向減速度和最大縱向加速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)駕駛縱向統(tǒng)一規(guī)劃方法，其特征在于，所述期望加速度通過(guò)以下公式獲得：

其中，表示期望加速度，a_t(i)表示第i個(gè)候選加速度，J_x表示評(píng)價(jià)函數(shù)；

所述評(píng)價(jià)函數(shù)J_x的表達(dá)式為：

其中，U_mix(X_p(i,j),Y_p(i,j))表示由環(huán)境模型求得的車輛位于點(diǎn)[X_p(i,j),Y_p(i,j)]處的勢(shì)場(chǎng)值，v(i,j)表示本車預(yù)測(cè)車速，p、q表示權(quán)重系數(shù)，v_des表示目標(biāo)車速。

4.一種自動(dòng)駕駛縱向統(tǒng)一規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，包括：

規(guī)劃算法模塊，用于基于一統(tǒng)一的描述本車周圍環(huán)境信息的環(huán)境模型，在車輛行駛過(guò)程中實(shí)時(shí)規(guī)劃期望加速度；

車輛控制模塊，用于根據(jù)所述期望加速度和實(shí)際加速度控制車輛的縱向運(yùn)動(dòng)；

所述規(guī)劃算法模塊包括：

候選加速度生成單元，用于結(jié)合上一時(shí)刻的期望加速度數(shù)值，根據(jù)車輛縱向加速度和加加速度的約束，生成一系列待篩選的候選加速度；

車輛位置預(yù)測(cè)單元，用于基于車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和車輛始終沿當(dāng)前航向角方向行駛的假設(shè)，針對(duì)候選加速度生成單元生成的每一候選加速度計(jì)算其在未來(lái)不同時(shí)間域內(nèi)所到達(dá)的位置；

期望加速度求解單元，用于構(gòu)建一評(píng)價(jià)函數(shù)，根據(jù)車輛位置預(yù)測(cè)單元輸出的預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)各候選加速度評(píng)價(jià)，以最小化評(píng)價(jià)函數(shù)的方式獲得期望加速度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)駕駛縱向統(tǒng)一規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，第i個(gè)所述候選加速度a_t(i)滿足：

a_min≤a_t(i)≤a_max

其中，表示上一時(shí)刻的期望加速度數(shù)值，Δa_x表示加速度分辨率，M_xdec和M_xacc分別表示車輛加加速度限制系數(shù)的最小值和最大值，a_min和a_max分別表示所允許的最大縱向減速度和最大縱向加速度。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動(dòng)駕駛縱向統(tǒng)一規(guī)劃系統(tǒng)，其特征在于，所述期望加速度通過(guò)以下公式獲得：

其中，表示期望加速度，a_t(i)表示第i個(gè)候選加速度，J_x表示評(píng)價(jià)函數(shù)；

所述評(píng)價(jià)函數(shù)J_x的表達(dá)式為：

其中，U_mix(X_p(i,j),Y_p(i,j))表示由環(huán)境模型求得的車輛位于點(diǎn)[X_p(i,j),Y_p(i,j)]處的勢(shì)場(chǎng)值，v(i,j)表示本車預(yù)測(cè)車速，p、q表示權(quán)重系數(shù)，v_des表示目標(biāo)車速。