[發明專利]基于車道線平行偏移進行避障及超車的動態軌跡規劃方法

在審

• 申請號: 201811119580.0
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109324620A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 劉羿;張天雷;何貝;劉鶴云;鄭思儀
• 申請（專利權）人: 北京主線科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 楊紅

1.一種基于車道線平行偏移進行避障及超車的動態軌跡規劃方法，其特征是：針對不同道路場景建立不同的狀態空間，實現不同工況下軌跡規劃；采用坐標轉換并解耦的方式為后續實時規劃精確軌跡做準備，進而在不同工況下采用五次多項式實時規劃平滑軌跡，具體步驟如下：

一、定義場景：

1)開闊環境中的固定路徑；

2)僅帶有道路邊界線并無車道線的結構化道路；

3)具有多條并行車道的結構化道路；

二、根據場景分別選取一條固定路徑為軌跡規劃的參考路徑：

針對場景1)選取該環境中的固定行駛路徑為參考路徑；

針對場景2)根據道路邊界線定位道路中心線為參考路徑；

針對場景3)選取保持某一車道行駛時的車道中心線為參考路徑，當換道行駛時選取相應行駛的車道中心線為參考路徑；

三、通過CARTESIAN到FRENET坐標系的變換方法將二維軌跡規劃解耦為兩個獨立的一維軌跡規劃，坐標轉換至S、D軸方向，

其中S軸定義為參考路徑，S軸的法向為D軸；

四、生成S、D軸方向狀態空間，即目標狀態空間：

針對場景1)和場景2)

在D軸方向上生成目標狀態空間(d_t,d_t’,d_t”)，

其中：d_t按照等距間隔取值[min:step:max]以對應不同平行偏移的距離，d_t’、d_t”代表速度與加速度，在場景1)及場景2)中無人駕駛車輛行駛到目標狀態空間后，D軸上的速度和加速度均為0；

在S軸上根據車輛當前速度以及目標速度生成狀態空間(s_t、s_t’、s_t”)，

其中s_t代表車輛原行駛路徑與平行偏移路徑的偏移距離；

s_t’代表車輛行駛到目標軌跡后的速度；

s_t”代表車輛行駛到目標軌跡后的加速度；車輛到達目標軌跡空間后保持目標車速勻速行駛，加速度取值為0；

針對場景3)

在D軸上生成目標狀態空間(d_t,、d_t’、d_t”)，

其中d_t選取左右兩條車道的中心線距離當前車輛行駛車道中心線的距離，取值表示為[left:0.0:right]，其中left為距左側車道中心線的距離，right為距右側車道中心線的距離；d_t’、d_t”代表速度與加速度，取值均為0；

在S軸上的目標狀態空間設定與場景1)和場景2)一致；

五、確定目標平行偏移軌跡：

針對不同場景下的每一個目標的配置，生成一條無人駕駛車輛的目標軌跡；所述目標軌跡分為兩段，其中：無人駕駛車輛當前位置與平行偏移路徑位置之間的平滑連接為第一段路徑；達到目標軌跡后保持在該平行偏移路徑的位置上行駛為第二段軌跡。