[發明專利]一種自動駕駛變換車道的路徑規劃方法及裝置

有效

• 申請號: 201811454081.7
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109649393B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 朱科引;鄒欣;吳鵬;李寶峰;陳永春
• 申請（專利權）人: 福瑞泰克智能系統有限公司
• 主分類號: B60W30/18
• 分類號: B60W30/18
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

1.一種自動駕駛變換車道的路徑規劃方法，其特征在于，所述方法包括：

獲得車道變換信號；

在獲得車道變換信號后，采集道路信息，并根據道路信息，檢測在預設區域內是否存在障礙物；

當預設區域內不存在障礙物時，獲得橫向變道距離、初始速度和初始加速度；

根據所述初始速度，獲得變道過程中允許的最大橫向加速度和最大橫向急動度，所述最大橫向急動度為橫向加速度的最大變化程度；

根據所述最大橫向加速度和所述最大橫向急動度，獲得路徑規劃參數，所述路徑規劃參數包括第一加速度增大時間、第一加速度保持時間、第一加速度減小時間、第二加速度保持時間和第二加速度增大時間；

根據所述路徑規劃參數，確定變道過程中的橫向加速度規劃曲線；

對所述變道過程中的橫向加速度規劃曲線進行兩次積分，得到相對于第一車道線的車輛橫向位移，所述第一車道線為分隔當前行駛車道和變道目標車道的車道線；

獲取車道線對應的方程，所述車道線對應的方程為：

y_lane(x)＝Ax³+Bx²+Cx+D

根據所述車輛橫向位移和所述車道線對應的方程，確定虛擬變道路徑，所述虛擬變道路徑為：

y_path(x)＝y_{path_rel}(x)+y_lane(x)-y₀＝y_{path_rel}(x)+Ax³+Bx²+Cx+D-y₀；

其中，y_{path_rel}(x)為相對于第一車道線的車輛橫向位移，y₀為車輛到第一車道線的距離，x為車輛沿水平方向的道路位置，A、B、C、D為參數值。

2.根據權利要求1所述的一種自動駕駛變換車道的路徑規劃方法，其特征在于，所述橫向加速度規劃曲線包括：

所述橫向加速度規劃曲線由五段曲線組成，分別對應第一加速度增大時間、第一加速度保持時間、第一加速度減小時間、第二加速度保持時間和第二加速度增大時間；

第二段曲線和第四段曲線中加速度不變；

通過第一段曲線、第三段曲線和第五段曲線的初始加速度、終止加速度和急動度條件，計算第一段曲線、第三段曲線和第五段曲線對應的三次多項式系數，得到第一段曲線、第三段曲線和第五段曲線。

3.根據權利要求1所述的一種自動駕駛變換車道的路徑規劃方法，其特征在于，當判斷無法獲得路徑規劃參數時，按照預設值減小最大橫向加速度，并判斷減小后的最大橫向加速度是否大于或等于預設的最小限定值；

當減小后的最大橫向加速度大于或等于預設的最小限定值時，根據當前的最大橫向加速度判斷是否能夠獲得路徑規劃參數。

4.根據權利要求3所述的一種自動駕駛變換車道的路徑規劃方法，其特征在于，當減小后的最大橫向加速度小于預設的最小限定值時，無法獲得路徑規劃參數，中止自動變道操作。

5.根據權利要求1所述的一種自動駕駛變換車道的路徑規劃方法，其特征在于，當預設區域內檢測到障礙物時，中止自動變道操作。

6.根據權利要求1所述的一種自動駕駛變換車道的路徑規劃方法，其特征在于，實時橫向加速度與路徑規劃參數的公式為：

其中，a₀為初始橫向加速度，a₁為最大橫向加速度，a₂為反向的最大橫向加速度，a_e為終止橫向加速度，T₁為第一加速度增大時間，T₂-T₁為第一加速度保持時間，T₃-T₂為第一加速度減小時間，T₄-T₃為第二加速度保持時間，T₅-T₄為第二加速度增大時間，

7.一種自動駕駛變換車道的路徑規劃裝置，其特征在于，所述裝置包括：道路信息采集模塊、障礙物檢測模塊、移動距離計算模塊、車輛狀態采集模塊和路徑規劃模塊；

所述道路信息采集模塊用于采集道路信息；

所述障礙物檢測模塊用于根據道路信息，檢測在預設范圍內是否存在障礙物；

所述移動距離計算模塊用于根據道路信息，獲得車輛的橫向變道距離；

所述車輛狀態采集模塊用于獲得初始速度和初始加速度；

所述路徑規劃模塊用于當預設范圍內不存在障礙物時，根據橫向變道距離、初始速度和初始加速度進行路線規劃；

所述路徑規劃模塊包括路徑規劃參數計算單元、最大加速度調整單元、實時加速度計算單元和虛擬變道路徑計算單元；

所述路徑規劃參數計算單元用于根據所述初始速度，獲得變道過程中允許的最大橫向加速度和最大橫向急動度，所述最大橫向急動度為橫向加速度的最大變化程度，根據所述最大橫向加速度和所述最大橫向急動度，獲得路徑規劃參數，所述路徑規劃參數包括第一加速度增大時間、第一加速度保持時間、第一加速度減小時間、第二加速度保持時間和第二加速度增大時間；

所述最大加速度調整單元用于在根據最大橫向加速度不能獲得路徑規劃參數時，對最大橫向加速度進行調整，并判斷調整后的最大橫向加速度是否適用于變道操作；

所述實時加速度計算單元用于根據所述路徑規劃參數，確定變道過程中的橫向加速度規劃曲線；

所述虛擬變道路徑計算單元用于對所述變道過程中的橫向加速度規劃曲線進行積分，得到相對于第一車道線的車輛橫向位移，所述第一車道線為分隔當前行駛車道和變道目標車道的車道線；

獲取車道線對應的方程，所述車道線對應的方程為：

y_lane(x)＝Ax³+Bx²+Cx+D

根據所述車輛橫向位移和所述車道線對應的方程，確定虛擬變道路徑，所述虛擬變道路徑為：

y_path(x)＝y_{path_rel}(x)+y_lane(x)-y₀＝y_{path_rel}(x)+Ax³+Bx²+Cx+D-y₀

其中，y_{path_rel}(x)為相對于第一車道線的車輛橫向位移，y₀為車輛到第一車道線的距離，x為車輛沿水平方向的道路位置，A、B、C、D為參數值。