[發(fā)明專利]基于軌跡規(guī)劃的自動(dòng)駕駛車輛避障控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910215426.1
• 申請(qǐng)日: 2019-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN109910878B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李愛娟;封建林;袁文長(zhǎng);邱緒云;王希波;王健;陳政宏;葛慶英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東交通學(xué)院
• 主分類號(hào): B60W30/09
• 分類號(hào): B60W30/09;B60W30/095;B60W40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于軌跡規(guī)劃的自動(dòng)駕駛車輛避障控制方法及系統(tǒng)，該方法包括S1，獲取靜態(tài)障礙物環(huán)境下的避障軌跡及其關(guān)于時(shí)間的方程組；S2，獲取障礙物的坐標(biāo)信息及體積信息，并根據(jù)障礙物的坐標(biāo)信息及體積信息設(shè)置約束條件；S3，根據(jù)所述避障軌跡對(duì)應(yīng)的參數(shù)方程及約束條件，求出最優(yōu)避障路徑；S4，求出最優(yōu)避障路徑的曲率公式，并根據(jù)該曲率公式求出曲率半徑關(guān)于時(shí)間的參數(shù)方程；S5，將曲率半徑關(guān)于時(shí)間的參數(shù)方程作為轉(zhuǎn)彎半徑關(guān)于時(shí)間的參數(shù)方程，求解各個(gè)車輪的轉(zhuǎn)向角及各個(gè)車輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)速；S6，分別控制各個(gè)車輪按對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向角和目標(biāo)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明能夠使智能車輛自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)彎避障或者軌跡跟蹤時(shí)達(dá)到好的控制效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于軌跡規(guī)劃的自動(dòng)駕駛車輛避障控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

輪轂電機(jī)將電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系和制動(dòng)器集成為一體，其體積小，比功率大。由于輪轂電機(jī)中集成了傳動(dòng)系，所以電動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)汽車上取消了傳統(tǒng)的離合器、變速器、傳動(dòng)軸、差速器、等速萬向節(jié)和半軸等部件，使汽車底盤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，提高了傳動(dòng)的效率，降低了整車質(zhì)量。

能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略的推進(jìn)，電能作為清潔能源，必然助長(zhǎng)電動(dòng)汽車的發(fā)展。目前，對(duì)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車的研究主要集中在輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)上，而對(duì)差動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及其路感控制技術(shù)的研究還很少，自主駕駛電動(dòng)汽車是未來車輛的發(fā)展方向，基于軌跡規(guī)劃的自動(dòng)駕駛車輛差速轉(zhuǎn)向控制必然成為未來自動(dòng)駕駛智能車輛的一個(gè)重要研究方向。

如何控制四輪獨(dú)立轉(zhuǎn)向汽車避開障礙物，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的重要問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于軌跡規(guī)劃的自動(dòng)駕駛車輛避障控制方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，它能夠使智能車輛自動(dòng)駕駛轉(zhuǎn)彎避障或者軌跡跟蹤時(shí)達(dá)到好的控制效果，增加車輛轉(zhuǎn)向操縱靈敏性的行駛平順性。

本發(fā)明提供了一種基于軌跡規(guī)劃的自動(dòng)駕駛車輛避障控制方法，所述自動(dòng)駕駛車輛為四輪獨(dú)立控制車輛，其中，包括以下步驟：

S1，獲取靜態(tài)障礙物環(huán)境下的避障軌跡及其關(guān)于時(shí)間的方程組；

S2，獲取障礙物的坐標(biāo)信息及體積信息，并根據(jù)障礙物的坐標(biāo)信息及體積信息設(shè)置約束條件；

S3，根據(jù)所述避障軌跡對(duì)應(yīng)的參數(shù)方程及約束條件，求出最優(yōu)避障路徑；

S4，求出最優(yōu)避障路徑的曲率公式，并根據(jù)該曲率公式求出曲率半徑關(guān)于時(shí)間的參數(shù)方程；

S5，將曲率半徑關(guān)于時(shí)間的參數(shù)方程作為轉(zhuǎn)彎半徑關(guān)于時(shí)間的參數(shù)方程，求解各個(gè)車輪的轉(zhuǎn)向角及各個(gè)車輪的目標(biāo)轉(zhuǎn)速；

S6，分別控制各個(gè)車輪按對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)向角和目標(biāo)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)。

如上所述的基于軌跡規(guī)劃的自動(dòng)駕駛車輛避障控制方法，其中，優(yōu)選的是，步驟S1包括如下步驟，

步驟S1中的避障軌跡為多項(xiàng)式擬合曲線。

如上所述的基于軌跡規(guī)劃的自動(dòng)駕駛車輛避障控制方法，其中，優(yōu)選的是，步驟S1中的避障軌跡對(duì)應(yīng)的關(guān)于時(shí)間的參數(shù)為5次多項(xiàng)式；

步驟S1中避障軌跡及其關(guān)于時(shí)間的方程組為

其中，x、y為關(guān)于時(shí)間t的函數(shù)；A、B、C、D、E、G、H、I、J、K 均為系數(shù)。

如上所述的基于軌跡規(guī)劃的自動(dòng)駕駛車輛避障控制方法，其中，優(yōu)選的是，

步驟S2中，約束條件的數(shù)量與障礙物的數(shù)量相等；

所述約束條件為：