[發明專利]一種車輛變道路徑規劃的方法及相關裝置

在審

• 申請號: 201910785816.2
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN112414419A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 謝一江
• 申請（專利權）人: 上海汽車集團股份有限公司
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34
• 代理公司: 北京信遠達知識產權代理有限公司 11304
• 代理人: 姚瑩麗

本申請公開了一種車輛變道路徑規劃的方法及相關裝置，該方法包括：獲取車輛的變道起點A信息和變道終點B信息，A信息包括A位置坐標(x_A,y_A)和A朝向角度θ_A，B信息包括B位置坐標(x_b,y_B)和B朝向角度θ_B；基于A信息、B信息和元羊角螺線特點規劃車輛的目標變道路徑。由此可見，基于車輛的變道起點信息和變道終點信息，結合具有極其平滑緩和特點的元羊角螺線，可以規劃得到相較于傳統方法更為平滑緩和的變道路徑，車輛沿著該變道路徑完成車輛變道時，在該變道路徑的起點和終點的曲率具有連續性，從而提高車輛乘客乘坐舒適性和體驗感，且降低車輛轉向系統的磨損，減少車輛的硬件成本。

技術領域

本申請涉及車輛自動駕駛技術領域，尤其涉及一種車輛變道路徑規劃的方法及相關裝置。

背景技術

隨著科技的快速發展，車輛自動駕駛技術越來越成熟，當駕駛員主動觸發車輛變道或系統自動辨識到車輛變道需求時，主動變道控制單元會以車輛質心為車輛的變道起點，綜合考慮車輛的瞬時可行駛區域確定車輛的變道終點，連接車輛的變道起點和變道終點規劃一條可行駛的變道路徑，以便后續主動變道控制單元記基于變道路徑得到車輛的目標方向盤轉角和目標車速序列，自動控制車輛的方向盤轉角和車速完成車輛變道。

傳統地，在得到車輛的變道起點和變道終點后，主動變道控制單元規劃變道路徑主要采用多項式曲線，連接變道起點和變道終點生成曲線軌跡作為可行駛的變道路徑。例如，主動變道控制單元基于車輛的變道起點和變道終點采用三次多項式曲線生成車輛的變道路徑。

但是，發明人經過研究發現，由于采用多項式曲線連接變道起點和變道終生成變道路徑的起點和終點的曲率不等于0，因此，當車輛沿著該變道路徑完成車輛變道時，在變道路徑的起點和終點均體現曲率的不連續性，從而影響車輛乘客乘坐舒適性，且加劇車輛轉向系統的磨損。

發明內容

本申請所要解決的技術問題是，提供一種車輛變道路徑規劃的方法及相關裝置，可以規劃得到相較于傳統方法更為平滑緩和的變道路徑，車輛沿著該變道路徑完成車輛變道時，在該變道路徑的起點和終點的曲率具有連續性，從而提高車輛乘客乘坐舒適性和體驗感，且降低車輛轉向系統的磨損，減少車輛的硬件成本。

第一方面，本申請實施例提供了一種車輛變道路徑規劃的方法，該方法包括：

獲取車輛的變道起點A信息和變道終點B信息，所述A信息包括A位置坐標(x_A,y_A)和A朝向角度θ_A，所述B信息包括B位置坐標(x_B,y_B)和B朝向角度θ_B；

基于所述A信息、所述B信息和元羊角螺線特點規劃所述車輛的目標變道路徑。

可選的，所述元羊角螺線特點為元羊角螺線弧長s_EL和元羊角螺線曲率k_EL滿足k_EL＝α_ELs_EL關系，所述目標變道路徑由多條元羊角螺線組成。

可選的，所述A朝向角度θ_A和所述B朝向角度θ_B為0時，所述目標變道路徑是由4條目標元羊角螺線經過平移和翻轉得到的。

可選的，若4條所述目標元羊角螺線經過平移和翻轉組成的弧線終點為P₄，所述基于所述A信息、所述B信息和元羊角螺線特點規劃所述車輛的目標變道路徑包括：

基于目標優化函數采用單純形法確定最優弧長s_Best和最優曲率k_Best；