[發明專利]一種行人過街工況下車輛避撞軌跡的規劃方法

有效

• 申請號: 202010176767.5
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111391828B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 王春燕;馮健;匡登明;趙萬忠;施帥朋;顏伸翔;何鵬;吳子涵
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B60W30/095
• 分類號: B60W30/095
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 韓天宇

本發明公開了一種行人過街工況下車輛避撞軌跡的規劃方法，當車輛前方突然出現過街的行人時，規劃出一系列避撞候選軌跡，具體包括空間上的路徑規劃和時間上的運動規劃；然后將該候選軌跡傳輸給優化模塊以安全性、穩定性和交通高效性指標進行多目標優化得到一條最優軌跡。本發明在行人過街工況下給車輛實時規劃一條安全穩定高效的軌跡以實現主動避撞，能夠保證車輛安全穩定高效的避開障礙物。

技術領域

本發明涉及高級輔助駕駛技術，尤其涉及一種行人過街工況下車輛避撞軌跡的規劃方法。

背景技術

最近的數十年以來，越來越多的從業者投入到智能駕駛的研究中，并且已經有谷歌等高科技公司聯合特斯拉、沃爾沃等全球汽車公司在主動避撞系統等高級輔助駕駛的領域取得了豐碩的成果。然而，作為ADAS的重要組成部分之一，主動避撞系統要想在真實的交通環境中應對所有復雜的交通場景帶來的各種不確定性因素從而確定一條能夠保證各類交通體安全的軌跡還有很長的路要走。傳統的主動避撞系統主要針對的障礙物對象是縱向前方緊急制動的車輛和鄰近車道換道的車輛，然而根據世界衛生組織(WHO)2013年發布的報告顯示，全球每年道路交通死亡人數達到124萬，其中行人死亡占22％。

作為交通環境中兩個智能體，一方面行人具有極強的機動性，其決策受周圍車輛的運動狀態所影響，使得其未來狀態難以準確預測；另一方面，行人運動會給汽車正常行駛帶來許多的不確定性因素，從而使駕駛員的避撞決策出現混亂。這使得針對于車輛間的避撞系統難以直接用于行人避撞。

此外，軌跡規劃技術是高級輔助駕駛系統的關鍵技術之一，同時，對于行人避撞的安全性較高使得對于車輛的運動狀態有著較高要求，然而傳統的軌跡規劃研究多集中于空間上的路徑規劃，而忽略時間上的運動規劃。因此，在行人過街的工況下，對于車輛的時間上的運動規劃和空間上的路徑規劃同等重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及到的缺陷，提供一種行人過街工況下車輛避撞軌跡的規劃方法。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種行人過街工況下車輛避撞軌跡的規劃方法，包括以下步驟：

步驟1)，在車輛內設置速度傳感器、GPS和雷達，實時獲得車輛和行人的位置、速度信息；

步驟2)，以檢測到行人的時間點為避撞初始時刻；

在初始時刻：以車輛俯視圖最前端一點作垂直于道路方向上的直線為Y軸，以車輛右側道路的邊界為X軸，X軸、Y軸的交點為原點，車輛行駛方向為X方向，行人行走方向為Y方向，將車輛和行人的位置轉換為坐標系內的坐標；

步驟3)，規劃車輛避撞過程中行駛的空間上的幾何路徑：

步驟3.1)，令行人垂直于道路方向過街，以初始時刻時行人質心在地面的投影點為寬中點、寬為1米、長為道路寬度的矩形區域作為行人過街區域，即碰撞區域，同時以車輛到達碰撞區域的時間點為避撞末時刻，結合車輛在避撞初始時刻所在位置，利用五次多項式擬合路徑：

式中，x為車輛沿平行于道路方向上的位置，y為車輛沿垂直于道路方向上的位置,x_f和y_f分別為避撞末時刻車輛的橫縱坐標位置；a_i為五次多項式的系數；

步驟3.2)，車輛避撞過程中，根據車輛在避撞過程中的初始和末時刻的位置信息、速度信息和加速度信息共6個約束確定a_i：