[發明專利]一種用于換道避讓的自動駕駛方法

在審

• 申請號: 202011279574.9
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112099515A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 李樂
• 申請（專利權）人: 北京鼎翰科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于換道避讓的自動駕駛方法，該方法基于三次多項式曲線的路徑規劃同時考慮了計算效率和汽車非完整性約束對路徑規劃的影響，簡潔高效的獲取符合約束條件的路徑；基于“前饋+反饋”控制結構的汽車換道避讓路徑跟蹤控制方法同時考慮汽車動力學特性和模型不確定性對路徑跟蹤控制的影響，利用汽車換道避讓路徑跟蹤前饋控制來抑制擾動項對路徑跟蹤精度的影響，并利用汽車換道避讓路徑跟蹤反饋控制將閉環系統的極點配置在期望的位置上，保證閉環系統具有良好的動態和穩態性能。本發明提供的一種用于換道避讓的自動駕駛方法作用效果顯著，適于廣泛推廣。

技術領域

本發明涉及自動駕駛技術領域，特別涉及，一種用于換道避讓的自動駕駛方法。

背景技術

汽車自動駕駛技術具有減少交通事故、緩解道路擁堵和降低排放等優點，在未來的智能交通和軍事領域擁有廣闊的應用前景。

現有的路徑規劃方法未能同時考慮計算效率和汽車非完整性約束對路徑規劃的影響。在規劃出可行的路徑之后，路徑跟蹤控制的目標是消除汽車實際行駛路徑與規劃路徑之間的偏差，進而完成規劃路徑的準確跟蹤?，F有的路徑跟蹤方法未能同時考慮汽車動力學特性和模型不確定性對路徑跟蹤控制的影響。

針對上述問題，設計一種解決現有技術所存在的未能同時考慮計算效率和汽車非完整性約束對路徑規劃的影響，未能同時考慮汽車動力學特性和模型不確定性對路徑跟蹤控制的影響的問題的方法，推動自動駕駛技術的進一步完善與發展。

發明內容

針對上述缺陷，本發明解決的技術問題在于，提供一種用于換道避讓的自動駕駛方法，以解決現在技術所存在的未能同時考慮計算效率和汽車非完整性約束對路徑規劃的影響，未能同時考慮汽車動力學特性和模型不確定性對路徑跟蹤控制的影響的問題。

本發明提供了一種用于換道避讓的自動駕駛方法，具體步驟包括：

步驟1、根據當前車道與目標車道的位置信息，將換道避讓路徑分解成幾何形狀相同的多段路徑；

步驟2、基于三次多項式曲線，其中為三次多項式系數，x、y分別為曲線OA上點的X、Y坐標，規劃得到汽車換道避讓路徑的第一段路徑；

步驟3、基于路徑之間的對稱關系，通過對第一段路徑進行平移、翻轉和旋轉操作得到全部路徑；

步驟4、根據汽車換道避讓路徑，基于線性二自由度汽車動力學模型，建立汽車換道避讓路徑跟蹤控制模型；

步驟5、根據汽車換道避讓路徑跟蹤控制模型，將閉環系統的極點配置在期望的位置上，基于汽車換道避讓路徑跟蹤前饋控制律，將前饋和反饋控制相結合實現路徑跟蹤控制。

優選地，所述步驟1中具體的是將換道避讓路徑分解成幾何形狀相同的4段路徑。

優選地，所述步驟2具體步驟包括：

步驟2.1、以汽車換道避讓路徑的起點為坐標原點，以汽車初始運動方向所在直線為X軸，以與所述X軸垂直的直線為Y軸，建立XOY直角坐標系；

步驟2.2、根據汽車換道避讓路徑和汽車前輪轉向角在起始點處狀態的幾何關系，基于三次多項式得到第一段路徑曲線OA；

步驟2.3、根據邊界約束條件及汽車運動學關系得到，基于相鄰路徑曲線間平滑連接的對稱關系，得到曲線OA的末端端點A與第二段路徑曲線AB的末端端點B的函數關系，其中為點A的坐標，為點B的坐標，為曲線OA在點A處的切線角；

步驟2.4、根據曲線曲率的變化關系及汽車換道避讓過程的側向加速度約束，得到，其中為汽車允許的最大側向加速度，為汽車換道避讓初始速度；

步驟2.5、根據汽車允許的最大側向加速度和汽車換道避讓初始速度規劃得到第一段路徑OA。

優選地，所述步驟3具體步驟包括：