[發明專利]一種基于Frenet坐標系的自動駕駛碰撞預測方法有效
| 申請號： | 202011445619.5 | 申請日： | 2020-12-08 |
| 公開（公告）號： | CN112572472B | 公開（公告）日： | 2021-12-14 |
| 發明（設計）人： | 鄭玲;曾迪;李以農;張紫微;楊威;喬旭強;鄭浩 | 申請（專利權）人： | 重慶大學 |
| 主分類號： | B60W60/00 | 分類號： | B60W60/00;B60W30/095 |
| 代理公司： | 重慶鼎慧峰合知識產權代理事務所(普通合伙) 50236 | 代理人： | 楊云川 |
| 地址： | 400000 *** | 國省代碼： | 重慶;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 frenet 坐標系 自動 駕駛 碰撞 預測 方法 | ||
1.一種基于Frenet坐標系的自動駕駛碰撞預測方法，其特征在于，包括：
建立笛卡爾坐標系，并根據信息采集設備采集的道路散點信息，擬合自車所在車道的中心線；
建立Frenet坐標系，并根據信息采集設備獲取的自車和障礙車位置信息，確定自車和障礙車在Frenet坐標系中的位置；
獲取自車的規劃軌跡，按一定時間間隔在軌跡上選取采樣點，并以自車處于采樣點位置時的幾何中心為圓心建立描述自車安全范圍的膨脹橢圓；
根據預測的未來一段時間內障礙車的軌跡，找到對應于自車采樣點時刻的障礙車位置，并從障礙車外輪廓矩形上取采樣點；
利用高斯過程法預測對應于自車軌跡采樣點時刻的障礙車位置，并對每一個位置從障礙車外輪廓矩形上均勻取點：
其中，Pij表示第j時刻第i個采樣點，表示第j時刻矩形的任意一個頂點，表示第j時刻與之相鄰的頂點；
判斷障礙車采樣點是否位于自車膨脹橢圓內。
2.根據權利要求1所述的基于Frenet坐標系的自動駕駛碰撞預測方法，其特征在于，信息采集設備包括攝像頭和雷達。
3.根據權利要求2所述的基于Frenet坐標系的自動駕駛碰撞預測方法，其特征在于，笛卡爾坐標系原點設定在自車質心位置，x軸方向沿車道中心線切線方向，y軸垂直于x軸指向自車一側，將自車所在車道的中心線擬合為三次多項式曲線：
其中，s為沿道路中心線的弧長，ai、bi為常系數，i為0、1、2或3。
4.根據權利要求1所述的基于Frenet坐標系的自動駕駛碰撞預測方法，其特征在于，建立Frenet坐標系時，Frenet坐標系原點與笛卡爾坐標系原點重合，以自車所在車道的中心線為Frenet坐標系的s軸，d軸與笛卡爾坐標系y軸重合。
5.根據權利要求1所述的基于Frenet坐標系的自動駕駛碰撞預測方法，其特征在于，以自車縱向為x軸方向、橫向為y軸方向，建立橢圓坐標系，則描述自車安全范圍的膨脹橢圓為：
其中，α為縱向安全裕度，β為橫向安全裕度。
6.根據權利要求5所述的基于Frenet坐標系的自動駕駛碰撞預測方法，其特征在于，縱向安全裕度和橫向安全裕度均隨車速增大而增大。
7.根據權利要求5所述的基于Frenet坐標系的自動駕駛碰撞預測方法，其特征在于，當障礙車采樣點是否位于自車膨脹橢圓內時：
其中，sx,sy分別為第j時刻采樣點在橢圓坐標系下的橫坐標和縱坐標。
8.根據權利要求7所述的基于Frenet坐標系的自動駕駛碰撞預測方法，其特征在于，sx,sy計算公式如下：
其中，ss和ds分別為障礙車的采樣點在Frenet坐標系下的s坐標和d坐標，f(s)為自車規劃軌跡，和分別為j時刻自車的采樣點在Frenet坐標系下的s坐標和d坐標。
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