[發明專利]一種考慮線控轉向遲滯的車輛匯入控制系統及方法

有效

• 申請號: 202110029797.8
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112706770B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 劉津強;趙萬忠;徐燦;欒眾楷;周小川;王春燕;梁為何;鄒松春;陳青云
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B60W30/18
• 分類號: B60W30/18;B60W40/105;B60W40/112;B60W50/00;B60W60/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種考慮線控轉向遲滯的車輛匯入控制系統，其特征在于，包括：目標車道管理模塊、車輛動作決策模塊、遲滯線控轉向模塊和車輛運動模塊；

所述目標車道管理模塊，用于根據當前道路特征信息、周圍車輛信息來選擇自動駕駛車輛的目標車道；

所述車輛動作決策模塊，用于根據目標車道生成多條備選軌跡，并將備選軌跡信息傳輸給遲滯線控轉向模塊，再根據車輛運動模塊計算得到的車輛跟蹤備選軌跡的真實軌跡的運動狀態信息，分析線控轉向遲滯對匯入控制的影響，建立成本函數，求解車輛匯入過程中各時刻的最優動作；

所述遲滯線控轉向模塊，根據車輛的備選軌跡，采用預瞄模型求解延遲時間為τ_d時車輛跟蹤備選軌跡的真實軌跡的前輪轉角，并將該前輪轉角信號傳輸給車輛運動模塊；

所述車輛運動模塊，用于根據車輛跟蹤備選軌跡的真實軌跡的前輪轉角，采用線性二自由度車輛模型計算得到車輛跟蹤備選軌跡的真實軌跡的運動狀態信息，并將該信息傳輸給車輛動作決策模塊；

所述成本函數包含：線控轉向遲滯成本函數、安全性成本函數和舒適性成本函數；

線控轉向遲滯成本函數為：

式中，為權重參數，y_e(k)和y_t(k)分別為在k時刻車輛真實軌跡在垂直于車道方向的位置和設計求解的備選軌跡在垂直于車道方向的位置；

安全性成本函數為：

式中，為權重參數，x_e(k)為在k時刻車輛真實軌跡沿著車道方向的位置，x_s(k)和u_s(k)分別在k時刻為自車的相鄰車輛沿車道方向的位置和速度；自車的相鄰車輛指自車所在車道和相鄰車道上，自車的前、后相鄰的車輛，u為車輛沿著車道方向的速度；

舒適性成本函數為：

式中，為權重參數，v_e(k)為在k時刻車輛真實軌跡垂直于車道方向的速度。

2.根據權利要求1所述的考慮線控轉向遲滯的車輛匯入控制系統，其特征在于，所述選擇自動駕駛車輛的目標車道具體為：未進入匯入區域前，目標車道為當前時刻自車所在的匝道；在匯入區域內，當相鄰主路的外側車道上距離自車前后100米范圍內無車輛時，目標車道為相鄰主路的外側車道，當相鄰主路的外側車道上距離自車前后100米范圍內存在車輛時，若滿足下式，則目標車道為相鄰主路的外側車道，否則為當前時刻自車所在的匝道：

式中，x_e、x_f、x_r分別為當前時刻自車、相鄰主路的外側車道上的前車、相鄰主路的外側車道上的后車沿著車道方向的位置，v_e、v_f、v_r分別為當前時刻自車、相鄰主路的外側車道上的前車、相鄰主路的外側車道上的后車沿著車道方向的速度。

3.根據權利要求1所述的考慮線控轉向遲滯的車輛匯入控制系統，其特征在于，所述車輛動作決策模塊包括：車輛軌跡生成單元、最優軌跡求解單元、車輛動作求解單元；

車輛軌跡生成單元，用于生成多條備選軌跡；

最優軌跡求解單元，用于根據線控轉向遲滯對車輛跟蹤軌跡的影響和車輛匯入的安全性、舒適性，從備選軌跡中選擇最優軌跡；

車輛動作求解單元，用于根據最優軌跡，求解車輛的最優動作，即當前時刻車輛的最優前輪轉角。