[發明專利]用于循跡自動駕駛車輛的防撞路徑規劃與控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110335084.4
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112937606B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 王雷;王更澤;王宜飛
• 申請（專利權）人: 紫清智行科技（北京）有限公司
• 主分類號: B60W60/00
• 分類號: B60W60/00;B60W30/08
• 代理公司: 北京匯智勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11346
• 代理人: 石輝;趙立軍

本發明公開了一種用于循跡自動駕駛車輛的防撞路徑規劃與控制方法及系統，該方法包括：步驟1，獲取車輛及障礙物信息；步驟2，規劃防撞路徑；步驟3，選擇最佳防撞方式；步驟2包括：步驟21，計算預瞄距離；步驟22，選取車輛前方循跡路徑上與車輛之間的距離最接近預瞄距離的采樣點作為預瞄點；步驟23，解析車輛循跡路徑上是否存在障礙物，若有障礙物，則進行防撞路徑規劃；步驟24，將車輛前方區域劃分成等大小的網格，并給每個網格進行編號，根據激光雷達獲取的前方障礙物點云信息確定網格的占用狀態，取防撞路徑上的等間隔離散點，根據各離散點及其鄰近區域內網格狀態對車輛控制參數進行實時計算。本發明能夠解決循跡自動駕駛車輛局部路徑規劃和最優避障行為決策問題。

技術領域

本發明涉及自動駕駛技術領域，特別是關于一種用于循跡自動駕駛車輛的防撞路徑規劃與控制方法及系統。

背景技術

主動避障技術是保障自動駕駛車輛安全行駛的關鍵技術之一，隨著智能車輛技術的發展，主動避障技術得到了深入研究和應用。該技術主要通過先進的現代信息技術和傳感器技術實時獲取道路交通環境等多維信息，根據自車運動狀況和道路交通環境信息識別潛在的行車風險因素，并根據風險等級采取不同的避障行為(換道避障、制動避障、巡航跟車等)，特別在緊急工況下，避障系統將采取主動制動以確保行車安全，通過緊急制動防止碰撞事故發生或降低事故損失。

循跡自動駕駛車輛通常應用于限定區域的固定場景，如景區觀光車、巡檢車等低速自動駕駛場景。車輛在自主循跡過程中需要進行局部路徑規劃和避撞控制，但實際車輛周圍環境復雜，存在多類型且運動狀態不確定的障礙物，如果采用基于規則的避撞控制方法無法系統地考慮全局避撞約束，而基于全局約束優化算法的路徑規劃計算量大，難以滿足車輛實時性需求。因此，如何設計既能滿足車輛動力學和全局碰撞約束，又滿足車輛控制實時性要求的局部路徑規劃和最優避障行為決策方法，是實現車輛全自動駕駛的一個關鍵問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于循跡自動駕駛車輛的防撞路徑規劃與控制方法及系統來克服或至少減輕現有技術的上述缺陷中的至少一個。

為實現上述目的，本發明提供一種用于循跡自動駕駛車輛的防撞路徑規劃與控制方法，該方法包括：

步驟1，獲取車輛相關信息及障礙物信息；

步驟2，規劃防撞路徑；

步驟3，根據所規劃的防撞路徑對應的目標車速，選擇最佳防撞方式；

其中，步驟2具體包括：

步驟21，根據當前車速v和道路曲率ρ，計算預瞄距離；

步驟22，根據預瞄距離d_p和當前車輛位置(x_i,y_i)，選取車輛前方循跡路徑上與車輛之間的距離最接近預瞄距離的采樣點作為預瞄點；

步驟23，根據車載激光雷達點云信息解析車輛循跡路徑上是否存在障礙物，若不存在障礙物，則按照循跡路徑繼續行駛；若有障礙物，則進行防撞路徑規劃；

步驟24，在車輛坐標系xOy中，將車輛前方縱向長度H、橫向寬度L的區域劃分成等大小的網格，并給每個網格進行編號，根據激光雷達獲取的前方障礙物點云信息確定網格的占用狀態，取步驟23所規劃的防撞路徑上的等間隔離散點，根據各離散點及其鄰近區域內網格狀態對車輛控制參數進行實時計算。

進一步地，步驟21具體包括：

步驟211，通過如下式(1)示出的插值方式計算預瞄距離初始值d_{p_ρ}：