一种铰接式车辆变道避障方法技术

本发明专利技术公开了一种铰接式车辆变道避障方法，包括：步骤一、采集车辆的纵向速度、车辆的加速度、车辆的宽度、前车的宽度、本车与前车的距离和前车的纵向速度；步骤二、建立避障段轨迹规划模型，获取车辆紧急避障部分结束的临界纵坐标；步骤三、以贝塞尔曲线建立回正段轨迹规划模型，获得本车回正段的轨迹；步骤四、更新本车与前车之间的安全距离；步骤五、当本车与前车的距离到达车辆更新后的本车与前车之间的安全距离且目标车道无车后，车辆根据所述避障段轨迹规划模型和回正段轨迹规划模型进行变道避障。本发明专利技术具有提高车辆行驶安全性和缩短避障距离的特点。短避障距离的特点。短避障距离的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种铰接式车辆变道避障方法


[0001]本专利技术涉及智能车辆自动驾驶和变道避障
，更具体的是，本专利技术涉及一种铰接式车辆变道避障方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展和人民生活水平的不断提升，交通运输业得到了迅猛发展，为铰接式车辆的发展提供了广阔空间。但是铰接式车辆容易发生事故，而且事故损失大，已经成为社会关注的重点问题。其中，在高速行驶过程中，前方出现较低速行驶车辆或静止障碍是比较常见的危险工况，为了降低碰撞发生的可能性，减小碰撞造成的损失，人们设计出主动避障系统辅助驾驶。
[0003]主动避障系统可以分成基于制动的AEBS和基于转向的变道避障，其中AEBS技术简单，研究起步较早，成果很多，已经成为车辆必须安装的辅助系统。基于转向系统的变道避障技术比较复杂，随着科技水平的提高，针对乘用车的主动避障系统已经被逐渐开发出来，但是针对铰接式车辆的主动变道避障系统，目前还不成熟。而且，大多数变道避障技术选择的轨迹是单段式的，不能充分发挥车辆性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是设计开发了一种铰接式车辆变道避障方法，采用两段式轨迹规划策略结合安全距离模型，发挥车辆转向性能，缩短避障距离，为实际驾驶提供了可靠依据。
[0005]本专利技术提供的技术方案为：
[0006]一种铰接式车辆变道避障方法，包括：
[0007]步骤一、采集车辆的纵向速度、车辆的加速度、车辆的宽度、前车的宽度、本车与前车的距离和前车的纵向速度；
[0008]步骤二、建立避障段轨迹规划模型，获取车辆紧急避障部分结束的临界纵坐标：
[0009][0010]式中，(x
c
,y
c
)为紧急避障部分结束的临界坐标，l为回旋线上点(x,y)到原点的曲线长，x
d
为前车的宽度，x
D1
为本车宽度，x
safe
为本车与前车的初始安全距离，θ为紧急避障部分结束的转角，a为本车质心到前轴距离；
[0011]步骤三、以贝塞尔曲线建立回正段轨迹规划模型，获得本车回正段的轨迹；
[0012]步骤四、更新本车与前车之间的安全距离：
[0013]x
safe2
＝(v
x
‑
v
1x
)t
safe
；
[0014]式中，x
safe2
为更新后的本车与前车之间的安全距离，v
x
为车辆的纵向速度，v
1x
为前车的纵向速度，t
safe
为车辆避障所需时间。
[0015]步骤五、当本车与前车的距离到达车辆更新后的本车与前车之间的安全距离且目
标车道无车后，车辆根据所述避障段轨迹规划模型和回正段轨迹规划模型进行变道避障。
[0016]优选的是，所述避障段轨迹规划模型满足：
[0017][0018]式中，(x,y)为车辆的坐标，A为回旋线系数。
[0019]优选的是，所述回旋线系数满足：
[0020]A2＝ρl；
[0021]式中，ρ为回旋线上点(x,y)的曲率半径。
[0022]优选的是，所述紧急避障部分结束的转角满足：
[0023][0024]优选的是，所述车辆到达紧急避障部分结束的临界坐标时，所述回旋线上点(x
c
,y
c
)的曲率半径满足：
[0025][0026]式中，ρ
c
为回旋线上点(x
c
,y
c
)的曲率半径，a
ymax
为车辆的纵向加速度。
[0027]优选的是，所述贝塞尔曲线满足：
[0028]B3(t)＝(1
‑
t)3P0+3t(1
‑
t)2P1+3t2(1
‑
t)P2+t3P3,t∈[0,1][0029]式中，P0为紧急避障部分结束的临界坐标(x
c
,y
c
)，P1为第一过渡坐标(x1,y1)，P2为第二过渡坐标(x2,y2)，P3为避障结束坐标(x
e
,y
e
)。
[0030]优选的是，所述第一过渡坐标满足：
[0031][0032]式中，k
c
为紧急避障部分结束的临界坐标点的斜率，D为车辆在避障过程中的横向位移。
[0033]优选的是，所述第二过渡坐标满足：
[0034][0035]式中，r
c
为紧急避障部分结束的临界坐标点的曲率。
[0036]优选的是，所述车辆避障所需时间满足：
[0037][0038]式中，x
start
为车辆避障结束时的车辆质心x轴坐标，d为挂车质心到挂车轴的距离，
e为挂车质心到铰接点的距离，b为本车质心到后轴的距离。
[0039]本专利技术所述的有益效果：
[0040](1)、本专利技术设计开发的一种铰接式车辆变道避障方法，从传统轨迹规划方法的局限性出发，提供了一种针对铰接式车辆的智能车避障方法，采用了新的两段式轨迹规划策略，并设计了相适应的安全距离模型。避障轨迹的主要目的是使车辆尽快离开本车道，在此过程中尽可能发挥车辆转向性能，回正轨迹的主要目的是使车辆从避障过程转到目标车道继续正常行驶。
[0041](2)、本专利技术设计开发的一种铰接式车辆变道避障方法，能够尽快发挥转向性能极限，使避障距离更短。
[0042](3)、本专利技术设计开发的一种铰接式车辆变道避障方法，配备了相应的安全距离作为避障的具体触发依据，为实际驾驶提供了可靠判据。
附图说明
[0043]图1为本专利技术所述铰接式车辆变道避障方法的流程示意图。
[0044]图2为本专利技术所述分段式轨迹的示意图。
[0045]图3为本专利技术所述分段式轨迹的切换点示意图。
[0046]图4为本专利技术所述贝塞尔曲线参数示意图。
[0047]图5为本专利技术所述避障过程结束时间点示意图。
具体实施方式
[0048]下面结合对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0049]如图1所示，本专利技术提供的一种铰接式车辆变道避障方法，具体包括如下步骤：
[0050]步骤一、在车辆正常行驶时，检测周围交通环境和本车行驶状态，获得车辆的纵向速度、车辆的加速度、车辆的宽度、前车的宽度、本车与前车的距离和前车的纵向速度；
[0051]步骤二、如图2、图3所示，建立避障段轨迹规划模型：
[0052]正常驾驶员在遇到紧急变道工况时，会选择向目标车道匀速转动方向盘，因此，本专利技术选择了一种基于回旋线的轨迹作为车辆避障段的轨迹规划函数，其输入类似匀速变化的输入，即：
[0053][0054]式中，(x,y)为车辆的坐标，A为回旋线系数，l为回本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铰接式车辆变道避障方法，其特征在于，包括：步骤一、采集车辆的纵向速度、车辆的加速度、车辆的宽度、前车的宽度、本车与前车的距离和前车的纵向速度；步骤二、建立避障段轨迹规划模型，获取车辆紧急避障部分结束的临界纵坐标：式中，(x
c
,y
c
)为紧急避障部分结束的临界坐标，l为回旋线上点(x,y)到原点的曲线长，x
d
为前车的宽度，x
D1
为本车宽度，x
safe
为本车与前车的初始安全距离，θ为紧急避障部分结束的转角，a为本车质心到前轴距离；步骤三、以贝塞尔曲线建立回正段轨迹规划模型，获得本车回正段的轨迹；步骤四、更新本车与前车之间的安全距离：x
safe2
＝(v
x
‑
v
1x
)t
safe
；式中，x
safe2
为更新后的本车与前车之间的安全距离，v
x
为车辆的纵向速度，v
1x
为前车的纵向速度，t
safe
为车辆避障所需时间；步骤五、当本车与前车的距离到达车辆更新后的本车与前车之间的安全距离且目标车道无车后，车辆根据所述避障段轨迹规划模型和回正段轨迹规划模型进行变道避障。2.如权利要求1所述的铰接式车辆变道避障方法，其特征在于，所述避障段轨迹规划模型是：式中，(x,y)为车辆的坐标，A为回旋线系数。3.如权利要求2所述的铰接式车辆变道避障方法，其特征在于，所述回旋线系数满足：A2＝ρl；式中，ρ为回旋线上点(x,y)的曲率半径。4.如权利要求3所述的铰接式车辆变道避障方法，其特征在于，所述紧急...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟强，宋广昊，陈阳，何磊，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：