【技术实现步骤摘要】
本申请涉及自动驾驶，尤其是涉及一种半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法、系统。
技术介绍
1、半挂汽车具有运输成本低以及运输效率高的特点，成为了公路运输的主要运载工具之一，随着无人驾驶技术的发展，为半挂汽车的运输效率和安全性带来了新的助力。汽车主动避撞系统能够在事故发生前提醒驾驶员注意并在紧急状况下自动采取安全措施。因此，为避免事故的发生两车之间保持一定的距离是十分必要的。而不同的驾驶员对不同工况的反应不同，所需的安全车距也因人而异，因此研究驾驶员的驾驶风格对是否能有效避撞影响非常重要。
2、相关技术中，常规的主动避撞控制研究无论是从横向或纵向层面上考虑，一般按照基础要求去设计最优轨迹。这种仅基于车和路况环境规划的避撞轨迹在为驾驶特性差异较大的驾驶员服务时，避撞模式显得单一且缺乏适应性，忽略了驾驶员驾驶行为对行车安全的影响。
3、针对上述中的相关技术，常规的主动避撞控制驾驶方法较为单一，缺少与驾驶员驾驶风格的适应性，不能较好的适应不同驾驶员的驾驶方式，不利于进一步提高避撞的安全性。
技术实现思路
1、为了进一步提高汽车进行主动避撞时的驾驶安全性，本申请提供一种半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法、系统。
2、第一方面，本申请提供一种半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，采用如下的技术方案：
3、一种半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，包括：
4、获取不同驾驶人员的仿真行车数据；
5、基于预设的驾驶风格
6、基于驾驶风格和仿真行车数据进行分析，以确定驾驶风格所对应的风格行车数据；
7、基于风格行车数据和预设的人工势场算法进行分析，以生成个性化避撞轨迹控制器；
8、基于预设的mpc算法以及个性化避撞轨迹控制器对半挂汽车列车进行规划路径跟踪；
9、当半挂汽车列车发出避撞信号时，个性化避撞轨迹控制器生成个性化避撞轨迹，并指示半挂汽车列车以个性化避撞轨迹进行避撞。
10、通过采用上述技术方案，对不同驾驶风格的行车仿真数据进行分析，从而分类出激进型、普通型以及谨慎型驾驶风格的驾驶仿真数据，并对半挂汽车列车进行轨迹跟踪，当需要进行避撞控制时，能够生成与驾驶人员驾驶风格适应的个性化避撞轨迹，并进行自动避撞控制，从而在驾驶过程中，车辆的避撞控制器在设定的避撞距离内频繁提醒驾驶人员做出避让操作。
11、可选的，获取不同驾驶人员的仿真行车数据时，包括：
12、根据预设的人员差异参数以获取多个驾驶人员的驾驶风格数据；所述人员差异参数包括性别、年龄、驾龄；
13、基于驾驶风格数据进行分析，以确定个人驾驶习惯信息；所述个人驾驶习惯信息包括方向盘转角、横摆角速度、航偏角、横向加速度、转向时间、车头时距和安全裕度。
14、通过采用上述技术方案，在获取驾驶人员的仿真行车数据时，获取性别、年龄、驾龄上存在差异的数据，以使得仿真行车数据的信息样本覆盖更全面，同时对驾驶人员的驾驶习惯进行多个驾驶习惯参数的收集，使得驾驶风格所对应的驾驶仿真数据能够作为个性化避撞控制器的可靠参数，从而有助于生成有效的个性化避撞轨迹。
15、可选的，生成个性化避撞轨迹控制器时，包括：
16、制定不同驾驶风格的半挂汽车列车避撞控制参数；
17、基于人工势场算法规划避撞轨迹；
18、基于不同驾驶风格的特性设置不同的斥力势场增益系数和障碍物斥力半径影响因子。
19、通过采用上述技术方案，在生成个性避撞轨迹控制器时，对不同驾驶风格的特性加入对应的斥力势场增益系数以及障碍物斥力半径影响因子，使得生成的个性化轨迹得到进一步优化，从而能够提高对不同驾驶风格的驾驶人员驾驶习惯适应性。
20、可选的，制定不同驾驶风格的半挂汽车列车避撞控制参数的方法包括：
21、基于预设的影响参数对驾驶风格不同的驾驶员进行避撞安全距离分析；
22、根据预设的影响参数和最小安全距离模型结合，以确定进行避撞的最小安全距离；所述影响参数包括前后车的车头时距t、前后车的安全裕度l；
23、最小安全距离的具体表达公式如下：
24、
25、其中，t为前后车的车头时距、l前后车的安全裕度；d为考虑驾驶风格直道工况下的最小安全距离；δv为半挂汽车与前车的相对速度；t1为牵引车从转向开始到达与前车碰撞点的时间；d为半挂汽车列车转向引起的车身侧偏距离；ωa和ωb为权重系数，其和为1；t2为驾驶员从开始制动到制动加速度最大的时间；aamax为半挂汽车最大减速度；vm为车辆速度。
26、通过采用上述技术方案，计算对应驾驶风格驾驶人员进行避撞的最小安全距离时，通过加入前后车的车头时距以及前后车的安全裕度，能够提高对使对小安全距离分析合理性，并进一步增加将半挂汽车列车和前车的相对速度、与前车的碰撞时间节点、身侧偏距离、制动加速度最大时间等参数，以使得所计算的最小安全距离能够更符合驾驶人员的安全避撞制动轨迹所需距离。
27、可选的，设置不同的斥力势场增益系数和障碍物斥力半径影响因子的方法包括：
28、基于驾驶风格和预设的前车障碍势场进行计算分析，以确定不同驾驶风格的斥力场函数；
29、不同驾驶风格的斥力场函数表达公式如下：
30、
31、
32、
33、其中，urep-rad、urep-gen；urep-cau分别代表激进型、一般型和谨慎型驾驶员的前方障碍车斥力场函数；krep-rad、krep-gen、krep-cau为斥力场函数的增益系数；ρ(q,q0)为车辆和障碍物的坐标矢量；ρ0为障碍物对车辆产生作用的最大距离；γrad、γgen、γcau分别为汽车障碍物斥力半径影响因子。
34、通过采用上述技术方案，对激进型、一般型以及谨慎型的驾驶风格进行前方障碍斥力场函数进行计算求取，以为个性化避撞轨迹控制器提供可靠性较好的斥力场计算参数，有助于个性化避撞轨迹控制器能够生成较佳的个性避撞轨迹，使得不同驾驶风格类型的个性避撞轨迹能够预留合适的安全避撞距离，提高车辆的驾驶安全性。
35、可选的，规划避撞轨迹时还包括：
36、基于预设的人工势场算法和障碍物斥力势场函数加入调节因子ρgn进行调节优化；
37、实现调节优化的具体公式如下：
38、
39、其中，ureo表示斥力场函数；ρ(q,q0)为汽车与障碍物之间的距离；ρ0为障碍物的影响距离；为车辆和目标点之间的距离；n为任意常数。
40、通过采用上述技术方案，对人工势场算法和障碍物斥力势场函数的计算过程加入调节因子进行优化，以使得在考虑障碍物斥力的计算分析过程中所得到的斥力数值计算可靠性进一步提高。
41本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，获取不同驾驶人员的仿真行车数据时，包括：
3.根据权利要求1所述的半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，生成个性化避撞轨迹控制器时，包括：
4.根据权利要求3所述的半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，制定不同驾驶风格的半挂汽车列车避撞控制参数的方法包括：
5.根据权利要求3所述的半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，设置不同的斥力势场增益系数和障碍物斥力半径影响因子的方法包括：
6.根据权利要求3所述的半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，规划避撞轨迹时还包括：
7.根据权利要求6所述的半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，还包括：
8.根据权利要求1所述的半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，对半挂汽车列车进行规划路径跟踪时，包括：
9.根据权利要求8所述的
10.一种半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制系统，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至9中任一种半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，获取不同驾驶人员的仿真行车数据时，包括：
3.根据权利要求1所述的半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，生成个性化避撞轨迹控制器时，包括：
4.根据权利要求3所述的半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，制定不同驾驶风格的半挂汽车列车避撞控制参数的方法包括：
5.根据权利要求3所述的半挂汽车列车避撞轨迹规划与跟踪控制方法，其特征在于，设置不同的斥力势场增益系数和障碍物斥力半径影响因子的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：任艺，张蕾，董恩国，刘翕瑶，
申请(专利权)人：天津职业技术师范大学中国职业培训指导教师进修中心，
类型：发明
国别省市：
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