[发明专利]一种自动驾驶纵向统一规划方法及系统

权利要求书

1.一种自动驾驶纵向统一规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)基于一统一的描述本车周围环境信息的环境模型，在车辆行驶过程中实时规划期望加速度；

2)根据所述期望加速度和实际加速度控制车辆的纵向运动；

所述步骤1)具体为：

11)候选加速度生成：结合上一时刻的期望加速度数值，根据车辆纵向加速度和加加速度的约束，生成一系列待筛选的候选加速度；

12)车辆位置预测：基于车辆运动学模型和车辆始终沿当前航向角方向行驶的假设，针对每一候选加速度计算其在未来不同时间域内所到达的位置；

13)期望加速度求解：构建一评价函数，根据车辆位置预测结果对各候选加速度评价，以最小化评价函数的方式获得期望加速度。

2.根据权利要求1所述的自动驾驶纵向统一规划方法，其特征在于，第i个所述候选加速度a_t(i)满足：

a_min≤a_t(i)≤a_max

其中，表示上一时刻的期望加速度数值，Δa_x表示加速度分辨率，M_xdec和M_xacc分别表示车辆加加速度限制系数的最小值和最大值，a_min和a_max分别表示所允许的最大纵向减速度和最大纵向加速度。

3.根据权利要求1所述的自动驾驶纵向统一规划方法，其特征在于，所述期望加速度通过以下公式获得：

其中，表示期望加速度，a_t(i)表示第i个候选加速度，J_x表示评价函数；

所述评价函数J_x的表达式为：

其中，U_mix(X_p(i,j),Y_p(i,j))表示由环境模型求得的车辆位于点[X_p(i,j),Y_p(i,j)]处的势场值，v(i,j)表示本车预测车速，p、q表示权重系数，v_des表示目标车速。

4.一种自动驾驶纵向统一规划系统，其特征在于，包括：

规划算法模块，用于基于一统一的描述本车周围环境信息的环境模型，在车辆行驶过程中实时规划期望加速度；

车辆控制模块，用于根据所述期望加速度和实际加速度控制车辆的纵向运动；

所述规划算法模块包括：

候选加速度生成单元，用于结合上一时刻的期望加速度数值，根据车辆纵向加速度和加加速度的约束，生成一系列待筛选的候选加速度；

车辆位置预测单元，用于基于车辆运动学模型和车辆始终沿当前航向角方向行驶的假设，针对候选加速度生成单元生成的每一候选加速度计算其在未来不同时间域内所到达的位置；

期望加速度求解单元，用于构建一评价函数，根据车辆位置预测单元输出的预测结果对各候选加速度评价，以最小化评价函数的方式获得期望加速度。

5.根据权利要求4所述的自动驾驶纵向统一规划系统，其特征在于，第i个所述候选加速度a_t(i)满足：

a_min≤a_t(i)≤a_max

其中，表示上一时刻的期望加速度数值，Δa_x表示加速度分辨率，M_xdec和M_xacc分别表示车辆加加速度限制系数的最小值和最大值，a_min和a_max分别表示所允许的最大纵向减速度和最大纵向加速度。

6.根据权利要求4所述的自动驾驶纵向统一规划系统，其特征在于，所述期望加速度通过以下公式获得：

其中，表示期望加速度，a_t(i)表示第i个候选加速度，J_x表示评价函数；

所述评价函数J_x的表达式为：

其中，U_mix(X_p(i,j),Y_p(i,j))表示由环境模型求得的车辆位于点[X_p(i,j),Y_p(i,j)]处的势场值，v(i,j)表示本车预测车速，p、q表示权重系数，v_des表示目标车速。