[发明专利]一种车辆避障换道路径的规划方法

说明书

本发明涉及智能汽车自动控制领域，特别是一种车辆避障换道路径的规划方法，该方法通过相应的设备获取起始点坐标、目标点坐标和道路航向角，其中，起始点坐标为目前车辆位置沿行驶方向的设定距离的大地坐标，目标点坐标为前方障碍物端点向换道方向偏移本车车身宽度与设定安全侧向距离之和处的大地坐标，道路航向角为车辆到达目标点坐标后的车辆航向角度，根据起始点坐标、目标点坐标和道路航向角进行曲线拟合，得到起始点坐标到目标点坐标的换道路径，合理规划得出车辆的换道路径，解决了智能汽车自动驾驶中自动避障或换道路径规划不合理的问题。

技术领域

本发明涉及智能汽车自动控制领域，特别是一种车辆避障换道路径的规划方法。

背景技术

智能车辆一般情况就是在普通车辆的基础结构上增加先进的传感器、控制器和执行装置等，通过车载传感系统和信息系统实现车、路和驾驶者等的信息智能交换，使车辆具备一定的智能环境感知能力，识别路径，分析当前道路状况，结合车辆位置，检测障碍物，实现实时预警或根据现实情况及时停车、避障，提高行驶的安全性并根据路径及驾驶者意愿配置合理的行驶策略。

有中国专利公告号为CN104407613B的专利文献公开了一种避障路径平滑优化方法,该方法首先获取障碍物区域范围；然后获取避障搜索路径的起始节点和目标节点，并初始定义起始节点为标记起点，目标节点为标记终点；再获取标记起点和标记终点之间连接线的各点坐标；接着通过判断所获点坐标是否位于障碍物区域范围内，判断重新定义后的标记起点是否等于标记终点，进行相应操作来获得平滑路径；最后将获得的路径起始节点定义为标记终点，目标节点定义为标记起点，重新进行判断操作，最终得出平滑优化后的避障路径。该方法能够降低避障搜索路径中的累计转折次数，减小避障搜索路径中的累计转折角度，有效减少避障搜索路径的长度。但无法根据实时的路况信息确定车辆的目标点位置坐标，同时，通过上述方法平滑优化得出的避障路径虽然较少了避障搜索路径的长度，但对于车辆行驶而言，合理性较差，对行驶安全有一定影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆避障换道路径的规划方法，用以解决智能汽车自动驾驶中自动避障或换道路径规划不合理的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种车辆避障换道路径的规划方法，包括以下方法技术方案：

方法方案一：一种车辆避障换道路径的规划方法，该方法包括以下步骤：

1)当车辆进行换道时，确定换道的起始点坐标、目标点坐标和道路航向角，所述起始点坐标为目前车辆位置沿行驶方向的设定距离的大地坐标，所述目标点坐标为前方障碍物端点向换道方向偏移本车车身宽度与设定安全侧向距离之和处的大地坐标，所述道路航向角为车辆到达目标点坐标后的车辆航向角度；

2)根据起始点坐标、目标点坐标和道路航向角进行B样条法曲线拟合，得到从起始点坐标到目标点坐标的路径，该路径即为换道路径。

有益效果是，本方法方案一通过在车辆换道时，根据起始点坐标、目标点坐标和道路航向角进行曲线拟合，得到起始点坐标到目标点坐标的换道路径，合理规划出车辆的换道路径，解决了智能汽车自动驾驶中自动避障或换道路径规划不合理的问题。

方法方案二：在方法方案一的基础上，所述设定距离为0.2m。

方法方案三：在方法方案一或方法方案二的基础上，所述B样条法为三次B样条曲线法。

方法方案四：在方法方案三的基础上，所述B样条曲线规划过程中最大有界曲率的计算如下：B样条曲线的形状完全由控制点决定，对于三个控制点确定的一段三次B样条曲线，增加两个线段的中点作为新的控制点，B样条形状取决于两个线段中较小的线段长度L和两个线段的夹角α，得到B样条曲线的曲率变化为：

令可以求得当u＝0.5时，κ有最大值；曲率最大值代入上式，从而获得L和α两者之间的关系：