申请/专利权人：苏州观瑞汽车技术有限公司

申请日：2023-12-04

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN117341683B

主分类号：B60W30/09

分类号：B60W30/09;B60W30/18;B60W60/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2024.01.23#实质审查的生效;2024.01.05#公开

摘要：本发明公开了一种基于多目标识别的车辆动态轨迹拟合避障方法及系统，涉及智能车辆轨迹规划技术领域，包括：采集车辆当前速度和位置；根据避障区域内的障碍物信息特征，选择进行车辆轨迹规划的换道侧；构造轨迹规划起点和终点的拟合函数，计算输出换道超车轨迹规划结果。本发明提供的基于多目标识别的车辆动态轨迹拟合避障方法构造轨迹规划起点和终点的拟合函数，考虑从车辆转弯曲率、曲率变化率、与避障区域边缘距离、横纵加速度限制条件方面，在满足车辆动力学下完成避免碰撞任务。充分考虑到初始避障区域边缘出现不完整障碍物情形，实时重新规划避障区域，避免在换道边缘与突出障碍物发生碰撞。

主权项：1.一种基于多目标识别的车辆动态轨迹拟合避障方法，其特征在于，包括：采集车辆当前速度和位置E＝X,Y,V，其中，X表示本车辆当前横坐标，Y表示本车辆当前纵坐标，指车头中心位置，V表示本车辆当前速度，确定避障区域Ω＝p1,p2,p3,p4，其中p1,p2,p3,p4分别表示避障区域的左、右、上、下坐标值；根据避障区域内的障碍物信息特征，选择进行车辆轨迹规划的换道侧；构造轨迹规划起点和终点的拟合函数，计算输出换道超车轨迹规划结果；所述采集车辆当前速度和位置确定避障区域包括判断所控车辆当前轨迹是否存在碰撞危险，若不存在碰撞危险则获取车辆当前车速和位置信息并根据所控车辆当前车速确定避障区域；所述障碍物信息特征包括实时获取避障区域内的目标障碍物的坐标、速度以及外形轮廓信息，确定避障区域内障碍物并赋予每个障碍物唯一ID，并将所有的障碍物区分为静态障碍物集合和动态障碍物集合，基于ID将检测到的信息存储于静态障碍物矩阵表示为：Ai＝xl,xr,yf,yb,v,a；动态障碍物矩阵表示为：Bj＝xl,xr,yf,yb,v,a；其中，xl表示前方障碍物最左侧与车头中间点的横向距离，xr表示前方障碍物最右侧与车头中间点的横向距离，yf表示前方障碍物最前侧与车头中间点的纵向距离，yb表示前方障碍物最后侧与车头中间点的纵向距离，v表示前方障碍物的运动速度矢量，在矩阵Ai中运动速度矢量值为a表示前方障碍物的运动加速度矢量，在矩阵Ai中运动加速度矢量值为若避障区域边缘出现不完整障碍物且障碍物为静态障碍物时，将原始避障区域边界沿障碍物不完整的一侧平移扩大避障区域，当障碍物的右半侧被包含在避障区域内，则将原避障区域左侧边界向左平移，直至将原避障区域边缘的不完整障碍物的左侧部分也完整地包含在避障区域内，并且预留与本车处于安全距离的间隙dsafe，左侧边界平移距离表示为：d＝dsafe+xl；完成避障区域范围更新后，重新确定避障区域；若障碍物为动态障碍物，将原始避障区域边界进行平移，当障碍物的横向速度朝向障碍物突出的区域，则将原有避障区域边界沿着障碍物速度方向平移扩大避障区域，若障碍物的右半侧被包含在避障区域内，障碍物的横向速度向左，则原始避障区域左侧边界向左平移的距离表示为： 其中vx为动态障碍物的横向速度，Vy为本车辆的纵向速度，完成避障区域范围更新后，重新确定避障区域障碍物；若障碍物的横向速度朝向障碍物非突出的区域，则将原始避障区域边界根据障碍物的速度和车辆接近障碍物前方纵向位置时的大小来判断沿着障碍物速度方向平移扩大或缩小避障区域，当障碍物的右半部分被包含在避障区域内，障碍物的横向速度向右，判断横向距离，当横向距离表示为： 视为本车接近动态障碍物过程中，动态障碍物驶入原有避障区域并留有安全距离，则不平移原有避障区域，当横向距离表示为： 表示在本车接近动态障碍物过程中，动态障碍物无法完全驶入原有避障区域，则原有避障区域向左偏移，偏移距离表示为： 当横向距离表示为： 视为本车接近动态障碍物过程中，动态障碍物已完全驶入原始避障区域，则原始避障区域向右偏移，偏移距离表示为： 完成避障区域范围更新后，重新确定避障区域障碍物；若更新后的避障区域边缘未出现不完整障碍物，对避障区域内的静态障碍物采取更新后的避障区域，对避障区域内的动态障碍物首先进行障碍物状态预测，当动态障碍物横向速度向右时，则障碍物的右侧横向坐标表示为： 判断障碍物左、右边缘位置，若障碍物横向位置表示为： 则无需更新避障区域，若障碍物横向位置表示为： 则将避障区域右侧边界向左平移，平移距离表示为： 若障碍物横向位置表示为： 则将避障区域右侧边界向右平移，平移距离表示为： 对每个障碍物区域取交集，形成最终的避障区域，获取所控车辆行驶轨迹结果，并离散化成位置信息；所述选择进行车辆轨迹规划的换道侧包括当前轨迹无碰撞风险则重新采集车辆当前速度和位置规划避障区域，若当前轨迹存在碰撞风险则判断避障区域内存在障碍物的数量；若避障区域仅有一个静态障碍物且有碰撞风险时，以单个障碍物的中心线为界限，轨迹规划换道侧选择车辆位于障碍物中心线的一侧；若避障区域仅有一个动态障碍物且有碰撞风险时，以单个障碍物的中心线为界，预测障碍物中心线的未来到达位置，轨迹规划换道侧选择车辆位于障碍物未来预测的中心线的一侧；若避障区域有多个静止障碍物但仅有一个障碍物有碰撞风险时，轨迹规划换道侧选择车辆位于有碰撞风险障碍物中心线的一侧；当有多个障碍物有碰撞风险时，轨迹规划换道侧选择车辆位于所有碰撞风险障碍物中的最靠近避障区域边缘的远离障碍物中心线的一侧；若避障区域有多个动态障碍物但仅有一个障碍物有碰撞风险时，轨迹规划换道侧选择车辆位于有碰撞风险障碍物未来预测中心线的一侧；当有多个障碍物有碰撞风险时，轨迹规划换道侧选择车辆位于所有碰撞风险障碍物中的最靠近避障区域边缘的远离未来预测的障碍物中心线的一侧；若避障区域有多个有碰撞风险的动态和静态障碍物，将所有静态障碍物中心线和所有未来预测动态障碍物中心线比较，轨迹规划换道侧选择最靠近避障区域边缘的障碍物中心线的一侧。

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权利要求：

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