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原文传递一种实现紧急靠边停车的运动规划方法

专利名称：	一种实现紧急靠边停车的运动规划方法
摘要：	本发明提出一种实现紧急靠边停车的运动规划方法，包括，获取交通态势评估结果，根据交通态势评估结果建立行车风险场并计算行车风险场中各点的风险场强；根据车辆所处的行车风险场的风险场强识别目标车辆意图，根据目标车辆意图决策执行靠边停车运动规划方法；根据车辆运动学模型和车辆的机械结构参数对车辆的可执行路径进行构建；基于PID控制算法规划车辆的速度；通过路径规划算法循环中修改目标点坐标，对可执行路径和速度进行修正。本文提出的实现紧急靠边停车的运动规划方法，提高了运动规划效率，而且实现了对自车停靠姿态的调整，使安全性得以提升，更增强了运动规划过程的鲁棒性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	清华大学
发明人：	王建强;杨朔丞;李晋豪;赵享;赵日聪
专利状态：	有效
申请日期：	2022-08-31T00:00:00+0800
发布日期：	2022-11-25T00:00:00+0800
申请号：	CN202211063167.3
公开号：	CN115384549A
代理机构：	北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	孟洋
分类号：	B60W60/00;B60W40/08;B60W40/10;B60W50/00;B;B60;B60W;B60W60;B60W40;B60W50;B60W60/00;B60W40/08;B60W40/10;B60W50/00
申请人地址：	100084 北京市海淀区清华园
主权项：	1.一种实现紧急靠边停车的运动规划方法，其特征在于，包括以下步骤：获取交通态势评估结果，根据所述交通态势评估结果建立行车风险场并计算所述行车风险场中各点的风险场强；根据车辆所处的行车风险场的风险场强识别目标车辆意图，根据所述目标车辆意图决策执行靠边停车运动规划方法；根据车辆运动学模型和车辆的机械结构参数对所述车辆的可执行路径进行构建；基于PID控制算法规划所述车辆的速度；通过路径规划算法循环中修改目标点坐标，对所述可执行路径和所述速度进行修正。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述行车风险场的理论模型包括运动物体形成的动能场、静止物体形成的势能场以及驾驶人形成的行为场三部分，其建模如下：运动物体形成的动能场：式中：为运动物体i在位置j处产生的动能场场强，Mi为运动物体i的等效质量，为运动物体i与j的距离，vi为运动物体速度，θi为运动物体速度方向与rij的夹角，G、Ri、k1、k2均为待定参数；静止物体形成的势能场：式中：为物体i在位置j处产生的势能场场强，Mi为物体i的等效质量，为物体i与j的距离，G、Ri、k1均为待定参数；式中：为车辆i在位置j处产生的行为场场强，为车辆i在位置j处产生的动能场场强，Dri为驾驶人风险因子；合成上述三部分行车风险场，以计算出道路上的各种交通要素对某一行驶车辆所形成的风险场强的大小和方向。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据车辆所处的行车风险场的风险场强识别目标车辆意图，根据所述目标车辆意图决策执行靠边停车运动规划方法，包括：计算所述车辆的风险场景和所述目标车辆相对所述车辆的风险场强；若道路的横向方向场强指向应急车道的相反方向，则控制所述车辆执行沿当前车道减速行驶的巡航方法；若道路的横向方向场强指向应急车道的相同方向，则控制所述车辆执行紧急靠边停车的运动规划方法。 4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于PID控制算法规划所述车辆的速度，包括：输入量为当前车辆速度v，输出量为设定目标速度vt，误差函数为err＝vt-v，忽略积分控制项，将连续控制系统理想的PID控制规律改写为离散控制系统PD控制规律：式中：Kp为比例增益，Td为微分时间常数，Δt为循环时间间隔，i为循环序数，u(i)为PD控制器输出信号，即循环时间(Δt＝0.01s)内速度改变量，err(i)为所述车辆速度与目标速度之差。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：对PD速度控制算法参数加以约束，如下式：式中：err(-1)定义为未启动PD速度控制算法时的误差函数，所述车辆减速的最大加速度于速度控制算法的初始时刻取得，即 err[-1]＝err[0]，则 6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过路径规划算法循环中修改目标点坐标之前，还包括：将原本路径—速度分离的算法进行耦合，综合考虑路径和速度，实现路径—速度耦合的运动规划方法。 7.一种实现紧急靠边停车的运动规划装置，其特征在于，包括以下模块：感知模块，用于获取交通态势评估结果，根据所述交通态势评估结果建立行车风险场并计算所述行车风险场中各点的风险场强；判断模块，用于根据车辆所处的行车风险场的风险场强识别目标车辆意图，根据所述目标车辆意图决策执行靠边停车运动规划方法；构建模块，用于根据车辆运动学模型和车辆的机械结构参数对所述车辆的可执行路径进行构建；规划模块，用于基于PID控制算法规划所述车辆的速度；优化模块，用于通过路径规划算法循环中修改目标点坐标，对所述可执行路径和所述速度进行修正。 8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：耦合模块，用于将原本路径—速度分离的算法进行耦合，综合考虑路径和速度，实现路径—速度耦合的运动规划方法。 9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-6中任一所述的实现紧急靠边停车的运动规划方法。 10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的实现紧急靠边停车的运动规划方法。