智能系统学报2024,Vol.19Issue(3) :619-626.DOI:10.11992/tis.202209060

基于城市超车工况的智能车辆避障规划方法研究

Autonomous vehicle trajectory planning based on urban overtaking conditions

唐友名 孙冠豫 孙贵斌 黄雄栋 张义 陈慧勤
智能系统学报2024,Vol.19Issue(3) :619-626.DOI:10.11992/tis.202209060

基于城市超车工况的智能车辆避障规划方法研究

Autonomous vehicle trajectory planning based on urban overtaking conditions

唐友名 1孙冠豫 2孙贵斌 3黄雄栋 4张义 3陈慧勤5
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作者信息

  • 1. 厦门理工学院 机械与汽车工程学院,福建 厦门 361024;浙江科技学院 机械与能源工程学院,浙江 杭州 310023
  • 2. 厦门理工学院 机械与汽车工程学院,福建 厦门 361024;厦门金龙联合汽车工业有限公司,福建 厦门 361024
  • 3. 厦门理工学院 机械与汽车工程学院,福建 厦门 361024
  • 4. 厦门金龙联合汽车工业有限公司,福建 厦门 361024
  • 5. 杭州电子科技大学 机械工程学院,浙江 杭州 310018
  • 折叠

摘要

在城市道路行驶中,超车驾驶既是常见的驾驶行为,也是常见的交通事故工况之一.基于改进人工势场法(artificial potential field method)与模型预测控制(model predicition control)提出了一种避障规划控制方法.首先,构建目标点引力势场函数、道路及车道线势场函数以及障碍物车辆势场函数;其次,基于势场函数建立统一化模型函数;最后,对系统进行模拟实验评估.结果表明,提出的避障规划控制方法能够生成安全、平滑的路径,其前轮转角变化范围在[-0.67°,1.02°],质心侧偏角变化范围在[-0.22°,0.32°],具有稳定的控制能力.

Abstract

Overtaking is a common driving behavior on urban road.It is also one of the common behaviors in traffic ac-cidents.Based on the improved artificial potential field method(APF)and model prediction control(MPC),a barrier avoidance planning control method was proposed in this study.The method firstly built the gravitational potential field function of the target point,the potential field function of the road&lane line and the potential field function of the obstacle vehicle,then established the unified model function on the basis of the potential field function,and finally eval-uated the simulation experiment of the system.The results show that the proposed obstacle avoidance planning control method can generate a safe and smooth path,with the change range of the turning angle of the front wheel within[-0.67°,1.02°],the change scope of the side slip angle within[-0.22°,0.32°],having stable control ability.

关键词

自动驾驶/人工势场法/模型预测控制/超车工况/轨迹规划/安全距离/车辆动力学/避障策略

Key words

automatic drive/artificial potential field method/model prediction control/overtaking conditions/trajectory planning/safe distance/vehicle dynamics/obstacle avoidance strategy

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基金项目

国家自然科学基金(51975172)

国家高端外专项目(G20200221011)

福建省自然科学基金(2021J011197)

浙江省自然科学基金(LY19E050012)

厦门市重大科技项目(3502Z20201015)

厦门理工学院研究生科技创新项目(YKJCX2021024)

出版年

2024
智能系统学报
中国人工智能学会 哈尔滨工程大学

智能系统学报

CSTPCD北大核心
影响因子:0.672
ISSN:1673-4785
参考文献量8
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