计及安全性与舒适性的智能车辆换道轨迹规划研究

作     者：陈峥 赵文龙 郭凤香 赵志刚 刘昱 刘永刚 CHEN Zheng;ZHAO Wenlong;GUO Fengxiang;ZHAO Zhigang;LIU Yu;LIU Yonggang

作者机构：昆明理工大学交通工程学院昆明650500 北京航天发射技术研究所北京100000 中国汽车技术研究中心有限公司天津300300 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 

基　　金：国家自然科学基金(52272395) 

出 版 物：《交通运输系统工程与信息》 (Journal of Transportation Systems Engineering and Information Technology)

年 卷 期：2024年第24卷第1期

页      码：55-65页

摘      要：针对当前智能车辆在换道过程中的安全性以及乘员舒适性问题,本文提出一种基于风险场评估轨迹的二次筛选方法。首先,在Frenet坐标系下,将车辆运动解耦为横向和纵向两个维度,基于五次多项式生成所有横向d-t曲线簇和纵向s-t曲线簇;其次,由车辆的动力学特性和三圆碰撞模型设计轨迹初筛评价函数,选取合格轨迹作为候选轨迹;最后,参考人工势场理论的思想,引入行车过程中风险场的概念,根据换道效率,换道风险值和横、纵向冲击度建立总损失函数评价候选轨迹以进行二次筛选,选取最佳轨迹并完成可视化。为检验算法的可行性,通过搭建双车道的道路环境,设计障碍车不同速度和加速度的多场景进行弯道换道的仿真验证。研究结果表明,本文所提算法能够满足换道的安全性和舒适性需求。同时,在正常换道场景下,乘员在换道过程的97.5%时间处于舒适状态,在紧急避障场景下也能达到平衡安全性与舒适性的目标。

主 题 词：智能交通 换道轨迹规划 风险场 智能车辆 Frenet坐标系 乘员舒适性 

学科分类：08[工学] 082304[082304] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.16097/j.cnki.1009-6744.2024.01.006

馆 藏 号：203126091...