技术特征：
1.一种自主超车方法，其特征在于，包括：定义状态晶格空间；所述状态晶格空间中的位置坐标用于确定并表示车辆的位置；根据状态晶格空间确定在超车不同阶段的轨迹参数；所述轨迹参数包括：超车不同阶段的起点位置和终点位置、航向角、超车不同阶段的行驶速度和曲率；所述超车不同阶段包括：超车起始阶段、平行行驶阶段以及超车终止阶段；所述超车起始阶段为主车进行车道变更；所述平行行驶阶段为主车与待超越车辆平行行驶并执行超车；所述超车终止阶段为主车驶回原始车道；根据状态晶格空间以及在超车不同阶段的轨迹参数构建车辆运动模型；根据车辆运动模型生成车辆预测轨迹；根据车辆预测轨迹进行超车轨迹跟踪，并利用基于半马尔科夫决策过程确定超车决策。2.根据权利要求1所述的一种自主超车方法，其特征在于，所述定义状态晶格空间，具体包括：；其中，为状态晶格空间的位置矩阵，分别为横、纵坐标值的向量，为位置索引。3.根据权利要求1所述的一种自主超车方法，其特征在于，所述根据状态晶格空间确定在超车不同阶段的轨迹参数，具体包括：利用公式确定主车与待超越车辆的最小车距；利用公式确定主车从超车起始阶段的起始点到超车起始阶段的终止点的矢量与水平之间的夹角；其中，为主车与待超越车辆的最小车距，为主车的速度，为主车后车，为常数，且为3秒的行驶时间，为车道的宽度，为主车的纵向长度。4.根据权利要求1所述的一种自主超车方法，其特征在于，所述根据车辆运动模型生成车辆预测轨迹，之后还包括：利用以及采用拉格朗日乘子法和迭代优化法对所述车辆预测轨迹进行优化；其中，为代价函数，为控制参数，为车辆状态，为超车终止阶段的终点时间，为时变效用函数。5.根据权利要求1所述的一种自主超车方法，其特征在于，所述根据车辆运动模型生成车辆预测轨迹，之前还包括：在仿真平台中采用stanley和pid控制器分别实现车辆横向和纵向控制来追踪输入的
车辆预测轨迹，确定车辆在预测轨迹上的运动基元；所述运动基元包括油门、制动和转向控制信号序列。6.一种自主超车系统，其特征在于，包括：状态晶格空间定义模块，用于定义状态晶格空间；所述状态晶格空间中的位置坐标用于确定并表示车辆的位置；轨迹参数确定模块，用于根据状态晶格空间确定在超车不同阶段的轨迹参数；所述轨迹参数包括：超车不同阶段的起点位置和终点位置、航向角、超车不同阶段的行驶速度和曲率；所述超车不同阶段包括：超车起始阶段、平行行驶阶段以及超车终止阶段；所述超车起始阶段为主车进行车道变更；所述平行行驶阶段为主车与待超越车辆平行行驶并执行超车；所述超车终止阶段为主车驶回原始车道；车辆运动模型构建模块，用于根据状态晶格空间以及在超车不同阶段的轨迹参数构建车辆运动模型；车辆预测轨迹生成模块，用于根据车辆运动模型生成车辆预测轨迹；超车决策确定模块，用于根据车辆预测轨迹进行超车轨迹跟踪，并利用基于半马尔科夫决策过程确定超车决策。7.根据权利要求6所述的一种自主超车系统，其特征在于，所述状态晶格空间定义模块具体包括：；其中，为状态晶格空间的位置矩阵，分别为横、纵坐标值的向量，为位置索引。8.根据权利要求6所述的一种自主超车系统，其特征在于，还包括：车辆预测轨迹优化模块，用于利用以及采用拉格朗日乘子法和迭代优化法对所述车辆预测轨迹进行优化；其中，为代价函数，为控制参数，为车辆状态，为超车终止阶段的终点时间，为时变效用函数。9.根据权利要求6所述的一种自主超车系统，其特征在于，还包括：运动基元确定模块，用于在仿真平台中采用stanley和pid控制器分别实现车辆横向和纵向控制来追踪输入的车辆预测轨迹，确定车辆在预测轨迹上的运动基元；所述运动基元包括油门、制动和转向控制信号序列。
技术总结
本发明涉及一种自主超车方法及系统。该方法包括定义状态晶格空间；根据状态晶格空间确定在超车不同阶段的轨迹参数；根据状态晶格空间以及在超车不同阶段的轨迹参数构建车辆运动模型；根据车辆运动模型生成车辆预测轨迹；根据车辆预测轨迹进行超车轨迹跟踪，并利用基于半马尔科夫决策过程确定超车决策。本发明实现车辆安全、高效的自主超车，解决现有技术中超车过程轨迹跟踪困难的问题。超车过程轨迹跟踪困难的问题。超车过程轨迹跟踪困难的问题。
技术研发人员：吕超 鲁洪良 于洋 王昊阳 龚建伟 臧政
受保护的技术使用者：北理慧动（北京）教育科技有限公司
技术研发日：2021.10.25
技术公布日：2021/11/21