一种基于三次B样条曲线的车辆换道轨迹规划方法

本发明涉及车辆换道轨迹规划，特别是一种基于三次b样条曲线的车辆换道轨迹规划方法。

背景技术：

1、车辆换道轨迹规划作为智能驾驶车辆常见功能之一，能有效减少交通事故。合理的轨迹规划方法是完成高效换道的先决条件，直接影响换道的安全性和舒适性。常见的换道轨迹规划算法有基于搜索的算法，基于采样的算法，基于曲线插值的算法等。基于搜索的算法如dijkstra可以在有向图中获得最短路径，但存在实时性差的缺点；基于采样的算法如rrt(快速搜索随机树)能够处理多维的规划问题，但在换道轨迹规划过程中无法实现重规划；基于曲线插值的算法如多项式曲线，受限于终端状态已知的轨迹规划情况。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于三次b样条曲线的车辆换道轨迹规划方法，实现提高智能驾驶车辆在换道时的安全性与舒适性，且计算步骤简单，降低了智能驾驶车辆在换道时的计算复杂度。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于三次b样条曲线的车辆换道轨迹规划方法，包括如下步骤：

3、步骤1：确定三次b样条曲线为车辆换道轨迹规划方法，基于所述三次b样条曲线设定六个控制点坐标参数；

4、步骤2：根据六个控制点坐标参数及三次b样条曲线表达式生成换道候选轨迹；

5、步骤3：以换道轨迹曲率为评价指标筛选得到最终轨迹。

6、在一较佳的实施例中，所述步骤1具体包括：

7、步骤11：设定车辆当前位置为p0控制点；

8、步骤12：设置p1、p2、p3、p4以及p5控制点，使其满足p0p1p2∥p3p4p5∥车道中心线，同时设定p0p1＝p1p2＝p3p4＝p4p5以减少计算成本；

9、在一较佳的实施例中，所述步骤2具体包括：

10、步骤21：b样条曲线表达式为：

11、

12、其中，p0,p1,…,pn为n+1个控制点坐标，bi,k(u)是第i个k阶b样条基函数，u∈[0,1]，基函数bi,k(u)德布尔-递推式如下：

13、

14、步骤22：将步骤1所述的六个控制点坐标参数带入三次b样条曲线表达式即可生成换道候选轨迹，候选轨迹方程表示为：

15、s(u)＝s(x,y)  (3)

16、其中x、y是定义在高斯坐标系下的轨迹点位置坐标，s是换道轨迹。

17、在一较佳的实施例中，所述步骤3具体包括以下步骤：

18、步骤31：计算步骤2所得候选轨迹曲率，曲率计算公式为：

19、

20、其中κ为曲率；

21、步骤32：筛选得到最终轨迹作为车辆换道轨迹。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明以三次b样条曲线作为车辆换道轨迹规划方法，提高了智能驾驶车辆在换道时的安全性与舒适性，且计算步骤简单，降低了智能驾驶车辆在换道时的计算复杂度。

技术特征：

1.一种基于三次b样条曲线的车辆换道轨迹规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于三次b样条曲线的车辆换道轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于三次b样条曲线的车辆换道轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于三次b样条曲线的车辆换道轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤3具体包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于三次B样条曲线的车辆换道轨迹规划方法，包括以下步骤：确定三次B样条曲线为车辆换道轨迹规划方法，基于所述三次B样条曲线设定六个控制点坐标参数；根据所述六个控评价指标筛选得到最优轨迹。应用本技术方案可提高智能驾驶车辆在换道时的安全性与舒适性，且计算步骤简单，降低了智能驾驶车辆在换道时的计算复杂度。

技术研发人员：沈磊,查云飞,李喆,陈越
受保护的技术使用者：福建工程学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15