蒋贤才 孙嘉遥 张馨月
东北林业大学 土木与交通学院,黑龙江 哈尔滨 150040
JIANG Xiancai SUN Jiayao ZHANG Xinyue
School of Civil Engineering and Transportation,Northeast Forestry University,Harbin 150040, Heilongjiang,China
摘要:
既有自动驾驶车辆避障方法以安全为主,难以兼顾通行效率且易产生轨迹预测偏差。为此,以高速公路网联交通为背景,通过量化分级避障风险、设立避障影响区,构建以等效时间损失为统一度量的协同避障框架,基于三阶贝塞尔曲线提出安全与通行效率并重的自动驾驶汽车动态分区协同避障方法(DPCOM-AV),利用粒子群算法(PSO)对分区边界及避障轨迹控制点位置进行优化,借助模型预测控制(MPC)修正预测轨迹,以横向偏移度、纵向冲突及目标车道空间间隙为协同避障触发条件,以最大化利用道路时空资源。数值仿真表明,与静态障碍物场景相比,动态障碍物场景下的平均碰撞时间(TTC)和避免碰撞的减速度(DRAC)改善明显,动态障碍物场景下,DPCOM-AV较自动驾驶汽车风险感知的避障方法(MRP-AV)的TTC提升了23.3%、DRAC下降了15.28%;相较于自动驾驶车辆基于换道场景的分层避障方法(HOMLS-AV),DPCOM-AV增大了与障碍物的最小距离9.66%~23.03%、降低平均加加速度3.49%~11.58%,且有限时域碰撞风险概率显著下降。进一步分析表明,网联自动驾驶汽车(CAV)渗透率对DPCOM-AV的避障成效影响显著,CAV渗透率越高,协同避障的成效越显著。