华南理工大学学报(自然科学版)

作者：何永明, 邢婉钰, 魏堃, 等

单位：1.东北林业大学 土木与交通学院, 黑龙江 哈尔滨 150040；2.长安大学 道路结构与材料交通运输行业重点实验室, 陕西 西安 710061

关键词：自动驾驶,转向稳定性,轨迹规划,超高速公路,建模仿真

基金：黑龙江省自然科学基金资助项目(LH2023E011);道路结构与材料交通运输行业重点实验室（长安大学）开放基金资助项目(300102212504);东北林业大学碳中和专项科学基金资助项目(HFW221600015)

为提高自动驾驶车辆在超高速公路行驶的安全性，提出了一种换道轨迹规划策略。首先，采用5次多项式生成一般变道轨迹簇，以车辆动力学极限和周围交通车辆为约束，将轨迹规划问题量化为求解换道行为持续时间；接着，考虑车辆动力学约束，建立了车辆动力学模型和Brush轮胎模型，基于所建立汽车模型的轮胎侧向力数据求解轮胎侧偏刚度，辅以魔术轮胎模型，验证所求轮胎侧偏刚度；然后，引入质心侧偏角-横摆角速度相平面，得到高速车辆安全驾驶包络线，并给定多组车速和附着系数进行CarSim仿真训练，确定满足车辆动力学约束的最短换道时间；最后，考虑与周围交通车辆的避撞约束，分析3种典型的换道场景，基于单障碍车的位置，确定满足避撞要求的最短与最长换道持续时间，建立满足安全换道要求的换道持续时间阈值模型。经多参数安全换道域检验，所建立的车辆安全换道持续时间边界模型能够在给定参数下求解出安全可行的换道轨迹，为超高速公路换道行为提供轨迹参考，提高超高速公路换道行为的安全性。

来源：2024年第4期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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