汽车安全与节能学报 ›› 2024, Vol. 15 ›› Issue (4): 579-590.DOI: 10.3969/j.issn.1674-8484.2024.04.015
收稿日期:2023-10-18
修回日期:2024-02-26
出版日期:2024-08-31
发布日期:2024-09-05
通讯作者:
*谢辉,教授。E-mail:作者简介:李玉龙(1998—),男(汉),河南,硕士研究生。E-mail:2021201139@tju.edu.cn。
基金资助:
LI Yulong(
), XIE Hui*(
), SONG Kang
Received:2023-10-18
Revised:2024-02-26
Online:2024-08-31
Published:2024-09-05
摘要:
为了提高无人驾驶公交车的避障安全,针对循迹控制不确定性和目标测量不确定性导致地碰撞风险问题,提出了一种基于循迹误差观测和目标测量误差观测的避障路径规划算法。首先利用均值方差模型描述循迹误差,并引入Gaussian 过程回归量化目标测量误差。随后,建立了目标横向空间概率分布模型,为安全横向偏移值的求解提供理论支持。最后,通过Bézier路径模型实现避障路径规划, 并建立综合评价体系对避障规划性能进行评价。在仿真环境下,探究了循迹误差以及测量误差等不确定因素对避障品质的影响, 并在天津大学无人驾驶智能公交的测试道路上进行了实车数据仿真验证,对3种算法的效果进行评价。结果表明:实际行驶中,避障安全性提高了17.61%,具有较好的鲁棒性,提出的算法平均耗时7.43 ms,具有良好的实时性。
中图分类号:
李玉龙, 谢辉, 宋康. 无人驾驶公交车基于循迹误差观测和目标测量误差观测的避障路径规划算法[J]. 汽车安全与节能学报, 2024, 15(4): 579-590.
LI Yulong, XIE Hui, SONG Kang. An obstacle avoidance path planning algorithm for autonomous buses based on tracking error observation and target measurement error observation[J]. Journal of Automotive Safety and Energy, 2024, 15(4): 579-590.
| 距离测量值 m | 距离真值 m | 速度测量值 (km·h-1) | 速度真值 (km·h-1) |
|---|---|---|---|
| 5.49 | 5.51 | 9.1 | 9.2 |
| 10.12 | 10.48 | 11.0 | 11.4 |
| 15.53 | 15.59 | 14.8 | 15.2 |
| 22.30 | 22.23 | 16.5 | 17.7 |
| 27.07 | 27.19 | 20.5 | 21.2 |
| 32.21 | 32.28 | 23.5 | 23.9 |
| 37.86 | 37.94 | 25.9 | 26.3 |
| 42.89 | 42.83 | 30.5 | 29.8 |
| 47.70 | 47.81 | 33.0 | 33.6 |
| 距离测量值 m | 距离真值 m | 速度测量值 (km·h-1) | 速度真值 (km·h-1) |
|---|---|---|---|
| 5.49 | 5.51 | 9.1 | 9.2 |
| 10.12 | 10.48 | 11.0 | 11.4 |
| 15.53 | 15.59 | 14.8 | 15.2 |
| 22.30 | 22.23 | 16.5 | 17.7 |
| 27.07 | 27.19 | 20.5 | 21.2 |
| 32.21 | 32.28 | 23.5 | 23.9 |
| 37.86 | 37.94 | 25.9 | 26.3 |
| 42.89 | 42.83 | 30.5 | 29.8 |
| 47.70 | 47.81 | 33.0 | 33.6 |
| 避障算法 | 灵巧性得分 % | 舒适性得分 % | 安全性得分 % | 加权总得分 % | 避障耗时t s | 加加速度 / (m·s-3) | 碰撞距离 m | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 纵向 Jv | 横向JI | |||||||
| Bezier | 67.58 | 96.22 | 74.27 | 79.51 | 19.86 | 4.93 | 1.18 | 1.73 |
| Teme-Bezier | 74.32 | 95.71 | 84.67 | 85.91 | 18.85 | 5.03 | 1.37 | 2.16 |
| DP | 78.51 | 97.79 | 67.06 | 78.57 | 18.22 | 4.42 | 0.82 | 1.22 |
| DP+QP | 73.32 | 99.31 | 68.46 | 78.69 | 19.00 | 3.96 | 0.43 | 1.29 |
| 避障算法 | 灵巧性得分 % | 舒适性得分 % | 安全性得分 % | 加权总得分 % | 避障耗时t s | 加加速度 / (m·s-3) | 碰撞距离 m | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 纵向 Jv | 横向JI | |||||||
| Bezier | 67.58 | 96.22 | 74.27 | 79.51 | 19.86 | 4.93 | 1.18 | 1.73 |
| Teme-Bezier | 74.32 | 95.71 | 84.67 | 85.91 | 18.85 | 5.03 | 1.37 | 2.16 |
| DP | 78.51 | 97.79 | 67.06 | 78.57 | 18.22 | 4.42 | 0.82 | 1.22 |
| DP+QP | 73.32 | 99.31 | 68.46 | 78.69 | 19.00 | 3.96 | 0.43 | 1.29 |
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