基于时空风险场的智能车辆轨迹规划

作     者：孔慧芳 王晨顺 张倩 刘田阔 

作者机构：合肥工业大学电气与自动化工程学院 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主　　题：智能车辆 时空风险场 轨迹规划 动态规划 

摘      要：如何描述及规避智能车辆行驶时面临的不同维度风险是一个基本且关键的问题，为此本文从时空耦合的角度出发，提出了一种基于时空风险场的双层轨迹规划方法。将交通要素划分为抽象要素和具象要素，分别建立基于高斯分布函数的抽象要素时空风险场和基于空间向量的具象要素时空风险场，以表征智能车辆在纵向、横向和时间三个维度面临的环境风险。同时，将智能车辆的轨迹规划问题划分为路径和速度双层规划问题，分别考虑纵向-横向维度和纵向-时间维度的风险构建动态规划的代价函数，获取综合代价最低的路径和速度。结合二次规划算法对路径和速度进一步优化得到最终轨迹。仿真结果表明，所提出方法在不同的驾驶场景下能够有效表征出时空风险并规划出满足各项约束条件的行驶轨迹，提升道路驾驶的安全性。