智能汽车城市道路左转待行交叉口行驶场景分析及路径规划研究

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智能汽车正经历着与人类驾驶汽车共存的发展阶段,在城市道路左转待行交叉路口混合行驶场景下解决动态路径规划问题,确保智能汽车安全通行颇具挑战性。为实现智能汽车安全通过左转待行交叉路口的目标,本文对城市道路双左转待行交叉路口行驶场景进行分析,并研究相应的路径规划算法,主要包括:1、调查研究案例城市(成都市)主要交通干道区域含左转待行车道的道路交叉口,设计基于视频拍摄的数据采集方案,对案例路口在不同交通时段开展左转车辆通行关键数据采集工作;2、统计分析双左转待行交叉路口左转车辆目标车道选择特征;通过视频图像处理提取车辆通行运动学信息,分析其轨迹及速度特征;3、基于左转车辆运动学特征,在干扰车辆存在的条件下,分析智能汽车的目标车道选择组合,构建双左转待行交叉路口行驶场景,并研究智能汽车在该场景中的安全通行策略;4、建立了基于Frenet坐标系的5次多项式局部路径规划算法模型,运用该算法模型对3类典型场景进行仿真验证。本文创新点:1、分析左转待行交叉路口智能汽车行驶场景,丰富了自动驾驶场景库;2、针对左转待行交叉路口智能汽车行驶场景,提出了一种局部路径规划算法。本文的研究表明双左转待行交叉路口存在无冲突、合流冲突和交叉冲突3类行驶场景。仿真结果表明,基于Frenet坐标系的5次多项式局部路径规划算法能够规划出安全、平滑的的行驶路径。智能汽车在无冲突场景下能够以稳定车速通过双左转待行交叉路口,在合流冲突和交叉冲突场景下能够避免行驶冲突。
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