准确合理地避让交通环境中的各类障碍物是自动驾驶系统的关键功能。随着自动驾驶系统的逐步实用化,避障轨迹规划功能面临多方面需求,不但要满足不同场景的避障要求,还应考虑避障行为的类人性和车辆轨迹的基本需求。针对现有方法对上述需求覆盖不充分、处理不协调的问题,提出基于多属性几何结构功能的综合避障轨迹规划方法,主要工作如下:1)分析避障轨迹规划问题需求,确定问题的基本求解模式。归纳避障问题关键技术需求,构建包括避障约束、避障行为类人性、避障轨迹车辆动力学约束、全局路径约束及舒适性的避障轨迹约束系统。分析各需求的共性特征,提出以问题抽象化产生的各类几何结构作为问题建模与求解的核心要素。以多种几何结构对应不同的需求类别,以其在避障问题中的多种功能属性保证方法的协调性,形成完备协调的建模与求解模式。2)针对高速场景避障特点和方法协调性对避障原理的要求,提出基于几何外廓射影变换的高速场景避障约束条件。应用射影变换法赋予几何外廓合理变换自身形态和相对位置关系的功能属性,从而消除车辆刚体耦合运动对位置关系的影响,统一不同避障行为的约束方式。以参数化表达的轨迹作为避障约束的作用对象,结合高速场景可行域大、计算效率要求高的特点,以变换场景下的临界碰撞轨迹作为安全与危险的界限,在场景确定后一次输出避障轨迹范围,通过合理舍弃部分可行域提高计算效率。形成满足场景需求和协调性要求的高速场景避障轨迹约束条件。3)针对低速复杂场景避障面临的主车可行域小、标准安全裕量难以得到保障的问题,提出基于避障几何状态分析的充要避障约束条件。结合射影变换产生的相对运动状态,应用速度障碍法赋予几何状态描述碰撞威胁的功能属性,形成相对碰撞区域。依据主车从碰撞区域脱离的方式,构建描述避障几何状态转换的避障方程,根据方程解的特征构建避障约束条件。该避障条件覆盖轨迹表达能力范围内的全部实际可行域,使满足条件与实现避障互为充要条件,提升对低速复杂场景的适应性。4)针对避障轨迹的类人性需求,提出基于几何背景变换的类人避障轨迹指引算法。场景的几何背景包含时间和空间背景,应用微分几何学中微分流形的概念赋予几何背景以其自身变换影响轨迹的功能属性,将人类驾驶习惯数据和障碍物信息嵌入新的几何背景并间接影响轨迹,从而在满足系统协调性要求的前提下提供类人轨迹指引。通过试验采集人类驾驶习惯数据,结合主车周围环境信息的作用构建几何背景变换方程,求解方程获取变换几何背景的度规张量场,描述新的几何背景形态。应用变换后几何背景下的测地线指示面临障碍物时类人的通行顺序和通行速度等特征,在同场景对比试验中对避障轨迹的类人性进行验证。5)针对车辆动力学约束、全局路径约束和舒适性三类避障轨迹基本需求,结合方法的协调性规则,提出基于数据几何结构的求解方法。对车辆动力学合理性,应用深度神经网络算法赋予数据几何构型建立不同类型数据映射关系的功能属性,应用轨迹数据到对应的操纵数据之间的映射建立避障轨迹的车辆动力学约束条件。对全局路径合理性和舒适性,应用连续型随机变量微分熵赋予数据几何图像表达轨迹统计特征的功能属性,以路径偏移统计函数和轨迹速度函数的微分熵构建避障轨迹的全局路径合理性和舒适性评价指标。6)将两类避障轨迹约束条件、类人避障轨迹指引算法及轨迹基本需求解决方案对轨迹的作用进行耦合,依据协调性要求为各解决方案划分对避障轨迹的作用的方式,阐述应用多个需求解决方案生成避障轨迹的具体操作手段,形成面向复合需求的综合避障轨迹规划方法。通过仿真和实车试验对方法各项功能及整体的协调性进行测试和评价,并与现有避障方法进行对比分析。结果表明,综合避障轨迹规划方法在各场景下都准确实现了避障功能,避障轨迹符合人类驾驶习惯,满足车辆动力学要求,与全局路径关系合理,并具备较好的舒适性,体现出更全面协调的避障轨迹综合性能。