基于多目标优化的高速超车轨迹规划

为保障高速超车规划过程中的安全，同时提升轨迹的舒适性，笔者提出一种基于多目标的高速超车轨迹规划算法。该算法在可行凸空间的基础上求解出高速超车边界条件，再通过安全超车策略对超车行为的可行性进行分析，随后根据建立的超车轨迹规划目标函数和舒适性优化函数对轨迹的平顺性和乘坐的舒适性等目标进行优化，并且算法实时规划轨迹直至超车行为完成。为验证该算法的有效性，利用Prescan和MATLAB/Simulink构建联合仿真平台，对所设计的两种常见超车场景进行验证分析。仿真结果表明：在匀速超车以及加速超车场景下，相较于单目标优化，经多目标优化的超车轨迹的横向位移峰值、横向加速度峰值、横摆角速度峰值、曲率峰值，以及车速峰值的优化效果都获得了提升，有效的提高了所规划超车轨迹的舒适性和安全性。