付智俊， 郭启翔， 何 薇， 谢 斌

（东风汽车股份有限公司商品研发院， 湖北 武汉 430000）

1 前言

自动驾驶作为一种能够替代驾驶员并通过完备的控制算法来优化车流行驶轨迹、避免交通事故的先进技术，已经发展成为车辆领域的研究重点。根据周边环境，主要分为结构化道路与非结构化道路的自动驾驶［1］。结构化道路主要指车辆视野良好、周车行驶轨迹比较规律、具有明显交通标示及车道线的道路，例如高速公路、大型工厂及景区内部道路，是目前研究的主要对象。

换道是超车、并线、会车、避撞等自动驾驶的基本工况，Ammoun等［2］提出自动换道是自动驾驶重要的组成部分，车道变换不仅是4%-10%事故的原因，而且10%的道路延误也是由不正常换道引起的。换道问题研究对促进自动驾驶车辆的高效运行有十分重要的意义。目前的换道研究多集中于单车换道情形［3］与V2X （Vehicleto Everything） 换道［4］。单车情形中有驾驶模型［5］、换道意图判别［6］、风险判断［7］、轨迹规划与跟踪、新型控制架构等研究方向。

对于自动驾驶车辆换道轨迹规划，最常用的是曲线插值方法。2000年，Piazzi和Bianco［8］两位学者发现五次多项式曲线可以增加车道变换轨迹的鲁棒性。Papadimitriou和Tomizuk［9］在2003年也使用五次多项式曲线来表示车道变换轨迹，并针对避免固定障碍物的情况提出了换道轨迹规划模型。之后很多学者针对此进行了拓展性研究。2016年，Thomas［10］针对五次多项式提出了一种优化解法，通过将一个确定性约束改为软约束，使轨迹可以满足更多约束条件。……