许 阁

（东风汽车公司技术中心，湖北 武汉 430058）

1 前言

对于自动变道规划算法而言，其作用是接收来自决策模块的决策信号，处理后生成一条变道规划轨迹并由控制模块按此轨迹控制本车进行自动变道。而单纯对规划模块进行开环测试，只能证明本算法能在给定决策条件下能顺利运行，无法证明生成的规划轨迹的正确性与有效性，因此本文在Simulink环境下以自动变道规划算法为核心并编写控制算法模拟车辆运动，再联合Carsim搭建仿真平台，实现闭环仿真。

2 车辆环境建模

在Carsim中选择车型：包含车辆的类型、参数配置等各种信息。

配置两条直线车道，车道中间为单虚线，车道宽为4m；设置自车初始状态，以20m/s的速度沿右车道中心线行驶，变道的目标车道为左车道中心线，通过本车前方的摄像头可选任意一条虚线或实线车道线，采集车道线上的四个点，并输出此四个点在本车车体坐标系下的坐标，并在本车前方20m处设置一辆速度为15m/s匀速行驶的障碍车。

3 算法设计

3.1 多项式拟合规划算法

通过车体坐标系与Frenet坐标系的相互转换，在Frenet坐标系下以参考线为基准采用五次多项式拟合，由给定起始点和变道终点的信息进行五次多项式拟合，生成一条连续的满足车辆运动的规划曲线。参考线选取两车道的中心线，通过摄像头输出的四个点坐标进行三次多项式拟合得到。

3.1.1 车体坐标系转Frenet坐标系

车体坐标系指的是基于车纵向和横向建立的坐标系，Carsim输出给Simulink的信号为车体坐标系下的信号，需将车体坐标系转换到Frenet坐标系进行五次多项式规划。……