贺晓宇 陈丽洁 杨梅

摘 要：统计结果表明，车辆换道导致的交通事故数量约占事故总数的27%，其中紧急换道行为是主要的诱因，它导致的交通堵塞时间占到全部碰撞事故交通延迟的10%。而在行车过程中，换道行为是不可避免并且频繁发生的，因此驾驶员提供换道危险预警，可以降低事故发生的概率。而车辆在行驶中，驾驶员用来做决策的时间是非常短的，因此对换道预警模型的实时性有极高的要求。为达到提高预警模型灵活性的目的，本文提出了一种实时动态的安全换道可行区域模型，无论驾驶员以何种方式换道，只需检测车辆的实时位置是否在安全区域内即可。其中换道轨迹分为最慢换道轨迹、最快换道轨迹。用七次多项式规划换道轨迹，其中由最大曲率确定最快换道轨迹，由安全碰撞时间确定最慢换道轨迹。识别出换道行为后，在车辆行驶中，模型会根据自车车速和其他车相对自车所在的位置，划分出不同的安全范围，当自车不在安全范围内则模型预警。

关键词：换道;换道轨迹;动态安全可行区域

1 车辆换道轨迹

国内外研究人员提出了很多的换道轨迹模型，换道轨迹模型反应着车辆的操纵稳定性和行驶安全性[1]，Eshelman提出了7次多项式换道轨迹，Fett提出了圆弧轨迹模型[2]，Limpert提出了正弦曲线模型[3]，裴玉龙提出了β样条曲线[4]，徐慧智提出了缓和曲线[5]，Kanayama提出了螺旋线模型。参考前人的研究，本文选择含有8个参数的七次多项式和直线运动方程公式，分别描述侧向轨迹和纵向轨迹，车辆换道轨迹函数可表示为：