基于广义Sigmoid函数的车辆紧急转向避障策略研究

210018） （南京林业大学，南京

【摘要】为提高无人车在紧急转向避障时的高效性和安全性，提出了一种基于广义 Sigmoid函数的车辆紧急转向避障策略。首先，在 Sigmoid函数基础上，引入米塔-列夫勒（ Mittag-Leffler）函数，提出了一种广义 Sigmoid函数。然后，研究了广义 Sigmoid函数参数变化对避障路径的影响，并提出新的代价函数作为车辆紧急避障时选取路径的指标。接着，为了验证广义 Sigmoid函数的效果，提出改进的 Stanley轨迹跟踪器跟踪生成的紧急避障路径。最后，搭建三自由度车辆模型进行仿真。结果表明，相比于传统的 Sigmoid 函数，提出的广义 Sigmoid函数能够提供更优的避障路径，且在改进 Stanley算法下，车辆的动态响应效果更好。主题词：紧急转向避障 Mittag-Leffler函数 Sigmoid函数 改进Stanley算法U461.6 A 10.19620/j.cnki.1000-3703.20210351中图分类号： 文献标识码： DOI:

1 前言

车辆遇到紧急工况时，可采用紧急制动或紧急转

Autono⁃向的方式避开障碍物[1]。当前自动紧急制动（

mous Emergency Braking，AEB）

技术日趋成熟，而自动

Autonomous Emergency Steering，AES）

紧急转向（ 作为下

AES

一代主动安全技术正在迅速发展中。 技术根据无人车感知模块提供的道路信息生成避障路路径，避障

路径规划方法分为数学公式描述法、人工势场法和随

Sigmoid机树搜索法等。徐媛[2]采用 函数初步规划避障路径，使用模型预测控制对路径进行再规划。赵志国

Sigmoid

等[3]提出了基于 函数曲线以及物理约束的避障路径规划方法，建立考虑最优曲率预瞄与闭环反馈的驾驶员模型对规划出的路径进行跟踪。白成盼等[4]使

Sigmoid

用 函数作为智能车的换道轨迹，基于微分平坦理论构造非线性性能函数进行优化求解，完成速度规