طراحی مسیر حرکت در مانورهای تعویض خط بحرانی با در نظر گرفتن مرزهای پایداری خودرو

امروزه با پیشرفت سیستم های کمک راننده تا حد زیادی اثر خطای انسانی در حوادث رانندگی کاهش یافته است. توسعه این سیستم ها بویژه برای مانورهای بحرانی و حادثه ساز مانند تعویض خط بحرانی در بزرگراه بسیار مورد توجه می باشد. یکی از بخش های مهم تعویض خط خودکار، طراحی مسیر حرکت می باشد. در این پژوهش با در نظر گرفتن معیارهای اجتناب از برخورد و قابل پیمایش بودن مسیر، یک الگوریتم طراحی مسیر حرکت پیشنهاد شده است. نوآوری اصلی پژوهش حاضر این است که محدودیت های دینامیکی و مرز های پایداری خودرو با معیارهای کمی بیان شده و در طراحی مسیر حرکت در نظر گرفته شده اند. برای ارزیابی عملکرد الگوریتم طراحی مسیر حرکت از مدل کامل خودرو در نرم افزار  carsim-simulinkاستفاده شده است. همچنین برای تعقیب مسیر حرکت، یک کنترل یکپارچه طولی-عرضی نیز طراحی و پیاده سازی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی در مقایسه با روش های قبلی، در مانورهای تعویض خط بحرانی سرعت بالا، ارزیابی دقیق تری از قابل پیمایش بودن مسیر از منظر دینامیک خودرو ارائه می دهد. این موضوع بویژه برای مانورهای بحرانی که شتاب عرضی مسیر حرکت نسبت به شتاب طولی غالب است، بیشتر نمایان می شود.

motion planning in critical lane change maneuvers considering the stability margins of the vehicle

in recent years, advancements in driver assistance technology have significantly minimized the impact of human error on traffic accidents. the development of these systems is of great interest, especially for critical and accident-causing maneuvers such as critical lane change on the highway. one of the important parts of automatic lane change is the motion planning. in this research, taking into account the criteria of collision avoidance and feasibility of the path, an algorithm for the motion planning is proposed. the main innovation of the present research is that the dynamic limits and stability margins of the vehicle have been converted into quantitative criteria and considered in the motion planning. to evaluate the performance of the motion planning algorithm, the complete model of the car is used in the carsim-simulink software. also, to follow the designed path, an integrated longitudinal-lateral control has been designed and implemented. the simulation results show that the proposed method provides a more accurate assessment of the trajectory dynamic feasibility in high-speed critical lane change maneuvers compared to the previous methods. this issue is especially evident for critical maneuvers where the lateral acceleration of the trajectory is more dominant than the longitudinal acceleration.