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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利一种基于最优控制理论和区域内多智能体协同决策技术的车辆匝道汇入轨迹规划方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116360268B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-31发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310375011.7，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种基于最优控制理论和区域内多智能体协同决策技术的车辆匝道汇入轨迹规划方法是由段续庭;许铭洋;田大新;张中奇;周建山;王奇;赵一翰设计研发完成，并于2023-04-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于最优控制理论和区域内多智能体协同决策技术的车辆匝道汇入轨迹规划方法在说明书摘要公布了：本申请涉及一种基于最优控制理论和区域内多智能体协同决策技术的车辆匝道汇入轨迹规划方法，其特征在于，通过下述步骤实现：步骤一，建立关于车辆轨迹规划最优控制模型的基本约束关系；步骤二，构建用于寻找最优解的代价函数；步骤三，通过使代价函数最小化，求解得到最优的匝道汇入轨迹。

本发明授权一种基于最优控制理论和区域内多智能体协同决策技术的车辆匝道汇入轨迹规划方法在权利要求书中公布了：1.一种基于最优控制理论和区域内多智能体协同决策技术的车辆匝道汇入轨迹规划方法，其特征在于，通过下述步骤实现： 步骤一，建立关于车辆轨迹规划最优控制模型的基本约束关系； 步骤二，构建用于寻找最优解的代价函数； 步骤三，通过使代价函数最小化，求解得到最优的匝道汇入轨迹； 其中，所述步骤一建立关于车辆轨迹规划最优控制模型的基本约束关系包括： A、车辆运动学约束 对于智能网联车ICV，表示车体宽度，表示前后轮轴距，和分别表示前悬距离和后悬距离， 在以平面直角坐标系表示的交汇口区域即坐标系原点为主车道与匝道中心线交汇处内总共有n+1辆车，分别标定编号，构成集合N={ICV0,ICV1,⋯,}，其中，,表示的位置坐标，表示沿车体纵轴方向的车速，表示相对所建立的坐标系的x轴正方向的偏航角，表示前轮转向角，表示沿车体纵轴方向的加速度，表示前轮偏转角速度，开始时，编号为前k号，编号为1、2、3，......，n，的车辆位于主干道上，准备经过交汇路口，因而它们无需转向，相应的和有≡0和≡0，规定主干道车流方向为x轴正方向；而编号为0的车辆位于与主干道成角度的匝道上，距离原点距离为L，准备汇入主干道， 则任意在运动时间域内的运动都将收到一组运动微分方程约束，如下所示： B、相应于初始和终止状态的两点边值约束 对于轨迹的规划，Ⅰ初始时，对于0号车，位置是 其中姿态角就是车道夹角： 速度为；前轮偏转角为; 结束时刻t=时，对于姿态角，应有 相应的约束表示为 对于速度: 其中j为插入时的前一车辆编号，并且： 对于前轮偏转，应不再转向，所以 Ⅱ初始时，对于主干道上行车，不妨假设车流以速度v平稳流动，对于i=1、2、3，......，n，即： 结束时刻t=时，车流应恢复原始状态，即： C、运动能力约束 在实际运动过程中，机体运动能力必然是有限的，相应地，状态变量和控制变量存在着取值范围，以满足车辆性能要求，保证生成轨迹具有现实意义，表达式如下： 其中，t可取全过程时间域内任意一时间点，i可以是从0到n的任意自然数，式中，由于主干道车辆的转向角和航向角，都始终为0，所以对于这两个物理量，只考察0号车的情况是否满足运动能力约束； D、避免碰撞约束 对于每辆ICV，都用一个圆形，圆形半径为对应车辆车身对角线长度的一半，表示为进行表示；那么，避免碰撞的条件可以表示为，任意相邻两个圆形不相交，即： 其中，t可取全过程时间域内任意一时间点，而j=0,1，......，n-1；但是j与车辆初始编号并不完全一致，这是因为涉及到车辆的汇入；在匝道汇入之后，需要重新以每辆ICV的位置坐标的x分量，从大到小，依次赋值j=0，j=1，......，j=n； E、匝道汇入过程中特定情境下的边界约束 边界约束用于规范车辆在运动过程中不会跑离车道，造成交通事故； 对于主车道车流，如上说明，不妨认定它们不会采取超车策略，因而，只要它们在初始时居于主车道内，那么它们天然地满足边界约束条件， 对于匝道汇入的0号车，假设匝道宽为，主车道宽为，由几何关系可知，初始时坐标为： 首先，0号车要做汇入动作，故不应越过匝道外侧边界线及其延长直线，即： 同理，该车不应越过主干道外侧边线，即： 此外，对于内侧边界线，用多个圆形进行逼近，由于现实中匝道汇入处往往是圆弧形式的连接，因而这个近似是合理的，这一系列圆形的圆心x，y坐标可以表示为： 其中i=，，......， 为确保0号车不会越过内侧边界线，令0号车代表的圆形与这若干个圆形均不相交即可： 综上，边界约束方程组可以写作：

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