无人驾驶技术在计算机技术和人工智能技术快速发展的推动下,正在全球掀起热潮,众多科技公司、整车厂和高校都在积极探索无人驾驶技术。无人驾驶技术不仅能够给人类的日常生活带来极大的便利,同时能够在生态保护、安全交通、缓解城市交通压力等方面提供完美的解决方案。无人驾驶的实现需要传感技术、定位技术、融合预测技术、决策规划技术、线控技术等协调发展。为实现汽车的无人驾驶,一个重要的亟待解决的关键技术便是自主换道技术,使无人车在特定驾驶场景下能够进行正确的换道决策,并进行合理的运动规划,保证无人车换道的安全、合理。本文依托于国家自然科学基金项目“基于驾驶员特性的新型线控转向系统控制机理和评价方法研究”（编号:51575223）和吉林省教育厅科学技术项目“基于线控底盘的分布式电动汽车动力学建模与协同控制”（项目编号:JJKH20200963KJ）,基于对人类驾驶员在多种驾驶场景下换道的行为决策逻辑特性设计无人车自主换道行为决策方法,并基于人类驾驶员的换道轨迹进行无人车自主换道运动规划方法研究。本文的具体研究内容如下:（1）无人车自主换道行为决策系统设计。本文首先对驾驶员在正常换道过程中的相关参数进行分析,通过这些参数研究驾驶员换道场景和行为习惯特性,得到人类驾驶员在换道前、中、后的参考参数。通过在乘用车驾驶模拟器中进行模拟驾驶的多名人类驾驶员的决策过程记录,总结驾驶员在换道时的心理活动特征,为后续行为决策系统研究做出铺垫。其次,通过对无人车的运动学模型和无人车驾驶环境模型的建立,使行为决策系统在设计中考虑整个车辆运动学模型约束和驾驶环境约束。然后,在无人车自主换道行为决策系统的设计中,基于驾驶员的换道行为特征建立四种无人车换道意图,通过对各种换道意图的左、右优先级设计以决定无人车的换道意图。在无人车准备换道和执行换道的过程中,加入无人车和交通车的路权特性,路权特性设计保证了无人车换道的安全性,同时避免了因他车插入目标车道而导致无人车不合理地取消换道。最后,通过设计自主换道有限状态机,对无人车在换道过程中的各种状态进行设计,实现了各种状态间的合理过渡切换,完成了无人车自主换道行为决策层的设计。（2）无人车自主换道运动规划方法研究。在无人车自主换道运动规划层,主要是基于驾驶员的视觉特性进行换道轨迹规划。首先通过对驾驶员视觉特性的分析,提出感知层的优化设计方法。根据驾驶员驾驶任务的不同,对视野范围内的可视区域格栅进行不同程度的代价设计。然后通过对无人车车身动力学和轮胎动力学进行建模,提出无人车在换道过程中的动力学约束,保证运动规划层所规划的换道轨迹符合车辆动力学要求。最后,基于Bezier曲线模型分别对无人车匀速行驶工况和变速行驶工况下的换道进行轨迹规划,针对不同的风险系数要求和轨迹曲率要求对无人车匀速换道轨迹规划系统进行设计;针对不同的换道时间要求和换道加速度要求对无人车变速换道轨迹规划系统进行设计。通过仿真平台对所设计的无人车自主换道运动规划系统进行验证。（3）基于乘用车驾驶模拟器的仿真试验验证。本文最后基于实验室的乘用车驾驶模拟器对以上的研究内容进行仿真验证。在驾驶模型器中搭建无人车换道场景,通过驾驶经验和所设定场景下无人车换道过程中的优先级数值及风险系数,对所设计的无人车自主换道行为决策系统进行验证。通过计算换道过程中各换道意图的优先级来确定无人车的最终换道意图选择,并通过风险系数和驾驶经验,确定无人车当前换道选择是合理有效的。基于无人车动力学约束,对无人车换道过程中的动力学参数进行判断。