超车行为是道路中常见也是最危险的车辆驾驶行为之一,自动驾驶超车则是目前行业的研究热点。对自动驾驶车辆超车路径规划进行研究,能提高自动车辆超车的安全性和实时性,避免自动驾驶系统带来的风险。但目前超车路径规划仍然存在规划路径的平滑性、跟随路径的精确性不足等问题。对城市快速路场景下的超车行为进行研究,具体如下:首先,分析超车过程中的基本特性。根据实际交通道路场景将超车划分为前车静止,匀速行驶、减速行驶、放弃超车行驶四种场景,引入了元胞自动机换道超车规则,细分超车行为的三个过程,建立超车安全距离模型,建立六自由度动力学模型和超车运动学模型,为下文超车模型的验证作铺垫。其次,对传统人工势场法路径规划模型进行分析。考虑到人工势场法不需要已知全图信息,对规划路径长、未知障碍物的适应性较好,因此选用其作为研究超车路径规划的基本模型。对人工势场法的基本理论、势场函数构造进行详细阐述,对其仍存在的问题进行分析,为构建改进势场法模型奠定基础。然后,基于改进的人工势场法建立超车路径规划模型。加入虚拟目标点引力势场以解决自身缺陷,加入相对距离、相对速度、加速度引力势场函数以更合理地建立引力势场模型;加入相对距离、相对速度、加速度斥力势场函数以适应动态行车环境;加入道路边界势场以模拟真实道路,通过上述改进建立起自动驾驶车辆超车路径的行车势场模型。最后,对提出的超车路径规划模型进行实例验证。确定重庆市内环快速路的直行主线为研究区域,调查其基础的交通信息。综合考虑车辆自身参数、周围交通道路环境,利用MATLAB/Simulink、Pre Scan和Car Sim三者搭建超车联合仿真平台。基于Car Sim的车辆模型对提出的四种超车场景进行仿真实验,对改进前后人工势场法规划路径和仿真路径的误差值、曲率值、横纵向加速度、前轮侧偏角、横摆角的约束指标进行评价,验证了改进人工势场法规划超车路径的可行性和优越性。利用百度Apollo自动驾驶开发套件进行局部路径规划的算法验证,证明了改进势场法规划局部路径的实用性。