为了改善交通环境的安全性同时缓解驾驶员负担,具有自动驾驶功能的智能汽车受到越来越多的关注,而智能汽车的核心技术之一就是主动换道技术。为了使智能汽车能够在复杂的交通环境中实现安全稳定的换道,本文从轨迹规划和跟踪控制这两个方面对智能汽车主动换道过程进行研究。首先介绍了国内外关于汽车主动换道系统的研究现状,通过研究相关文献,确定论文的研究内容,建立相应的车辆动力学模型、车路位置关系模型以及安全距离模型,为后续的研究做好了铺垫。针对换道过程中前方车辆运动状态突然改变的情况,本文提出一种基于滚动窗口优化思想的动态轨迹规划方法。基于五次多项式规划出初始换道轨迹,在此基础上综合考虑换道过程中的避撞约束以及稳定性约束,对换道轨迹进行实时在线规划,并通过设置中转位置的方法防止规划的轨迹超出目标车道边界。为了使智能汽车能够跟踪规划的轨迹,分别设计了基于模型预测控制算法的横向控制器以及基于车辆逆纵向动力学的纵向控制器。通过Car Sim/Simulink的联合仿真验证了动态轨迹规划算法的效果。针对目标车道存在交通车辆的复杂交通场景,考虑目标车道前、后车运动状态的改变对智能汽车换道产生的影响,分别设计了换道轨迹修正策略以及换道返回策略。为了更灵活的调整换道轨迹,基于五次多项式对换道轨迹进行横向重规划,基于改进的余弦加速度模型进行纵向重规划,并通过仿真验证了重规划方法的有效性。最后基于硬件在环平台对所设计的换道轨迹规划算法和跟踪控制算法进行试验验证,试验结果证明了规划和跟踪算法的合理性。