[发明专利]一种基于多段回旋线的轨迹规划的方法、设备及存储设备

权利要求书

1.一种基于多段回旋线的轨迹规划的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：假设规划的车辆运动曲线的曲率一阶线性变化，构建曲率连续的回旋线方程：

0≤s≤L

k(s)＝k₀+k′s

其中，L为曲线总长度，s为曲线位置，为初始航向角，k₀为初始曲率，k′为常数，表示曲率变化率，k(s)为曲线上长度s处的曲率，为曲线上长度s处的航向角，x(s)为曲线上长度s处的x坐标，y(s)为曲线上长度s处的y坐标，x₀和y₀分别为起始位置处的横坐标和纵坐标；

S2：基于上述曲线方程，定义两段连续的回旋线，规划起点为规划终点为从规划起点开始，得到经过两段连续的回旋线后的终点位置：

k_cal1＝k₀+k′₁l₁

k_cal2＝k_cal1+k′₂l₂

其中，为从规划起点开始，经过第一段回旋线后的结束位置，为从第一段回旋线的结束位置开始，经过第二段回旋线后的结束位置，l₁和l₂分别为两段回旋线的长度，k′₁和k′₂分别为两段回旋线的曲率变化率；

S3：为了使得第二段回旋线的结束位置尽可能的逼近规划终点构建如下目标函数：

k_cal1＜k_max

k_cal2＜k_max

其中，w_i为各项的权重系数，i＝1,2,3,4，k_max为车辆运动的最大曲率；

S4：求解上述目标函数，得出使目标函数f(l₁,l₂,k′₁,k′₂)最优的两段回旋线参数(l₁,l₂,k′₁,k′₂)，将(l₁,l₂,k′₁,k′₂)带入回旋线方程中，即可求得满足规划条件的回旋线。

2.如权利要求1所述的一种基于多段回旋线的轨迹规划的方法，其特征在于：步骤S1中，构建的回旋线的曲率是连续变化的，满足车辆运动学对曲率连续的约束。

3.如权利要求1所述的一种基于多段回旋线的轨迹规划的方法，其特征在于：步骤S2中，所述两条回旋线规划出的轨迹需满足以下条件：

x(0)＝x₀

x(L)＝x₁

y(0)＝y₀

y(L)＝y₁

k(0)＝k₀

k(L)＝k₁

其中，x(0)为曲线起点处的x坐标，x(L)为曲线终点处的x坐标，y(0)为曲线起点处的y坐标，y(L)为曲线终点处的y坐标，为曲线起点处的航向角，为曲线终点处的航向角，k(0)为曲线起点处的曲率，k(L)为曲线终点处的曲率，表示第二段回旋线后的结束位置处的目标航向角，k₁表示第二段回旋线后的结束位置处的目标曲率，x₁和y₁分别表示第二段回旋线后的结束位置处的目标横坐标和目标纵坐标。

4.一种存储设备，其特征在于：所述存储设备存储指令及数据用于实现权利要求1～3任一项所述的基于多段回旋线的轨迹规划的方法。

5.一种基于多段回旋线的轨迹规划的设备，其特征在于：包括：处理器及存储设备；所述处理器加载并执行所述存储设备中的指令及数据用于实现权利要求1～3任一项所述的基于多段回旋线的轨迹规划的方法。