[发明专利]基于速度障碍的无人车实时轨迹规划方法

摘要

本发明公开一种基于速度障碍的无人车实时轨迹规划方法，包括1基于无人车A的当前位置构造防碰机动搜索树的节点ni,j；2基于无人车A及障碍物速度构造无人车A的可达防碰速度集合RAVj(ti)；3通过三次多项式光滑可控单元计算当前规划时刻的最佳速度；4设置速度风险因子riski()；5基于可达速度集合RVj(ti)和riski()选择新的速度，即ti时刻操作符oi,j,l；6基于节点ni,j和操作符oi,j,l构造树枝ej,k，获得时刻ti+1或ti+Ts时刻节点ni+1,k；7如ni+1,k节点状态位于目标状态g的极小邻域内，则算法完成，否则返回第一步循环计算。本发明适用于无人驾驶车辆换道、交叉路口转弯、避障等各种机动情况下的实时轨迹规划，在多个动态障碍物存在条件下能够保证实时性和规划结果的高精度，并最大限度地满足规划速度及轨迹平滑性的要求。

主权项

基于速度障碍的无人车实时轨迹规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，基于无人车A的当前位置构造防碰机动搜索树的节点ni,j，表示时刻ti无人车A的位置和速度：节点：其中ni,j是ti时刻第j个节点，xi,j＝(Xj(ti),Yj(ti))是A的位置信息，是A的速度信息；步骤二，基于无人车A的速度及障碍物速度获得无人车A的可达防碰速度集合RAVj(ti)，构造防碰机动搜索树的操作符oi,j,l：操作符：可达防碰速度集合RAVj(ti)中的速度作为防碰机动搜索树中的操作符，通过其扩展ti时刻的节点到ti+1时刻的后继节点，且ti+1＝ti+Ts；其中，RAVj(ti)是为节点ni,j计算的可达避障速度，AXY为无人车A在二维平面的可行加速度区域，oi,j,l是节点ni,j上第l个操作符；步骤三，通过三次多项式光滑可控单元计算当前规划时刻的最佳速度步骤四，设置速度风险因子速度风险因子是所选择的速度同所有障碍物发生碰撞的最短预测时间以及同之间距离的函数：riski(v→l′)=pt/tci(v→l′)+pυ||v→lperf-v→l′||---(3)]]>其中pt和pυ分别是碰撞时间项和速度偏差项的加权因子，pt根据采样间隔Ts选取，pυ根据最大加速度和采样间隔Ts选取；步骤五，基于可达速度集合RV和选择新的速度即ti时刻操作符oi,j,l；步骤六，基于节点ni,j和操作符oi,j,l构造树枝ej,k，获得时刻ti+1或ti+Ts时刻节点ni+1,k：树枝：ej,k是防碰机动搜索树中ti时刻节点ni,j同ti+1时刻节点ni+1,k之间的边；步骤七，如果ni+1,k节点状态为目标状态g，则算法完成，否则返回第一步循环计算。