[发明专利]一种具有时间一致性的无人驾驶车辆局部路径规划方法

摘要

本发明公开一种具有时间一致性的无人驾驶汽车局部路径规划方法，首先为规划路径曲线增加车辆运动微分约束，使得车辆能够准确地对生成的轨迹进行跟踪；其次，对路径规划轨迹曲线模型进行了模型参数提升，为规划路径增加了更大的自由度，便于将对曲率的约束问题转化为数学的求解最优化问题；最后，对于利用周期优化求解获得局部路径方法前后周期优化结果有较大差异，导致车辆进行实时路径跟踪时出现抖动的问题，本发明将局部路径规划段分为弱规划和强规划两部分，弱规划段由上个规划周期的强规划结果得到，通过规划的分段，即保证规划结果的时间一致性，又可使局部路径规划具有较高的避障能力。

主权项

1.一种具有时间一致性的无人驾驶车辆局部路径规划方法，其特征在于：其步骤包括如下：步骤1，判断规划周期属性，确定多段的规划距离；步骤2，确定无人驾驶车辆位置对于任意一段全局路径Eij，P是车辆当前位置，向量代表车辆的航向，θ1表示车辆航向与Eij的夹角，θ2表示Pj与Eij的夹角，设定θ1＜90°并且θ2＜90°，计算步骤如下：1)在G(N,E)中，E1＝argmind(P,Eij),(Eij∈E,|θ1＜90°,|θ2＜90°|)，d(P,Eij)＝min{|PQ|,Q∈E}2)在集合E1中：E2＝argmaxf(P,Eij),(Eij∈E1)其中，3)在搜索f(P,Eij)的最大边，判断|O1O2|＞＝2ρmin满足与否。其中，若不符合，则查看E2下一个f(P,Eij)，直到条件满足，最终，得到的Eij便是搜索开始时的边；上式中，G(N,E)为车辆坐标点和全局路径点可以确定的二维平面，其中N取车辆后轴中心点，E为全局目标路径点序列。步骤3，局部路径规划经过步骤1确定了强、弱规划部分的距离，经过步骤2确定了当前规划周期车辆相对于全局目标路径的参考位置，局部路径规划环节要完成弱规划段路径的确定，以及强规划路径的起始点的确定，然后利用曲线生成功能，得到一簇的强规划曲线；通过连接弱规划曲线和强规划曲线，最终得到一簇局部路径规划曲线。步骤4，路径选择经过步骤3，行驶车辆前方规划出了一簇可行驶的规划曲线。步骤4，根据环境感知系统给出的障碍物位置尺寸信息对规划曲线进行选择，得到当前规划周期的局部路径规划结果；步骤5，局部规划路径传递通过步骤4得到的局部规划路径曲线是一系列离散的点，对规划层得到的离散点进行处理，以实现规划层和控制层的顺利对接，使用曲线拟合的方式，利用5次多项式作为拟合曲线，形式如下：Y＝a0+a1x+a2x2+a3x3+a4x4+a5x5式中，a0,a1,a2,a3,a4,a5分别为拟合曲线纵轴坐标多项式的常数项、一次项、二次项、三次项、四次向、五次项待求系数；x为横坐标；Y为拟合出的纵坐标值。