一种地面无人平台局部路径规划方法技术

本发明专利技术提供了一种地面无人平台局部路径规划方法，包括：确定全局路径上距地面无人平台当前位置的最近点的索引值；判断地面无人平台与全局路径上最近点间的距离是否大于设定阈值；计算全局路径上与所述索引值对应的路径长度和全局路径长度，并判断二者的差值是否小于设定阈值；确定全局路径距当前环境地图的末端索引位置；根据末端索引位置生成备选路径；计算备选路径的成本和备选路径的最大曲率；根据备选路径成本、最大曲率和与全局路径的偏置距离因素，计算备选路径的评价值；从备选路径中选择当前最优路径。本发明专利技术提供的技术方案不仅满足实时规划要求，还适用于不同尺寸和转向特性的地面无人平台，而且通过优选准则确保了所选路径的合理性。

A local path planning method for unmanned ground platform

The invention provides a local path planning method, an unmanned ground platform includes: determining a global path from the ground unmanned platform the current location of the nearest point index value judgment; unmanned ground platform and global path on the distance between the nearest point is greater than the threshold; calculating the global path with the path length and the global index value the corresponding path length, and determine the difference between the two is less than the threshold; determine the global path from the end of the index position of the current environment map; according to the end position index generates path; the maximum curvature calculation alternative path cost and alternative path; according to the offset distance factors of alternative path cost, maximum curvature and global path. Evaluation of alternative path values; select the optimal path from the alternative path. The technical scheme provided by the invention not only meets the requirements of the real-time planning, but also is suitable for the ground unmanned platform with different sizes and steering characteristics, and ensures the rationality of the selected path through the optimization criterion.

【技术实现步骤摘要】
一种地面无人平台局部路径规划方法
本专利技术涉及地面无人平台控制领域，具体涉及一种地面无人平台局部路径规划方法。
技术介绍
对于地面无人平台而言，路径规划是基于一定的优化准则，在有障碍的环境中生成从指定起始位置到达目标位置无碰撞运动轨迹的过程。根据规划范围不同，路径规划分为全局路径规划和局部路径规划。其中，全局路径规划是主要基于先验信息(例如地图)，为自主机动平台找到到达目标位置最佳路径的过程，而局部路径规划则根据基于平台即刻所采集的环境感知传感器数据建立的地图，规划当前的可执行路径。目前常用的局部路径规划方法有最短路径法、向量场直方图(VFH)法、曲率速度法(CVM)、基于回旋曲线的方法等。其中，Dijkstra和A*算法是典型的最短路径方法，这类方法将地图转化成图进行搜索，获得最短路径，但获得的路径没有考虑平台的运动约束，其可执行性无法保证，且计算时间相对较长，只适用于低速平台。向量场直方图法以直线为基本路径模型，根据各个方向上存在障碍的概率确定航向，这种方法不适用于阿克曼转向平台，且规划距离短，容易陷入局部极小。卡耐基梅隆大学提出的曲率速度法将障碍地图转化为3D(旋转速度、平移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地面无人平台局部路径的规划方法，其特征在于，所述方法包括：(1)确定全局路径上距地面无人平台当前位置的最近点的索引值；(2)判断所述地面无人平台与全局路径上最近点间的距离是否大于设定阈值；(3)计算全局路径上与所述索引值对应的路径长度和全局路径长度，并判断二者的差值是否小于设定阈值；(4)确定全局路径距当前环境地图的末端索引位置；(5)根据末端索引位置生成备选路径；(6)计算所述备选路径的成本和备选路径的最大曲率；(7)根据备选路径成本、最大曲率和与全局路径的偏置距离因素，计算备选路径的评价值；(8)从备选路径中选择当前最优路径。

【技术特征摘要】
1.一种地面无人平台局部路径的规划方法，其特征在于，所述方法包括：(1)确定全局路径上距地面无人平台当前位置的最近点的索引值；(2)判断所述地面无人平台与全局路径上最近点间的距离是否大于设定阈值；(3)计算全局路径上与所述索引值对应的路径长度和全局路径长度，并判断二者的差值是否小于设定阈值；(4)确定全局路径距当前环境地图的末端索引位置；(5)根据末端索引位置生成备选路径；(6)计算所述备选路径的成本和备选路径的最大曲率；(7)根据备选路径成本、最大曲率和与全局路径的偏置距离因素，计算备选路径的评价值；(8)从备选路径中选择当前最优路径。2.如权利要求1所述的地面无人平台局部路径规划方法，其特征在于，所述步骤(1)的索引值用段号和下式所示的段因数j表示；所述段号等于节点数；所述段因数j按下式计算：式中，n：所在路径段起点到某一位置间的距离；m：所述某一位置所在路径段长度。3.如权利要求1所述的地面无人平台局部路径规划方法，其特征在于，所述步骤(2)的地面无人平台与全局路径上最近点间的距离大于设定阀值，表明地面无人平台当前位置与全局路径太远，则不予规划，反之则规划。4.如权利要求1所述的地面无人平台局部路径规划方法，其特征在于，所述步骤(3)全局路径上与所述索引值对应的全局路径长度和路径长度的差值小于设定阀值，表明地面无人平台已到达终点，否则表明地面无人平台未到达终点。5.如权利要求1所述的地面无人平台局部路径规划方法，其特征在于，所述步骤(4)的末端索引位置的确定包括：从当前最近点开始按照步长不断向前计算所述步长对应的段号和段因数，直到超出地图范围，此时的路径段号和段因数对应的位置即为末端索引位置。6.如权利要求1所述的地面无人平台局部路径规划方法，其特征在于，所述步骤(5)的备选路径的生成包括：步骤1：根据地面无人平台当前位置P0，计算全局路径上的路径最近的点Pn，并将P0作为构建局部路径的第一个节点，并放入节点集合中；步骤2：计算全局路径起点至最近点Pn之间的长度；步骤3：根据所述全局路径起点至最近点Pn之间的长度和过渡段PnPt长度，计算全局路径上从起点到过渡参考点P0Pt之间的长度；步骤4：根据所述P0Pt之间的长度是否超出全局路径边界，确定过渡参考点Pt的索引位置；步骤5：确定构建局部路径的节点；步骤6：根据各备选局部路径节点集合，构造备选路径。7.如权利要求6所述的地面无人平台局部路...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏治宝，张浩杰，朱森，
申请(专利权)人：中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11