基于车辆运动模型的无人车辆野外路径规划方法技术

本发明专利技术涉及无人驾驶技术领域，尤其是一种基于车辆运动模型的无人车辆野外路径规划方法。包括以下步骤：一、建立环境三维地图；二、定义车辆行驶模型；三、车辆按控制周期行驶；四、输出规划方案。按照本发明专利技术进行路径规划后，能够顺利躲避障碍，满足车轮转向角速度限制，使用尽量少的路径完成了规划要求，而且每段路径都给出了详细的转弯角度、行驶方向，为路径跟踪提供了指导，融合了优化算法、车辆运动学多方面的信息，为解决现有的路径规划存在的问题做了一个新的探索。

Field path planning method of unmanned vehicle based on vehicle motion model

The invention relates to the field of unmanned technology, especially an unmanned vehicle field path planning method based on the vehicle motion model. It includes the following steps: first, establish the three-dimensional map of the environment; two, define the vehicle driving model; three, the vehicle runs according to the control cycle; four, the output plan. According to the invention of path planning, can successfully avoid obstacles, meet the wheel steering angular speed limit, with less complete path planning requirements, and each path is given detailed turning angle, the direction of travel, to provide guidance for the path tracking, combination optimization algorithm, vehicle kinematics on information and made a new exploration to solve the existing problems of current path planning.

【技术实现步骤摘要】
基于车辆运动模型的无人车辆野外路径规划方法
本专利技术涉及无人驾驶
，尤其是一种基于车辆运动模型的无人车辆野外路径规划方法。
技术介绍
路径规划是无人驾驶的关键技术之一，在野外场地行驶时，往往没有既定的道路，车辆按照预定的航向进行行驶。行驶过程中不可避免会遇到各种各样无法通过的障碍，这时车辆需要根据外界环境信息自动规划一条可行驶路径，该路径的终点要落在既定的航线上，同时车辆的航向也要与既定航向一致。这本质上是一个优化问题，限制条件包括车辆不能碰触障碍，车辆行驶要满足车辆最小转弯半径、转弯速度等车辆运动学要求，车辆最终既要落在既定航线上，也要满足航向要求，优化条件要求车辆行驶最短的路程，尽快完成路径规划任务。车辆完成路径规划之后，车辆实际行驶过程中将进入路径跟踪阶段，会将规划路径划分为不同的线段，不断调整车辆航向角，准确驶向规划路径中的目标点，最终达到规划的终点与航向。路径规划就是要在满足可行驶的条件下，使用最小的行驶路程，同时也要考虑到路径跟踪问题，考虑车辆运动学和自身转向角、转向调节速度限制，能够采取可行、简洁的控制行驶方案。现有的路径规划方案比如A*算法采用栅格地图，但栅格本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于车辆运动模型的无人车辆野外路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，建立环境三维地图根据传感器获取的信息进行初步处理，删除噪点，对临近障碍进行合并、膨胀，最终确定障碍Obsi(i＝1,2,3…)，每个Obsi包含了该区域中的离散点坐标，确定起点S_pos，在目标航线上，按照目标航线的方向以地图最远处为起点向地图内延伸，直到碰触到障碍物为止，该线段定义为目标航线段；步骤二，定义车辆行驶模型车辆在行驶中有以下假设：每个控制周期与行驶速度为固定，因此在该控制周期车辆行驶距离为C，车辆行驶时，在每个控制周期内，车辆转向角可以变化的最大值为S_angle，为了简化计算，将车轮转向角变化值离散为...

【技术特征摘要】
1.基于车辆运动模型的无人车辆野外路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，建立环境三维地图根据传感器获取的信息进行初步处理，删除噪点，对临近障碍进行合并、膨胀，最终确定障碍Obsi(i＝1,2,3…)，每个Obsi包含了该区域中的离散点坐标，确定起点S_pos，在目标航线上，按照目标航线的方向以地图最远处为起点向地图内延伸，直到碰触到障碍物为止，该线段定义为目标航线段；步骤二，定义车辆行驶模型车辆在行驶中有以下假设：每个控制周期与行驶速度为固定，因此在该控制周期车辆行驶距离为C，车辆行驶时，在每个控制周期内，车辆转向角可以变化的最大值为S_angle，为了简化计算，将车轮转向角变化值离散为N个角度Δ_anglei(i＝1,2,3…N)，在最小转弯半径下，车辆的转弯角度最大，为Angle_range，在一个控制周期内，车轮的转动变化值Δ_anglei要小于S_angle，车辆当前转向角为Angle，那么车辆的实际转向角-Angle_range≤Angle+Δ_anglei≤Angle_range，定义开集Open_set，每一个位置对应一个向量，该向量包括车辆中心位置，航向向量，上一个控制周期的车辆中心位置，车辆当前状态下的车轮转角，从起点到当前位置所行驶的路程Cost，启发性值H，总代价Value＝Cost+H，启发性信息一般为车辆当前位置与目标点的距离，为了保证航线一致，这里可以选用车头与目标航线段的距离以及车尾与目标航线段距离之和，对各个参数进行初始化，其中将起点及其对应参数加入开集；步骤三，车辆按控制周期行...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱会杰，邵立福，曹有辉，刘飞，傅幸民，宣惠平，王焕坤，卞斌华，陈高杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九八三部队，
类型：发明
国别省市：江苏,32