基于图搜索和几何曲线融合的路径规划方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图搜索和几何曲线融合的路径规划方法，包括如下步骤：步骤1：得到地图信息，确定车辆的起始点和目标点；步骤2：通过Hybrid A*算法对节点进行拓展，得到新的节点及其状态信息；步骤3：判断新节点在直行状态下，是否能与目标点所在射线相交；步骤4：判断新节点能否通过几何曲线路径到达目标点；步骤5：判断ProState集合是否为空集。本发明专利技术的基于图搜索和几何曲线融合的路径规划方法，解决了传统的Hybrid A*无法精确到达目标点、无法满足车辆目标横摆角要求的问题。

Path planning method based on graph search and geometric curve fusion

【技术实现步骤摘要】
基于图搜索和几何曲线融合的路径规划方法
本专利技术涉及智能网联汽车
，更具体的说是涉及一种基于图搜索和几何曲线融合的路径规划方法。
技术介绍
随着传感技术和人工智能的不断发展，自动驾驶系统的发展日益成熟。自动驾驶系统能减少驾驶员的操作负担，并减少交通事故发生的概率，将在生活中扮演愈发重要的角色。路径规划是自动驾驶系统中的关键一环，主要是在先验地图中，结合当前环境信息，规划出一条从起始点到目标点的可行路径。目前，解决路径规划问题主要是用A*算法，是一种图搜索算法。A*算法在搜索的过程中，根据与目标点相关的启发式信息，朝着有利的方向展开搜索，可以避免许多无意义的搜索路径，大大减少搜索范围、降低问题的复杂度。但是，传统的A*算法规划出的路径不满足车辆的动力学约束，不适合车辆行驶。HybridA*算法在传统A*算法的基础上，加入了车辆动力学约束，能够规划出一条车辆可行驶的路径。但HybridA*算法无法精确到达目标点，且未考虑车辆终点的角度约束。HybridA*算法与Dubins算法的融合，使得车辆能够精确到达目标点，但计算量较大，不适合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图搜索和几何曲线融合的路径规划方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤1：得到地图信息，确定车辆的起始点和目标点；/n步骤2：通过Hybrid A*算法对节点进行拓展，得到新的节点及其状态信息；/n步骤3：判断新节点在直行状态下，是否能与目标点所在射线相交，若能，则进行步骤4；若不能，则计算该节点的f、h和g值，并将该节点放入Open集中，进行步骤5；/n步骤4：判断新节点能否通过几何曲线路径到达目标点，若不能，则计算该节点的ΔL值，并将该节点放入ProState集合中，进行步骤5；若能，则采用几何路径到达目标点，并进行路径回溯；/n步骤5：判断ProState集合是否为空集，若不...

【技术特征摘要】
1.一种基于图搜索和几何曲线融合的路径规划方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：得到地图信息，确定车辆的起始点和目标点；
步骤2：通过HybridA*算法对节点进行拓展，得到新的节点及其状态信息；
步骤3：判断新节点在直行状态下，是否能与目标点所在射线相交，若能，则进行步骤4；若不能，则计算该节点的f、h和g值，并将该节点放入Open集中，进行步骤5；
步骤4：判断新节点能否通过几何曲线路径到达目标点，若不能，则计算该节点的ΔL值，并将该节点放入ProState集合中，进行步骤5；若能，则采用几何路径到达目标点，并进行路径回溯；
步骤5：判断ProState集合是否为空集，若不为空集，则从ProState集合中挑出最佳节点，返回步骤2；若ProState集合为空集，则从Open中挑出最佳节点，返回步骤2。


2.根据权利要求1所述的基于图搜索和几何曲线融合的路径规划方法，其特征在于：所述步骤2用HybridA*算法对节点进行拓展的具体步骤如下：
步骤21，记当前节点状态为：(x_current，y_current，〖heading〗_current，x_discurrent，y_discurrent)，其中，x_current为当前状态的横坐标，y_current为当前状态的纵坐标，〖heading〗_current为当前状态的横摆角；
步骤22，记车辆最大转向角为α_max，则车辆可用转向角为：
α＝(-α_max，-α_max/2，0，α_max/2，α_max)；
令车辆轴距为L_x，每次拓展路径即：车辆以固定转向角前行，直至与当前点之间的距离为L时，所行驶过的路径，则得到新节点状态：
(xnew，ynew，headingnew，xdisnew，ydisnew)的公式为



得到新节点的状态信息后，计算新节点与障碍物之间的距离是否大于安全距离。若小于安全距离，则放弃节点，不对该节点做任何处理。


3.根据权利要求1或2所述的基于图搜索和几何曲线融合的路径规划方法，其特征在于：所述步骤3中，判断新节点在直行状态下，是否能与目标点所在射线相交具体步骤如下：
步骤31，记目标点的状态为(xgoal，ygoal，headinggoal，xdisgoal，ydisgoal)，则射线方程为：
y＝tan(headinggoal)x-tan(headinggoal)xgoal+ygoal；
其中，x的取值范围是：



新节点所在直线方程为：
y＝tan(headingnewl)x-tan(headingnew)xnew+ynew；
通过求解方程，即可确定新节点在直行状态下是否能与目标点所在射线相交。


4.根据权利要求3所述的基于图搜索和几何曲线融合的路径规划方法，其特征在于：所述步骤3中，计算该节点的f、h和g值的计算公式如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦兆博，陈鑫，丁荣军，徐彪，秦晓辉，胡满江，王晓伟，谢国涛，边有钢，陈亮，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43