一种基于运动模型的动态窗口局部轨迹规划方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于运动模型的动态窗口局部轨迹规划方法及系统，包括构建运动模型；将速度控制在一定的范围，并采样速度推算出轨迹；采用评价函数评价每条所述轨迹，并选取出最优的轨迹，改进运动约束模型，替换单车模型，提高了预测轨迹的真实性及精确度；同时增加三层与逻辑停止判断，在到达位置、到达航向、速度满足等停止条件，解决实际规划停止状态车辆状态问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于运动模型的动态窗口局部轨迹规划方法及系统
本专利技术涉及自动驾驶运动规划的
，尤其涉及一种基于运动模型的动态窗口局部轨迹规划方法及系统。
技术介绍
动态窗口方法是一种基于速度的局部规划器，可计算达到目标所需的机器人的最佳无碰撞(允许)速度，将笛卡尔目标(x，y)转换成移动机器人的速度(v，w)命令。该算法有两个主要的步骤：计算有效的速度搜索空间，并选择最佳速度。搜索空间由一组能够产生安全的运动轨迹(即允许机器人在碰撞前停止)的速度构成，这些速度是机器人在其动态(动态窗口)的下一个时间片中可以实现的速度集；选择最佳速度以最大化机器人与障碍物的间隙，最大化速度并获得最接近目标的航向。现有的动态窗口规划运动约束模型基于单车模型，预测采样的轨迹精确度不高；且动态窗口规划在到达目标停止判断只考虑了车和终点距离，未考虑车的最终朝向状态以及速度停止条件，导致车辆最终停止不符合实际自动驾驶要求。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于运动模型的动态窗口局部轨迹规划方法，其特征在于：包括，/n构建车辆运动模型；/n将车辆速度控制在一定的范围，并采样速度推算出轨迹；/n采用评价函数评价每条所述轨迹，并选取出最优的轨迹。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于运动模型的动态窗口局部轨迹规划方法，其特征在于：包括，
构建车辆运动模型；
将车辆速度控制在一定的范围，并采样速度推算出轨迹；
采用评价函数评价每条所述轨迹，并选取出最优的轨迹。


2.根据权利要求1所述的基于运动模型的动态窗口局部轨迹规划方法，其特征在于：定义车辆圆弧轨迹运动的半径为R＝V/W，当W不为0时，
构建的所述运动模型如下，
X＝x-R*sin(yaw)+R*sin(yaw+Wt*dt)
Y＝y-R*cos(yaw)+R*cos(yaw+Wt*dt)
Yaw＝yaw+Wt*dt
其中，在笛卡尔坐标系下X表示下一时刻的X轴位置，Y表示下一时刻的Y轴位置，Yaw表示下一时刻航向角，x表示上一时刻的X轴位置，y表示上一时刻的Y轴位置，yaw表示上一时刻航向角，R表示最小转弯半径，W表示旋转角速度，t表示时间。


3.根据权利要求1所述的基于运动模型的动态窗口局部轨迹规划方法，其特征在于：将速度控制在一定的范围，并采样速度推算出轨迹包括，
限制车辆自身的最大速度和最小速度；
限制车辆最大加速度和最大减速度；
初步采样出速度；
依据所述初步采样出的速度初步模拟出机器人运动轨迹；
定义障碍物的位置后计算得到所述机器人到所述障碍物的距离；
根据所述最大减速度判断出所述初步采样的速度是否合格，并选择出合格的速度，进一步限制速度范围；
依据所述进一步限制的速度模拟出机器人的运动轨迹。


4.根据权利要求3所述的基于运动模型的动态窗口局部轨迹规划方法，其特征在于：限制车辆自身的所述最大速度和所述最小速度如下公式，
Vm＝{v∈[Vmin，Vmax]，w∈[Wmin，Wmax]}
其中，Vmin表示最小速度，Vmax表示最大速度，Wmin表示最小旋转角速度，Wmax表示最大旋转角速度。


5.根据权利要求3所述的基于运动模型的动态窗口局部轨迹规划方法，其特征在于：限制车辆所述最大加...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴月路，
申请(专利权)人：的卢技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32