一种无人车路径规划方法和装置制造方法及图纸

技术编号:26169411 阅读:42 留言:0更新日期:2020-10-31 13:32
本发明专利技术实施例提供一种无人车路径规划方法和装置,通过对高精度地图信息进行分析,将地图栅格化后对每个栅格根据地图障碍物信息计算斥力,并将斥力作为搜索的代价,能有效提高混合A*算法的避障效率,生成的轨迹符合车辆动力学约束。同时使用梯度下降的算法对生成的轨迹进行平滑,最终输出最优轨迹。考虑车辆运动学约束,使得规划路径具备可行驶性;对每个网格计算势场,能够一定程度减少路径搜索的时间;势场法一定程度的增强了传感误差的容忍度,提高了路径规划的鲁棒性;为不同类别的障碍物分配不同的斥力等级,并且针对车道级道路边界宽度动态设置斥力权重;采用梯度下降平滑模块对生成的路径进行平滑,更加适合车辆行驶。

【技术实现步骤摘要】
一种无人车路径规划方法和装置
本专利技术实施例涉及自动驾驶
,尤其涉及一种无人车路径规划方法和装置。
技术介绍
在自动驾驶车辆行驶过程中,路径规划是一个很重要的部分,无人驾驶车辆在行走过程中需要规划出能避开障碍物,同时又符合车辆动力学约束的轨迹,是路径跟踪控制等模块的基础。传统路径规划算法中通常使用A*算法、势场法、RRT算法等,根据地图障碍物信息进行路径规划。这些算法都不考虑车辆动力学参数,生成的轨迹无法满足车辆动力学参数约束,因此自动驾驶车辆不一定能够按照既定轨迹稳态行驶。传统的混合A*算法在搜索的过程中会考虑车辆动力学,但是在搜索的过程中不考虑每个栅格的代价优先度,导致搜索效率低下,同时生成的轨迹也不够平滑。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种无人车路径规划方法和装置,通过对高精度地图信息进行分析,将地图栅格化后对每个栅格根据地图障碍物信息计算斥力,并将斥力作为搜索的代价,能有效提高混合A*算法的避障效率,生成的轨迹符合车辆动力学参数约束。第一方面,本专利技术实施例提供一种无人车路径规划方法,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人车路径规划方法,其特征在于,包括:/n提取高精度地图中道路的障碍物信息,并构建道路的栅格地图;/n基于所述障碍物信息,利用人工势场法获取栅格地图中每个栅格的斥力系数,并基于所述斥力系数得到每个栅格的斥力权重;/n获取栅格地图中的占用栅格和未占用栅格,所述占用栅格为存在障碍物的栅格,所述未占用栅格为不存在障碍物的栅格;若判断获知栅格的斥力权重大于预设斥力权重阈值,则判断栅格存在障碍物;/n基于起点位置、终点位置、朝向和所述栅格地图,利用混合A*算法和车辆动力学参数进行车辆路径规划,生成车辆行驶轨迹。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人车路径规划方法,其特征在于,包括:
提取高精度地图中道路的障碍物信息,并构建道路的栅格地图;
基于所述障碍物信息,利用人工势场法获取栅格地图中每个栅格的斥力系数,并基于所述斥力系数得到每个栅格的斥力权重;
获取栅格地图中的占用栅格和未占用栅格,所述占用栅格为存在障碍物的栅格,所述未占用栅格为不存在障碍物的栅格;若判断获知栅格的斥力权重大于预设斥力权重阈值,则判断栅格存在障碍物;
基于起点位置、终点位置、朝向和所述栅格地图,利用混合A*算法和车辆动力学参数进行车辆路径规划,生成车辆行驶轨迹。


2.根据权利要求1所述的无人车路径规划方法,其特征在于,还包括:
对生成的车辆行驶轨迹进行合理性检测,剔除车辆行驶轨迹中不合理的轨迹点并重新进行车辆路径规划。


3.根据权利要求1所述的无人车路径规划方法,其特征在于,还包括:
对生成的车辆行驶轨迹进行平滑处理,去掉车辆行驶轨迹中不利于车辆稳态行驶的轨迹点。


4.根据权利要求1所述的无人车路径规划方法,其特征在于,提取高精度地图中道路的障碍物信息,并构建道路的栅格地图,具体包括:
获取起点位置和终点位置,并基于导航请求确定规划空间的范围;
从高精度地图中读取规划空间内障碍物元素的位置,所述障碍物元素包括车道级道路边界、路沿石、安全岛、交通护栏和杆状物;
将经纬度转换至通用横轴墨卡托格网系统UTM坐标系,以所述障碍物元素的最小坐标值为原点建立矩形,并基于矩形范围设定栅格分辨率,以所述栅格分辨率的数值为间隔延横纵轴进行切分,得到道路的栅格地图。


5.根据权利要求1所述的无人车路径规划方法,其特征在于,利用人工势场法获取栅格地图中每个栅格的斥力系数,具体包括:
对不同的障碍物设置不同的初始斥力等级,其中,路沿石、交通护栏和杆状物为第一初始斥力等级,安全岛为第二初始斥力等级,车道级道路边界为第三初始斥力等级;所述第一初始斥力等级大于所述第二初始斥力等级,所述第二初始斥力等级大于第三初始斥力等级;
在行驶区域内引入势能函数使得障碍物对车辆产生斥力,终点位置对车辆产生引力;基于障碍物元素的位置获取每个栅格的斥力系数。


6.根据权利要求1所述的无人车路径规划方法,其特征在于,对生成的车辆行驶轨迹进行合理性检测,剔除车辆行驶轨迹中不合理的轨迹点并重新进行车辆路径规划,具体包括:
将车辆行驶轨迹作为待...

【专利技术属性】
技术研发人员:裴嘉政李浩郑武贞刘奋罗跃军
申请(专利权)人:武汉中海庭数据技术有限公司
类型:发明
国别省市:湖北;42

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