一种基于势场引导的轨迹规划方法技术

本发明专利技术涉及一种基于势场引导的轨迹规划方法，该方法基于道路信息，在Frenet坐标系下，沿道路参考线设置采样点；基于障碍物势场和道路边界势场，调整采样点的位置和/或数量，并基于采样点设置采样层；连接相邻采样层的采样点，获得随纵向路径变化的横向分段路径，通过将横向分段路径进行拼接，获得N1条与纵向路径相关的横向路径，通过这种方式进行路径规划，可保证规划出平顺安全的高质量的横向路径。再进行速度规划，通过使纵向路径具有N2个不同速度，获得N1

【技术实现步骤摘要】
一种基于势场引导的轨迹规划方法


[0001]本公开涉及自动车轨迹规划领域，尤其涉及一种基于势场引导的轨迹规划方法。

技术介绍

[0002]如今自动车的应用场景越来越广泛，尤其在园区以及大型厂房发挥着重要作用。因为自动车通常需要运载货物或者进行各种作业，所以对其的轨迹规划有更高的要求，不仅仅要安全可行，更要保证所有轨迹点的平顺性。
[0003]目前自动车的轨迹规划方法未能充分利用参考线或者道路走向信息，采样点的选取也未充分利用障碍物信息，所以生成的候选轨迹中存在很多不合理的轨迹。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术，本专利技术所解决的技术问题至少是提供一种能够避障且能够使自动车平稳驾驶的轨迹规划方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种基于势场引导的轨迹规划方法，所述方法包括下述步骤：
[0006]基于道路信息，在Frenet坐标系下，沿道路参考线设置采样点；
[0007]基于障碍物势场和道路边界势场，调整采样点的位置和/或数量，并基于采样点设置采样层；
[0008本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于势场引导的轨迹规划方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：基于道路信息，在Frenet坐标系下，沿道路参考线设置采样点；基于障碍物势场和道路边界势场，调整采样点的位置和/或数量，并基于采样点设置采样层；连接相邻采样层的采样点，获得随纵向路径变化的横向分段路径，通过将横向分段路径进行拼接，获得N1条与纵向路径相关的横向路径；通过使纵向路径具有N2个不同时长，从而获得N1
×
N2条候选轨迹，进而获取最优轨迹；N1，N2为大于0的整数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整包括下述步骤：将受障碍物势场和道路边界势场影响的采样点作为第一采样点；根据障碍物势场和道路边界势场，计算每个第一采样点的斥力，并在斥力的方向上，将第一采样点沿斥力方向移动设定距离。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于采样点设置采样层包括下述步骤：获取一个采样点作为当前采样点；步骤S：在当前采样点附近，增设至少2个纵向位置相同横向位置不同的采样点，将当前采样点和增设的采样点集合作为一个采样层；若还存在未设置采样层的采样点，获取下一个采样点为当前采样点，返回步骤S。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最优轨迹为满足筛选条件的轨迹；所述筛选条件包括碰撞检测条件；所述碰撞检测条件用于判断轨迹是否满足使车辆无碰撞；所述判断包括下述步骤：将车辆前轴中心、后轴中心、以及前轴中心和后轴中心两者的中点作为圆心，将前后轴距离作为圆的直径；计算障碍物到三个圆心的距离；基于所述距离和所述直径的大小比较，判断车辆与障碍物是否碰撞。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最优轨迹为满足筛选条件的轨迹；所述筛选条件包括轨迹平缓检测；所述平缓检测包括下述步骤：基于轨迹上点在Frenet坐标系下的坐标，获取其在笛卡尔坐标系下的坐标，从而获取轨迹最大曲率、最大加速度；基于最大加速度、最大曲率，判断轨迹是否平缓。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最优轨迹为满足筛选条件的轨迹；所述筛选条件包括采用代价函数计算每条候选轨迹的代价，代价越小，轨迹越优；所述代价函数如下：式中：cost为要求的代价值；w
s
、w
l
...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪涛，翟海阳，张泮虹，赵亚辉，杨宇，赵泽仁，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：