一种无人车编队动态避障方法、系统及产品技术方案

本发明专利技术涉及一种无人车编队动态避障方法、系统及产品，属于无人车编队动态避障领域，避障方法包括：构建有向拓扑图确定无人车的第一状态向量；基于所述无人车的第一状态向量确定无人车状态向量集合；基于所述无人车状态向量集合确定无人车的第二状态向量；基于所述第二状态向量对无人车进行编队；判断是否存在障碍物；若存在障碍物，则采用改进的动态窗口算法进行避障；若不存在障碍物，则保持当前队形。本发明专利技术中的上述方法能够使整个无人车编队在自主避障的同时最大程度地保持编队行驶要求。持编队行驶要求。持编队行驶要求。

【技术实现步骤摘要】
一种无人车编队动态避障方法、系统及产品


[0001]本专利技术涉及无人车编队动态避障领域，特别是涉及一种无人车编队动态避障方法、系统及产品。

技术介绍

[0002]目前国内外对无人车编队问题的研究主要使用领航
‑
跟随法、虚拟结构法、人工势场法、基于行为的控制方法等，在方法上侧重于无人车编队队形保持的精度和鲁棒性，以及队形的收敛速度等，尚缺乏对环境中障碍物等因素考虑，无人车编队灵活性较差。
[0003]其中，人工势场法是将无人车编队避障轨迹规划和无人车编队队形规划相结合。通过构造虚拟的势力场，包括障碍物对无人车的斥力场、无人车之间的作用力场(无人车间的作用力在小于安全距离时表现为斥力，在大于编队期望间距时表现为引力，实现维持无人车编队的期望队形)、目标点对无人车的引力场等，在引力场和斥力场的合作用力下，实现无人车在编队行进过程中的避障功能。该方法采用无人车编队分布式控制方法，将队形维持和编队避障共同表示在势场力函数中，但该算法存在局部极小值的缺陷，会导致机器人陷入“死点”。由于不考虑实际无人车的运动能力，无人车无法准确跟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人车编队动态避障方法，其特征在于，所述避障方法包括：构建有向拓扑图所述有向拓扑图包括：以无人车为元素的N维顶点集合描述无人车之间的通信交互关系的边集描述无人车之间的通信交互关系的边集以及邻接矩阵确定无人车的第一状态向量；基于所述无人车的第一状态向量确定无人车状态向量集合；基于所述无人车状态向量集合确定无人车的第二状态向量；基于所述第二状态向量对无人车进行编队；判断是否存在障碍物；若存在障碍物，则采用改进的动态窗口算法进行避障；若不存在障碍物，则保持当前队形。2.根据权利要求1所述的无人车编队动态避障方法，其特征在于，所述有向图的拉普拉斯矩阵D为入度矩阵，D为入度矩阵，D为入度矩阵，中元素l
ij
如下式计算得出：其中，表示N乘N维方阵，l
ij
表示拉普拉斯矩阵i行j列元素，A表示邻接矩阵，a
ij
表示邻接矩阵i行j列元素，d
i
表示入度对角矩阵i行i列对角元素。3.根据权利要求1所述的无人车编队动态避障方法，其特征在于，所述第一状态向量的表达式如下：其中，为无人车状态向量的一阶导信息，即u
i
，表示其控制输入；分别表示世界坐标系下X、Y轴方向速度，表示世界坐标系下绕Z轴方向角速度，θ
i
表示无人车艏向角角度，v
i
为无人车身坐标系下前进方向速度，ω
i
为角速度，即4.根据权利要求2所述的无人车编队动态避障方法，其特征在于，所述无人车状态向量集合的表达式如下：其中，是多智能体系统中的无人车状态向量集合，表示无人车状态向量集合的一阶导信息。5.根据权利要求1所述的无人车编队动态避障方法，其特征在于，所述第二状态向量的
表达式如下：其中，u
i
表示第i辆无人车算法输出速度向量，u
j
表示编队内主车j的速度向量，k1,k2为常数，x
j
表示主车j的状态向量，x
i
表示第i辆无人车的状态向量，x
j*
表示编队期望队形中主车j的状态向量，x
i*
表示编队期望队形中从车i的状态向量，a
i...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗均，佟川，蒲华燕，肖登宇，徐浪，王刚，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：