一种基于栅格地图的轨迹规划方法技术

本发明专利技术涉及一种基于栅格地图的轨迹规划方法，该方法包括：步骤S1、获取带有环境信息的二维栅格地图；步骤S2、将不同朝向的车辆模型作为卷积核，与二维栅格地图卷积后获得附带朝向角信息的三维增广障碍物栅格图，并以朝向角为剖面展开，得到重构的环境栅格图；步骤S3、基于混合A*算法，输入起止车辆位姿，通过查表的方式获取车辆在当前位姿下的碰撞情况，获取最终的规划轨迹结果。与现有技术相比，本发明专利技术通过卷积将车辆模型蕴含至环境栅格地图当中，将边边的碰撞检测问题通过重新配置的障碍物空间等效转换为点点碰撞检测问题，大大减轻了碰撞检测函数的压力，提高了轨迹规划的效率。提高了轨迹规划的效率。提高了轨迹规划的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于栅格地图的轨迹规划方法


[0001]本专利技术涉及轨迹规划
，尤其是涉及一种基于栅格地图的轨迹规划方法。

技术介绍

[0002]无人驾驶轨迹规划模块对车辆行驶的可行性、舒适性和效率起着关键作用，其需要完成的任务是根据车辆的当前位姿、周围环境和行为决策信息，在时空上避开障碍物并到达目的地。其中，为安全避开障碍物，需要感知模块对环境进行精确描述，还需要规划模块考虑车辆模型进行候选轨迹点的碰撞检测，而碰撞检测算法一直以来都是规划模块中效率最低的其中一部分。
[0003]碰撞检测算法在计算机图像处理和机器人领域应用广泛，Lozano首次提出配置空间法的概念，将环境障碍物进行一定程度的膨胀，以将边边碰撞检测问题简化为点边碰撞检测问题。Kurzer等人对其进行了拓展，将配置空间法应用于栅格环境中，并讨论了栅格空间覆盖枚举问题。Hubbard等人针对交互式图形应用中碰撞检测算法效率低的问题，提出了一种针对刚性物体的新算法，使用简单的四维几何来逼近运动，并使用球体的层次结构来逼近多个分辨率的三维表面。Thrun使用动态窗口法将车辆作为滑动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于栅格地图的轨迹规划方法，其特征在于，该方法包括：步骤S1、获取带有环境信息的二维栅格地图；步骤S2、将不同朝向的车辆模型作为卷积核，与二维栅格地图卷积后获得附带朝向角信息的三维增广障碍物栅格图，并以朝向角为剖面展开，得到重构的环境栅格图；步骤S3、基于混合A*算法，输入起止车辆位姿，通过查表的方式获取车辆在当前位姿下的碰撞情况，获取最终的规划轨迹结果。2.根据权利要求1所述的一种基于栅格地图的轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤S1中的带有环境信息的二维栅格地图，具体为：二维栅格地图中被障碍物所占据的栅格标记为1，无障碍物栅格标记为0。3.根据权利要求2所述的一种基于栅格地图的轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤S2中将不同朝向的车辆模型作为卷积核，与二维栅格地图卷积后获得附带朝向角信息的三维增广障碍物栅格图，并以朝向角为剖面展开，具体为：选取朝向分辨率为360/K
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的共计K种朝向的车辆位姿，将其投影至自定义的卷积核中，生成共K种卷积核，与二维栅格地图卷积后，重构得到K张以车辆朝向角为剖面的环境栅格图。4.根据权利要求3所述的一种基于栅格地图的轨迹规划方法，其特征在于，所述附带朝向角信息的三维增广障碍物栅格图中，当某点卷积结果大于0时，表示车辆以此朝向在该点时，会与障碍物发生碰撞，反之，则车辆后座中心点在该点时，车辆与环境无碰撞。5.根据权利要求3所述的一种基于栅格地图的轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：使用基于混合车辆运动学约束和Reeds
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Shepp曲线的混合A*算法进行路径规划，在每步求解时通过三维增广障碍物栅格图进行碰撞检测，并判定局部最优节点及该节点是否能够使用Reeds
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Shepp曲线与终点无碰撞相连，如果可以，则退出混合A*算法搜索，得到最终的规划轨迹。6.根据权利要求5所述的一种基于栅格地图的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王峻，张超杰，宋梦譞，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：