一种改进路径转角及转角步长无人车路径规划方法技术

本发明专利技术公开了一种改进路径转角及转角步长无人车路径规划方法，包括以下步骤：获取初始状态信息、障碍物坐标信息、获取目标点信息并建立栅格地图；根据初始状态信息，计算首次扩展节点，规划当前点到首次扩展节点的路径，计算首次扩展节点的总代价值；计算二次扩展节点，并计算首次扩展节点到二次扩展节点之间的扩展代价值；判断二次扩展节点是否为目标点，若是，则完成规划。本发明专利技术中，对需要对两次转弯之间的路径长度进行约束，以避免规划出的路径出现必要的转弯。出现必要的转弯。出现必要的转弯。

【技术实现步骤摘要】
一种改进路径转角及转角步长无人车路径规划方法


[0001]本专利技术涉及自动驾驶
，具体涉及一种改进路径转角及转角步长无人车路径规划方法。

技术介绍

[0002]无人车的路径规划指的是已知车辆的行驶环境，同时在环境中给定无人驾驶汽车行驶的起始点和目标点，在符合车辆行驶条件的前提下，避开行驶环境中的所有障碍物，同时生成有效的行驶路径，该路径为该环境中的最有路径。
[0003]现有的算法在规划过程中可能出现的路径转角大小不符合无人车运动学约束，所规划路径距离障碍物过近。
[0004]因此，有必要提供一种新的技术方案以克服上述缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种可有效解决上述技术问题的改进路径转角及转角步长无人车路径规划方法。
[0006]为达到本专利技术之目的，采用如下技术方案：
[0007]一种改进路径转角及转角步长无人车路径规划方法，包括以下步骤：
[0008]步骤S1：获取初始状态信息、障碍物坐标信息、获取目标点信息并建立栅格地图；
[0009]步骤S2：根据初始状态信息，计算首次扩展节点，规划当前点到首次扩展节点的路径，
[0010]步骤S3：计算步骤S2中首次扩展节点的总代价值f(s
start
,s)；
[0011]步骤S4：计算二次扩展节点，并计算首次扩展节点到二次扩展节点之间的扩展代价值；
[0012]步骤S5：判断二次扩展节点是否为目标点，若是，则完成规划；若不是，进行步骤S1。
[0013]进一步的：步骤S2中，S为当前节点，S
parent
为当前节点的父代节点，S
sub
为当前节点的最近拓展点，S
near
和S
peer
为当前节点的邻近拓展节点，首次扩展节点在沿车行进方向，垂直方向，且dist(S
sub
，S
parent
)≥2d，d为栅格的边长。
[0014]进一步的：转角步长D需满足dist(S，S
near
)+dist(S，S
line
)≥D
·
dist(S，S
sub
)或dist(S，S
peer
)+dist(S，S
line
)≥D
·
dist(S，S
sub
)；
[0015]其中，dist(S
sub
，S
parent
)为邻近节点S
sub
到当前节点S之间的直线距离。
[0016]进一步的：
[0017]扩展节点的总代价值f(s
start
，s)按从小到大的原则进行排序；代价值f(s
start
，s)的计算方式如下：
[0018]f(s
start
，s)＝h1+h2[0019]进一步的：h1表示直线成本代价，h2表示对角成本代价，表示为：
[0020][0021]进一步的：定义为当前节点与起始节点间的估计启发代价，为当前节点到子代拓展节点的拓展代价值，定义为由拓展节点到当前节点的环境增量值
[0022]进一步的：定义为由拓展节点到当前节点的环境增量值，公式记为：
[0023][0024]式中S
sub
属于当前节点S的所有后继节点，c(S
sub
，S)表示为后继节点到当前节点的实际代价值，d为栅格边长。
[0025]进一步的：当S
sub
与当前节点S处于水平或垂直位置，c(S
sub
，S)，当S
sub
与当前节点S处于对角位置，c(S
sub
，S)＝1.4d，exp(s)为障碍物边界给节点所增加的额外代价值。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术改进路径转角及转角步长无人车路径规划方法，对需要对两次转弯之间的路径长度进行约束，以避免规划出的路径出现必要的转弯。
附图说明
[0027]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0028]图1为本专利技术改进路径转角及转角步长无人车路径规划方法的示意图。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的部分实施例，而不是全部实施例。
[0030]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0031]如图1所示，本专利技术改进路径转角及转角步长无人车路径规划方法，包括以下步骤：
[0032]步骤S1：获取初始状态信息、障碍物坐标信息、获取目标点信息并建立栅格地图；
[0033]通过无人车自身携带的摄像头、激光雷达、GPS、惯导、里程计以及加速度和角速度等传感器获取初始状态信息，而后将数据融合进行建模获取障碍物坐标信息，建立栅格地图，同时获取目标点信息；
[0034]步骤S2：根据初始状态信息，计算首次扩展节点，规划当前点到首次扩展节点的路径，S为当前节点，S
parent
为当前节点的父代节点，S
sub
为当前节点的最近拓展点，S
near
和S
peer
为当前节点的邻近拓展节点，首次扩展节点在沿车行进方向，垂直方向，且dist(S
sub
，S
parent
)≥2d，d为栅格的边长；转角步长D需满足dist(S，S
near
)+dist(S，S
line
)≥D
·
dist(S，S
sub
)或dist(S，S
peer
)+dist(S，S
line
)≥D
·
dist(S，S
sub
)；其中，dist(S
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改进路径转角及转角步长无人车路径规划方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：获取初始状态信息、障碍物坐标信息、获取目标点信息并建立栅格地图：步骤S2：根据初始状态信息，计算首次扩展节点，规划当前点到首次扩展节点的路径，步骤S3：计算步骤S2中首次扩展节点的总代价值f(s
start
，s)；步骤S4：计算二次扩展节点，并计算首次扩展节点到二次扩展节点之间的扩展代价值；步骤S5：判断二次扩展节点是否为目标点，若是，则完成规划；若不是，进行步骤S1。2.如权利要求1所述的改进路径转角及转角步长无人车路径规划方法，其特征在于：步骤S2中，S为当前节点，S
parent
为当前节点的父代节点，S
sub
为当前节点的最近拓展点，S
near
和S
peer
为当前节点的邻近拓展节点，首次扩展节点在沿车行进方向，垂直方向，且dist(S
sub
，S
parent
)≥2d，d为栅格的边长。3.如权利要求2所述的改进路径转角及转角步长无人车路径规划方法，其特征在于：转角步长D需满足dist(S，S
near
)+dist(S，S
line
)≥D
·
dist(S，S
sub
)或dist(S，S
peer
)+dist(S，S
line
)≥D
·
dist(S，S
sub
)；其中，d...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗马思阳，王利杰，封士宇，杨震祺，
申请(专利权)人：苏州广目汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：