一种非结构化环境下无人车辆自主导航系统技术方案

技术编号:41133376 阅读:43 留言:0更新日期:2024-04-30 18:03
本发明专利技术属于无人车辆智能导航技术领域,尤其涉及一种非结构化环境下无人车辆自主导航系统,包括采集模块、建图模块、规划处理模块和运动控制模块;采集模块用于获取环境数据;建图模块用于根据环境数据生成局部地图;规划处理模块包括前端路径规划模块和后端轨迹优化模块;前端路径规划模块用于根据局部地图搜索适合的路径时,使用混合A*路径规划算法在连续的状态空间中扩展节点,通过使用车辆运动学模型,根据无人车辆当前状态计算出下一时刻可能的状态,从而在线构建搜索树,形成符合车辆运动学约束的路径;后端轨迹优化模块用于平滑前端搜索出的路径,并生成轨迹点发送给运动控制模块。本系统可以在非结构化环境中快速可靠的完成路径规划。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人车辆智能导航,尤其涉及一种非结构化环境下无人车辆自主导航系统


技术介绍

1、随着科技飞速发展,移动机器人的自主导航技术取得了长足的进步。目前,移动机器人的应用研究主要集中在结构化场景中,在没有道路标志,人工地标和gps的非结构化环境中进行自主导航,仍是移动机器人面临的关键挑战。灾区侦察、农业、军事和行星探测等领域,都对移动机器人提出了越来越高的要求,因此,建立高效且鲁棒的非结构化环境的移动机器人自主导航方法具有重要意义。

2、非结构化场景下地形复杂粗糙,道路与非道路的界限模糊,同时存在沟壑,岩石,斜坡,树木等不规则障碍物。为了在如此复杂的环境中执行导航任务,移动机器人需要三个核心能力:用传感器定位自己在世界坐标系中的位置,建立周围环境的地图,规划从起点到目的地的安全无碰路径(即路径规划)。

3、其中,路径规划是实现无人驾驶的核心问题,其目的是寻找一条从起始位置到目标位置,并且满足车辆运动学约束和环境约束的最优或近似最优路径。针对没有车道线和路标的非结构化路面,例如建筑工地或停车场,dmitri dolgov等提出本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种非结构化环境下无人车辆自主导航系统,其特征在于:包括采集模块、建图模块、规划处理模块和运动控制模块;

2.如权利要求1所述的非结构化环境下无人车辆自主导航系统,其特征在于:前端路径规划模块进行所述扩展节点时,节点通过以下三个动作之一进行扩展:最大角速度左转,不转向以及最大角速度右转。

3.如权利要求1所述的非结构化环境下无人车辆自主导航系统,其特征在于:所述车辆运动学约束为:

4.如权利要求3所述的非结构化环境下无人车辆自主导航系统,其特征在于:前端路径规划模块进行所述扩展节点时,对于规划扩展的每一个节点,还对其周围区域的栅格进行分析,选择一个...

【技术特征摘要】

1.一种非结构化环境下无人车辆自主导航系统,其特征在于:包括采集模块、建图模块、规划处理模块和运动控制模块;

2.如权利要求1所述的非结构化环境下无人车辆自主导航系统,其特征在于:前端路径规划模块进行所述扩展节点时,节点通过以下三个动作之一进行扩展:最大角速度左转,不转向以及最大角速度右转。

3.如权利要求1所述的非结构化环境下无人车辆自主导航系统,其特征在于:所述车辆运动学约束为:

4.如权利要求3所述的非结构化环境下无人车辆自主导航系统,其特征在于:前端路径规划模块进行所述扩展节点时,对于规划扩展的每一个节点,还对其周围区域的栅格进行分析,选择一个长方形作为候选区域并计算其地形起伏参数;地形起伏参数包括地形可靠性,地形平坦性,以及新节点与其父节点之间的地形坡度;

5.如权利要求4所述的非结构化环境下无人车辆自主导航系统,其特征在于:地形可靠性η的计算如下:

...

【专利技术属性】
技术研发人员:余晓霞邓俊杰李智龙张志刚刘欢马心雨
申请(专利权)人:重庆理工大学
类型:发明
国别省市:

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