[發明專利]一種面向無人自行車的局部避障路徑規劃方法

在審

• 申請號: 201710210982.0
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106873600A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 深圳市靖洲科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種面向無人自行車的局部避障路徑規劃方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)利用環境感知系統所得環境數據將統一到同一坐標系下，并生成環境地圖，環境地圖包含障礙物地圖和自行車道線地圖兩種類型；

(2)根據一般工況下自行車自主駕駛跟隨自行車道線行駛的原則，采用擬合車道中心線作為行駛路徑，建立當量包圍盒，確定障礙物幾何中心，確定避障過程路徑；

(3)根據無人自行車與障礙物發生碰撞的條件公式以及選取的路徑，無人自行車執行避障步驟。

2.根據權利要求1所述的一種面向無人自行車的局部避障路徑規劃方法，其特征在于：所述步驟(1)中的所述障礙物地圖以極坐標形式給出，坐標原點為無人自行車后軸中心點，包括720個數據，即0.5度一個數據，用來表示該方向上的最近物體離自行車中心的直線距離，如果沒有障礙物，其數值設為最大距離值。

3.根據權利要求1所述的一種面向無人自行車的局部避障路徑規劃方法，其特征在于：所述步驟(1)中的所述自行車道線地圖由一組車道線數據組成，用車道線位置數據和線型數據兩部分表示，位置數據為車道線上所提取10個采樣點的直角坐標，線型包含：路邊線、雙黃線、單實線、單虛線、停車線、斑馬線、禁停線等。

4.根據權利要求1所述的一種面向無人自行車的局部避障路徑規劃方法，其特征在于：所述步驟(2)中設圓心坐標為O(x₀,y₀,z₀)，無人自行車末端執行器參考點坐標為P(p_x,p_y,p_z)，當式(1)成立時，無人自行車與障礙物發生碰撞。

$\sqrt{{(p_x-x_0)}^2+{(p_y-y_0)}^2+{(p_z-z_0)}^2}\≤r---\left(1\right)$

5.根據權利要求4所述的一種面向無人自行車的局部避障路徑規劃方法，其特征在于：所述步驟(2)中設障礙物圓心為o，半徑為r，無人自行車末端執行器運動起始點為A，目標點為B，避障規劃過程中，根據運動路徑最短和末端執行器可達空間最大化原則選擇多種曲線路徑，其中末端點由末端執行器和障礙物的空間尺寸及避碰安全系數決定。

6.根據權利要求1所述的一種面向無人自行車的局部避障路徑規劃方法，其特征在于：所述步驟(3)按照如下流程進行：(3-1)確定無人自行車工作空間，求解障礙物中心與末端執行器空間坐標；(3-2)將空間圓弧ADB離散化若干控制點，確定避障路徑的起點與終點；(3-3)運用運動學逆解求得起點、終點與離散控制點對應無人自行車各部分運動變量；(3-4)對步驟(3)中所得關節變量進行三次樣條插值，得到各運動變量的運動函數；(3-5)生成初級行車路徑；(3-6)取運動函數極值對應點，進行運動學正解，利用式(1)判斷是否與障礙物相碰，檢驗三次樣條插值精度和離散點數目是否符合要求；(3-7)利用符合要求的關節運動函數驅動人的腿部關節，實現無人自行車避障。