[發(fā)明專利]無人車網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和協(xié)作定位方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810433350.5
• 申請(qǐng)日: 2018-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN108664024B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈淵;李瀟翔;許璀杰;張子健;戈鋒;智強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);華慧通達(dá)（天津）科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種無人車網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和協(xié)作定位方法，其特征在于，包括：

在一個(gè)規(guī)劃周期內(nèi)，根據(jù)獲取到的無人車網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)中每一車輛的初始位姿、目標(biāo)位姿和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，生成路徑規(guī)劃，所述無人車網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)包括一個(gè)領(lǐng)航車輛和若干個(gè)隨從車輛；

將所述路徑規(guī)劃發(fā)送到每一隨從車輛，以供每一隨從車輛根據(jù)所述路徑規(guī)劃完成相應(yīng)的目標(biāo)位姿；

所述根據(jù)獲取到的無人車網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)中每一車輛的初始位姿、目標(biāo)位姿和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，生成路徑規(guī)劃具體為：

將獲取到的無人車網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)中每一車輛的初始位姿、目標(biāo)位資和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)輸入至預(yù)設(shè)的優(yōu)化模型，輸出多種Dubins路徑；

選擇所述多種Dubins路徑中最短的路徑，作為路徑規(guī)劃；

所述優(yōu)化模型為：

minimize F

subjest to p^*(n+1)＝f(p^*(n),u^*(n))

p^*(0)p^*(N)

其中，F(xiàn)為代價(jià)函數(shù)，為車輛左輪上的控制參數(shù)，為車輛右輪上的控制參數(shù)，U_min為最小轉(zhuǎn)彎曲率，U_max為最大轉(zhuǎn)彎曲率，p^*(0)為初始位姿，p^*(N)為目標(biāo)位姿。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：

接收每個(gè)隨從車輛反饋的位姿信息；

根據(jù)所述位姿信息判斷每個(gè)隨從車輛是否完成相應(yīng)的目標(biāo)位姿；

若判斷獲知存在任一隨從車輛未完成相應(yīng)的目標(biāo)位姿，則進(jìn)入下一個(gè)規(guī)劃周期，重新規(guī)劃路徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始位姿由隨從車輛基于獲取到的相對(duì)觀測數(shù)據(jù)，利用擴(kuò)展卡爾曼濾波算法得到。

4.一種無人車網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和協(xié)作定位裝置，其特征在于，包括：

路徑規(guī)劃模塊，用于在一個(gè)規(guī)劃周期內(nèi)，根據(jù)獲取到的無人車網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)中每一車輛的初始位姿、目標(biāo)位姿和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，生成路徑規(guī)劃，所述無人車網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)包括一個(gè)領(lǐng)航車輛和若干個(gè)隨從車輛；

發(fā)送模塊，用于將所述路徑規(guī)劃發(fā)送到每一隨從車輛，以供每一隨從車輛根據(jù)所述路徑規(guī)劃完成相應(yīng)的目標(biāo)位姿；

所述根據(jù)獲取到的無人車網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)中每一車輛的初始位姿、目標(biāo)位姿和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，生成路徑規(guī)劃具體為：

將獲取到的無人車網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)中每一車輛的初始位姿、目標(biāo)位資和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)輸入至預(yù)設(shè)的優(yōu)化模型，輸出多種Dubins路徑；

選擇所述多種Dubins路徑中最短的路徑，作為路徑規(guī)劃；

所述優(yōu)化模型為：

minimize F

subjest to p^*(n+1)＝f(p^*(n),u^*(n))

p^*(0)p^*(N)

其中，F(xiàn)為代價(jià)函數(shù)，為車輛左輪上的控制參數(shù)，為車輛右輪上的控制參數(shù)，U_min為最小轉(zhuǎn)彎曲率，U_max為最大轉(zhuǎn)彎曲率，p^*(0)為初始位姿，p^*(N)為目標(biāo)位姿。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，還包括：

接收模塊，用于接收每個(gè)隨從車輛反饋的位姿信息；

判斷模塊，用于根據(jù)所述位姿信息判斷每個(gè)隨從車輛是否完成相應(yīng)的目標(biāo)位姿；

若判斷獲知存在任一隨從車輛未完成相應(yīng)的目標(biāo)位姿，則進(jìn)入下一個(gè)規(guī)劃周期，所述路徑規(guī)劃模塊，用于重新規(guī)劃路徑。

6.一種用于無人車網(wǎng)絡(luò)編隊(duì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和協(xié)作定位的電子設(shè)備，其特征在于，包括：

存儲(chǔ)器和處理器，所述處理器和所述存儲(chǔ)器通過總線完成相互間的通信；所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述處理器執(zhí)行的程序指令，所述處理器調(diào)用所述程序指令能夠執(zhí)行如權(quán)利要求1至3任一所述的方法。

7.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至3任一所述的方法。