[發明專利]無人摩托靜態障礙避障路徑規劃計算方法

有效

• 申請號: 201910279187.6
• 申請日: 2019-04-09
• 公開（公告）號: CN110032187B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 田宇;陳章;梁斌;王樂天;楊君
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C21/34
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種無人摩托靜態障礙避障路徑規劃計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，建立無人摩托的平衡動力學模型與運動學模型；

S2，使用自適應分辨率的A*算法，在柵格地圖上獲取一條連接初始節點與目標節點的通路，具體包括：步驟S201，對所述柵格地圖進行所述自適應分辨率，其中，所述柵格地圖上的柵格由0和1布爾數組成，0為障礙物區域，1為空曠區域，步驟S202，在粗精度地圖上尋路，若尋路成功，進入下一步，否則當前地圖沒有所述初始節點與所述目標節點的通路，步驟S203，若路徑途徑模糊柵格，則將模糊柵格及其附近部分取出，進行局部重規劃，步驟S204，若所述局部重規劃成功，則輸出整條路徑，結束算法，否則將模糊柵格值置為0，設置重規劃標志，步驟S205，若存在所述重規劃標志，則重新執行算法，若當前地圖上無可行路徑，則提高地圖精度，進入所述步驟S202重新執行算法；以及

S3，結合所述平衡動力學模型與所述運動學模型，使用RRT算法對所述通路進行剪枝，生成一條無人摩托可執行的路徑。

2.根據權利要求1所述的無人摩托靜態障礙避障路徑規劃計算方法，其特征在于，所述無人摩托的動力學模型為：

其中，φ為無人摩托的車身傾斜角，δ為無人摩托的車把轉向角，a為無人摩托重心與后輪落地點的水平距離，h為車身無傾斜時無人摩托重心到地面的距離，λ為無人摩托的前叉角，v_x為無人摩托后輪的前向速度，c為無人摩托拖尾，b為無人摩托軸距，g為重力加速度，s為拉普拉斯算子。

3.根據權利要求1所述的無人摩托靜態障礙避障路徑規劃計算方法，其特征在于，所述運動模型為：

其中，v為車輛速度，θ為航向角，δ為無人摩托的車把轉向角，c為無人摩托拖尾，λ為無人摩托的前叉角，φ為無人摩托的車身傾斜角，b為無人摩托軸距，為在絕對坐標地圖中的橫向速度，為在絕對坐標地圖中的縱向速度，為航向角速度。

4.根據權利要求1所述的無人摩托靜態障礙避障路徑規劃計算方法，其特征在于，所述自適應分辨率以清晰度作為評價標準，清晰度map_def為：

其中，地圖中兩種類型的柵格個數分別為num_int和num_dec，num_int為完全的障礙或完全無障礙，num_dec為其余格柵。

5.根據權利要求1所述的無人摩托靜態障礙避障路徑規劃計算方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

步驟S301，初始化搜索樹、歷史路徑和歷史地圖；

步驟S302，若達到所述目標節點，則由所述搜索樹追溯父節點，獲取整條規劃路徑，結束算法，否則進入下一步；

步驟S303，選取拓展節點，選取與所述拓展節點評估距離最近的節點，選取由最近的節點向所述拓展節點拓展的控制量，根據所述控制量從最近的節點到達新節點；

步驟S304，若拓展成功，將所述新節點加入所述搜索樹，更新所述歷史路徑和所述歷史地圖，否則以適中間隔值取所述控制量進行拓展，直至拓展成功，若拓展失敗，則將所述最近節點的死亡次數設置為較大數值，并返回至所述步驟S302。