[發明專利]基于ROS的園區無人車軌跡生成系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201910911263.0
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110687908B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 唐興;趙芯廳;蘇巖
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

1.一種基于ROS的園區無人車軌跡生成系統的控制方法，其特征在于，所述基于ROS的園區無人車軌跡生成系統，包括

目標發布模塊，提供目標的策劃信息與位置信息；

組合導航模塊，提供車輛的狀態信息；

航點加載模塊，提供道路的地圖信息；

感知模塊，提供障礙物的位置信息；

軌跡生成模塊，分別與組合導航模塊、航點加載模塊、感知模塊和目標發布模塊連接，收集以上所有信息進行全局規劃與局部規劃并生成具體的軌跡規劃信息；

底層控制模塊，與軌跡生成模塊連接，通過生成的軌跡規劃信息進行車輛控制；

軌跡生成模塊通過對當前的外部環境進行綜合性的分析進行規劃，具體步驟如下：

步驟1、目標發布模塊提供目標的策劃信息與位置信息，組合導航模塊提供車輛的狀態信息，轉入步驟2；

步驟2、航點加載模塊提供道路的地圖信息，感知模塊提供障礙物的位置信息，轉入步驟3；

步驟3、軌跡生成模塊收集上述信息進行全局規劃與局部規劃，并生成具體的軌跡規劃信息，全局規劃步驟如下：

步驟3-1）、軌跡生成模塊啟動全局規劃，導入航點加載模塊提供的道路地圖信息，轉入步驟3-2）；

步驟3-2）、運用KD樹根據感知模塊和目標發布模塊提供的障礙物和目標的位置信息預測航點的軌跡，轉入步驟3-3）；

步驟3-3）、調用Dubins曲線根據組合導航模塊提供的車輛的狀態信息生成初始航點，轉入步驟3-4）；

步驟3-4）、運用三次樣條插值連接航路點的兩個部分以生成全局航線，轉入步驟3-5）；

步驟3-5）、完成全局規劃；

轉入步驟4；

步驟4、底層控制模塊通過生成的軌跡規劃信息進行車輛控制。

2.根據權利要求1所述的基于ROS的園區無人車軌跡生成系統的控制方法，其特征在于，局部規劃具體步驟如下：

步驟3-a）、軌跡生成模塊啟動局部規劃，在Frenet坐標中采樣計劃時間、橫向位置和縱向速度，轉入步驟3-b）；

步驟3-b）、運用多項式根據目標發布模塊提供的目標的策劃信息與位置信息生成軌跡集，轉入步驟3-c）；

步驟3-c）、通過旋轉矩陣相交檢查每個軌跡的車輛動力學約束和障礙物碰撞，轉入步驟3-d）；

步驟3-d）、以最低成本選擇軌跡，稀疏底層控制模塊的最佳軌跡，轉入步驟3-e）；

步驟3-e）、完成局部規劃。