[發明專利]一種基于人工勢場法的無人駕駛車輛路徑規劃方法

有效

• 申請號: 201910943784.4
• 申請日: 2019-09-30
• 公開（公告）號: CN110567478B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 王智文;查敏;曹新亮;馮晶;王萍;呂東;于小康;劉國慶;張亦豐
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34;G01C21/30;G05D1/02
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 韋莎

1.一種基于人工勢場法的無人駕駛車輛路徑規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)、構建無人駕駛車行駛的二維空間模型，于所述二維空間模型內對無人駕駛車起始點、障礙物以及目標點的坐標進行定位，確定障礙物的個數n，確定無人駕駛車行駛的步長l；

2)、建立由所述障礙物對無人駕駛車產生的斥力場和所述目標點對無人駕駛車產生的引力場疊加而成的虛擬勢場，所述虛擬勢場對所述無人駕駛車輛產生的作用力引導著無人駕駛車輛朝目標行進；

3)使無人駕駛車行駛一個單位步長l，判斷無人駕駛車是否陷入局部最小值點，如果是則調用步驟4)，否則進行步驟5)；

4)改變斥力在X軸上的分量后回到步驟2)重新開始；步驟4)中，所述斥力在X軸上添加的變量系數為k，所述斥力在X軸上的分量為：

，

F_rep(X)為無人駕駛車原所受斥力的合力大小，ρ(X,X_o)為被控對象到障礙物之間的距離，ρ_o為障礙物的最大影響距離；所述斥力在Y軸上添加的變量系數為δ，所述斥力場在Y軸上的分量為：

5)判斷無人駕駛車是否行進到目標點附近的影響距離內造成目標不可達，如果是則調用步驟6)，否則進行步驟7)；

6)在斥力勢場函數中引入安全距離ρ_s和無人駕駛車到目標點之間的距離ρ_t后回到步驟(2)重新開始；步驟6)中，所述斥力勢場函數為：

其中，X＝(x,y)為無人駕駛車輛的當前位置坐標，X_o＝(x_o,y_o)為障礙物坐標，ρ(X,X_o)為被控對象到障礙物之間的距離，ρ_o為障礙物的最大影響距離，ρ_s為安全距離，ρ_t為無人駕駛車到目標點之間的距離，γ為安全距離所對應的斥力增益系數，β為未考慮添加安全距離時斥力增益系數；

7)判斷無人駕駛車是否到達目標點，如果是則停止路徑規劃畫出路徑，否則回到步驟(2)重新開始。

2.如權利要求1所述的基于人工勢場法的無人駕駛車輛路徑規劃方法，其特征在于：所述斥力函數為：

其中，F_rep1和F_rep3的方向從障礙物指向無人駕駛車輛，F_rep2和F_rep4的方向從無人駕駛車輛指向目標點,

當ρ(X),X_o)≤ρ_s時，

；

當ρ(X,X_o)≤ρ_o且ρ(X,X_o)ρ_s時，

3.如權利要求1所述的基于人工勢場法的無人駕駛車輛路徑規劃方法，其特征在于：步驟2)中，所述引力場函數為；

其中，α為引力增益系數，

所述引力函數為：

4.如權利要求1所述的基于人工勢場法的無人駕駛車輛路徑規劃方法，其特征在于：所述二維空間模型為包含障礙區域與自由區域的環境地圖。

5.如權利要求1所述的基于人工勢場法的無人駕駛車輛路徑規劃方法，其特征在于：目標點坐標為X_t＝(x_t,y_t)，被控對象到目標點之間的距離ρ_t為