[發(fā)明專利]基于圖搜索和幾何曲線融合的路徑規(guī)劃方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911411062.0 | 申請日： | 2019-12-31 |
| 公開（公告）號： | CN111158366B | 公開（公告）日： | 2021-11-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 秦兆博;陳鑫;丁榮軍;徐彪;秦曉輝;胡滿江;王曉偉;謝國濤;邊有鋼;陳亮 | 申請（專利權(quán)）人： | 湖南大學(xué) |
| 主分類號： | G05D1/02 | 分類號： | G05D1/02 |
| 代理公司： | 廣州容大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44326 | 代理人： | 劉新年 |
| 地址： | 410082 湖南省*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 基于 搜索 幾何 曲線 融合 路徑 規(guī)劃 方法 | ||
1.一種基于圖搜索和幾何曲線融合的路徑規(guī)劃方法，其特征在于：包括如下步驟：
步驟1：得到地圖信息，確定車輛的起始點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)；
步驟2：通過HybridA*算法對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行拓展，得到新的節(jié)點(diǎn)及其狀態(tài)信息；
步驟3：判斷新節(jié)點(diǎn)在直行狀態(tài)下，是否能與目標(biāo)點(diǎn)所在射線相交，若能，則進(jìn)行步驟4；若不能，則計(jì)算該節(jié)點(diǎn)的f、h和g值，并將該節(jié)點(diǎn)放入Open集中，進(jìn)行步驟5；
步驟4：判斷新節(jié)點(diǎn)能否通過幾何曲線路徑到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，若不能，則計(jì)算該節(jié)點(diǎn)的ΔL值，并將該節(jié)點(diǎn)放入ProState集合中，進(jìn)行步驟5；若能，則采用幾何路徑到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)，并進(jìn)行路徑回溯；
步驟5：判斷ProState集合是否為空集，若不為空集，則從ProState集合中挑出最佳節(jié)點(diǎn)，返回步驟2；若ProState集合為空集，則從Open中挑出最佳節(jié)點(diǎn)，返回步驟2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖搜索和幾何曲線融合的路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟2用HybridA*算法對節(jié)點(diǎn)進(jìn)行拓展的具體步驟如下：
步驟21，記當(dāng)前節(jié)點(diǎn)狀態(tài)為：其中，x_current為當(dāng)前狀態(tài)的橫坐標(biāo)，y_current為當(dāng)前狀態(tài)的縱坐標(biāo)，為當(dāng)前狀態(tài)的橫擺角；
步驟22，記車輛最大轉(zhuǎn)向角為α_max，則車輛可用轉(zhuǎn)向角為：
α＝(-α_max，-α_max/2，0，α_max/2，α_max)；
令車輛軸距為L_x，每次拓展路徑即：車輛以固定轉(zhuǎn)向角前行，直至與當(dāng)前點(diǎn)之間的距離為L時，所行駛過的路徑，則得到新節(jié)點(diǎn)狀態(tài)：
(xnew，ynew，headingnew，xdisnew，ydisnew)的公式為
得到新節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息后，計(jì)算新節(jié)點(diǎn)與障礙物之間的距離是否大于安全距離，若小于安全距離，則放棄節(jié)點(diǎn)，不對該節(jié)點(diǎn)做任何處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于圖搜索和幾何曲線融合的路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟3中，判斷新節(jié)點(diǎn)在直行狀態(tài)下，是否能與目標(biāo)點(diǎn)所在射線相交具體步驟如下：
步驟31，記目標(biāo)點(diǎn)的狀態(tài)為(xgoal，ygoal，headinggoal，xdisgoal，ydisgoal)，則射線方程為：
y＝tan(headinggoal)x-tan(headinggoal)xgoal+ygoal；
其中，x的取值范圍是：
新節(jié)點(diǎn)所在直線方程為：
y＝tan(headingnewl)x-tan(headingnew)xnew+ynew；
通過求解方程，即可確定新節(jié)點(diǎn)在直行狀態(tài)下是否能與目標(biāo)點(diǎn)所在射線相交。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于圖搜索和幾何曲線融合的路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟3中，計(jì)算該節(jié)點(diǎn)的f、h和g值的計(jì)算公式如下：
f＝g+h；
其中，g為新節(jié)點(diǎn)路徑回溯至起始點(diǎn)的路徑長度值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于圖搜索和幾何曲線融合的路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟3中，節(jié)點(diǎn)放入Open集中具體過程為：
步驟31，檢測新節(jié)點(diǎn)的離散坐標(biāo)與Open中已存在節(jié)點(diǎn)的離散坐標(biāo)是否發(fā)生重合；若未發(fā)生重合，則將該節(jié)點(diǎn)放入Open集中；若發(fā)生重合，則比較兩個節(jié)點(diǎn)的g值大小；若新節(jié)點(diǎn)的g值較小，則將新節(jié)點(diǎn)代替舊節(jié)點(diǎn)放入Open中；若新節(jié)點(diǎn)的g值較大，則放棄新節(jié)點(diǎn)，不對該節(jié)點(diǎn)做任何處理。
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