[發(fā)明專利]一種封閉區(qū)域全局路徑規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010047336.9
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111174797B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉偉;任舸帆;徐彪;胡滿江;謝國濤;秦兆博;秦曉輝;邊有鋼;丁榮軍
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: G01C21/30
• 分類號: G01C21/30;G01C21/34
• 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

1.一種封閉區(qū)域全局路徑規(guī)劃方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟S1，獲取封閉區(qū)域的環(huán)境地圖模型并生成中間連接路徑；

步驟S2，獲取完成作業(yè)任務(wù)的起始點與目標(biāo)點；

步驟S3，根據(jù)起始點和目標(biāo)點所在區(qū)域進(jìn)行對應(yīng)的全局路徑規(guī)劃；

步驟S4，根據(jù)規(guī)劃出的全局路徑控制車輛行駛；

其中，步驟S1中封閉區(qū)域的環(huán)境地圖是由調(diào)度人員給定該區(qū)域地圖，或者從相關(guān)地圖軟件中獲取，將大型封閉區(qū)域地圖分為兩部分，包括完成各類作業(yè)任務(wù)的作業(yè)區(qū)域以及不同作業(yè)區(qū)域間連接的連接區(qū)域，每個作業(yè)區(qū)域與連接區(qū)域的交界處至少存在一個或一個以上的連接點，在連接區(qū)域中，針對不同作業(yè)區(qū)域，對其兩兩連接點采用全局路徑規(guī)劃算法生成連接路徑并保存為已知路徑待用；所述步驟S3中，如果起始點和目標(biāo)點在同一個作業(yè)區(qū)域內(nèi)：根據(jù)起始點車輛的航向以及在目標(biāo)點期望的停車方向，在滿足車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑的多約束條件下，采用最短的圓弧曲線或直線或兩者混合連接起始點和目標(biāo)點作為車輛的行車路徑；

在所述步驟S3中，如果起始點和目標(biāo)點在不同的作業(yè)區(qū)域內(nèi)，則從起始點到目標(biāo)點的全局路徑分為以下三部分進(jìn)行三段式全局路徑規(guī)劃：

(1)第一段為從起始點到該作業(yè)區(qū)域與連接區(qū)域的連接點之間的路徑，該段路徑根據(jù)起始點處車輛的航向以及在連接點車輛的航向，在滿足車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑的條件下，采用最短圓弧曲線或直線或兩者混合連接作為車輛的行車路徑；

(2)第二段路徑為起始點所在作業(yè)區(qū)域與連接區(qū)域的連接點到目標(biāo)點所在作業(yè)區(qū)域與連接區(qū)域的連接點之間的路徑，該段路徑根據(jù)步驟S1中連接區(qū)域的已知路徑結(jié)合兩個連接點可以獲得；

(3)第三段路徑為連接區(qū)域與目標(biāo)點所在區(qū)域的連接點到目標(biāo)點之間的路徑，該段路徑根據(jù)進(jìn)入連接點處的航向以及目標(biāo)點期望的停車方向，在滿足車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑的條件下，采用最短圓弧曲線或直線或兩者混合連接作為車輛的行車路徑；

所述步驟S3中，如果起始點不在作業(yè)區(qū)域內(nèi)而在連接區(qū)域內(nèi)，則從起始點到目標(biāo)點的全局路徑分為以下三部分：

(1)第一段為從起始點到進(jìn)入連接區(qū)域內(nèi)附近已知路徑的切點的路徑，該段路徑根據(jù)起始點處車輛的航向以及車輛進(jìn)入附近已知路徑的切點處的航向，在滿足車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑的條件下，采用最短圓弧曲線或直線或兩者混合連接作為車輛的行車路徑；

(2)第二段路徑為車輛進(jìn)入附近已知路徑的切點開始沿著已知路徑到目標(biāo)點所在作業(yè)區(qū)域與連接區(qū)域的連接點之間的路徑，該段路徑根據(jù)步驟S1中連接區(qū)域的已知路徑可以獲得；

(3)第三段路徑為連接區(qū)域與目標(biāo)點所在區(qū)域的連接點到目標(biāo)點之間的路徑，該段路徑根據(jù)進(jìn)入連接點處的航向以及目標(biāo)點期望的停車方向，在滿足車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑的條件下，采用最短圓弧曲線或直線或兩者混合連接作為車輛的行車路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的封閉區(qū)域全局路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟S2中，起始點是車輛的當(dāng)前位置，由車輛配置的相關(guān)GPS定位系統(tǒng)確定位置信息，目標(biāo)點由調(diào)度中心的工作人員根據(jù)所需完成的行駛作業(yè)任務(wù)指定或無人駕駛控制系統(tǒng)根據(jù)車輛當(dāng)前的任務(wù)狀態(tài)確定。