[發明專利]一種基于車身參數及工程建設信息的車輛路徑規劃方法

在審

• 申請號: 202010576864.3
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111879307A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 齊京亮;孫辰軍;楊會峰;馬超;劉宏;黃鏡宇;張業星;卓勝豪;朱澤彪;唐松強
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司信息通信分公司;國家電網有限公司;中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/34
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 董金國;甄伊寧

本發明公開了一種基于車身參數及工程建設信息的車輛路徑規劃方法，涉及車輛路徑規劃技術領域；其包括如下步驟，步驟1，在網絡路徑分析數據集情況下，分析并獲得最佳路徑及最短路徑；步驟2，在已實現的最佳路徑或最短路徑的基礎上，將車輛參數與校驗指定的設計參數或項目指標結合，進一步尋找運輸的最佳路徑，所述車輛參數包括車輛的長度、寬度、高度、離地間隙和整備質量的信息，校驗指定的設計參數或項目指標包括道路的項目建設狀態和設計路基寬度以及設計道路或橋梁的荷載；其通過步驟1和步驟2等，實現了路徑規劃速度快、實時性好以及適用性強。

技術領域

本發明涉及車輛路徑規劃技術領域，尤其涉及一種基于車身參數及工程建設信息的車輛路徑規劃方法。

背景技術

車輛路徑的合理規劃不僅能夠降低交通事故的發生率，還能夠提高車輛出行的效率，得到了企業和科研機構的廣泛關注，特別是數字城市、3D數字城市、智慧城市建設等背景下，如果能夠擁有實時的城市建設信息，就可以進一步提高路徑規劃的精確性。其中運動規劃技術是車輛的核心技術之一，需要考慮兩個方面的問題，一方面，車輛需要實時規劃出滿足車輛運動學約束的可行路徑來應對快速變化的駕駛環境，另一方面，車輛運動規劃算法應當具有較好的普適性，在不同的車輛車身參數及工程建設信息下，即不同的交通駕駛場景下仍能夠成功的進行運動規劃和車輛路徑選擇。而現有的解決方案在解決上述問題時仍存在諸多不足，因此需要設計新的考慮車身參數及工程建設信息的車輛路徑選擇方法，從而解決現有RRT算法生成的路徑不滿足車輛車身參數和工程建設信息可行性約束的問題，從而在理論上確保RRT算法規劃出的路徑是曲率連續且滿足貝塞爾曲線參數化條件，并且顯著降低路徑規劃的時間，提高算法的實時性。

現有技術問題及思考：

如何解決路徑規劃時間長、實時性差以及適用性不好的技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于車身參數及工程建設信息的車輛路徑規劃方法，其通過步驟1和步驟2等，實現了路徑規劃速度快、實時性好以及適用性強。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種基于車身參數及工程建設信息的車輛路徑規劃方法包括如下步驟，步驟1，在網絡路徑分析數據集情況下，分析并獲得最佳路徑及最短路徑；步驟2，在已實現的最佳路徑或最短路徑的基礎上，將車輛參數與校驗指定的設計參數或項目指標結合，進一步尋找運輸的最佳路徑，所述車輛參數包括車輛的長度、寬度、高度、離地間隙和整備質量的信息，校驗指定的設計參數或項目指標包括道路的項目建設狀態和設計路基寬度以及設計道路或橋梁的荷載。

進一步的技術方案在于：在步驟1中，采用RRT算法，記錄車輛的狀態表示方法s＝[x,y,a]，以車輛的初始狀態Sstart初始化隨機樹T，在無障礙空間Xfree中均勻采樣隨機狀態Srand，接著通過距離評價函數在隨機樹T中遍歷距離Srand最近的節點Snearest，從Snearest向Srand前進單位步長的距離生成新的節點Snew，如果從Snearest到Snew的路徑與障礙物不相碰撞，則將新節點Snew以及從Snearest到Snew的邊添加到隨機樹T中，如果從Snearest到Snew的路徑與障礙物相碰撞，則拋棄新節點Snew，不對隨機樹T作任何修改；不斷重復上述隨機采樣以及生成新節點和新的邊的過程，直到達到采樣次數的上界或者新節點距離目標狀態Sgoat的距離在設定的閾值范圍之內，最后，如果隨機樹T搜索到了目標狀態Sgoat，則通過回溯法在樹T中得到從初始狀態Sstart到達目標狀態Sgoat的路徑，否則返回，搜索失敗。

進一步的技術方案在于：在RRT算法中，初始化隨機樹的作用是用初始狀態來初始化隨機樹；節點采樣的作用是從無障礙空間中采樣隨機節點；最近鄰查找是在隨機樹中搜索距離隨機采樣節點最近的節點；節點擴展的作用是從最近鄰節點開始，沿著最近鄰節點到隨機采樣節點的方向以單位步長的距離生成一個新節點；碰撞檢測的作用是判斷最近鄰節點到達隨機采樣節點的路徑是否與障礙物相碰。