[發(fā)明專利]適應未知動態(tài)空間的快速路徑規(guī)劃方法、裝置及存儲介質

有效

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• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111964682B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設計）人: 羅冠辰;張鋮林;王鵬濤;王明杰
• 申請（專利權）人: 北京軒宇空間科技有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G05D1/02
• 代理公司: 成都誠中致達專利代理有限公司 51280
• 代理人: 曹宇杰

一種適應未知動態(tài)空間的快速路徑規(guī)劃方法，屬于自動駕駛領域。方法步驟包括：在柵格地圖基礎上，考慮所規(guī)劃載具的外形尺寸約束，建立拓展地圖；基于拓展地圖求取不可通行區(qū)域的凸頂點；以凸頂點為節(jié)點，自適應選擇路徑規(guī)劃算法求取粗路徑；根據局部環(huán)境特點，考慮軌跡跟隨控制能力，對粗路徑進行修正，快速形成平滑、最優(yōu)的局部路徑，該路徑可以通過載具形成控制指令來實現。本發(fā)明可以大大減少搜索空間點的數量，從而實現快速規(guī)劃；能夠自適應選擇適合地圖特性的規(guī)劃算法，確保路徑規(guī)劃效率和路徑的最優(yōu)性；在路徑規(guī)劃中考慮了軌跡實現問題，便于載具實現路徑跟隨控制。

技術領域

本發(fā)明涉及自動駕駛技術，尤其與一種適應未知動態(tài)空間的快速路徑規(guī)劃方法、裝置及存儲介質有關。

背景技術

自動駕駛技術已經發(fā)展了數十年，針對城市道路環(huán)境下的路徑規(guī)劃技術發(fā)展相對成熟。不同路況環(huán)境的前提下，可以選取不同的規(guī)劃算法匹配和適應環(huán)境特征。面對未知動態(tài)環(huán)境，地圖極不充分，地圖區(qū)域大小和復雜性無法提前判斷，使得單一的路徑規(guī)劃算法難以勝任。此外，面對未知環(huán)境，導航算法精度和傳感器誤差都會給載具的位姿估計引入一定誤差。同時，如果將軌跡跟隨控制和路徑規(guī)劃割裂，在環(huán)境的高度不確定性的影響下，載具性能約束可能引起路徑無法實現的后果。因此，如果在路徑規(guī)劃中考慮軌跡跟隨控制的影響，則載具定位定姿的不確定性和環(huán)境不確定性會進一步提升路徑規(guī)劃的難度。

發(fā)明內容

針對上述現狀，本發(fā)明提供一種適應未知動態(tài)空間的快速路徑規(guī)劃方法、裝置及存儲介質，提升未知不確定環(huán)境下路徑規(guī)劃的效率，極大減少搜索空間點的數量，提升未知不確定環(huán)境下路徑規(guī)劃的效率；并能自適應選擇適合地圖特性的規(guī)劃算法，確保路徑規(guī)劃效率和路徑的最優(yōu)性。

為了實現本發(fā)明的目的，擬采用以下方案：

一種適應未知動態(tài)空間的快速路徑規(guī)劃方法，其特征在于，包括步驟：

根據載具的外形尺寸約束，在柵格地圖基礎上建立拓展地圖；

根據拓展地圖獲取不可通行區(qū)域的凸頂點；

以凸頂點為節(jié)點，自適應選擇路徑規(guī)劃獲取粗路徑；

根據局部環(huán)境特點，與軌跡跟隨控制相結合，對粗路徑進行修正，快速形成平滑、最優(yōu)的局部路徑。

進一步，在柵格地圖基礎上建立拓展地圖，包括步驟：

遍歷柵格地圖中的不可通行柵格點；

將不可通行柵格點及與其距離小于載具轉彎半徑的所有點都記為拓展地圖中的不可通行柵格點；具體是，將柵格地圖中不可通行柵格點周圍所有的半徑為r內柵格點都標記為不可通行柵格點，其中r表示載具轉彎半徑與單位柵格長度的比值向上取整。

進一步，柵格地圖有三種形式，分別是2維的平面投影圖，或3維的空間占有圖，或2.5維的平面投影+地形跟隨標高地圖。

進一步，柵格地圖為可修整的柵格地圖，柵格地圖的修整主要有兩種方式：一種是通過地圖修整算法進行新地圖的修改或局部地圖的疊加，另一種是通過人為選定方式添加、改變或刪除地圖中的通行區(qū)域、未知區(qū)域、不可通行區(qū)域。

進一步，根據拓展地圖獲取不可通行區(qū)域的凸頂點，具體方法為：

遍歷拓展地圖中不可通行柵格點i，判斷與該點相鄰的柵格點對的關系；柵格點對由點i_j，和與點i_j關于點i的對稱點i_-j組成；若所有相鄰柵格點對(i_j, i_-j)都滿足至多有一個點是不可通行柵格點，則點i是凸頂點；