[發明專利]一種局部軌跡規劃方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 202010900948.8
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112148002B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 鄭南寧;簡志強;陳仕韜;張崧翌;符嘉瑋;辛景民
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

1.一種局部軌跡規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

S100，獲取車輛對外部環境的感知信息以及當前位姿，

S200，基于所述感知信息和當前位姿生成一條最優路徑；

S300，基于S100所述感知信息以及當前位姿，對S200所述最優路徑附加速度屬性，根據所述最優路徑與障礙物的交互情況，采取超越模式或等待模式，基于勻加速運動模型獲取滿足超越模式或等待模式的行駛速度，即為安全的行駛速度，如果不能獲取沿最優路徑安全的行駛速度，則根據S200重新生成最優路徑；速度生成時，將車輛實際速度與軌跡期望速度的誤差作為補償項添加到計算過程；

S400，將S200所述最優路徑與S300所述安全的行駛速度融合，生成車輛行駛軌跡，同時車輛進入監控狀態行駛；并進入狀態保持模式；

超越模式，車輛的行駛必須要滿足兩個條件；第一個條件為在車輛到達碰撞點cp^(ego)時，動態障礙物離碰撞點cp^(obs)還存在安全距離dist_safe，第二個條件為當動態障礙物到達cp^(obs)時，車輛已經超出cp^(ego)安全距離dist_safe；安全距離dist_safe與車輛當前速度以及動態障礙物速度均有關系，其計算表達式如下：

其中，dist₁和dist₂為設定的距離常量，v_obs為障礙物速度，acc^(obs)為障礙物最大加速度，v_ego為車輛速度，acc^(ego)為車輛最大加速度，coef為設定的參數，ε為階躍函數，表達式分為了兩項，第一項表示在本車進行緊急剎車時，障礙物也進行緊急剎車，最終停下后，兩者的距離為dist₁，第二項為在行駛過程中期望的與障礙物保持的距離；

等待模式存在兩個條件，第一個條件為當動態障礙物到達cp^(obs)時，車輛離cp^(ego)還存在安全距離dist_safe；第二個條件為車輛到達cp^(ego)時，動態障礙物超過碰撞點cp^(obs)安全距離dist_safe，等待模式下，安全距離dist_safe計算表達式如下：

2.根據權利要求1所述的局部軌跡規劃方法，其特征在于，S200，采用終點狀態采樣的方法生成待選路徑組，再從待選路徑中選出最優路徑，具體如下：

S201，規劃距離在參考線的縱向偏移s與車輛當前速度成一次函數，可以得到參考點R，在R處以不同的橫向偏移量d_i進行采樣，就可以得到不同的目標狀態G_i，求解G_i在笛卡爾坐標下的位姿；

S202，得到從車輛初始位姿I＝(x^(init)，y^(init)，θ^(init)，k^(init))到G_i的參數曲線Path_i；生成多樣化的路徑，即得到待選路徑組；其中，x^(init)，y^(init)，θ^(init)，κ^(init)分別為車輛在笛卡爾坐標系下的坐標、朝向以及曲率；

S203，考慮靜態和低速障礙物，判斷每一條路徑是否與障礙物發生碰撞，得到每一條路徑的碰撞風險，綜合考慮路徑的最大曲率和離參考線的橫向偏移量，計算所述碰撞風險、最大曲率和離參考線的橫向偏移量損失，再進行加權求和，損失最小的就是最優路徑。

3.根據權利要求1所述的局部軌跡規劃方法，其特征在于，S300中，根據最優路徑上動態障礙物信息，得到每一個障礙物的交互過程中加速度的可行區間，最終的加速度的可行區間就是每個動態障礙物交互過程生成的加速度可行區間的交集，得到加速度的可行區間，再從所述可行區間中找到最優的加速度，采用所述最優的加速度，根據勻加速運動模型，計算出車輛的速度曲線。