[發明專利]一種用于特殊道路場景的無人駕駛泊車路徑規劃方法

有效

• 申請號: 202110055607.X
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112706760B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 余貴珍;李涵;周彬;陳志發
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B60W30/06
• 分類號: B60W30/06
• 代理公司: 北京航智知識產權代理事務所(普通合伙) 11668
• 代理人: 黃川;史繼穎

1.一種用于特殊道路場景的無人駕駛泊車路徑規劃方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：獲取從車輛起點P₀到泊車終點P_N的經停點P₁,P₂,…,P_N-1；其中，N為正整數；

S2：以各經停點為分界點，將車輛起點P₀到泊車終點P_N的道路空間劃分為N個空間片S₁,S₂,…,S_N；

S3：判斷當前空間片S_k的兩個端點P_k-1和P_k之間的距離是否大于第一閾值，k＝1,2,…,N；若是，則對當前空間片S_k內的位置點進行隨機均勻采樣，采樣點為隨機路徑點，將每個隨機路徑點與距離最近的3個其他隨機路徑點連接，利用增廣式搜索算法，得到當前空間片S_k的可行駛路徑，當前空間片S_k可行駛路徑上的隨機路徑點和當前空間片S_k的兩個端點P_k-1和P_k為當前空間片S_k的路徑引導點；若否，則將當前空間片S_k的兩個端點P_k-1和P_k連接，作為當前空間片S_k的可行駛路徑，當前空間片S_k的兩個端點P_k-1和P_k為當前空間片S_k的路徑引導點；

S4：重復執行步驟S3，獲取下一空間片k＝k+1的可行駛路徑和路徑引導點，直至完成對所有空間片的可行駛路徑和路徑引導點的獲取；

S5：利用啟發式搜索算法，對每相鄰的兩個路徑引導點間的路徑進行優化；

S6：將經優化后的所有空間片的可行駛路徑連接，得到車輛運動路徑；

S7：建立目標優化函數，以及車輛運動學約束、路徑曲率約束和周邊障礙物約束，以所述車輛運動路徑上的路徑引導點為初始解，對所述車輛運動路徑進行迭代優化，得到最優泊車路徑；

步驟S1，獲取從車輛起點P₀到泊車終點P_N的經停點P₁,P₂,…,P_N-1，具體包括：

通過車載計算單元中的全局任務接收系統接收云智能平臺下發的泊車終點P_N以及一系列經停點P₁,P₂,…,P_N-1，記錄并保存；若無經停點，則只記錄泊車終點；

其特征在于，步驟S3中，利用增廣式搜索算法，得到當前空間片S_k的可行駛路徑，具體包括：

任意兩個相連的隨機路徑點的代價值之差為該兩個隨機路徑點的空間距離，選擇從當前空間片S_k的端點P_k-1到當前空間片S_k的端點P_k的代價值最小的路徑，為當前空間片S_k的可行駛路徑；

步驟S5，利用啟發式搜索算法，對每相鄰的兩個路徑引導點間的路徑進行優化，具體包括：

以任意兩個相鄰的路徑引導點為啟發式搜索算法的起點和終點，根據起點和終點間的距離d_obj，調整啟發式搜索算法的擴展步長為n≥2；并根據啟發式搜索算法的擴展點與終點間的距離d_goal，調整啟發式函數的權重w_h，若則w_h＝1，若則1＜w_h≤1.2；基于車輛阿克曼單車模型，完成相鄰兩個路徑引導點間的路徑優化；車輛到達終點時的航向角與終點航向角一致，終點航向角為終點與終點的下一個路徑引導點間的夾角；

步驟S7，建立目標優化函數，以及車輛運動學約束、路徑曲率約束和周邊障礙物約束，以所述車輛運動路徑上的路徑引導點為初始解，對所述車輛運動路徑進行迭代優化，得到最優泊車路徑，具體包括：

以所述車輛運動路徑為初始解，建立關于路徑曲率代價、障礙物代價及路徑長度代價的目標函數；其中，所述路徑曲率代價為所述車輛運動路徑上所有路徑引導點的曲率之和；所述障礙物代價為d_obs與第二閾值d_thd的差值，d_obs為路徑引導點與距離最近的障礙物之間的距離，若d_obs≥d_thd，則障礙物代價為0，若d_obs＜d_thd，則障礙物代價為所有路徑引導點對應的d_obs與d_thd差值的平方和；所述路徑長度代價為所述車輛運動路徑上每相鄰兩個路徑引導點間距離之和；在滿足車輛運動學約束、路徑曲率約束和周邊障礙物約束的情況下，使目標優化函數的路徑曲率代價、障礙物代價及路徑長度代價之和最小，得到最優泊車路徑。

2.如權利要求1所述的用于特殊道路場景的無人駕駛泊車路徑規劃方法，其特征在于，在執行步驟S6，將經優化后的所有空間片的可行駛路徑連接，得到車輛運動路徑之后，在執行步驟S7，建立目標優化函數，以及車輛運動學約束、路徑曲率約束和周邊障礙物約束，以所述車輛運動路徑上的路徑引導點為初始解，對所述車輛運動路徑進行迭代優化，得到最優泊車路徑之前，還包括：

將車輛運動路徑上的所有路徑引導點作為B樣條的控制節點，利用B樣條對車輛運動路徑進行曲線擬合，以車輛長度的兩倍作為間隔步長，完成車輛運動路的路徑插值，利用插值節點替代車輛運動路徑上原有的路徑引導點。