[發明專利]基于自適應尺度約束優化的多非完整機器人車輛協同軌跡規劃方法、裝置及介質在審

申請號：	202110485008.1	申請日：	2021-04-30
公開（公告）號：	CN113156966A	公開（公告）日：	2021-07-23
發明（設計）人：	李柏;方勇;彭曉燕;黃晶	申請（專利權）人：	湖南大學;青島國際院士港集團智慧建造發展有限公司
主分類號：	G05D1/02	分類號：	G05D1/02
代理公司：	長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114	代理人：	龔燕妮
地址：	410082 湖***	國省代碼：	湖南;43
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摘要：
搜索關鍵詞：	基于自適應尺度約束優化完整機器人車輛協同軌跡規劃方法裝置介質
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【權利要求書】：

1.一種基于自適應尺度約束優化的多非完整機器人協同軌跡規劃方法，其特征在于，包括：

基于出行效率與乘客舒適度，構建機器人車輛的時間與能量成本代價函數模型；

基于機器人車輛的運動原理與行駛環境，起點與終點配置信息以及自身尺寸與行駛環境障礙物尺寸，依次構建機器人車輛的運動約束條件，邊界約束條件以及避碰約束條件；

利用一階顯式龍格-庫塔方法將在約束條件下中的時間與能量成本代價函數模型進行離散處理，并轉化為求解機器人車輛與車輛、車輛與障礙物之間最小距離的NLP問題，然后通過自適應調整碰撞風險范圍，迭代求解所述NLP問題，得到各機器人車輛的運動規劃軌跡。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述機器人車輛的時間與能量成本代價函數模型如下：

其中，v_i(τ)、a_i(τ)表示第i輛機器人車輛τ時刻輪軸中點的速度、加速度，ω_i(τ)表示第i輛機器人車輛τ時刻的角速度，t_f表示機器人車輛軌跡終端時間，N_v表示機器人車輛數量，w表示加權參數，為經驗設定值。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述機器人車輛的運動約束條件如下：

其中，(x_i(t)，y_i(t))表示第i輛機器人車輛t時刻后輪軸中點的坐標位置，v_i(t)、a_i(t)、jerk_i(t)表示第i輛機器人車輛t時刻輪軸中點的速度、加速度、加速度的導數，φ_i(t)、ω_i(t)、θ_i(t)表示第i輛機器人車輛t時刻的方向盤轉角、角速度、定向角，L_Wi表示第i輛機器人車輛軸距，t_f表示終端時間，N_v表示機器人車輛數量；a_maxi、v_maxi、j_maxi、Ω_maxi、Φ_maxi分別表示第i輛機器人車輛的加速度最大值、速度最大值、加速度導數最大值、角速度最大值、方向盤轉角最大值。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述邊界約束條件是指機器人車輛在起點與終點時，輪軸中點的速度、加速度、加速度的導數、方向盤轉角、角速度均為0，且機器人車輛在起點與終點時的輪軸中點的坐標與定向角為指定設置，具體如下：

其中，v_i(0)、a_i(0)、jerk_i(0)、φ_i(0)、ω_i(0)表示第i輛機器人車輛0時刻輪軸中點的速度、加速度、加速度的導數、方向盤轉角、角速度，v_i(t_f)、a_i(t_f)、jerk_i(t_f)、φ_i(t_f)、ω_i(t_f)表示第i輛機器人車輛t_f時刻輪軸中點的速度、加速度、加速度的導數、方向盤轉角、角速度，t_f表示機器人車輛軌跡終端時間，N_v表示機器人車輛數量。