[發明專利]一種自動駕駛車輛避障路徑規劃方法、車輛及可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202111470674.4
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN113985896A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 繩紅強;劉志勇;李帥;李冀;張國旗;張健敏;李哲
• 申請（專利權）人: 中國重汽集團濟南動力有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 張營磊

1.一種自動駕駛車輛避障路徑規劃方法，其特征在于，方法包括：

步驟1：利用車載感知系統獲取環境數據，并構建基于自動駕駛車輛二維柵格化的行駛道路地圖模型；

在行駛道路地圖模型中定位起始點S和目標點E；獲取空間所有節點信息，計算鄰接矩陣D和計算啟發式信息矩陣；

步驟2：初始化迭代次數N，螞蟻規模M，信息啟發式因子α，期望啟發式因子β，信息素揮發系數ρ，ε、t,信息素濃度，當前路徑列表RT以及禁忌表TS；將起始點S分別置于禁忌表RT和當前路徑列表TS中；

步驟3：查詢鄰接矩陣D，獲取當前節點i出發下一步可行節點的集合然后利用全局啟發函數η_ij(t)優化蟻群算法狀態轉移概率計算第m(m＝1,2,3,…,M)只螞蟻選擇相鄰節點的概率；

按輪盤法選擇下一節點，將選定的節點作為新的當前節點；

更新當前路徑列表RT和禁忌表TS；

步驟4：更新螞蟻序號，若第m只螞蟻的當前路徑列表包含了目標點或無路徑且m≥M，則轉入步驟5，否則返回步驟3；

步驟5：更新信息素，計算當前迭代最優路徑，并利用動態調整的信息素增量模型Δτ_ij更新信息素矩陣；

步驟6：若n≥N，則輸出最優路徑并停止迭代，否則返回步驟3。

2.根據權利要求1所述的自動駕駛車輛避障路徑規劃方法，其特征在于，

步驟3中的蟻群算法狀態轉移概率表達式為：

式中：為t時刻第m只螞蟻從當前位置節點i到相鄰位置節點j的狀態轉移概率；

τ_ij(t)為路徑(i,j)上的信息素濃度；

η_ij(t)為螞蟻m在節點i處選擇相鄰節點j的啟發函數，反映邊(i,j)的能見度；

α為信息啟發式因子，反映信息素對螞蟻選擇路徑的影響力；

β為期望啟發式因子，反應啟發式信息在指導蟻群搜索過程中的相對重要程度；

U^m為螞蟻尚未訪問的下一節點的集合；

s為與當前位置節點i相鄰的可選節點的集合；

τ_is(t)為當前位置節點i與各相鄰節點之間的信息素濃度；

η_is(t)表示螞蟻k在節點i與各相鄰節點之間的啟發函數。

3.根據權利要求1所述的自動駕駛車輛避障路徑規劃方法，其特征在于，

步驟3中的全局啟發函數η_ij(t)表達式為：

式中：d_jE為j到目標節點E之間的距離，即x_E為目標節點的橫坐標，y_E為目標節點的縱坐標；t為相鄰節點j對影響路徑選擇的權重；1-t為目標節點E對影響路徑選擇的權重。

4.根據權利要求3所述的自動駕駛車輛避障路徑規劃方法，其特征在于，

t的大小取決于車速、相鄰節點之間的距離；

當車輛均速行駛時，t≈d_ij/(d_ij+d_jE)；

當d_jE遠大于d_ij時，t→0，則全局啟發函數η_ij(t)表達式可近似為：

全局啟發函數η_ij(t)的理論基礎為貝塞耳曲線函數；

貝塞耳曲線函數構造的全局啟發函表達式為：

n+1個頂點的n次貝塞耳曲線表達式為：

式中：P_i(i＝0,1,2,…,n)為各頂點的位置向量，B_i,n(t)為伯恩斯坦基函數，其表達式為：