[發明專利]一種無人駕駛環衛車隊的路徑規劃方法

在審

• 申請號: 202211520464.6
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115903823A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 肖海波;龍騰蛟;劉凱;陳本慶;石亦磊;姜勇鋼
• 申請（專利權）人: 湖南湘江智車出行科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清

1.一種無人駕駛環衛車隊的路徑規劃方法，其特征在于，包括：

全局路徑規劃，采用A*算法進行全局路徑規劃，并檢測剩余電量，確保有足夠電量返回充電站；

局部路徑規劃，采用改進動態窗口法，通過傳感器檢測周圍信息，實時進行最優路徑規劃；

當遇到障礙物堵塞全局路徑規劃的路徑時，重新規劃全局路徑。

2.根據權利要求1所述的無人駕駛環衛車隊的路徑規劃方法，其特征在于，所述全局路徑規劃的流程包括：

步驟S10：初始化；初始化靜態離散地圖以及參數，并初始化起始點、目標點、速度。

步驟S20：在拓撲地圖中，基于A*算法搜索全局路徑節點，確定和保存關鍵節點序列；

步驟S30：判斷當前電量是否剩余一定閾值，如果小于等于該閾值，將關鍵節點逆排序，即以當前點為起點，目標點為初始起點；如果大于該閾值，則繼續步驟S40；

步驟S40：檢測當前點最近的關鍵點以及下一個關鍵點之間的路徑；

步驟S50：當傳感器檢測到動態障礙堵塞目標關鍵點或規劃的全局路徑時，重新進行步驟S20中的規劃；當傳感器檢測到沒有動態障礙堵塞目標關鍵點或規劃的全局路徑時，以當前點為起點，當前速度為起始速度，局部目標點為下一個關鍵點。

3.根據權利要求2所述的無人駕駛環衛車隊的路徑規劃方法，其特征在于，所述局部路徑規劃的流程包括：

步驟S100：以局部的目標點作為動態窗口法的目標輸入，對輸出的局部速度值進行軌跡預測，使用評價函數選擇最優軌跡對應的速度運動；

步驟S200：判斷是否到達局部目標點，如果沒有到達局部目標點，迭代執行步驟S100，直到到達局部目標點執行下一步；

步驟S300：檢測是否到達全局目標節點，如果沒有到達，執行步驟S40，通過不斷地迭代，直到到達目標節點，完成清掃任務；如果到達了目標節點，則輸出最優路徑。

4.根據權利要求3所述的無人駕駛環衛車隊的路徑規劃方法，其特征在于，所述步驟S100中，對車輛速度進行采樣，然后基于運動模型預測軌跡，基于評價函數選擇最優軌跡，以最優軌跡對應的速度進行控制。

5.根據權利要求2-4中任意一項所述的無人駕駛環衛車隊的路徑規劃方法，其特征在于，所述拓撲地圖中使用一系列的點和連接線表示環境信息，所述點代表環境中的一些關鍵點，所述連接線表示不同節點之間的連通性，即可行駛路徑；根據地圖中道路的連通性，忽略大部分環境信息，只保留拓撲點和邊，形成根據連通性構造的拓撲地圖。

6.根據權利要求1-4中任意一項所述的無人駕駛環衛車隊的路徑規劃方法，其特征在于，所述A*算法用來求解靜態道路最短路徑，通過引入帶有成本函數的啟發式函數來提高搜索速度，其代價函數為f(n)＝g(n)+h(n)；其中，g(n)表示從起點到達節點n的實際成本，h(n)表示從節點n到達終點的估計成本；如果h(n)為零，A*算法退化為Dijkstra算法，并且成本估算越接近實際值，則搜索最終進行得越快。

7.根據權利要求6所述的無人駕駛環衛車隊的路徑規劃方法，其特征在于，選用行程時間作為全局路徑規劃的代價函數，節點的f值為起點到達節點的實際時間和節點到達終點的估計時間之和；應用Dijkstra算法計算時間權值的步驟，將父節點f值作為子節點路段速度的自變量，再結合父節點與子節點的距離計算得到子節點的g值；其中h為節點到達終點的估計時間，直接從行程時間權值矩陣獲??；將每兩個相鄰的任務點分別作為起點和目標點采用A*算法進行全局路徑規劃，從終點開始依次查找父節點可以得到一組路段序列，將全部路段序列按任務點順序進行組合即可生成全局路徑。