障碍物无规则运动下启发式Gauss配点参数化连续避障规划

针对障碍物无规则运动下自动驾驶车辆(SDV)的避障轨迹规划,本文提出一种结合模型约束简化和启发式非均匀Gauss配点参数化的轨迹规划算法.首先,结合SDV运动学方程和约束条件建立了SDV连续避障轨迹规划的问题;然后,在高斯伪谱法离散化算法框架下,采用Gauss配点对状态变量进行离散化;进一步,提出了启发式Gauss配点初始化策略,以此提升SDV求解速度进而实现避障实时规划;同时,对经过约束处理后的轨迹进行验证,以此保证规划轨迹的安全性;最后,在车辆模型上针对不同障碍物运动场景进行仿真测试,验证提出方法的有效性和实时性.结果显示,本文方法可以有效进行避障轨迹规划,并确保轨迹的安全性,轨迹规划平均...

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Published in控制理论与应用 Vol. 41; no. 10; pp. 1873 - 1881
Main Authors 张俊, 刘平, 朴昌浩
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 重庆邮电大学自动化学院,重庆 400065 01.10.2024
Subjects
自动驾驶
轨迹规划
Gauss allocation points
irregular motion
heuristic strategy
启发式策略
trajectory planning
automatic driving
无规则运动
Gauss配点
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ISSN1000-8152
DOI10.7641/CTA.2023.20901

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Summary:针对障碍物无规则运动下自动驾驶车辆(SDV)的避障轨迹规划,本文提出一种结合模型约束简化和启发式非均匀Gauss配点参数化的轨迹规划算法.首先,结合SDV运动学方程和约束条件建立了SDV连续避障轨迹规划的问题;然后,在高斯伪谱法离散化算法框架下,采用Gauss配点对状态变量进行离散化;进一步,提出了启发式Gauss配点初始化策略,以此提升SDV求解速度进而实现避障实时规划;同时,对经过约束处理后的轨迹进行验证,以此保证规划轨迹的安全性;最后,在车辆模型上针对不同障碍物运动场景进行仿真测试,验证提出方法的有效性和实时性.结果显示,本文方法可以有效进行避障轨迹规划,并确保轨迹的安全性,轨迹规划平均求解耗时维持在25 ms左右,显示出本文方法在实时避障规划的效能和实际应用价值.
ISSN:1000-8152
DOI:10.7641/CTA.2023.20901