【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动驾驶领域，特别涉及一种基于时空通行走廊构建的约束避障方法。
技术介绍
1、在传统的路径规划和导航中，通常基于代价函数来衡量路径的优劣，但代价函数通常被视为是一种挑选最优的方法。这意味着在某些情况下，传统代价函数方法无法严格防止路径规划结果违反关键约束，特别是在动态或复杂环境下，代价函数最终可能导致车辆选择潜在的危险路径，即代价小但可能忽视了与障碍物的安全距离，从而导致碰撞。
2、基于非线性规划的方法常用于优化代价函数以获得最优路径。然而，这种方法在复杂环境下存在实时性的问题，因其复杂的目标函数和约束条件、高计算复杂度和局部最优解问题导致非线性规划无法在有限时间内求解出最优解。这是本申请需要着重改善的地方。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是要提供一种基于时空通行走廊构建的约束避障方法，将非线性的避撞代价转化为线性约束，降低了求解难度。
2、为了解决以上的技术问题，本专利技术提供了一种基于时空通行走廊构建的约束避障方法，包括如下的步骤：
3、步骤s1：对自车进行简化，将障碍物膨胀；
4、采用三包络圆将自车简化为三个质点，障碍物用矩形格来存储其二维位置信息，对矩形格进行膨胀，不改变其位姿，将其长宽各增加大于一个包络半径，且小于等于两倍的包络半径；
5、步骤s2：对通行走廊进行构建，包括中心点无碰搜索、走廊扩张、gjk碰撞检测；
6、步骤s3：对构建好的通行走廊约束进行线性化约束求解。
7、所述步骤s2，包括如下的具体步骤：
8、步骤s200：得到上层发下来的参考轨迹点信息和障碍物信息后，通过中心点无碰搜索和走廊无碰扩张来构建通行走廊；
9、步骤s211：当参考轨迹上无障碍物时，车辆按照参考轨迹行驶，此时参考轨迹点即为中心点；当参考轨迹点与障碍物有碰撞时，进行中心点无碰搜索；
10、步骤s212：走廊构建决定了车辆的可行驶区域，不同场景应结合相应的决策信息来进行中心点的搜索；对于超车、制动场景，中心点搜索应倾向于沿参考轨迹向前、向后搜索；对于左右绕行场景，中心点搜索应倾向于沿障碍物朝向垂直向左或向右搜索；
11、步骤s213：对于弯道绕行场景，障碍物矩形朝向与道路朝向差别较大时，搜索出的中心点易直接穿过障碍物，导致规划无法进行，通过中心点搜索边界重定义，构造障碍物边界朝向与道路朝向一致，将中心点搜索在重定义的边界外，即保证中心点连续且无碰；
12、步骤s221：在无碰中心点的基础上，设定扩张步长和最大扩张步数，沿笛卡尔坐标系xy平行正负共四个方向进行均匀扩张，采用gjk碰撞检测算法，当往一个方向扩张后走廊与障碍物发生碰撞，则不再往这个方向扩张，当四个方向都无法扩张或该方向达到最大扩张步数后，完成该中心点的走廊构建；
13、步骤s222：构建的通行走廊是平行于笛卡尔坐标系下xy的，对于求解的轨迹点(xi，yi)存在的通行走廊的约束是线性的：
14、ximin≤xi≤ximax；
15、yimin≤yi≤yimax。
16、所述步骤s3，包括如下的具体步骤：
17、步骤s300：自车简化为三个质点，其坐标由后轴中心坐标和自车横摆角φ分别进行表示，其中为状态量，但为非线性要素，对三质点坐标在当前参考点进行泰勒展开，将非线性约束转化为线性约束；
18、步骤s311：对于任一时刻的三质点坐标(xci，yci)、(xri，yri)、(xfi，yfi)，均存在通行走廊约束ximin≤xci、xri、xfi≤ximax，yimin≤yci、yri、yfi≤yimax，对质心、前轴中心坐标在当前参考点下进行泰勒展开：
19、
20、将非线性的避撞代价转化为以下的线性通行走廊约束，将其添加到路径规划求解过程中，实现通行走廊约束避障轨迹规划；
21、
22、本专利技术的优越功效在于：
23、1)通过构建时空安全走廊的避障约束严格满足避撞的要求；
24、2)开辟凸空间，将非线性的避撞代价转化为线性约束，降低了求解难度，确保了在复杂环境下规划的实时性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于时空通行走廊构建的约束避障方法，其特征在于：包括如下的步骤：
2.根据权利要求1所述的基于时空通行走廊构建的约束避障方法，其特征在于：所述步骤S2，包括如下的具体步骤：
3.根据权利要求1所述的基于时空通行走廊构建的约束避障方法，其特征在于：所述步骤S3，包括如下的具体步骤：
4.一种计算机系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1所述方法的步骤。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述方法的步骤。
6.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于：该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述方法的步骤。
【技术特征摘要】
1.一种基于时空通行走廊构建的约束避障方法，其特征在于：包括如下的步骤：
2.根据权利要求1所述的基于时空通行走廊构建的约束避障方法，其特征在于：所述步骤s2，包括如下的具体步骤：
3.根据权利要求1所述的基于时空通行走廊构建的约束避障方法，其特征在于：所述步骤s3，包括如下的具体步骤：
4.一种计算机系统，包括存储器、处...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘兆勇，董作民，余子祥，李勋，吴光强，谭小强，刘思宇，
申请(专利权)人：格陆博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。