[发明专利]一种基于FPGA设计的车载系统和A star路径搜索方法

权利要求书

1.一种基于FPGA设计的车载系统，其特征在于，包括车载计算平台和FPGA设计，其中，所述车载计算平台根据环境感知信息生成地图坐标信息，所述车载计算平台通过配置的PCI-E通信模块向所述FPGA设计发送信息，所述FPGA设计包括PCI-E通信模块与A star路径搜索模块，其中，所述PCI-E通信模块接收所述车载计算平台发送的信息，所述A star路径搜索模块用于根据所述PCI-E通信模块接收的地图坐标信息完成路径搜索，并将生成路径通过PCI-E通信发送回所述车载计算平台；所述FPGA设计包括A star路径搜索模块，所述Astar路径搜索模块具有：

地图节点信息存储子模块RAM0，其用于存储写入的地图节点信息；

地图节点序号存储子模块RAM1，其用于根据本轮排序，将序号转化成地图上的坐标，并按照序号-坐标对应关系进行存储；

节点拓展模块(1)，其用于根据上一轮的排序结果，将所述地图节点序号存储子模块RAM1存储的评价函数值最小的节点作为本轮的目标点，根据目标点拓展并生成本轮所需的新拓展节点，并将其地图坐标放入“开启集”，目标点转为“关闭”；

节点信息计算子模块(2)，其用于根据所述节点拓展模块(1)的新拓展节点的地图坐标，从所述地图节点信息存储子模块RAM0中读取新拓展节点对应的地图坐标信息，并利用评价函数计算各个新拓展节点的评价函数值与其父节点坐标；

节点信息更新子模块(3)，其用于根据所述节点信息计算子模块(2)计算得到的新拓展节点的评价函数值，更新地图节点信息存储子模块RAM0中存储的对应信息；存入所述地图节点信息存储子模块RAM0的每一个节点的地图坐标信息包括该节点的已运动距离、节点状态与父节点坐标，其中：所述节点状态分为未开启状态、已开启状态、关闭状态、障碍物和目标点；

在新拓展节点的状态为已开启状态的情形下，则比较已开启状态的新拓展节点对应的新的已运动距离值与原来的已运动距离值，若新的已运动距离值小于原来的已运动距离值，则用新的已运动距离值更新其已运动距离与父节点；

在新拓展节点的状态为关闭状态或障碍物的情形下，则评价函数将赋予该新拓展节点的评价函数值为极大评价函数值；

在新拓展节点的状态为未启状态的情形下，则开启该节点，并由评价函数计算该节点的评价函数值以及父节点坐标；

在新拓展节点的状态为目标点的情形下，则搜索过程结束，基于节点的父节点关系逆推得到完整路径；

第一轮排序子模块(4)，其用于根据所述地图节点信息存储子模块RAM0存储的新拓展节点对应的评价函数值，将其地图坐标与其对应的评价函数值前后相缀组成复合信号，并基于奇-偶网络排序法对评价函数值由小至大的顺序对本轮的新拓展节点进行排序，最后按照排好的顺序输出相应的新拓展节点的地图坐标；以及

第二轮排序子模块(5)，其用于采用双向链表对所述第一轮排序子模块(4)排序后的新拓展节点进行排序，并按序插入到所有已开启节点序列中，删除上一轮的目标点和被重复开启节点，得到评价函数值最小的开启节点作为下一轮拓展的目标点。

2.如权利要求1所述的基于FPGA设计的车载系统，其特征在于，所述第二轮排序子模块(5)中的“删除上一轮的目标点和被重复开启节点”包括：使用被删除节点的前一个节点坐标更新链表中其前一个节点复合信号中的对应坐标，使用被删除节点的后一个节点坐标更新链表中其后一个节点复合信号中的对应坐标。

3.如权利要求1所述的基于FPGA设计的车载系统，其特征在于，所述节点拓展模块(1)中的“拓展”为以目标点为中心点，并围绕该目标点一圈寻找所述新拓展节点。

4.如权利要求3所述的基于FPGA设计的车载系统，其特征在于，如果本轮为第一轮，则出发点为所述目标点。