[发明专利]一种无人车路径规划方法和装置

权利要求书

1.一种无人车路径规划方法，其特征在于，包括：

提取高精度地图中道路的障碍物信息，并构建道路的栅格地图；

基于所述障碍物信息，利用人工势场法获取栅格地图中每个栅格的斥力系数，并基于所述斥力系数得到每个栅格的斥力权重；

获取栅格地图中的占用栅格和未占用栅格，所述占用栅格为存在障碍物的栅格，所述未占用栅格为不存在障碍物的栅格；若判断获知栅格的斥力权重大于预设斥力权重阈值，则判断栅格存在障碍物；其中，利用人工势场法获取栅格地图中每个栅格的斥力系数，具体包括：对不同的障碍物设置不同的初始斥力等级，其中，路沿石、交通护栏和杆状物为第一初始斥力等级，安全岛为第二初始斥力等级，车道级道路边界为第三初始斥力等级；所述第一初始斥力等级大于所述第二初始斥力等级，所述第二初始斥力等级大于第三初始斥力等级；在行驶区域内引入势能函数使得障碍物对车辆产生斥力，终点位置对车辆产生引力；基于障碍物元素的位置获取每个栅格的斥力系数；

基于起点位置、终点位置、朝向和所述栅格地图，利用混合A*算法和车辆动力学参数进行车辆路径规划，生成车辆行驶轨迹；

所述无人车路径规划方法还包括：对生成的车辆行驶轨迹进行合理性检测，剔除车辆行驶轨迹中不合理的轨迹点并重新进行车辆路径规划；

其中，对生成的车辆行驶轨迹进行合理性检测，剔除车辆行驶轨迹中不合理的轨迹点并重新进行车辆路径规划，具体包括：

将车辆行驶轨迹作为待检测轨迹进行三次样条插值，以使待检测轨迹中的轨迹点密度不小于栅格地图的分辨率；

碰撞检测，检验三次样条插值后待检测轨迹的第一轨迹点的栅格占位状态，所述第一轨迹点为待检测轨迹中任一轨迹点；若判断获知栅格的斥力权重大于预设斥力权重阈值，则记录第一轨迹点的坐标，返回混合A*算法查找和所述第一轨迹点最近两个扩展轨迹点，在两个所述扩展轨迹点间的连接直线上选取中心点；

将所述第一轨迹点替换为所述中心点，并重复碰撞检测的步骤；

若判断获知待检测轨迹的所有轨迹点所在栅格均不存在障碍物，则输出合理车辆行驶轨迹。

2.根据权利要求1所述的无人车路径规划方法，其特征在于，还包括：

对生成的车辆行驶轨迹进行平滑处理，去掉车辆行驶轨迹中不利于车辆稳态行驶的轨迹点。

3.根据权利要求1所述的无人车路径规划方法，其特征在于，提取高精度地图中道路的障碍物信息，并构建道路的栅格地图，具体包括：

获取起点位置和终点位置，并基于导航请求确定规划空间的范围；

从高精度地图中读取规划空间内障碍物元素的位置，所述障碍物元素包括车道级道路边界、路沿石、安全岛、交通护栏和杆状物；

将经纬度转换至通用横轴墨卡托格网系统UTM坐标系，以所述障碍物元素的最小坐标值为原点建立矩形，并基于矩形范围设定栅格分辨率，以所述栅格分辨率的数值为间隔延横纵轴进行切分，得到道路的栅格地图。

4.根据权利要求2所述的无人车路径规划方法，其特征在于，对生成的车辆行驶轨迹进行平滑处理，去掉车辆行驶轨迹中不利于车辆稳态行驶的轨迹点，具体包括：

设定包括障碍物约束、平滑约束和曲率约束的目标函数，设置迭代总次数、学习率，及障碍物约束、平滑约束和曲率约束的约束权重；

对车辆行驶轨迹中每个轨迹点进行障碍物约束、平滑约束和曲率约束的梯度计算，其中，平滑约束和曲率约束的计算不包括起点位置和终点位置；

基于障碍物约束、平滑约束和曲率约束的预设权重获取使目标函数减小的总梯度值；

基于学习率和所述总梯度值获取轨迹点的修正量，基于修正量更新对应轨迹点的位置；

基于设置的迭代总次数迭代后，获得最终平滑优化轨迹。