[发明专利]一种结构化环境下的智能车辆局部路径规划方法

权利要求书

1.一种结构化环境下的智能车辆局部路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

定位及地图加载步骤；障碍物信息处理步骤；坐标系转化与分析步骤；决策与重规划步骤；速度规划及局部规划更新步骤；其中，

定位及地图加载步骤包括：首先根据车辆的定位信息，从高精度全局地图读取车辆当前车道所在全局子路径段和下一段全局子路径段，并将自车当前所在子路径段作为局部参考路径；其中，高精度全局地图提供的道路信息包括参考路径点、车道线、限速和道路数量。

障碍物信息处理步骤：由传感器实时获取道路障碍物信息，其余道路信息由高精度地图提供；障碍物信息在笛卡尔坐标系下以矩形框表示，包括长，宽，中心坐标点以及相对于参考线的方位角；

坐标系转化与分析步骤：将地图参考路径信息、自车和障碍物坐标信息从笛卡尔坐标系转换到曲线坐标系下，设置曲线坐标系下初始局部路径规划长度；再判断是否需要重规划，如果是则转到步骤决策与重规划方法，否则转到速度规划及局部规划更新步骤；

决策与重规划方法：首先根据自车运动信息、障碍物运动信息和地图信息，考虑安全性进行变道决策分析；其次根据决策信息结果选择是否变道，若是则进入可通行区域计算，否则跳转到速度规划及局部规划更新步骤；然后计算变道决策下的可通行区域并等间距离散此区域，得到变道子路径；再采用三次多项式曲线拟合自车当前位置与变道子路径，得到候选曲线簇；最后设计代价函数对候选曲线进行最优选择，代价最小的即为局部规划路径。

速度规划及局部规划更新：在局部规划路径或初始参考路径的基础上规划出相适应的速度，包含速度规划和局部规划路径更新两部分。

2.根据权利要求1所述的一种结构化环境下的智能车辆局部路径规划方法，其特征在于，所述局部路径匹配步骤具体包括以下步骤：

高精度地图数据包含当前驾驶路线的全局路径段，符号表示为S＝{S₁,S₂,S₃,…S_k}，即全局路径由k条全局子路径段S_i构成，每段子路径的起始点分别表示为(x_si,y_si)、(x_ei,y_ei)；

假设自车位于全局路径段车道内且各子路径段长度相近，根据车辆当前定位坐标(x₀,y₀)计算与各全局子路径段S_i中起始点的距离，找出距离最小的坐标点对应的全局子路径作为局部参考路径，并完成当前子路径段和下一段子路径的加载，距离计算方式如下：

其中D_i表示自车与子路径起始点的距离之和，全局最小D_i对应的子路径段S_i即为当前子路径段，下一段为S_i+1，如果i+1或i等于k，则不再计算，如此可实现路径的动态加载。