[发明专利]一种车路协同环境下的集中式协同轨迹规划方法和装置

权利要求书

1.一种车路协同环境下的集中式协同轨迹规划方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所处控制域内所有车辆的车辆状态信息、障碍物状态信息、车辆约束信息以及目标性能指标；所述车辆状态信息包括初始状态和目标状态；

基于凸可行集，根据所述车辆状态信息、所述障碍物状态信息、所述车辆约束信息以及所述目标性能指标将集中式协同轨迹规划问题转化为凸优化问题进行求解，以获取每辆车的运行轨迹及控制变量；

每辆车根据获取的所述运行轨迹及控制变量运行，并在达到预设的规划时刻时采用当前每辆车的目标状态作为下一个集中式协同轨迹规划过程中每辆车的初始状态，重新将所述集中式协同轨迹规划问题转化为凸优化问题进行求解，以重新获取每辆车的运行轨迹及控制变量；

所述获取所处控制域内所有的车辆状态信息、障碍物状态信息、车辆约束信息以及目标性能指标包括：

通过车车通信和/或车路通信，实时采集所处控制域内的车辆总数I，在控制初始时刻获得每辆车i的初始状态；并收集所述控制域内的道路信息和障碍物状态信息；所述初始状态为控制初始时刻的车辆状态信息；

设置总轨迹规划时间步长K以及每辆车在规划终点时刻K时的目标状态；所述目标状态为规划终点时刻的车辆状态信息；

根据交通效率需求设置所述目标性能指标；

所述车辆状态信息包括以下任意一种或多种：车辆中心点的位置坐标、车辆速度以及车辆加速度；

所述目标性能指标包括以下任意一种或多种：所有车辆运行时间最短、所运行距离最短以及所有车辆的油耗最少；

所述障碍物状态信息包括：障碍物的位置状态信息；

所述控制变量包括：车辆加速度；

所述车辆约束信息包括：避撞约束；

所述基于凸可行集，根据所述车辆状态信息、所述障碍物状态信息、所述车辆约束信息以及所述性能指标将集中式协同轨迹规划问题转化为凸优化问题进行求解，以获取每辆车的运行轨迹及控制变量包括：

采用混合整数对每辆车辆与障碍物之间的避撞约束进行表示，其中，障碍物所形成的避撞约束使得所述车辆中心点的位置坐标p_i(k)所处空间为非凸可行集；

采用凸可行集算法进行迭代求解，以将每辆车的非凸可行集内的性能优化问题转化为凸可行集内的性能优化问题，最终得到每辆车的运行轨迹及控制变量。