山东交通学院王目树获国家专利权
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龙图腾网获悉山东交通学院申请的专利一种未知障碍物分布的避障路径鲁棒规划方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116331264B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310388713.9,技术领域涉及:B60W60/00;该发明授权一种未知障碍物分布的避障路径鲁棒规划方法及系统是由王目树;潘为刚;董兴学;秦石铭;唐相猛;王书新;高珅琦;刘子阳;李正磊设计研发完成,并于2023-04-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种未知障碍物分布的避障路径鲁棒规划方法及系统在说明书摘要公布了:本发明提出了一种未知障碍物分布的避障路径鲁棒规划方法及系统,结合车辆可安全通过的最小通行宽度和已知的全局路径来改进VFH算法确定最优可通行区域,提高了最优可通行区域的安全性、有效性;通过局部避障路径目标点与车辆的初始点之间确定控制点,通过引入未知参数拟合成分段贝塞尔曲线描述的最优规划路径,在保证路径平滑的前提下,实现了路径的最短,且优化所需时间较小,降低避障能耗,满足了路径规划的实时性;通过建立行驶路径最短和局部避障路径目标点方向变化量最小建立目标函数以及局部避障路径目标点方向约束条件求解未知参数,从而得到长度最短、目标方向变化最小,满足车辆运动学约束的最优避障路径。
本发明授权一种未知障碍物分布的避障路径鲁棒规划方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种未知障碍物分布的避障路径鲁棒规划方法,其特征在于,包括: 步骤1:获取车辆所处的环境信息,结合车辆可安全通过的最小通行宽度和已知的全局路径采用VFH算法确定最优可通行区域; 在所述步骤1中,具体包括: 将车辆所处的环境以栅格形式进行划分,根据车载传感器所采集的信息实时更新栅格,将栅格划分为扇区,计算每个扇区的障碍物强度,确定可通行区域; 以车辆可安全通过的最小通行宽度和车辆距离阈值集合中一点确定角度阈值; 若可通行区域的角度范围差值大于所述角度阈值,则该可通行区域为候选可通行区域; 根据候选可通行区域的角度范围确定候选可通行区域的候选方向; 基于候选方向与最近的已知全局路径点切线方向夹角、候选方向与车辆当前运动方向的夹角、候选方向与车辆上一次运动方向的夹角,确定最优可行性方向; 基于最优可行性方向和所述车辆距离阈值集合中一点通过代价函数确定最优通行方向和最优距离阈值; 基于最优通行方向得到最优可通行性区域角度上下限; 步骤2:根据所确定的最优可通行区域,确定局部避障路径目标点; 步骤3:从所确定的局部避障路径目标点与车辆的初始点之间确定控制点,通过引入未知参数拟合成分段贝塞尔曲线;在所述步骤3中,具体为: 将车辆的当前初始位置作为第一段二次贝塞尔曲线初始点,将局部避障路径目标点作为第二段二次贝塞尔曲线终止点; 根据贝塞尔曲线起始点的切线方向与车辆起点航向相同,终止点的切线方向与车辆终点航向相同的原则,确定第一段二次贝塞尔曲线上的控制点; 根据所述局部避障路径目标点及其方向,引入未知参数对局部避障路径目标点方向进行微调; 根据微调后的局部避障路径目标点方向以及局部避障路径目标点确定第二段二次贝塞尔曲线控制点; 根据控制点和控制点基于曲线的平滑性确定、连线上的分段点,进而得到分段贝塞尔曲线; 步骤4:以行驶路径最短和局部避障路径目标点方向变化量最小建立目标函数,在局部避障路径目标点方向约束条件下,求解所述未知参数,得到最优避障路径;在所述步骤4中,所述局部避障路径目标点方向约束条件包括目标点方向可变裕量约束和曲率有界约束,采用序列二次规划在所述目标点方向可变裕量约束和曲率有界约束下,求解含有未知参数的目标函数,得到最优避障路径。
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