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龙图腾网获悉畅加风行(苏州)智能科技有限公司申请的专利矿井下狭窄通道自动驾驶车辆的掉头规划方法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：CN115900720B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02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：202211638768.2，技术领域涉及：G01C21/20；该发明授权矿井下狭窄通道自动驾驶车辆的掉头规划方法是由汪先伟;张祖锋;殷嘉伦设计研发完成，并于2022-12-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本矿井下狭窄通道自动驾驶车辆的掉头规划方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种矿井下狭窄通道自动驾驶车辆的掉头规划方法，包括：S1，确定掉头规划起点区域；S2，进行隧道区域规划，生成区间导航路径和局部路径；S3，进行硐室区域规划：自动驾驶车辆根据隧道区域规划结果行驶至掉头规划起点区域内，建立硐室规划区域离散地图并设定步长Sn，进行节点拓展，直至拓展到目标点，生成无碰撞路径；S4，对步骤S3生成的无碰撞路径进行后处理：构造的目标函数，对所述无碰撞路径离散点采用非线性优化规划问题进行建模，并采用相应求解器，得到最终平滑路径解。该方法能快速、有效地在狭窄区域内借助硐室空间完成掉头轨迹规划，实现较为连贯的掉头动作，保证了规划算法的实时性，提高了车辆通行效率。

本发明授权矿井下狭窄通道自动驾驶车辆的掉头规划方法在权利要求书中公布了：1.一种矿井下狭窄通道自动驾驶车辆的掉头规划方法，包括以下步骤： S1，确定掉头规划起点区域：自动驾驶车辆沿着矿井下的原始导航路线行驶，当接收到掉头指令时，依据高精地图搜索隧道内最近的硐室位置，并根据隧道和硐室布局确定掉头规划起点区域； S2，进行隧道区域规划，生成区间导航路径和局部路径：自动驾驶车辆确定当前所在位置，将前所在位置和上述掉头规划起点区域分别作为路线规划的起点和终点，在此区间内生成全局导航路径；然后，基于所述全局导航路径，将自动驾驶车辆在参考线上的投影点作为坐标原点，建立Frenet坐标系，为行驶至掉头规划起点区域过程中的局部规划构建规划空间； S3，进行硐室区域规划：自动驾驶车辆根据隧道区域规划结果行驶至掉头规划起点区域内，建立硐室规划区域离散地图并设定步长Sn，进行节点拓展，直至拓展到目标点，生成无碰撞路径； 步骤S3包括以下分步骤： S31，进行硐室规划区域离散化：离散化方法采用栅格地图来描述掉头规划起点区域和硐室区域的环境信息，其中障碍物以及边界在栅格地图中进行膨胀处理，离散化规模依据硐室区域动态调整； S32，基于离散化状态空间进行节点变步长拓展： 在隧道口掉头规划区域X和硐室内掉头规划区域T分别进行不同步长的运动基元；节点xg在离散状态的搜索空间x,y,θ中进行前向和后向的运动基元拓展，且节点xg不一定是在离散栅格的中心，其中前向和后向的每个运动基元均满足矿井下自动驾驶车辆的运动学特性，且单次拓展的最小步长超过当前节点所在单元格，前轮转角的变化量是离散化单位航向角的整数倍： 0≤rA≤rmax Δδ＝kσθ,k∈Z 其中rA为节点拓展过程中的运动基元转向半径，rmax为满足车辆运动学约束的最大转向半径，Δδ为前轮转角变化量，σθ为离散化单位航向角； 在狭窄隧道区域采用长步长基元slong，在硐室内区域采用短步长基元sshort，通过增加节点拓展数量来促进掉头规划过程，以提高灵活性和绕障能力； 变步长拓展策略为： 节点拓展的代价函数Fn包括实际代价项、启发代价项、方向代价项，每次拓展对代价最小的节点n进行拓展，代价函数Fn为： Fn＝1+λt+λb*gn+λh*hn+rn； 其中，gn表示实际代价项，即从起始节点到当前节点的长度耗费l，λt和λb表示拓展转向基元权重和倒车基元权重；hn表示启发代价项，λh为其权重系数；rn表示改变方向惩罚代价项； S33，RS曲线规划； 基于变步长拓展策略，在连续的节点拓展过程中，分别在不同的区域间隔固定的运动基元每拓展m次采用一次RS曲线规划，并在硐室内掉头规划区域T内减小RS曲线规划的次数间隔；RS曲线规划策略表述为： 其中Rsn的值为1时执行RS曲线规划，反之为0不执行RS曲线规划；mX、mT为正整数，表示在不同区域内RS曲线规划的次数间隔，且： mXmT 且RS曲线中的路径段满足规定的始末切线方向条件，圆弧段路径用于左转和右转，转弯路径段的曲率κs满足车辆行驶的最大曲率限制： κs≤κmax 每次进行RS曲线规划过程中，考虑采用直线段和圆弧组合的方式来实现前向和后向的路径生成，采用C表示圆弧运动，S表示直线运动，|表示反向运动，下标u表示两次圆弧的运动转角相同，RS曲线规划的组合方式如下： 上述规划的RS曲线规划的组合方式中包含直线运动S、左转L、右转R、前进、后退模式；采用RS曲线规划的结果路径中，起点和终点的状态信息分别为：和且均为圆弧组合，且圆弧曲率均为0.1m-1，相应的模式组合为‘L’、‘R’、‘L’；如果RS规划成功，且进行路径碰撞检测结果为无碰撞时，合并运动基元拓展结果和RS曲线规划结果，输出掉头规划路径，进入步骤S4；否则返回步骤S32，继续循环进行节点拓展，直至拓展到目标点，生成无碰撞路径； S4，对步骤S3生成的无碰撞路径进行后处理：构造的目标函数，对所述无碰撞路径离散点采用非线性优化规划问题进行建模，并采用相应求解器，得到最终平滑路径解。

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