基于引導(dǎo)域的參數(shù)化RRT無人駕駛車輛運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法研究.pdf

1、無人駕駛車輛不僅能夠降低交通事故的發(fā)生率，還能夠提高汽車出行的效率，因此得到了科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的廣泛關(guān)注。而運(yùn)動(dòng)規(guī)劃技術(shù)是無人駕駛車輛的核心技術(shù)之一，一直以來都是研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　無人駕駛車輛的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃需要考慮以下兩個(gè)方面的問題。一方面，無人駕駛車輛需要實(shí)時(shí)地規(guī)劃出滿足車輛運(yùn)動(dòng)學(xué)約束的可行路徑來應(yīng)對(duì)快速變化的駕駛環(huán)境;另一方面，無人駕駛車輛運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法應(yīng)該具有較好的普適性，在多種不同的交通駕駛場(chǎng)景下都能夠成功的進(jìn)行運(yùn)動(dòng)規(guī)劃。而

2、現(xiàn)有的解決方案在解決上述問題時(shí)仍存在諸多不足，因此本文提出了基于引導(dǎo)域的參數(shù)化RRT(Rapidly-exploringRandomTree)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法。具體的研究?jī)?nèi)容如下:
　　1)針對(duì)RRT算法生成的路徑不滿足無人駕駛車輛可行性約束的問題，本文提出了參數(shù)化節(jié)點(diǎn)生成方法。保證了RRT算法生成的路徑始終能夠滿足貝塞爾曲線參數(shù)化的條件，從而在理論上確保RRT算法規(guī)劃出的路徑是曲率連續(xù)的且滿足無人駕駛車輛的可行性約束。
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3、)為了能夠降低RRT算法的規(guī)劃時(shí)間，提高算法的實(shí)時(shí)性，本文提出了終點(diǎn)樹策略和新的終止條件判斷方法。一方面，通過將目標(biāo)點(diǎn)擴(kuò)展成具有一定數(shù)量節(jié)點(diǎn)的終點(diǎn)樹，提高了隨機(jī)樹搜索到可行路徑的概率。另一方面，在每生成一個(gè)新節(jié)點(diǎn)時(shí)都嘗試與終點(diǎn)樹進(jìn)行可行性連接檢測(cè)，進(jìn)一步提高算法的規(guī)劃效率。
　　3)針對(duì)RRT算法采樣盲目性大，生成路徑長(zhǎng)度不優(yōu)的問題，本文提出了引導(dǎo)域機(jī)制。通過A*算法在低分辨率的柵格地圖上生成引導(dǎo)域，然后限制RRT只在引導(dǎo)域內(nèi)進(jìn)行