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面向自动驾驶的动态路径规划避障算法
  • ISSN号:1001-9081
  • 期刊名称:计算机应用
  • 时间:2017
  • 页码:883-888
  • 期号:03
  • 便笺:51-1307/TP
  • 分类:TP391.7[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者地址:湖北大学计算机与信息工程学院;中山大学数据科学与计算机学院;
  • 作者机构:[1]湖北大学计算机与信息工程学院,武汉430062, [2]中山大学数据科学与计算机学院,广州510006
  • 相关基金:国家自然科学基金青年基金资助项目(41401525);广东省自然科学基金资助项目(2014A030313209);湖北省大学生创新创业训练计划基金资助项目(201410512030).
中文摘要:

针对自动驾驶中避障的动态路径规划问题,提出一种在已知车辆的初始位置、速度、方向和障碍物位置情况下,实时避开障碍物的动态规划算法。首先,利用三次样条曲线的二阶连续性,结合已知的车道信息产生道路基准线;其次,以车辆的位置方向和道路的曲率构建s-q坐标系,并在s-q坐标系内产生从车辆当前位置到目的位置的一簇平滑曲线,作为候选路径;最后,综合考虑车辆行驶的安全性、平滑性和连贯性准则,设计一种新的代价函数,并且通过使代价函数最小化的方法从候选路径中选择最佳路径。在实验过程中,通过设计多种不同的模拟道路来检验算法的性能。实验结果表明,该方法在多种地形的单车道和多车道道路上都能够规划出安全、平滑的路径,有效避开障碍物,并且具有较好的实时性。

英文摘要:

To deal with the problem of dynamic path planning for autonomous driving with avoidance of obstacles, a real- time dynamic path planning approach was proposed to avoid obstacles in real-time under the condition of knowing initial vehicle position, speed, orientation and the obstacle positions. Firstly, a base frame of the road was constructed using the continuity of the second derivative for cubic spline curves combined with the information of the road edges and lanes. Secondly, the s-q coordinate system was established using the position and orientation of the vehicle and the curvature of the road. Then a set of smooth curves from the current position to the destination were generated as the path candidates in the s-q coordinate system. Finally, considering the factors of safety, smoothness and continuity, a novel cost function was designed, and the optimal path was selected by minimizing the cost function. Various simulative roads were designed to test the proposed method in the experiments. The experimental results show that the proposed approach has the ability of planning a safe and smooth path for avoiding the obstacles on both single-lane roads and multi-lane roads with good real-time performance.

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期刊信息
  • 《计算机应用》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科学技术协会
  • 主办单位:四川省计算机学会中国科学院成都分院
  • 主编:张景中
  • 地址:成都市人民南路四段九号科分院计算所
  • 邮编:610041
  • 邮箱:xzh@joca.cn
  • 电话:028-85224283
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9081
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1307/TP
  • 邮发代号:62-110
  • 获奖情况:
  • 全国优秀科技期刊一等奖,国家期刊奖提名奖,中国期刊方阵双奖期刊,中文核心期刊,中国科技核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:53679