恭喜北京理工大學呂躍祖獲國家專利權
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龍圖騰網恭喜北京理工大學申請的專利一種基于安全走廊的多車協同軌跡規劃優化方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119539300B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-05-27發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510097766.4,技術領域涉及:G06Q10/063;該發明授權一種基于安全走廊的多車協同軌跡規劃優化方法是由呂躍祖;劉鵬飛;周佳玲;溫廣輝;彭秀輝設計研發完成,并于2025-01-22向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于安全走廊的多車協同軌跡規劃優化方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于安全走廊的多車協同軌跡規劃優化方法,屬于自動駕駛領域,包括以下步驟:基于車群中無人駕駛車的實時位姿信息與無人駕駛車的矩形輪廓信息表示離散化的無人駕駛車時空走廊;以時空走廊幾何信息與無人駕駛車運動時間構建目標代價函數;根據車群中無人駕駛車的位姿建立時空走廊的邊界約束,結合無人駕駛車時空走廊位置信息建立避碰約束條件;根據目標代價函數與多約束條件建立混合整數二次規劃模型,通過求解計算得到全局最優解,即時空安全走廊位置信息以及運動時間信息;根據上述求解得到的安全連續走廊構建無人駕駛車軌跡優化問題,通過計算優化生成無人駕駛車運動軌跡。本發明能夠得到無碰撞基礎下的無人駕駛車最快通行軌跡,提高多車群整體通行效率。
本發明授權一種基于安全走廊的多車協同軌跡規劃優化方法在權利要求書中公布了:1.一種基于安全走廊的多車協同軌跡規劃優化方法,其特征在于,包括以下步驟:步驟1、獲取各無人駕駛車當前環境下從初始位置到目標位置之間待優化粗糙路徑信息,根據路徑長度劃分為若干參考路徑點;其中各無人駕駛車參考路徑點信息包括橫縱坐標位置;步驟2、根據步驟1構建的各無人駕駛車參考路徑點,構建各無人駕駛車安全走廊立方體,各無人駕駛車安全走廊立方體個數與參考路徑點個數相同;其中安全走廊立方體由矩形立方體表示,具體參數包括走廊中樞點位置,走廊長度和寬度,且以當前走廊的通行時間作為高度;步驟3、根據步驟2建立的各無人駕駛車安全走廊立方體信息,構建無人駕駛車群體待優化代價指標函數,包括跟蹤偏差代價、走廊空間占據代價;其中,跟蹤偏差代價由安全走廊立方體中樞點位置與參考路徑點之間距離值表示;走廊空間占據代價由走廊長度和寬度構成,通行時間代價由走廊高度構成;步驟4、基于步驟3構建的待優化代價指標函數,結合混合整數規劃算法構建基于約束的待優化二次規劃問題;其中待優化代價指標函數中變量包括安全走廊位置坐標、走廊長度與寬度信息、表示走廊高度的通行時間信息;待優化二次規劃問題中的約束條件包括安全走廊中樞點位置約束、安全走廊的大小約束、安全走廊之間的防碰撞約束;步驟5、在步驟4構建的待優化二次規劃問題的基礎上,使用最優化求解器計算得滿足約束條件的全局最優解,構建各無人駕駛車的安全通行走廊;其中全局最優解包括每個時刻安全走廊的位置坐標、走廊幾何參數、通行時間;步驟6、根據步驟5得到的各無人駕駛車安全通行走廊,將安全走廊內軌跡生成目標描述為非線性規劃問題,通過求解器求解出滿足約束條件的最優行車軌跡;最優行車軌跡位于安全走廊內部,并且滿足車輛動力學模型及其他約束條件;步驟7、根據步驟5中構建的無人駕駛車安全走廊長度與步驟6中規劃的無人駕駛車行車軌跡,判斷位于安全走廊內的行車軌跡長度是否滿足安全走廊的長度,若規劃的行車軌跡滿足安全走廊的長度,則返回步驟1開啟下一段安全走廊規劃;若規劃的行車軌跡沒有滿足安全走廊的長度,則返回步驟6繼續執行;步驟6中將安全走廊內軌跡生成目標描述為包括代價函數與約束條件的非線性規劃問題,通過求解器求解出滿足約束條件的最優行車軌跡,具體過程如下:基于步驟5構建的安全通行走廊,構建包含軌跡平滑度代價、橫縱向舒適度代價、與走廊中樞點時空偏差代價在內的代價函數,具體表示為:軌跡平滑度代價:,其中表示軌跡平滑度代價在優化問題中的權重系數,表示車輛在時刻處軌跡的曲率;橫縱向舒適度代價:,其中表示控制信號的權重系數,表示車輛在時刻處前輪轉向角度變化率,表示車輛在時刻處沿車身前進方向的加速度;與走廊中樞點時空偏差代價:,其中表示不同方向的誤差權重系數,表示車輛的質心在時刻處所處位置坐標;其中,,表示無人駕駛車軌跡運行時刻值;基于上述代價函數,非線性規劃問題表示如下: 其中,約束條件包括:無人駕駛車動力學約束: 其中分別對應于車身質心位置坐標與車身與參考坐標系夾角,分別代表車輛前輪的轉角、車身方向的速度以及沿車身方向的加速度;無人駕駛車控制輸入量約束:;無人駕駛車車身方向的速度與加速度需要滿足動力約束: 無人駕駛車位置與全部車身需要位于安全走廊內約束: 其中,,分別代表車輛在時刻車身四角點對應的坐標值。
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