CN119472685A 一种自动行驶小车的路径规划方法及系统 （成都理工大学）

号本发明提供了一种自动行驶小车的路径规统实时调整处理，完成自动行驶小车的路径规2获取水下环境的声波传感器数据，其中声波传感器数据包基于水下地形的轮廓和障碍物的位置信息，经过动态环境建模经过动态运动基元技术对第二优化路径进行平滑处理，通过传感器融合感知对三维地图进行处理，提取出周围环境中动态根据自动行驶小车跟踪的平滑轨迹和障碍物的未来行动轨迹，经行驶小车的路径规划。将水下环境的动态模型作为输入项输入至启发式函数中进行计3建立自动行驶小车的运动学模型，经过状态空间表示处理，得到状i=f(ar,u)N)式中，xt+k为从当前时间t起的未来第k个时间步长(其中k从1到N)的自动行驶小车状根据状态预测序列，经过代价函数定义引入来评估路径的来时间步t+N的所有时间步长的代价进行求和，N为预测时域的总长度，tracking_error(xt+k，xtarget)为自动行驶小车的实际状态xt+k与期望目标状态xtarget之间的差异，t+k为在时间步t+k的控制输入；的控制输入序列，并应用第一个控制输入在每个控制周期根据最新的系统状态重复获取激光雷达和惯性测量单元数据，应用激光雷达惯性同步定位与地图构建算法进行处根据第二优化路径的顶点序列，通过径向基函数4式中，Pglobal为全局坐标系下的点云数据，T为从传感器坐标获取惯性测量单元数据，根据惯性测量单元数据中的加速度和角通过三维结构信息和惯性测量数据集的紧耦合，利用同步定位与地基于动态障碍物的运动特征模型，利用卡尔曼滤波器动态更新障基于自动行驶小车跟踪的平滑轨迹、障碍物的未来行动轨迹以根据运动状态采用模糊逻辑控制法调整动态控制策略，计算出57.一种自动行驶小车的路径规划系统，基于权利要求1所述的自动行驶小车的路径规获取模块：用于获取水下环境的声波传感器数据，其中声波第一处理模块：用于基于水下地形的轮廓和障碍物的位置计算模块：用于利用欧几里得距离作为启发式函数对水下环境的动态模型进行计算，第二处理模块：用于经过动态运动基元技术对第二优化路性同步定位与地图构建算法进行处理，已构建用于路径规划和避障的水下环境的三维地预测模块：用于通过传感器融合感知对三维地图进行规划模块：用于根据自动行驶小车跟踪的平滑轨迹和适应控制系统实时调整处理，得到能够适应不同风浪和水流变化的稳定路径跟踪控制指计算单元：用于将水下环境的动态模型作为输入项输入至启发计算过程中选择具有最小f(n)值的节点作为当前节点，并将其从开放列表移动到关闭列6调整单元：用于根据第二优化路径的顶点序列，通过径式中，Pglobal为全局坐标系下的点云数据，T为从传感器坐标获取单元：用于获取惯性测量单元数据，根据惯性测量单元数据结合单元：用于通过三维结构信息和惯性测量数据集的更新单元：用于基于动态障碍物的运动特征模型，利用卡尔曼滤789[0012]优选地，所述利用欧几里得距离作为启发式函数对水下环境的动态模型进行计来一段时间内自动行驶小车的状态预测序列；同步定位与地图构建算法进行处理，已构建用于路径规划和避障的水下环境的三维地图，[0020]根据第二优化路径的顶点序列，通过径向基函数神经网络对路径点进行动态调[0023]通过三维结构信息和惯性测量数据集的紧耦合，利用同[0043]本发明能够综合考虑水下环境的动态特性和AUV的运动约束，通过融合声波传感声波从传感器到障碍物再返回传感器的总行程时间。由于时刻和接收到反射回来的声波时刻来计算的，即这个时间差反映了声波从发射点到障碍述水流对自动行驶小车和障碍物位置的影响的计算公sin(θ))[0087]i=f(ar,u)到未来时间步t+N的所有时间步长的代价进行求和，N为预测时域的总长度，tracking_error(xt+k，xtarget)为自动行驶小车的实际状态xt+k与期望目标状态xtarget之间的差异，control_effort(ut+k)为达到期望状态所需的控制输入ut+k的代价，xt+k为从当前时间t起[0132]ih-1=Ai而完成自动行驶小车的路径规划。[0141]i=A+BU+DW[0150]计算模块703：用于利用欧几里得距离作为启发式函数对水下环境的动态模型进[0155]计算单元：用于将水下环境的动态模型作为输入项输入至启发式函数中进行计个节点的父节点来构建从起点到终点的路径，从而得到全局最短最优到达目标节点的路[0162]i=f(ar,u)到未来时间步t+N的所有时间步长的代价进行求和，N为预测时域的总长度，tracking_error(xt+k，xtarget)为自动行驶小车的实际状态xt+k与期望目标状态xtarget之间的差异，成上述的自动行驶小车的路径规划方法中的全部或部分步骤。存储器802用于存储各种类型的数据以支持在该自动行驶小车的路径规划设备800的操作，这些数据例如可以包括用于在该自动行驶小车的路径规划设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器ErasableProgrammableRead_OnlyMemory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammableRead_OnlyMemory，简称EPROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead_OnlyMemory，简称PROM)，只读存储器(Read_OnlyMemory，简称[0198]在一示例性实施例中，自动行驶小车的路径规划设备800可以被一个或多个应用机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器802，上述程序指令可由自动行驶小车的路径规划