兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (2): 394-405.doi: 10.12382/bgxb.2021.0756
周孝添1, 任宏斌1,*(), 苏波2, 齐志权2, 汪洋2
收稿日期:
2021-11-09
上线日期:
2022-06-10
通讯作者:
基金资助:
ZHOU Xiaotian1, REN Hongbin1,*(), SU Bo2, QI Zhiquan2, WANG Yang2
Received:
2021-11-09
Online:
2022-06-10
摘要:
为充分考虑横纵向耦合和汽车运动学特性对轨迹规划的影响,提出一种分层优化的轨迹规划算法框架。利用贝塞尔曲线的凸包性设计安全走廊约束,以轨迹平滑性为目标函数得到一个基于贝塞尔曲线节点的下层规划器。在上层规划器中,基于下层规划器求解得到的横纵向贝塞尔曲线和车辆运动学模型的微分平坦输出进行三维耦合,构建满足车辆乘坐舒适性、高效性和安全性的目标函数,利用粒子群优化算法对贝塞尔轨迹初始参数进行二次优化得到综合性能最优的行驶轨迹。仿真结果表明:新算法在保证安全性的同时,具有良好的乘坐舒适性和可跟踪性;由于二次规划与粒子群优化算法的求解效率高,此框架实时性强,具有概率完备性。
中图分类号:
周孝添, 任宏斌, 苏波, 齐志权, 汪洋. 基于微分平坦的分层轨迹规划算法[J]. 兵工学报, 2023, 44(2): 394-405.
ZHOU Xiaotian, REN Hongbin, SU Bo, QI Zhiquan, WANG Yang. Hierarchical Trajectory Planning Algorithm based on Differential Flatness[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(2): 394-405.
参数 | 数值 |
---|---|
汽车质量m/kg | 1217 |
转动惯量Iz/(kg·m2) | 1020 |
质心到前轴距离Lf/m | 1.165 |
质心到后轴距离Lr/m | 1.265 |
前轮转向刚度Cf/(N·rad-1) | 40000 |
后轮转向刚度Cr/(N·rad-1) | 40000 |
车道有效宽度D/m | 3.6 |
表1 仿真实验参数
Table 1 Simulation experiment parameters
参数 | 数值 |
---|---|
汽车质量m/kg | 1217 |
转动惯量Iz/(kg·m2) | 1020 |
质心到前轴距离Lf/m | 1.165 |
质心到后轴距离Lr/m | 1.265 |
前轮转向刚度Cf/(N·rad-1) | 40000 |
后轮转向刚度Cr/(N·rad-1) | 40000 |
车道有效宽度D/m | 3.6 |
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