湖南大学张坦探获国家专利权
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龙图腾网获悉湖南大学申请的专利基于灵活栅格化的高性能智能车轨迹规划方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119756371B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411915366.1,技术领域涉及:G01C21/20;该发明授权基于灵活栅格化的高性能智能车轨迹规划方法是由张坦探;王伟杰;李柏;刘海鹏;孙悦硕设计研发完成,并于2024-12-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于灵活栅格化的高性能智能车轨迹规划方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于灵活栅格化的高性能智能车轨迹规划方法,包括:在车辆一定范围内构建栅格地图,将有障碍物落入的栅格标记为被占据;将每一列中相邻的被占据栅格进行合并,得到新的被占据栅格,并将所有合并后的被占据栅格存储到一个容器中;开始行车走廊的扩展;在扩展的行车走廊基础上,采用沿着顺时针方向逐步扩展的稳妥方法继续扩展走廊,确保四个方向都得到充分扩展;在扩展过程中,当某个方向发生碰撞或者达到最大扩展增量,则退回本次扩展,并之后不再进行该方向上的扩展,持续这一过程直至四个方向均无法继续扩展后结束,得到四个方向最终扩展增量,并计算出最终的行车走廊区域。相对于传统的方案,本发明避障耗时短,避障耗时稳定。
本发明授权基于灵活栅格化的高性能智能车轨迹规划方法在权利要求书中公布了:1.一种基于灵活栅格化的高性能智能车轨迹规划方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、在车辆一定范围内构建栅格地图,将有障碍物落入的栅格标记为被占据; S2、对S1得到的被占据栅格地图进行处理,将每一列中相邻的被占据栅格进行合并,得到新的被占据栅格,并将所有合并后的被占据栅格存储到一个容器中,用于后续的碰撞检测; S3、开始行车走廊的扩展,在行车走廊构建的初期,向四周同时扩展,将每次扩展后得到的行车走廊与S2得到的合并被占据栅格进行碰撞检测,如果发生碰撞或者达到最大扩展增量,则退回本次扩展,输出四个方向扩展增量并进入下一步; S4、在S3扩展的行车走廊基础上,采用沿着顺时针方向逐步扩展的方法继续扩展走廊,确保向上、向右、向下和向左四个方向都得到充分扩展;在扩展过程中,当某个方向发生碰撞或者达到最大扩展增量,则退回本次扩展,并之后不再进行该方向上的扩展,持续这一过程直至四个方向均无法继续扩展后结束,得到四个方向最终扩展增量,并根据公式8计算出最终的行车走廊区域: 公式8中x,y为走廊扩展起点位置,length1为上方扩展增量π2方向,length2为车辆右侧扩展增量0方向,length3为车辆下方扩展增量-π2方向,length4为车辆左侧扩展增量π方向; 总体流程执行为以下函数:Boxs=GenerateCorridortraj,map,该函数输入列表为车辆行驶轨迹traj,其中包含N个有序的轨迹点,每个轨迹点包含车辆位置信息x,y,map代表由障碍物散点坐标构成的地图,该函数的返回值是这条轨迹中每个轨迹点对应的可行驶行车走廊区域的集合Boxs: 函数Boxs=GenerateCorridortraj,map; 输入:traj以及map; 输出:Boxs; 取出轨迹中第一个点x,y; 执行函数FunAx,y,map,得到其返回值占据栅格地图Gmap; 执行函数FunBGmap,得到其返回值合并后的占据栅格组成的Rmap,用于走廊构建过程的碰撞检测; Foreachiin{1,2,…,N},do 从traj之中提取第i个轨迹点坐标xi,yi; 根据轨迹点xi,yi及车辆参数计算出走廊扩展的中心点xio,yio 执行函数FunCxio,yio,Rmap得到其返回值—四个方向扩展增量lengthC; 执行函数FunDxio,yio,Rmap,lengthC,得到其返回值—四个方向最终扩展增量lengthD; 根据xio,yio及lengthD由公式8计算出车辆在该位置处的行车走廊区域box=[aabb_x_min,aabb_x_max,aabb_y_min,aabb_y_max]; Boxs.push_backbox; Endfor ReturnBoxs; 其中,所述执行函数FunBGmap的输入列表是运行FunA得到的占据栅格地图Gmap,输出列表是合并后的占据栅格地图Rmap;所述执行函数FunBGmap是对函数FunA生成的的M×M占据栅格地图Gmap进行处理,将每一列中的相邻被占据栅格进行合并,组成新的被占据栅格,最后将所有的被占据栅格存入Rmap中,用于后续行车走廊构建过程的碰撞检测,具体执行过程为: Foreachiin{1,2,…,M-1},do Foreachjin{1,2,…,M-1},do IfGmap[i][j].is_occupy∩!Gmap[i][j].is_used,then Gmap[i][j].is_used=true; 执行栅格合并函数,Dfs_expandi,j,Gmap,得到合并后的rectange; Rmap.push_backrectangle; Endif Endfor Endfor ReturnRmap; 如果Gmap[i][j].is_used为真,表示该栅格已被合并,如果为假,表示该栅格还未被合并; 函数Dfs_expand是从当前被占据的栅格开始,沿着Gmap列方向向上逐个合并相邻的、未合并过的被占据栅格;如果上方的栅格是被占据且未被合并过,则继续向上合并;如果遇到未被占据的栅格或已合并过的栅格或上方没有栅格,则停止合并过程;在停止合并后,输出当前已经合并的栅格区域形成的矩形;具体执行过程如下: 函数rectangle=Dfs_expandi,j,amp;Gmap 输入:当前被占据栅格行索引i,列索引j,占据栅格地图Gmap的引用 输出:合并后的栅格区域rectangle row_start=i; row_current=i,col=j; Whilerow_currentM-1∩Gmap[row_current+1][col].is_occupy∩!Gmap[row_current+1][col].is_used,do Gmap[row_current+1][col].is_used=true; row_current←row_current+1; Endwhile row_end=row_current; 根据row_start,row_end由公式9计算出合并栅格后的x,y,length,width; rectangle=[x,y,length,width]; Returnrectangle; 公式9如下: 其中x,y为合并后栅格区域的中心坐标,length为长度,width为宽度,x_resolution,y_resolution为栅格分辨率。
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