中国科学院合肥物质科学研究院梁华为获国家专利权
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龙图腾网获悉中国科学院合肥物质科学研究院申请的专利一种基于Hybrid Astar与空间走廊的路径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:CN116184993B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-15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:202211089276.2,技术领域涉及:G05D1/43;该发明授权一种基于Hybrid Astar与空间走廊的路径规划方法是由梁华为;常燚;李志远;王健设计研发完成,并于2022-09-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于Hybrid Astar与空间走廊的路径规划方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于HybridAstar与空间走廊的路径规划方法,包括构建多障碍环境下的全局占据栅格地图,并设定任务起始点和终点的坐标;根据构建的全局占据栅格地图基于HybridAstar进行路径规划,得到规划的初始路径;根据得到的初始路径膨胀路点至障碍物,得到多个矩形空间;对得到的多个矩形空间进行数量简化,并形成空间走廊;通过最优控制模型在空间走廊内对初始路径进行二次规划,得到优化后的路径。本发明在多障碍物情景下进行路径规划,在对初始路径优化时引入空间走廊,并建立最优控制模型得到优化后处于无障碍的空间走廊内的最优路径,满足车辆运动学约束的同时最大程度保证车辆的安全,有效地避免优化路径波动大导致与近处障碍物碰撞的危险。
本发明授权一种基于Hybrid Astar与空间走廊的路径规划方法在权利要求书中公布了:1.一种基于HybridAstar与空间走廊的路径规划方法,其特征在于,其具体步骤包括: 构建多障碍环境下的全局占据栅格地图,并设定任务起始点和终点的坐标; 根据构建的全局占据栅格地图基于HybridAstar进行路径规划,得到规划的初始路径; 根据得到的初始路径膨胀路点至障碍物,得到多个矩形空间; 对得到的多个矩形空间进行数量简化,并形成空间走廊; 通过最优控制模型在空间走廊内对初始路径进行二次规划,得到优化后的路径,其具体步骤包括: 步骤一、建立运动学模型: 首先基于自行车模型对车辆运动学进行建模: ; 其中,车辆后轴终点以,表示航向角,表示的速度,表示线性加速度,为前轮旋转角度,为前轮角速度,表示车辆后轴长度; 当时刻的状态变量边界为: ; ; ; ; 其中,、、分别表示每个变量的上界; 步骤二、设定边界限制: 根据车辆的感知系统获取在初始状态t=0时刻,、、,以及每个变量的信息; 在终止时刻,整个车辆系统稳定停止,则得到公式: ; 步骤三、设定空间走廊限制: 初始路径包含个路点,则每一个路点(,)应限制在空间走廊内,公式为: ; 其中,其中表示路点对应矩形空间P3点的横坐标,表示路点对应矩形空间P2点横坐标,表示路点对应矩形空间P3点纵坐标,表示路点对应矩形空间P2点纵坐标; 步骤四、获取代价函数: 所述代价函数为:; 其中,为代价函数,表示从始点到终点车行进的时间,第二项表示车辆加速度的变化,第三项表示角速度的变化; 步骤五、根据步骤一至四组合得到最优控制模型; 再基于一阶显式Runge-Kutta和内点法来求解模型,得到限制在空间走廊内的安全无障碍的最优路径。
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