[发明专利]一种基于人工势场法的无人驾驶车辆路径规划方法

权利要求书

1.一种基于人工势场法的无人驾驶车辆路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)、构建无人驾驶车行驶的二维空间模型，于所述二维空间模型内对无人驾驶车起始点、障碍物以及目标点的坐标进行定位，确定障碍物的个数n，确定无人驾驶车行驶的步长l；

2)、建立由所述障碍物对无人驾驶车产生的斥力场和所述目标点对无人驾驶车产生的引力场叠加而成的虚拟势场，所述虚拟势场对所述无人驾驶车辆产生的作用力引导着无人驾驶车辆朝目标行进；

3)使无人驾驶车行驶一个单位步长l，判断无人驾驶车是否陷入局部最小值点，如果是则调用步骤4)，否则进行步骤5)；

4)改变斥力在X轴上的分量后回到步骤2)重新开始；步骤4)中，所述斥力在X轴上添加的变量系数为k，所述斥力在X轴上的分量为：

，

F_rep(X)为无人驾驶车原所受斥力的合力大小，ρ(X,X_o)为被控对象到障碍物之间的距离，ρ_o为障碍物的最大影响距离；所述斥力在Y轴上添加的变量系数为δ，所述斥力场在Y轴上的分量为：

5)判断无人驾驶车是否行进到目标点附近的影响距离内造成目标不可达，如果是则调用步骤6)，否则进行步骤7)；

6)在斥力势场函数中引入安全距离ρ_s和无人驾驶车到目标点之间的距离ρ_t后回到步骤(2)重新开始；步骤6)中，所述斥力势场函数为：

其中，X＝(x,y)为无人驾驶车辆的当前位置坐标，X_o＝(x_o,y_o)为障碍物坐标，ρ(X,X_o)为被控对象到障碍物之间的距离，ρ_o为障碍物的最大影响距离，ρ_s为安全距离，ρ_t为无人驾驶车到目标点之间的距离，γ为安全距离所对应的斥力增益系数，β为未考虑添加安全距离时斥力增益系数；

7)判断无人驾驶车是否到达目标点，如果是则停止路径规划画出路径，否则回到步骤(2)重新开始。

2.如权利要求1所述的基于人工势场法的无人驾驶车辆路径规划方法，其特征在于：所述斥力函数为：

其中，F_rep1和F_rep3的方向从障碍物指向无人驾驶车辆，F_rep2和F_rep4的方向从无人驾驶车辆指向目标点,

当ρ(X),X_o)≤ρ_s时，

；

当ρ(X,X_o)≤ρ_o且ρ(X,X_o)ρ_s时，

3.如权利要求1所述的基于人工势场法的无人驾驶车辆路径规划方法，其特征在于：步骤2)中，所述引力场函数为；

其中，α为引力增益系数，

所述引力函数为：

4.如权利要求1所述的基于人工势场法的无人驾驶车辆路径规划方法，其特征在于：所述二维空间模型为包含障碍区域与自由区域的环境地图。

5.如权利要求1所述的基于人工势场法的无人驾驶车辆路径规划方法，其特征在于：目标点坐标为X_t＝(x_t,y_t)，被控对象到目标点之间的距离ρ_t为