[发明专利]一种基于模型预测控制的无人车避障方法

说明书

本发明涉及无人车导航领域，具体涉及一种基于模型预测控制的无人车避障方法，包括如下步骤：S1、基于红外线光幕实现前方障碍物形状的采集，并获取前方障碍物与无人车之间的相对距离参数集；S2、基于前方障碍物形状及前方障碍物与无人车之间的相对距离参数集生成对应的障碍物避障圈；S3、基于道路生成模型实现相邻两个障碍物避障圈之间间隙的识别，生成对应的无人车通行道路；S4、基于避障路线规划模型以生成的无人车通行道路为模板，通行路径最短为目标实现无人车避障路线的规划。本发明基于红外线光幕、三维数字罗盘可以快速获取到无人车与障碍物的全局位置信息，从而可以实现无人车的精准避障。

技术领域

本发明涉及无人车导航领域，具体涉及一种基于模型预测控制的无人车避障方法。

背景技术

无人驾驶车辆的实施涉及各个领域，包括信息与传感技术、轨迹跟踪技术与避障技术。实现无人车在各种情况下的避障具有十分重要的意义。避障能力是无人车的基础，只有具有良好的避障能力的无人车才有可能真正具有实用性。

目前，现有的无人车避障方法普遍存在计算过程复杂，精确度低的缺陷。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于模型预测控制的无人车避障方法，基于红外线光幕、三维数字罗盘可以快速获取到无人车与障碍物的全局位置信息，从而可以实现无人车的精准避障。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于模型预测控制的无人车避障方法，包括如下步骤：

S1、基于红外线光幕实现前方障碍物形状的采集，并获取前方障碍物与无人车之间的相对距离参数集；

S2、基于前方障碍物形状及前方障碍物与无人车之间的相对距离参数集生成对应的障碍物避障圈；

S3、基于道路生成模型实现相邻两个障碍物避障圈之间间隙的识别，生成对应的无人车通行道路；

S4、基于避障路线规划模型以生成的无人车通行道路为模板，通行路径最短为目标实现无人车避障路线的规划。

进一步地，所述步骤S1中，红外线光幕呈60-90度扇形。

进一步地，所述步骤S1中，以无人车中心点目前所在的位置为三维坐标系的原点，构建无人车三维模型，得到无人车三维模型前侧面所有点的三维坐标，以这些三维坐标为起点计算前方障碍物靠近无人车面与无人车之间的相对距离，获取相对距离参数集。

进一步地，所述步骤S2中，基于前方障碍物形状得到障碍物避障圈的形状参数，基于前方障碍物与无人车之间的相对距离参数集获取障碍物避障圈上每一个点的三维坐标。

进一步地，所述步骤S3中，所生成的无人车通行道路包括道路的形状、道路两边每一个凸点、凹点，及每一个凸点、凹点对称点的坐标。

进一步地，所述步骤S3中，通过将相邻两个障碍物避障圈上每一个点的三维坐标录入道路生成模型实现相邻两个障碍物避障圈之间间隙的识别，生成对应的无人车通行道路。

进一步地，还包括：基于图像采集识别模块实现无人车周围动态物品的监测和识别，并基于动态物品运动轨迹预测模型实现动态物品运动轨迹的预测的步骤。

进一步地，基于避障路线规划模型以生成的无人车通行道路为模板，通行路径最短为目标、以动态物品的运动轨迹预测结果为约束条件实现无人车避障路线的规划。

进一步地，无人车中心点目前所在的位置基于三维数字罗盘实时采集。

本发明具有以下有益效果：

基于红外线光幕、三维数字罗盘可以快速获取到无人车与障碍物的全局位置信息，协同图像采集识别模块实现无人车周围动态物品的监测和识别，并基于动态物品运动轨迹预测模型实现动态物品运动轨迹的预测，从而可以实现无人车的精准避障。

附图说明