混合轨迹规划:自动驾驶在复杂环境中的新方法

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“Hybrid Trajectory Planning for Autonomous Driving in Highly Constrained Environments” 本文是一篇关于自主驾驶汽车运动规划的专业论文,提出了一种新颖且高效的混合轨迹规划方法,旨在解决复杂且受限环境中的自动驾驶问题。作者通过仿真实验验证了该算法在处理几何约束、非霍尔动态约束以及车辆动力学约束方面的有效性和效率。 文章的关键贡献在于以下几个方面: 1. **混合轨迹规划框架**:该框架结合了多层采样和优化技术,以层次化的方式处理各种约束。这种设计使得算法能够更加人性化地模拟汽车在复杂环境中的行驶行为。 2. **几何约束处理**:在规划过程中,算法考虑了环境中的静态和动态障碍物,以及道路边界等几何限制,确保了车辆能够在不碰撞的情况下安全行驶。 3. **非霍尔动态约束**:汽车的运动受到其非霍尔动态特性(如不能瞬间改变方向)的限制。该方法考虑了这些物理限制,确保生成的轨迹既符合汽车的实际动态又满足安全要求。 4. **动力学约束**:除了考虑汽车的几何和非霍尔动态,还考虑了车辆的动力学性能,如加速度、减速度和转弯半径等,以保证舒适性和稳定性。 5. **仿真实验验证**:为了证明算法的性能,作者进行了详细的仿真测试,这些实验结果证实了所提出的混合规划方法在复杂环境中的有效性,能够在满足各种约束的同时,实现高效且灵活的运动规划。 6. **支持研究**:这项工作得到了中国国家自然科学基金的支持,项目编号分别为91420203和61703041,表明了该研究在学术领域的认可度。 该论文为自动驾驶技术提供了一种新的运动规划策略,尤其适用于城市环境中,其中道路狭窄,交通复杂,对车辆的规划能力有很高的要求。这一研究对于提升自动驾驶汽车在实际环境中的安全性和可靠性具有重要意义,并可能对未来智能交通系统的设计产生深远影响。