凸近似避障及采样区优化的智能车辆轨迹规划

来源：计算机工程与应用杂志2024年第1期北京时间：

作者：张宜旭, 田国富, 王海涛

单位：沈阳工业大学 机械工程学院，沈阳 110870

摘要：针对结构化道路下作匀速运动的智能车辆避障轨迹规划问题，提出一种基于凸近似避障原理及采样区域优化的智能车辆轨迹规划方法。引入凸近似避障原理，得到轨迹可行域范围；将采样区域分为静态采样区、动态采样区两部分，并根据障碍物运动状态，另外划分动态、静态障碍物采样区；采用“动态规划（DP）+二次规划（QP）”思想求解轨迹：利用五次多项式对采样点依次连接，建立动态规划代价函数并筛选得到粗略轨迹；通过二次规划及约束条件的构造，对粗略轨迹进行平滑，最终得到最优轨迹。仿真结果表明：对于静态、低速、动态三种障碍物，该车能够有效地得到平滑轨迹并避开障碍物。

关键词：轨迹规划,Frenet坐标系,凸近似避障原理,动态规划,二次规划