申请/专利权人：华南理工大学;广州华工机动车检测技术有限公司

申请日：2022-02-16

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN114564012B

主分类号：G05D1/43

分类号：G05D1/43;G05D1/633;G05D1/644;G05D1/648;G05D105/22

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2022.06.17#实质审查的生效;2022.05.31#公开

摘要：本发明公开了一种无人赛车路径规划方法、系统、装置及存储介质，方法包括：获取赛车状态信息，并根据状态信息初始化状态向量和控制向量；建立赛车动力学模型，对赛车动力学模型进行处理得到赛车预测模型；确定赛车预测模型的系统输出量为等效横纵向误差；根据等效横纵向误差确定目标函数；建立道路边界约束和行驶稳定性约束；根据目标函数和道路边界约束和行驶稳定性约束，得到局部规划路径。本发明通过综合考虑边界约束和行驶稳定性约束，使赛车轮胎侧向力位于线性区域内，增强赛车的操纵稳定性；在目标函数中加入控制变量的惩罚和角速度惩罚，在保证路径动力学可执行性的同时提升赛车的圈速成绩。本发明可广泛应用于路径规划技术领域。

主权项：1.一种无人赛车路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：获取赛车状态信息，并根据所述状态信息初始化状态向量和控制向量；建立赛车动力学模型，对所述赛车动力学模型进行处理得到赛车预测模型，并利用所述状态向量和所述控制向量对所述赛车预测模型进行参数更新，其中，所述对所述赛车动力学模型进行处理得到赛车预测模型，包括：对所述赛车动力学模型进行线性处理得到线性动力学模型；对所述线性动力学模型进行离散处理得到离散动力学模型；将所述离散动力学模型的控制量替换为控制增量得到所述赛车预测模型；确定所述赛车预测模型的系统输出量为等效横纵向误差；根据所述等效横纵向误差确定所述赛车预测模型的目标函数，所述目标函数包括控制变量的惩罚和角速度惩罚，所述目标函数的表达式为： 其中，η为等效横纵向误差，q＝diagqc,ql，qN＝diagqcN,qlN；qc为横向误差的权重，ql为纵向误差的权重，qcN代表第N个状态的横向误差的权重，qlN代表第N个状态的纵向误差的权重，ω是为了保证路径的平滑，防止路径变化不平缓而加入到目标函数中的惩罚项，qω、qωN是角速度的权重，qωN代表第N个状态的角速度的权重；γ是状态量的权重；Δuk是控制量，Ru是控制量的权重矩阵；建立道路边界约束和行驶稳定性约束；根据所述目标函数、所述道路边界约束和所述行驶稳定性约束，得到局部规划路径，包括：对所述目标函数、所述道路边界约束和所述行驶稳定性约束进行向量化处理，根据向量化处理得到的结果进行矩阵化处理，得到二次规划表达式；对所述二次规划表达式进行求解得到最优解，所述最优解中包含有所述局部规划路径的规划信息；将所述局部规划路径拼接到半局部规划路径上得到全局路径，其中，所述半局部规划路径包含若干个局部规划路径的轨迹线。

全文数据：

权利要求：

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