分布式动力铰链式车辆的动态避障方法及装置

本技术涉及智能驾驶，特别涉及一种分布式动力铰链式车辆的动态避障方法及装置。

背景技术：

1、铰链式车辆常是货运物流等领域的关键载体，见于工厂、园区等环境，其智能驾驶功能尤为重要，移动障碍物的规避是铰链式车辆智能驾驶功能的提升标志之一，传统的铰链式车辆通常需要先停车再进行轨迹重规划，制约了车辆在障碍物密集环境中的运动能力。

2、相关技术中，可以通过人工势能场(artificial potential field)、动态窗口法(dynamic window approach)、时间橡皮筋(timed elastic band)等方法实现移动障碍物的规避。

3、然而，相关技术仅能够针对乘用刚体车辆实现动态避障，缺乏对铰链式车辆前后车体间存在的铰链约束的考虑，导致铰链式车辆无法实现规划轨迹的有效执行，难以在移动障碍物侧向迫近的情况下进行针对性及时规避，降低了车辆行驶的安全性和可靠性，亟待解决。

技术实现思路

1、本技术提供一种分布式动力铰链式车辆的动态避障方法及装置，以解决相关技术仅能够针对乘用刚体车辆实现动态避障，缺乏对铰链式车辆前后车体间存在的铰链约束的考虑，导致铰链式车辆无法实现规划轨迹的有效执行，难以在移动障碍物侧向迫近的情况下进行针对性及时规避，降低了车辆行驶的安全性和可靠性等问题。

2、本技术第一方面实施例提供一种分布式动力铰链式车辆的动态避障方法，包括以下步骤：获取目标铰链式车辆所处当前环境的环境信息，基于所述环境信息构建所述当前环境的规划地图；根据所述规划地图，由预设图搜索算法计算所述目标铰链式车辆的全局轨迹，并基于所述全局轨迹检测所述当前环境中是否存在至少一个目标障碍物满足预设碰撞条件；在检测到所述当前环境中存在至少一个目标障碍物满足所述预设碰撞条件的情况下，利用满足所述预设碰撞条件的至少一个目标障碍物的预测轨迹匹配目标碰撞车节；基于所述目标碰撞车节的引力势场和斥力势场，得到所述目标碰撞车节的合力势场，由所述合力势场计算所述目标碰撞车节的当前避障合力；利用所述当前避障合力生成所述目标碰撞车节的避障控制量，以利用所述避障控制量控制所述目标铰链式车辆进行避障。

3、可选地，在本技术的一个实施例中，所述由预设图搜索算法计算所述目标铰链式车辆的全局轨迹，包括：计算所述当前环境的环境开放度，基于所述环境开放度生成所述预设图搜索算法的优化采样间隔；获取所述目标铰链式车辆的当前朝向角，基于所述当前朝向角生成所述预设图搜索算法的优化扩展方向；根据所述优化采样间隔和所述优化扩展方向优化所述预设图搜索算法，以利用优化后的预设图搜索算法计算所述全局轨迹。

4、可选地，在本技术的一个实施例中，在基于所述目标碰撞车节的引力势场与斥力势场，得到所述目标碰撞车节的合力势场之前，还包括：获取所述目标碰撞车节的前车节引力势场，由所述前车节引力势场构建所述引力势场；获取所述目标碰撞车节的后车节斥力势场和碰撞斥力势场，由所述后车节斥力势场和所述碰撞斥力势场构建所述斥力势场。

5、可选地，在本技术的一个实施例中，所述利用所述当前避障合力生成所述目标碰撞车节的避障控制量，以利用所述避障控制量控制所述目标铰链式车辆进行避障，包括：基于所述当前避障合力计算所述目标碰撞车节与对应铰接点的车轴中心点距离，并分别计算所述目标铰链式车辆中每个车节之间的航向角差；判断所述车轴中心点距离和所述每个车节之间的航向角差是否满足预设安全条件；若所述车轴中心点距离和所述每个车节之间的航向角差不满足所述预设安全条件，则基于所述车轴中心点距离和所述航向角差修正所述避障控制量，由修正后的避障控制量控制所述目标铰链式车辆进行避障。

6、本技术第二方面实施例提供一种分布式动力铰链式车辆的动态避障装置，包括：获取模块，用于获取目标铰链式车辆所处当前环境的环境信息，基于所述环境信息构建所述当前环境的规划地图；检测模块，用于根据所述规划地图，由预设图搜索算法计算所述目标铰链式车辆的全局轨迹，并基于所述全局轨迹检测所述当前环境中是否存在至少一个目标障碍物满足预设碰撞条件；匹配模块，用于在检测到所述当前环境中存在至少一个目标障碍物满足所述预设碰撞条件的情况下，利用满足所述预设碰撞条件的至少一个目标障碍物的预测轨迹匹配目标碰撞车节；计算模块，用于基于所述目标碰撞车节的引力势场和斥力势场，得到所述目标碰撞车节的合力势场，由所述合力势场计算所述目标碰撞车节的当前避障合力；避障模块，用于利用所述当前避障合力生成所述目标碰撞车节的避障控制量，以利用所述避障控制量控制所述目标铰链式车辆进行避障。

7、可选地，在本技术的一个实施例中，所述检测模块包括：第一生成单元，用于计算所述当前环境的环境开放度，基于所述环境开放度生成所述预设图搜索算法的优化采样间隔；第二生成单元，用于获取所述目标铰链式车辆的当前朝向角，基于所述当前朝向角生成所述预设图搜索算法的优化扩展方向；优化单元，用于根据所述优化采样间隔和所述优化扩展方向优化所述预设图搜索算法，以利用优化后的预设图搜索算法计算所述全局轨迹。

8、可选地，在本技术的一个实施例中，所述装置还包括：第一构建模块，用于在基于所述目标碰撞车节的引力势场与斥力势场，得到所述目标碰撞车节的合力势场之前，获取所述目标碰撞车节的前车节引力势场，由所述前车节引力势场构建所述引力势场；第二构建模块，用于获取所述目标碰撞车节的后车节斥力势场和碰撞斥力势场，由所述后车节斥力势场和所述碰撞斥力势场构建所述斥力势场。

9、可选地，在本技术的一个实施例中，所述避障模块包括：计算单元，用于基于所述当前避障合力计算所述目标碰撞车节与对应铰接点的车轴中心点距离，并分别计算所述目标铰链式车辆中每个车节之间的航向角差；判断单元，用于判断所述车轴中心点距离和所述每个车节之间的航向角差是否满足预设安全条件；修正单元，用于在所述车轴中心点距离和所述每个车节之间的航向角差不满足所述预设安全条件的情况下，基于所述车轴中心点距离和所述航向角差修正所述避障控制量，由修正后的避障控制量控制所述目标铰链式车辆进行避障。

10、本技术第三方面实施例提供一种分布式动力铰链式车辆，用于实现如上述实施例所述的分布式动力铰链式车辆的动态避障方法。

11、本技术第四方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的分布式动力铰链式车辆的动态避障方法。

12、本技术第五面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的分布式动力铰链式车辆的动态避障方法。

13、本技术第六方面实施例提供一种计算机程序，所述计算机程序被执行时实现如上的分布式动力铰链式车辆的动态避障方法。

14、本技术实施例可以根据图搜索算法在先验地图上规划出铰链式车辆的全局轨迹，以在铰链式车辆侧向出现移动障碍物时及时进行规避，从而提升了铰链式车辆在自动驾驶过程中的避险能力，更加安全可靠。由此，解决了相关技术仅能够针对乘用刚体车辆实现动态避障，缺乏对铰链式车辆前后车体间存在的铰链约束的考虑，导致铰链式车辆无法实现规划轨迹的有效执行，难以在移动障碍物侧向迫近的情况下进行针对性及时规避，降低了车辆行驶的安全性和可靠性等问题。

15、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。