Trajectory Planning for an Autonomous Vehicle in Spatially Constrained Environments

平滑度 弹道 数学优化 计算机科学 运动规划 最优化问题 轨迹优化 极限(数学) 控制理论(社会学) 控制(管理) 数学 最优控制 人工智能 机器人 天文 物理 数学分析
作者
Yuqing Guo,Danya Yao,Bai Li,Zimin He,Haichuan Gao,Li Li
出处
期刊:IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:23 (10): 18326-18336 被引量:18
标识
DOI:10.1109/tits.2022.3164548
摘要

Road shoulders and slopes often appear in unstructured environments. They make 2.5D vehicle trajectory planning commonly seen in our daily life, which lies on a 2D manifold embedded in a 3D space. The height difference of these terrains brings spatially dependent constraints on vehicle maneuvers, such as the limit on vehicle steering for vehicle tire protection when a vehicle approaches a road shoulder edge. These constraints have an “if-else” structure since they are activated only when the vehicle passes through the local area with a height difference, making the restriction on variables coupled with the judgment of variables. This makes the application of state-of-art optimization-based planners challenging. To solve this problem, we devise an approximation formulation for these constraints in the trajectory planning optimization problem, whose solution depends on a proper initial guess for the optimizer. We propose a two-stage trajectory planning framework, where the first stage improves the hybrid A* algorithm by adding spatially dependent constraints into node expansion to provide the initial guess. Then, the optimization problem with the formulated spatially dependent constraints is solved for further trajectory smoothness and quality. Finally, the simulation results validate the fast and high-quality planning performance of our proposed framework.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
molihuakai的应助被开心的斑马采纳,获得10
刚刚
小菜发布了新的文献求助10
刚刚
danli完成签到,获得积分10
1秒前
lJH发布了新的文献求助10
1秒前
半夏发布了新的文献求助10
1秒前
上官若男的应助被wjh采纳,获得10
1秒前
orixero的应助被vicky采纳,获得10
2秒前
hhh发布了新的文献求助30
2秒前
炙热芝麻完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
优雅的ren发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
淡然不言完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
hfd发布了新的文献求助10
5秒前
fuyishuai发布了新的文献求助10
5秒前
Sharon发布了新的文献求助10
6秒前
ding的应助被猴猴相聚猩猩相惜采纳,获得10
6秒前
Elsevier大王的应助被核桃采纳,获得50
6秒前
向日葵发布了新的文献求助10
7秒前
英俊的铭的应助被苗条雨柏采纳,获得10
8秒前
Yy关注了科研通微信公众号
8秒前
8秒前
year完成签到 ,获得积分10
8秒前
斯文败类的应助被Galato采纳,获得10
9秒前
大模型的应助被冀晓梦采纳,获得10
9秒前
haola完成签到,获得积分10
10秒前
隐形曼青的应助被含糊的笑翠采纳,获得30
10秒前
rrrrroxie发布了新的文献求助30
10秒前
yu完成签到,获得积分10
11秒前
脑洞疼的应助被seeyou采纳,获得10
11秒前
11秒前
田様的应助被老年学术废物采纳,获得10
11秒前
思源的应助被11111采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
13秒前
yututu完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea De Guyane 2000
内視鏡下経鼻経蝶形骨洞手術術後SIADHに対する予防的水制限の安全性と有効性の検討 1000
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
Organizational Behavior 510
桑白皮エキスの実験的, 臨床的育毛効果について 500
Nonlinear vehicle active suspension system control method based on the extended high gain observer 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8001136
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9453986
关于积分的说明 21147322
捐赠科研通 7574041
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3381285
关于科研通互助平台的介绍 2513968
邀请新用户注册赠送积分活动 2415424