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
简单以冬完成签到,获得积分20
1秒前
求助人员应助景飞丹采纳,获得30
1秒前
He发布了新的文献求助10
1秒前
风风发布了新的文献求助10
1秒前
flysky120发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
1111发布了新的文献求助10
2秒前
高夕硕发布了新的文献求助10
2秒前
星辰大海应助Y2021采纳,获得10
2秒前
mingzzz1发布了新的文献求助10
3秒前
山河发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
琦琦完成签到 ,获得积分0
3秒前
3秒前
岁月轮回发布了新的文献求助10
4秒前
富贵关注了科研通微信公众号
4秒前
去日留痕发布了新的文献求助10
4秒前
zhonglv7应助cach采纳,获得10
4秒前
Hello应助miemie采纳,获得10
5秒前
5秒前
Akim应助朴实白卉采纳,获得10
5秒前
pp.gsyx发布了新的文献求助10
5秒前
Present完成签到,获得积分10
5秒前
星辰大海应助YaoHui采纳,获得30
5秒前
5秒前
可乐要开心完成签到,获得积分10
5秒前
CipherSage应助mingzzz1采纳,获得10
6秒前
wwww完成签到,获得积分10
6秒前
万能图书馆应助xz采纳,获得10
6秒前
6秒前
Ava应助义气的咖啡豆采纳,获得10
6秒前
科研通AI6.1应助lmt2025采纳,获得10
7秒前
哈哈哈哈发布了新的文献求助10
7秒前
888c应助Lay采纳,获得10
7秒前
Sheng完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
汉堡包应助王一采纳,获得10
9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
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Aerospace Standards Index - 2026 ASIN2026 3000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
T/SNFSOC 0002—2025 独居石精矿碱法冶炼工艺技术标准 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6044266
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7810534
关于积分的说明 16244423
捐赠科研通 5190101
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2777241
邀请新用户注册赠送积分活动 1760359
关于科研通互助平台的介绍 1643594