基于主动安全的改进人工势场局部路径规划研究

摘要

局部路径规划是智能驾驶车辆主动安全保障的关键.为解决传统人工势场方法存在的局部极小值与目标不可达的理论问题,基于毫米波雷达对障碍物方位角 θ0的测定功能,引入实验车与障碍物距离作为斥力调节因子,确保目标点附近的斥力不至于过大,同时引入方向角为 θ(>θ0)并受控于目标距离k·S(M,Mg)的目标引力的附加力,使实验车确定能脱离极小值点,从而改进了传统人工势场的局部路径规划方法.运用MATLAB软件数值仿真,实验结果表明:当附加力增益系数k为5～7时,即可获得稳定安全的局部规划路径,未出现极小值点;改进人工势场斥力峰值的变化随障碍物与路径规划起始点之间的距离增加而呈现出指数级减小的规律,即实验车在目标点附近所受斥力衰减为0,实现了目标可达;单步计算时长较传统人工势场的略有增加,但其规划路径不再出现震荡区间,仿真时长均为0.26 s,时效性基本相同,而且安全性指标还由传统人工势场法的0.0188提升到0.3050,验证了改进人工势场局部路径规划方法的可行性.