基于Hamilton-Jacobi可达性的带安全保证自动驾驶泊车快速路径规划
机器人学
2026-03-24 v3
摘要
我们提出一种称为基于Hamilton-Jacobi的双向A* (HJBA*)的快速规划架构以解决一般狭窄泊车场景。该算法为两层结构,由高层基于HJ的可达性分析和低层双向A*搜索算法组成。在高层可达性分析中,关于车辆动力学的后向可达管(BRT)由HJ分析计算,并与安全集相交得到安全可达集。安全集由环境中障碍物的正符号距离约束定义,并通过离线求解QP优化问题计算。对于交集集(即安全可达集)内的状态,计算所得后向可达管确保其在系统动力学和输入边界下可达,且安全集保证其满足针对不同形状障碍物的泊车安全性。对于在线计算,从安全可达集采样随机状态,并用作双向A*搜索中考虑的启发式引导点。双向A*搜索对来自安全可达集的每个随机状态并行执行。我们表明所提两层规划算法能有效解决不同泊车场景,并对典型泊车请求计算快速。我们通过大规模随机泊车场景中的仿真验证算法,并证明其能够优于其他最先进泊车规划算法。
引用
@article{arxiv.2310.15190,
title = {Fast Path Planning for Autonomous Vehicle Parking with Safety-Guarantee using Hamilton-Jacobi Reachability},
author = {Xuemin Chi and Jun Zeng and Jihao Huang and Zhitao Liu and Hongye Su},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.15190},
year = {2026}
}
备注
accepted by IEEE Transactions on Vehicular Technology