动态规划,实现躲避动态车辆,动态障碍物,连续静态障碍物,采用prescan matlab carsim 联合仿真
当路径规划遇上动态障碍物:老司机的代码生存指南
深夜的十字路口,自动驾驶系统突然遭遇外卖电动车漂移过弯。此时传统A*算法还在傻傻计算最短路径,而动态规划已经默默掏出三套备选方案------这就是今天要聊的生死时速代码实战。
Prescan里搭建的测试场藏着四个致命关卡:突然变道的网约车(动态车辆)、鬼探头行人(动态障碍物)、连续隔离墩(静态障碍物)。咱们用Matlab写决策层,CarSim负责把方向盘搓出火星子,先看核心路径生成代码:
matlab
function trajectories = generate_candidates(ego_state, horizon)
% 生成五条候选路径:怂、正常、头铁三种风格
base_traj = ego_state(1:3) + linspace(0,horizon,50)'.*[ego_state(4),0,0];
trajectories = repmat(base_traj,1,1,5);
% 横向偏移量生成玄学参数(别问,调参侠的血泪)
offsets = [-3, -1.5, 0, 1.5, 3];
for k=1:5
trajectories(:,2,k) = base_traj(:,2) + offsets(k)*sigmoid_curve(linspace(0,6,50));
end
end
这段代码的精髓在sigmoid_curve函数------用S型曲线控制变道幅度,比多项式拟合更像个老司机。当检测到左侧隔离墩+右前方突然刹车车辆时,系统会瞬间给每条路径打危险分:
matlab
risk_score = obstacle_overlap(traj) * 100 +
abs(traj(end,2)-target_lane)*0.3 +
max(jerk_calculation(traj))*1.2;
注意这里代价函数的调参黑魔法:碰撞风险占大头,路径偏差用0.3压住路线强迫症,急动度(jerk)惩罚专门治那些画龙司机。实测中发现当权重系数超过1.5,车辆在连续障碍物前会抽风似的摇摆------仿佛驾校教练在踩副刹车。
处理动态障碍物时,预测模块的代码经常上演谍战剧:
matlab
predicted_paths = cell(1, num_obstacles);
for n=1:num_obstacles
if ismember(obstacle_type(n), [2,3]) % 电动车和行人
% 蒙特卡洛模拟开启算命模式
predicted_paths{n} = particle_filter_prediction(obstacles(n));
else
% 规控车辆用运动学模型反推
predicted_paths{n} = kinematic_model(obstacles(n).traj_history);
end
end
遇到横穿马路的行人,算法会瞬间切换成"宁可堵死绝不冒险"模式。这里有个隐藏技巧:在代价函数里把动态障碍物的碰撞代价随时间衰减,避免过早刹车影响通行效率。
联合仿真的数据传输就像在三个菜鸟程序猿之间传话。Prescan的场景数据通过UDP发到Matlab时,记得加上这个防抽风校验:
matlab
% 别笑,真被32位系统坑过
if typecast(fliplr(byte_data(1:4)),'uint32') ~= magic_number
error('Prescan又在用祖传CRC算法了!');
end
当CarSim反馈方向盘转角超限时,重规划模块会触发紧急预案------比如让出车道后立刻抢回原车道,这个操作在代码里体现为代价函数的动态权重调整:
matlab
if emergency_flag && current_lane ~= target_lane
lane_keeping_weight = 2.0; % 突然变成车道原教旨主义者
end
实测发现,这种动态调整策略能让车辆在连续障碍物间走出"秦王绕柱"的蛇皮走位。最后说个踩坑经验:别相信Prescan自带的碰撞检测,自己在Matlab里用包络圆做二次校验才是王道------别问,问就是被幽灵碰撞坑过通宵。