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考虑附着系数的智能汽车时空轨迹规划OA

Spatio-temporal trajectory planning for intelligent vehicles considering road adhesion coefficients

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针对不同附着系数条件下智能汽车轨迹规划的安全性问题,提出了一种融合路面附着系数的三维时空弹性带轨迹优化方法.构建语义时空图,并在三维时空坐标系上生成无碰撞走廊,基于路面附着系数自适应收紧或放宽走廊边界以保证操控稳定性;将轨迹优化问题表述为多目标稀疏因子图优化模型,代价项包含动力学约束、横向加速度、最小转弯半径及对静态与动态障碍的避让成本,通过高效稀疏图优化器进行求解,输出可执行的速度、位姿与加速度序列.联合仿真验证表明,该方法在低附着条件下展现了更高的保守性与安全裕度,同时保持数十毫秒级的在线规划性能,满足实时部署需求.

To improve the safety of intelligent vehicles under different road adhesion conditions,this paper proposes a 3D spatiotemporal elastic band trajectory optimization method that integrates the road adhesion coefficient.First,a semantic spatiotemporal graph was developed to generate collision-free corridors in the 3D spatiotemporal coordinate system.The corridor boundaries were adaptively tightened or relaxed according to the road adhesion coefficient to ensure vehicle handling stability.Then,the trajectory optimization was formulated as a multi-objective sparse factor graph optimization model,whose cost terms include dynamic constraints,lateral acceleration,minimum turning radius,and avoidance costs for both static and dynamic obstacles.Finally,the model was efficiently solved using a sparse graph optimizer,producing executable sequences of velocity,pose,and acceleration.Joint simulation results show the proposed method provides higher conservativeness and safety margins under low-adhesion conditions and maintains online planning performance at the milliseconds level,meeting the requirements for real-time deployment.

徐子祥;于潇;陶文明;李波;李明;张玉柯

山东理工大学 交通与车辆工程学院,山东 淄博 255000||山东省新能源车辆集成设计与智能化重点实验室,山东 淄博 255049山东理工大学 交通与车辆工程学院,山东 淄博 255000||山东省新能源车辆集成设计与智能化重点实验室,山东 淄博 255049山东理工大学 交通与车辆工程学院,山东 淄博 255000||山东省新能源车辆集成设计与智能化重点实验室,山东 淄博 255049山东理工大学 交通与车辆工程学院,山东 淄博 255000||山东省新能源车辆集成设计与智能化重点实验室,山东 淄博 255049山东理工大学 交通与车辆工程学院,山东 淄博 255000||山东省新能源车辆集成设计与智能化重点实验室,山东 淄博 255049山东理工大学 交通与车辆工程学院,山东 淄博 255000||山东省新能源车辆集成设计与智能化重点实验室,山东 淄博 255049

交通工程

语义时空图路径规划路面附着系数稀疏图优化

semantic spatio-temporal graphpath planningroad adhesion coefficientsparse graph optimi-zation

《重庆理工大学学报》 2026 (13)

45-52,8

国家自然科学基金项目(52375105,52411540234)山东省自然科学基金项目(ZR2022YQ51,ZR2023ME177)

10.3969/j.issn.1674-8425(z).2026.07.006

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