【一看就会】规划之局部路径讲解

前言

在规控中，局部路径模块是作为输出最终路径，随后控制模块接收其输出的路径进行后续跟踪控制。
本文主要讲解局部路径所需要实现的功能，帮大家了解局部路径模块的组成。

一、路径截取

这是局部路径的一个基础功能，在接收到全局路径之后，需要从当前位置在全局路径上截取之后的一段路径，作为局部路径。
这个功能就去除了大量的冗余信息，就像人开车一样，只关注接下来一段时间要走的路。

在路径截取时，首先需要找到全局路径距离当前位置的最近点。
这个最近点的选择不能光用距离判断，否则遇到交叉路，u型弯等情况就很容易出现错误。

为了解决这些问题，用以下两种方式：
1.方向约束的最近点
2.滑动窗口最近点（防止跳变）

找到最近点之后，在全局路径上往前延伸一段距离，然后截取出来。往前延伸的距离和速度有关，用当前速度进行计算。

二、绕障

只要讨论局部路径规划，讨论的最多的就是绕障这个功能。
因为它最难，考虑的各种情况也最为繁琐，绕障这部分的算法是一个非常大的模块了，在此不细讲了。
但是在绕障路径规划的第一步，需要先进行一步：局部地图截取。
障碍物有可能有提前标注的，有可能有感知到的，这个范围太大了，并且障碍物还有后面的，侧面的等，还有离得特别远的。总不能所有的障碍物都要考虑。
所以我们需要先以当前的位置画个半径多少的圈。只考虑圈里的障碍物，这个就叫做局部地图截取。

三、轨迹优化

经过上面的路径截取，绕障规划之后，得到了一段局部路径，但是这个局部路径有可能间隔杂乱，有可能有各种杂点，于是就需要轨迹优化。
轨迹优化包括重采样，轨迹平滑等。

四、速度规划

上面都做完了，得到了一段平滑的局部路径，然后就得加入速度了。
速度规划当然得放到局部路径里面，毕竟还有绕障等因素，需要先在局部路径里面考虑完之后再进行相关的速度规划。
速度规划也算一个比较大的模块，但是实际上使用的更多的就是梯形速度规划和s形速度规划。

总结

局部路径的构成基本就是这四项，当然了，还有像是行为决策，模式切换，和其他无人车和机器人的交互等等，不过只要实现了以上四个功能，就算是一个基础的局部路径模块了。