机械工程学报

作者：贺宜, 杜宇豪, 吴钪, 邱志军

单位：1. 武汉理工大学智能交通系统研究中心 武汉 430063;2. 交通信息与安全教育部工程研究中心 武汉 430063;3. 车路一体智能交通全国重点实验室 北京 100088;4. 山河智能装备股份有限公司 长沙 410100

关键词：汽车工程,半挂牵引车,层次迭代搜索,轨迹规划,自动驾驶；

基金：车路一体智能交通全国重点实验室开放基金课题(2024-A003)和国家自然科学基金(52322217)资助项目。

针对半挂牵引车运动学模型与安全约束的高度非线性导致动态轨迹求解效率缓慢的问题，提出一种层次迭代搜索轨迹规划方法。首先，基于Frenet坐标系将半挂牵引车的横纵向运动解耦，设计基于半挂牵引车运动学的多项式轨迹采样求解方法，分别获取牵引车和拖挂车的运动轨迹。其次，为简化搜索过程，提升轨迹求解速度，构建先验损失估计模型并利用层次迭代搜索框架获得最优候选轨迹集合。最后，通过曲率、加速度和多圆包络碰撞检查选择最优可行运动轨迹。仿真表明，所提算法能够生成平滑且无碰撞的半挂牵引车运动轨迹，在复杂工况下完成避障任务，相比两种现有算法，求解效率分别提升85%和58%，能更好地平衡轨迹质量和求解效率之间的关系，满足实时避障路径求解的需要。

来源：2025年第10期

《机械工程学报》期刊编辑部

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