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目錄

1.基于圓覆蓋

2.BVH

3.MATLAB自動(dòng)駕駛工具箱?

4 ROS內(nèi)置的模型

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自動(dòng)駕駛軌跡規(guī)劃之碰撞檢測（一）-CSDN博客

自動(dòng)駕駛軌跡規(guī)劃之碰撞檢測（二）-CSDN博客

大家可以先閱讀前兩篇關(guān)于碰撞檢測算法的介紹?

1.基于圓覆蓋

圓的性質(zhì)是圓心到圓周各點(diǎn)等距，這非常適合碰撞檢測，如果兩個(gè)物體能近似為圓，那么兩個(gè)物體之間是否碰撞，則可以利用兩個(gè)圓心之間的距離是否大于半徑之和就可以判斷，但是大部分物體若用圓去近似將產(chǎn)生較大的冗余部分，因此針對汽車，一篇2010年的IEEE IV提出通過多個(gè)圓去覆蓋車輛，這個(gè)方法極大地提高了自動(dòng)駕駛汽車碰撞檢測的計(jì)算速度，也是現(xiàn)在廣泛使用的方法

但是這個(gè)方法仍舊會產(chǎn)生冗余，并且改變覆蓋圓的個(gè)數(shù)難以解決這個(gè)問題，因?yàn)闄M向和縱向上的冗余是此消彼長的關(guān)系，并且我個(gè)人認(rèn)為汽車最容易發(fā)生碰撞的位置其實(shí)是汽車的四個(gè)角落，但是這種方法在那個(gè)地方?jīng)]有安全距離，如果在圓的半徑上補(bǔ)充安全距離，會導(dǎo)致其他地方的冗余距離更大，因此這個(gè)方法對于非常狹窄的空間還是不適用的

2.BVH

BVH為層次包圍盒，通過遞歸地形式將碰撞檢測的任務(wù)分解，當(dāng)大包圍盒之間有碰撞，則檢測子包圍盒之間有沒有碰撞，這能夠同時(shí)提升碰撞檢測的精度和速度，但是基于BVH的碰撞檢測取決于待檢測物體的形狀，每個(gè)基元都應(yīng)該預(yù)先計(jì)算并存儲在陣列中。

BVH的一個(gè)較好應(yīng)用可以看這個(gè)視頻，這篇論文實(shí)現(xiàn)了同時(shí)提升自動(dòng)駕駛汽車碰撞檢測的精度和速度，能夠良好地應(yīng)用于狹窄的自主泊車中

3.MATLAB自動(dòng)駕駛工具箱?

在MATLAB中也實(shí)現(xiàn)了基于圓覆蓋的碰撞檢測算法，同時(shí)碰撞檢測通過柵格地圖實(shí)現(xiàn)，詳細(xì)內(nèi)容可以參考官方給出的自動(dòng)駕駛工具箱的相關(guān)文檔

Costmap representing planning space around vehicle - MATLAB - MathWorks 中國

4 ROS內(nèi)置的模型

對于ROS中的碰撞檢測，很多參加智能車或電賽的同學(xué)可能比較熟悉，但其實(shí)也存在不少誤區(qū)，有時(shí)候不是調(diào)參調(diào)不出來，而是沒有真正理解這些參數(shù)的意義

robot_radius：設(shè)置機(jī)器人的半徑，單位是米。如果你的機(jī)器人不是圓形的那就需要使用footprint這個(gè)參數(shù)，該參數(shù)是一個(gè)列表，其中的每一個(gè)坐標(biāo)代表機(jī)器人上的一點(diǎn)，設(shè)置機(jī)器人的中心為[0,0]，根據(jù)機(jī)器人不同的形狀，找到機(jī)器人各凸出的坐標(biāo)點(diǎn)即可，具體可參考下圖來設(shè)置：

inflation_layer:膨脹層，用于在障礙物外標(biāo)記一層危險(xiǎn)區(qū)域，在路徑規(guī)劃時(shí)需要避開該危險(xiǎn)區(qū)域

• 當(dāng)你選用了footprint，那么膨脹層就沒有意義了，因?yàn)橹挥心闶菆A形的，障礙物才能進(jìn)行有意義的閔可夫斯基和運(yùn)算
• 同時(shí)footprint是利用多邊形計(jì)算代價(jià)，在耗算力，如果為了節(jié)省算力，可以用圓，冗余的部分當(dāng)做緩沖就行
• 如果你發(fā)現(xiàn)怎么調(diào)膨脹距離都會碰，因?yàn)榕蛎泴觾H在圓形時(shí)有效，因此為了使用有安全距離的footprint，必須直接擴(kuò)大footprint

通過下圖來認(rèn)識下為何要設(shè)置膨脹層以及意義：

雖然我提到footprint情況下膨脹層沒用，但是對于全局路徑規(guī)劃，ROS中默認(rèn)機(jī)器人為質(zhì)點(diǎn)，這時(shí)候膨脹層非常有用，假如你全局路徑規(guī)劃貼邊走，那么對于實(shí)際機(jī)器人完全是碰撞的，這時(shí)候就需要膨脹障礙物了