[發(fā)明專利]一種無人駕駛路徑規(guī)劃方法、系統(tǒng)和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710770252.6
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107702716B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂強(qiáng);賴健明;李鵬;陳盛軍;肖志光;何濤
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州小鵬汽車科技有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/34
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 楊澤;劉芳

本發(fā)明公開了一種無人駕駛路徑規(guī)劃方法、系統(tǒng)和裝置，方法包括：獲取環(huán)境感知信息和車輛定位與導(dǎo)航信息，其中，環(huán)境感知信息包括障礙物信息、路沿信息和車道線信息，車輛定位與導(dǎo)航信息包括車輛位姿和目標(biāo)路線；根據(jù)環(huán)境感知信息和車輛定位與導(dǎo)航信息進(jìn)行子路徑生成，得到滿足車輛約束的候選子路徑；對滿足車輛約束的候選子路徑進(jìn)行碰撞檢測，得到無碰撞的候選子路徑；采用A*搜索算法對無碰撞的候選子路徑進(jìn)行子路徑搜索；根據(jù)子路徑搜索的結(jié)果得到車輛的局部路徑。本發(fā)明具有對存儲空間的要求小，能滿足車輛非完整約束的要求，適應(yīng)性好和可擴(kuò)展性好的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于自動駕駛領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動駕駛領(lǐng)域，尤其是一種無人駕駛路徑規(guī)劃方法、系統(tǒng)和裝置。

背景技術(shù)

汽車自動駕駛技術(shù)(也稱為汽車無人駕駛技術(shù))在出行安全、節(jié)能環(huán)保等方面存在巨大潛力，被認(rèn)為是解決交通擁堵、降低交通事故和改善環(huán)境污染的有效途徑。在最近一段時間內(nèi)，汽車自動駕駛技術(shù)得到了廣泛關(guān)注，成為未來汽車發(fā)展的主要方向之一。

一般而言，一個自動駕駛系統(tǒng)包括以下幾個模塊：環(huán)境感知模塊、路徑規(guī)劃模塊、控制執(zhí)行模塊和人機(jī)界面模塊，上述四個模塊對整個自動駕駛系統(tǒng)至關(guān)重要，直接影響系統(tǒng)的智能化水平。路徑規(guī)劃模塊負(fù)責(zé)對本車(即自車，或者被控制的車)的橫向運(yùn)動進(jìn)行規(guī)劃，以保障自動駕駛汽車的安全性、舒適性和穩(wěn)定性，是自動駕駛系統(tǒng)不可或缺和至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

一個好的自動駕駛路徑規(guī)劃模塊需要綜合考慮車輛非完整約束、生成路徑的最優(yōu)性以及針對不同交通場景的適應(yīng)能力，因此路徑規(guī)劃是自動駕駛技術(shù)研究的重點(diǎn)方向。

目前的汽車無人駕駛路徑規(guī)劃方法主要包括：

(1)美國發(fā)明專利US 2016/0313133A1提出的一種反應(yīng)式路徑規(guī)劃方法(reactivepath planning technique)，該方法的輸入為環(huán)境感知模塊檢測到的障礙物信息和車道信息，以及本車的狀態(tài)信息；其將環(huán)境感知模塊建立的環(huán)境模型進(jìn)行狄克尼三角剖分，生成一系列的虛擬節(jié)點(diǎn)，每一個虛擬節(jié)點(diǎn)都是三角形的頂點(diǎn)，每兩個頂點(diǎn)之間的連線為三角形的邊，然后通過圖搜索的方式，并結(jié)合搜索條件，得到一條滿足要求的路徑。該方法的缺點(diǎn)是需要首先對環(huán)境模型進(jìn)行預(yù)處理得到大量的虛擬節(jié)點(diǎn)，這對存儲空間的要求較大，另外通過搜索得到的路徑并不一定滿足車輛非完整約束的要求，需要對得到的路徑進(jìn)行修正。

(2)美國發(fā)明專利US2016/0129907A1提出的一種適應(yīng)于高速公路等結(jié)構(gòu)化道路的無人駕駛路徑規(guī)劃方法，該方法根據(jù)全局路徑規(guī)劃的結(jié)果和當(dāng)前車輛位姿信息，對道路中心進(jìn)行偏移，得到一系列生成虛擬目標(biāo)和對應(yīng)的速度輪廓，并根據(jù)上述虛擬目標(biāo)和速度輪廓，對虛擬目標(biāo)進(jìn)行樣條擬合，得到滿足道路輪廓的候選路徑，然后根據(jù)環(huán)境信息和目標(biāo)函數(shù)，選擇滿足要求的一條最優(yōu)路徑作為最終路徑。該方法的缺點(diǎn)是只能生成跟隨道路輪廓的路徑，適應(yīng)性較差。

(3)美國發(fā)明專利US9428187B2提出的一種自動駕駛換道路徑規(guī)劃方法，該方法將換道路徑通過5次多項(xiàng)式的形式進(jìn)行描述，并通過對本車的橫縱向運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測來確定多項(xiàng)式擬合的目標(biāo)點(diǎn)。該方法的不足之處是只能對換道路徑進(jìn)行路徑規(guī)劃，可擴(kuò)展性較差。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的第一目的在于：提供一種對存儲空間的要求小，能滿足車輛非完整約束的要求，適應(yīng)性好和可擴(kuò)展性好的，無人駕駛路徑規(guī)劃方法。

本發(fā)明的第二目的在于：提供一種對存儲空間的要求小，能滿足車輛非完整約束的要求，適應(yīng)性好和可擴(kuò)展性好的，無人駕駛路徑規(guī)劃系統(tǒng)。

本發(fā)明的第三目的在于：提供一種對存儲空間的要求小，能滿足車輛非完整約束的要求，適應(yīng)性好和可擴(kuò)展性好的，無人駕駛路徑規(guī)劃裝置。

本發(fā)明所采取的第一技術(shù)方案是：

一種無人駕駛路徑規(guī)劃方法，包括以下步驟：