[發明專利]一種局部軌跡規劃方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 202010900948.8
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112148002B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 鄭南寧;簡志強;陳仕韜;張崧翌;符嘉瑋;辛景民
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發明公開了一種局部軌跡規劃方法、系統及裝置，方法為：獲取感知信息和當前位姿，基于所述感知信息和當前位姿生成一條最優路徑；基于所述感知信息對所述最優路徑附加速度屬性，根據所述最優路徑與障礙物的交互情況，采取超越模式或等待模式，獲取超越模式和等待模式下安全的行駛速度，如果不能獲取沿最優路徑行駛的安全速度，則重新生成最優路徑；將所述最優路徑與所述安全速度融合，生成車輛行駛軌跡，同時車輛進入監控狀態行駛；并進入狀態保持模式，不僅可以提升車輛在行駛過程中的舒適性，而且可以確保其快速響應交通場景的變化；同時，該框架能夠避免頻繁的重規劃帶來了計算資源的大量浪費，降低計算機運行自動駕駛系統時的計算負荷。

技術領域

本發明屬于無人駕駛汽車技術領域，具體涉及一種局部軌跡規劃方法、系統及裝置。

背景技術

局部軌跡規劃是自動駕駛系統中的重要一環。它是在全局導航的引導下，生成一條車輛可行駛的軌跡。該軌跡必須滿足以下條件：滿足車輛動力學約束，避免碰撞，高效和舒適等。局部軌跡規劃提供了自動駕駛系統在動態交通場景中的敏捷性與安全性

由于無人駕駛系統面臨的是動態的交通場景，它需要能夠對于環境的變化產生敏捷的反應。而針對這一問題，當前的規劃框架都只是以固定時間頻率進行軌跡重規劃，再不斷將重規劃的軌跡輸出到控制系統中。這種方法過于簡單，并沒有考慮到兩次規劃之間差異性可能導致的問題。并且頻繁的重規劃帶來了計算資源的大量浪費，以及對于規劃算法時間開銷的過度依賴。綜上，這種框架無疑是不合適的，會導致車輛在行駛路徑、速度和舒適性方面出現問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供一種局部軌跡規劃方法、系統及裝置，所提出的規劃框架不僅可以提升車輛在行駛過程中的舒適性，而且可以確保其快速響應交通場景的變化，實現環境自適應重規劃。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是，一種局部軌跡規劃方法，包括以下步驟：

S100，獲取車輛對外部環境的感知信息以及當前位姿，

S200，基于所述感知信息和當前位姿生成一條最優路徑；

S300，基于S100所述感知信息以及當前位姿，對S200所述最優路徑附加速度屬性，根據所述最優路徑與障礙物的交互情況，采取超越模式或等待模式，基于勻加速運動模型獲取超越模式和等待模式下安全的行駛速度，如果不能獲取沿最優路徑行駛的安全速度，則根據S200重新生成最優路徑；速度生成時，將車輛實際速度與軌跡期望速度的誤差作為補償項添加到計算過程；

S400，將S200所述最優路徑與S300所述安全速度融合，生成車輛行駛軌跡，同時車輛進入監控狀態行駛；并進入狀態保持模式。

S200，采用終點狀態采樣的方法生成待選路徑組，再從待選路徑中選出最優路徑，具體如下：

S201，規劃距離在參考線的縱向偏移s與車輛當前速度成一次函數，可以得到參考點R，在R處以不同的橫向偏移量d_i進行采樣，就可以得到不同的目標狀態G_i，求解G_i在笛卡爾坐標下的位姿；

S202，得到從車輛初始位姿I＝(x^(init),y^(init),θ^(init),κ^(init))到G_i的參數曲線Path_i；生成多樣化的路徑，即得到待選路徑組；

S203，考慮靜態和低速障礙物，判斷每一條路徑是否與障礙物發生碰撞，得到每一條路徑的碰撞風險，綜合考慮路徑的最大曲率和離參考線的橫向偏移量，計算所述碰撞風險、最大曲率和離參考線的橫向偏移量損失，再進行加權求和，損失最小的就是最優路徑。