[發明專利]一種基于曲率約束的引導線生成方法及裝置

有效

• 申請號: 202011491895.5
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112578796B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 鄭武貞;裴嘉政;甘霖;胡陽;劉奮
• 申請（專利權）人: 武漢中海庭數據技術有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 高蘭

本發明涉及一種基于曲率約束的引導線生成方法及裝置，其方法包括：確定道路邊界線和車輛的起點和終點；構造車輛在高精度地圖上的運動基元，根據運動基元確定車輛脫出的節點；根據所述脫出的節點和邊界線曲率確定節點權重；根據所述節點權重搜索符合動力學的節點序列以生成引導線。本發明通過最大轉向角和邊界線的曲率確定了多個脫出節點，根據曲率確定了脫出節點的權重，然后通過搜索算法得到引導線，該引導線的曲率變化與邊界線的一致性程度高，轉彎平滑，減少自動駕駛過程的抖動、乘客的不適感。

技術領域

本發明屬于自動駕駛導航、電子地圖領域，具體涉及一種基于曲率約束的引導線生成方法及裝置。

背景技術

自動駕駛車輛需要在高精地圖的輔助下，結合車輛感知的障礙物信息等，生成一條滿足車輛動力學約束的車行軌跡(引導線)，從而使車輛能夠安全、舒適、可靠的在道路上行駛。由于車輛在轉彎時，曲率在變化，因此引導線的結果會曲折且不平滑，造成自駕車輛抖動、乘客體驗感不舒適等問題。

發明內容

為解決基于曲率約束，使引導線生成結果和道路邊線的曲率變化保持一致，增加自動駕駛的舒適度的問題，在本發明的第一方面提供了基于曲率約束的引導線生成方法，確定道路邊界線和車輛的起點和終點；構造車輛在高精度地圖上的運動基元，根據運動基元確定車輛脫出的節點；根據所述脫出的節點和邊界線曲率確定節點權重；根據所述節點權重搜索符合動力學的節點序列以生成引導線。

在本發明的一些實施例中，所述構造車輛在高精度地圖上的運動基元，根據運動基元確定車輛脫出的節點包括如下步驟：根據車輛軸距信息計算最小轉彎半徑；沿車輛航向的左右兩邊分別構造一個外切圓，外切圓的半徑為最小轉彎半徑；在所述外切圓上，以車輛位置為起點O截取與運動基元長度相等的弧長的點P_i和P_j,則線段OP_i與OP_j分別與車輛航向構成的角分別為最大左轉角、最大右轉角；將最大左轉角、最大右轉角與起點O確定的弧長等分成N個，得到N-1個節點，則所述N-1個節點、P_i、P_j即為N+1個脫出節點。優選的，所述運動基元長度不大于1m,N大于等于4。

在本發明的一些實施例中，所述根據所述脫出的節點和邊界線曲率確定節點權重包括如下步驟：將車輛投影到離車身最近的邊界線上，得到車身在邊界線的投影線段；計算所述投影線段的航向角與每個脫出的節點的航向角差值；根據所述航向角差值確定對應脫出的節點的權重。

在本發明的一些實施例中，根據所述節點權重搜索符合動力學的節點序列以生成引導線包括步驟：以車輛起始位置作為當前搜索節點，構造車輛在高精度地圖上的運動基元，根據運動基元確定車輛脫出的節點；根據碰撞測試剔除不在通行區間內的脫出節點，將剩下的脫出節點作為父節點并將其保存；從所述父節點中選取權重最小的點作為搜索節點，根據啟發式搜索算法重復上述步驟直至搜索到終點；從終點開始回溯所有父節點，得到符合動力學的節點序列。

優選的，所述搜索算法為A星搜索算法。

本發明的第二方面，提供了一種基于曲率約束的引導線生成裝置，包括確定模塊、構造模塊、權重模塊、生成模塊，所述確定模塊，用于確定道路邊界線和車輛的起點和終點；所述構造模塊，用于構造車輛在高精度地圖上的運動基元，根據運動基元確定車輛脫出的節點；所述權重模塊，用于根據所述脫出的節點和邊界線曲率確定節點權重；所述生成模塊，用于根據所述節點權重搜索符合動力學的節點序列以生成引導線。