[發明專利]車輛軌跡規劃方法、系統、電子設備和計算機可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202011572848.3
• 申請日: 2020-12-24
• 公開（公告）號: CN112631304A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 吳月路
• 申請（專利權）人: 的盧技術有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發明公開了車輛軌跡規劃方法、系統、電子設備和計算機可讀存儲介質。本發明對采樣后的軌跡進行梯度下降法優化處理，使得軌跡更加平滑；同時，本發明引入軌跡的換道代價計算，限制車輛不會跳躍多個局部路徑，確保車輛前進路徑的平滑性。

技術領域

本發明屬于自動駕駛領域，特別涉及了一種車輛軌跡規劃技術。

背景技術

軌跡規劃(Trajectories Planning)主要指考慮實際臨時或者移動障礙物，考慮速度、動力學約束的情況下，盡量按照規劃路徑進行軌跡規劃。軌跡規劃的核心就是要解決車輛該怎么走的問題。軌跡規劃的輸入包括拓撲地圖，障礙物及障礙物的預測軌跡，交通信號燈的狀態，還有定位導航、車輛狀態等其他信息。而軌跡規劃的輸出就是一個軌跡，軌跡是一個時間到位置的函數，就是在特定的時刻車輛在特定的位置上。軌跡規劃的目標是計算出安全、舒適的軌跡供無人駕駛車輛完成預定的行駛任務。

現有的軌跡規劃存在以下問題：

（1）未對采樣后的軌跡進行平滑優化處理，導致局部軌跡不平滑；

（2）在選擇最優軌跡時，未考慮軌跡切換的平滑性代價，導致軌跡切換不連續，跳變較大。

發明內容

為了解決上述背景技術提到的技術問題，本發明提出了車輛軌跡規劃方法、系統、電子設備和計算機可讀存儲介質。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案為：

一種基于空間樣條采樣的車輛軌跡規劃方法，包括以下步驟：

（1）基于全局規劃生成的全局路徑、車輛的當前位置信息以及設定的最大截取距離，提取全局路徑中的一段軌跡；

（2）基于步驟（1）提取的全局路徑中的一段軌跡，對路徑點進行垂直分布點采樣，得到一系列采樣路徑點軌跡；

（3）采用梯度下降法對步驟（2）得到的各條采樣路徑點軌跡進行優化；

（4）針對步驟（3）優化后的各條采樣路徑點軌跡進行優先選擇代價計算，優選選擇代價越小的軌跡被選擇的可能性越大；

（5）針對步驟（3）優化后的各條采樣路徑點軌跡進行換道代價計算，換道代價越小的軌跡被選擇的可能性越大；

（6）針對步驟（3）優化后的各條采樣路徑點軌跡進行障礙物代價計算，障礙物代價越小的軌跡被選擇的可能性越大；

（7）根據步驟（4）-（6）的結果確定出最佳軌跡。

進一步地，在步驟（4）中，對于所述優先選擇代價，分別計算各條軌跡與中間道路參考線的距離，距離越小對應的優先選擇代價越小。

進一步地，在步驟（5）中，對于所述換道代價，分別計算各條軌跡到其鄰近的候選軌跡的距離，距離越小對應的換道代價越小。

進一步地，在步驟（6）中，對于所述障礙物代價，分別計算各條軌跡與障礙物之間的距離，距離越小對應的障礙物代價越小。

一種基于空間樣條采樣的車輛軌跡規劃系統，包括控制模塊、數據處理模塊、參數輸入模塊、位置采集模塊和視覺相機模塊；所述參數輸入模塊用于輸入全局規劃參數和最大截取距離參數；所述位置采集模塊用于采集車輛當前位置信息；所述視覺相機模塊用于采集中間道路參考線的位置信息和障礙物的位置信息；所述數據處理模塊根據參數輸入模塊和位置采集模塊輸出的信息提取全局路徑中的一段軌跡，對提取的軌跡進行垂直分布點采樣，得到一系列采樣路徑點軌跡，對各條采樣路徑點軌跡進行梯度下降處理，并結合視覺相機模塊采集的信息計算各條軌跡的優先選擇代價、換道代價和障礙物代價，根據代價確定出最佳軌跡；所述控制模塊與車輛駕駛系統相連，控制模塊根據處理模塊確定的最佳軌跡生成相應的車輛控制指令并傳送給車輛駕駛系統。

一種基于空間樣條采樣的車輛軌跡規劃電子設備，包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有所述處理器的執行指令，所述處理器配置為執行所述執行指令以實現上述車輛軌跡規劃方法。