[發明專利]一種自動駕駛車輛軌跡規劃方法及系統

有效

• 申請號: 202110167369.1
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112810630B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 周風余;高陽天;萬方;尹磊;夏英翔
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B60W60/00
• 分類號: B60W60/00;B60W30/095
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

1.一種自動駕駛車輛軌跡規劃方法，其特征在于，包括：

獲取車輛行駛參考線與障礙物地圖；

對終點位置進行縱向采樣和橫向采樣，得到位置采樣集合和速度采樣集合；

從位置采樣集合中遍歷采樣點，啟發式估算軌跡長度；從速度采樣集合中遍歷采樣速度，估算目標時間，從而計算出軌跡方程；

根據軌跡時間長度來判斷軌跡的完整性，計算完整軌跡的軌跡代價并存入有序隊列，當速度采樣遍歷結束，同時位置采樣也遍歷結束后，從有序隊列中依次取出代價最小的軌跡并進行碰撞檢測，直至有序隊列為空；

基于碰撞檢測及軌跡危險度，輸出規劃的自動駕駛車輛軌跡；軌跡危險度采用危險度總代價來表示，危險度總代價表示為：

所有動態礙物到軌跡的最近距離平方和的倒數的累加和項以及所有靜態障礙物到軌跡的最近距離的倒數的累加和項，這兩個累加和項與對應權重系數的相乘后的累加和；

其中，自動駕駛車輛軌跡滿足以下任一條件：(1)無碰撞且軌跡危險度為0的軌跡；(2)無碰撞且軌跡危險度不大于設定危險度的代價最小的軌跡。

2.如權利要求1所述的自動駕駛車輛軌跡規劃方法，其特征在于，在碰撞檢測的過程中，若有序隊列中取出的軌跡發生碰撞，則重新從有序隊列中取出代價最小的軌跡。

3.如權利要求1所述的自動駕駛車輛軌跡規劃方法，其特征在于，在碰撞檢測的過程中，若有序隊列中取出的軌跡未發生碰撞，則計算軌跡危險度，輸出危險度為0的軌跡并作為規劃的自動駕駛車輛軌跡。

4.如權利要求1所述的自動駕駛車輛軌跡規劃方法，其特征在于，當軌跡危險度不是0時，判斷危險度是否大于設定危險度，若是，則從有序隊列中取出代價最小的軌跡，繼續進行碰撞檢測及軌跡危險度判斷；若否，將軌跡加入優先隊列，當優先隊列為空時，停車，優先隊列為非空時，從優先隊列中獲取代價最小的軌跡并作為規劃的自動駕駛車輛軌跡。

5.如權利要求1所述的自動駕駛車輛軌跡規劃方法，其特征在于，軌跡代價函數為軌跡上每個點到參考線距離的加權平均、最大向心加速度和軌跡最終到達的速度與對應權重的累加和。

6.如權利要求1所述的自動駕駛車輛軌跡規劃方法，其特征在于，軌跡方程采用五次多項式表示。

7.一種自動駕駛車輛軌跡規劃系統，其特征在于，包括：

參考線及地圖獲取模塊，其用于獲取車輛行駛參考線與障礙物地圖；

采樣模塊，其用于對終點位置進行縱向采樣和橫向采樣，得到位置采樣集合和速度采樣集合；

軌跡方程計算模塊，其用于從位置采樣集合中遍歷采樣點，啟發式估算軌跡長度；從速度采樣集合中遍歷采樣速度，估算目標時間，從而計算出軌跡方程；

軌跡代價計算模塊，其用于根據軌跡時間長度來判斷軌跡的完整性，計算完整軌跡的軌跡代價并存入有序隊列，當速度采樣遍歷結束，同時位置采樣也遍歷結束后，從有序隊列中依次取出代價最小的軌跡并進行碰撞檢測，直至有序隊列為空；

規劃軌跡輸出模塊，其用于基于碰撞檢測及軌跡危險度，輸出規劃的自動駕駛車輛軌跡；軌跡危險度采用危險度總代價來表示，危險度總代價表示為：

所有動態礙物到軌跡的最近距離平方和的倒數的累加和項以及所有靜態障礙物到軌跡的最近距離的倒數的累加和項，這兩個累加和項與對應權重系數的相乘后的累加和；

其中，自動駕駛車輛軌跡滿足以下任一條件：(1)無碰撞且軌跡危險度為0的軌跡；(2)無碰撞且軌跡危險度不大于設定危險度的代價最小的軌跡。

8.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現如權利要求1-6中任一項所述的自動駕駛車輛軌跡規劃方法中的步驟。

9.一種計算機設備，其特征在于，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述程序時實現如權利要求1-6中任一項所述的自動駕駛車輛軌跡規劃方法中的步驟。