[發(fā)明專利]一種面向多場景的自動駕駛規(guī)劃方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110276175.5
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN112964271B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫宏濱;陳煒煌;王玉學(xué);章浩飛;李煊;吳彝丹
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本發(fā)明公開了一種面向多場景的自動駕駛規(guī)劃方法及系統(tǒng)，方法包括：S1，獲取全局參考路線；S2，根據(jù)是否已有最優(yōu)軌跡、自車位置以及全局參考路線生成局部參考路線：若無最優(yōu)軌跡，根據(jù)自車位置和全局參考路線進(jìn)行路徑點采樣得到第一局部參考路線，同時利用混合A*算法搜索生成對應(yīng)交通路段的參考路線并拼接整合到第一局部參考路線中；在考慮車輛運(yùn)動學(xué)約束和障礙物約束條件下對參考路線進(jìn)行平滑處理；若已有最優(yōu)軌跡，根據(jù)自車位置和全局參考路線進(jìn)行路徑點采樣得到第一局部參考路線，并進(jìn)行平滑處理；S3，根據(jù)自車位置、障礙物信息和最終的局部參考路線獲取最優(yōu)軌跡；S4，循環(huán)進(jìn)行S2?S3。本發(fā)明使得自動駕駛車輛能夠更魯棒的應(yīng)對多樣化的交通場景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動駕駛汽車技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種面向多場景的自動駕駛規(guī)劃方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

路徑規(guī)劃或者說運(yùn)動軌跡規(guī)劃是自動駕駛車輛的基本技術(shù)之一，在考慮車輛的運(yùn)動模型和周圍的障礙物的情況下，路徑規(guī)劃會生成一系列狀態(tài)，使得車輛從初始狀態(tài)轉(zhuǎn)換到期望狀態(tài)。隨著目標(biāo)位置和交通環(huán)境的變化，自動駕駛汽車需要采用不同的行為來完成時變的駕駛?cè)蝿?wù)。當(dāng)在城市地區(qū)駕駛時，路面障礙物容易檢測和跟蹤，交通場景相對規(guī)范和簡單，通過跟隨或改變行車道和超車前方障礙物來導(dǎo)航自動駕駛車輛就足夠了。當(dāng)?shù)缆繁唤煌ɑA(chǔ)設(shè)施重新改造，或者要求車輛到達(dá)指定位置時，簡單的通過跟隨或改變行車道和超車前方障礙物難以完成任務(wù)，需要利用更復(fù)雜和精確的規(guī)劃算法來實現(xiàn)這一任務(wù)。

近年來，機(jī)器人學(xué)文獻(xiàn)中提出了許多路徑規(guī)劃方法。但這些規(guī)劃方法都只在特定的交通場景下或部分交通場景下表現(xiàn)出較好的效果，無法同時有效應(yīng)對絕大多數(shù)的交通場景。對于結(jié)構(gòu)化的城市交通場景，基于高精度地圖規(guī)劃出的全局參考路線與真實交通場景的可行駛路線偏差較小，從全局參考路線中提取局部參考路線并通過基于采樣的規(guī)劃算法就可以較好的滿足自動駕駛軌跡規(guī)劃的需求。但在例如在停車場、窄路掉頭、施工占道等交通場景下，基于高精度地圖規(guī)劃出的全局參考路線和真實的可行駛路線存在較大的偏離，在這些場景下如果繼續(xù)根據(jù)基于高精度地圖規(guī)劃的全局參考路線做軌跡規(guī)劃，基于采樣的規(guī)劃算法所規(guī)劃出的軌跡將變得不可行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出一種面向多場景的自動駕駛規(guī)劃方法及系統(tǒng)，利用不同的參考路線生成方法應(yīng)對不同的交通場景，生成一條在當(dāng)前路段高度符合真實可行駛路線的局部參考路線，通過基于采樣的規(guī)劃算法就能在全路段下規(guī)劃出可行的運(yùn)動軌跡，使得自動駕駛車輛能夠更魯棒的應(yīng)對多樣化的交通場景。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種面向多場景的自動駕駛規(guī)劃方法，包括如下步驟：

S1，對地圖拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行解析，利用解析的結(jié)果獲取全局參考路線；

S2，根據(jù)是否已有最優(yōu)軌跡、自車位置以及全局參考路線生成局部參考路線，過程包括；

若無最優(yōu)軌跡，則根據(jù)自車位置和全局參考路線進(jìn)行路徑點采樣得到第一局部參考路線，同時利用混合A*算法搜索生成對應(yīng)交通路段的參考路線；將參考路線拼接整合到第一局部參考路線中，得到完整的局部參考路線；在考慮車輛運(yùn)動學(xué)約束和障礙物約束條件下對參考路線進(jìn)行平滑處理，得到最終的局部參考路線；

若已有最優(yōu)軌跡，則根據(jù)自車位置和全局參考路線進(jìn)行路徑點采樣得到第一局部參考路線，并對第一局部參考路線進(jìn)行平滑處理，得到最終的局部參考路線；

S3，根據(jù)自車位置、障礙物信息和最終的局部參考路線獲取最優(yōu)軌跡；

S4，循環(huán)進(jìn)行S2-S3。

優(yōu)選的，S1的過程包括：

對地圖拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行解析，得到包含道路物理信息和語義信息的路網(wǎng)；

根據(jù)路網(wǎng)信息、自車定位信息以及任務(wù)起點和目標(biāo)點進(jìn)行全局路線搜索，生成一組有前后關(guān)系的全局離散路線點，利用全局離散路線點生成全局參考路線。