轨迹规划方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术提供了一种轨迹规划方法、系统、设备及存储介质；方法包括：解析车辆所处环境对应的环境信息，得到车辆所处的驾驶场景；根据车辆所处的驾驶场景，对应选择性能优先或效率优先的轨迹规划模式为目标轨迹规划模式；根据目标轨迹规划模式，确定从车辆的起始位置到达目标位置的路径，以及确定从车辆的起始位置到达目标位置的速度曲线；将确定的路径以及速度曲线合成，得到车辆从起始位置到达目标位置使用的轨迹。本发明专利技术能够适应不同驾驶场景规划车辆自动驾驶的轨迹。

Trajectory Planning Method, System, Equipment and Storage Media

【技术实现步骤摘要】
轨迹规划方法、系统、设备及存储介质
本专利技术涉及自动驾驶技术，尤其涉及一种轨迹规划方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
作为人工智能的一个重要应用，自动驾驶技术在近年来得到了巨大的发展。自动驾驶的目标是实现车辆在无人状态下自主沿道路行进，在尽快到达目的地的同时保证本车的安全，亦保证不对其它交通参与者的安全造成直接或者间接的威胁。为实现上述目标，自动驾驶软件需要多个关键系统，轨迹规划系统即为其中之一。轨迹规划系统的目的为规划一条满足车辆动力学要求的轨迹。此轨迹需要能够规避周围障碍物(车辆，行人，静态障碍物等)，且满足决策层指令(保持车道，变道，靠边停车)。相关技术虽然路径规划的解决方案，但都不可避免地在一些驾驶场景中存在各自的局限性。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种轨迹规划方法、系统、设备及存储介质，能够适应不同驾驶场景规划车辆自动驾驶的轨迹。本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供一种轨迹规划方法，包括：解析车辆所处环境对应的环境信息，得到所述车辆所处的驾驶场景；根据所述车辆所处的驾驶场景，对应选择性能优先或效率优先的轨迹规划模式为目标轨迹规划模式；根据所述目标轨迹规划模式，确定从所述车辆的起始位置到达目标位置的路径，以及确定从所述车辆的所述起始位置到达所述目标位置的速度曲线；将所述确定的路径以及速度曲线合成，得到所述车辆从所述起始位置到达所述目标位置使用的轨迹。本专利技术实施例提供一种轨迹规划系统，包括：调度器模块，用于：解析车辆所处环境对应的环境信息，得到所述车辆所处的驾驶场景；根据所述驾驶场景确定适配的目标轨迹规划模式；轨迹规划模式模块，包括性能优先或效率优先的轨迹规划模式，用于：根据所述目标轨迹规划模式，确定从所述车辆的起始位置到达目标位置的路径，以及确定从所述车辆的所述起始位置到达所述目标位置的速度曲线；将所述确定的路径以及速度曲线合成，得到所述车辆从所述起始位置到达所述目标位置使用的轨迹。上述方案中，所述调度器模块，还用于：当所述车辆处于人车分行道路或封闭式机动车道路、且不需要避让前方障碍物的驾驶场景时，确定效率优先的轨迹规划模式为所述目标轨迹规划模式。上述方案中，所述调度器模块，还用于：当所述车辆处于人车混行道路、且符合道路拥堵特征的驾驶场景时，确定性能优先的轨迹规划模式为所述目标轨迹规划模式；当基于所述性能优先的轨迹规划模式规划轨迹失败时，重新确定效率优先的轨迹规划模式为所述目标轨迹规划模式。上述方案中，所述调度器模块，还用于：当所述车辆处于人车分行道路或封闭式机动车道路、且符合道路畅通特征的驾驶场景时，确定效率优先的轨迹规划模式为所述目标轨迹规划模式。上述方案中，所述轨迹规划模式模块还用于：当所述目标轨迹规划模式为性能优先时，确定从所述起始位置到达所述目标位置、且避让障碍物的可通行区域；确定所述可通行区域中与道路参考线的差距最小化、且速度以及加速度均平滑的路径。上述方案中，所述轨迹规划模式模块还用于：基于以下参数构造对应所述路径的目标函数：所述路径与道路参考线的差距，所述车辆在所述路径中行驶时的速度以及加速度；最小化所述目标函数，以确定所述可通行区域中与所述道路参考线的差距最小化、且使所述车辆的速度以及加速度均平滑的所述路径。上述方案中，所述轨迹规划模式模块还用于：根据道路曲率确定满足安全行车条件的最大车速，并确定绕开障碍物或跟随障碍物时所需的最小车速；确定由所述最小车速和所述最大车速构成的可行速度区间；确定所述可行速度区间中与参考车速差距最小化、且加速度以及加速度变化率平滑的速度曲线。上述方案中，所述轨迹规划模式模块还用于：基于以下参数构造对应所述速度曲线的目标函数：所述速度曲线与参考车速的差距，所述速度曲线的加速度以及加速度变化率；最小化所述目标函数，以确定所述可行速度区间中与所述参考车速的差距最小化、且使所述车辆的加速度以及加速度变化率均平滑的所述速度曲线。上述方案中，所述轨迹规划模式模块还用于：当所述目标轨迹规划模式为效率优先时，在所述车辆沿道路行驶的前方区域内采样，得到对应所述目标位置的路径采样点；初始化连接所述起始位置、以及所述路径采样点的路径曲线，并对所述路径曲线应用所述车辆的起始状态和目标状态的约束条件，得到候选路径。上述方案中，所述轨迹规划模式模块还用于：将所述车辆的未来行驶时段划分为时间区间，对每个所述时间区间应用不同的加速度，得到在相应时间区间的速度；将所述时间区间进行平滑地连接，形成候选速度曲线；确定与所述未来行驶时段不同时间点的参考车速以及参考位置最接近的候选速度曲线。本专利技术实施例提供一种轨迹规划设备，包括：存储器，用于存储可执行指令；处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现本专利技术实施例提供的轨迹规划方法。本专利技术实施例提供一种存储介质，存储有可执行指令，用于引起处理器执行时，实现本专利技术实施例提供的轨迹规划方法。本专利技术实施例具有以下有益效果：通过车辆所处的驾驶场景灵活调用适应的轨迹规划模式，实现了对不同驾驶场景良好的兼容性，提高自轨迹规划的性能，减少轨迹规划对硬件资源的消耗，提高车辆的响应速度。附图说明图1是本专利技术实施例提供的自动驾驶系统的架构示意图；图2A是本专利技术实施例提供的轨迹规划的示意图；图2B是本专利技术实施例提供的轨迹规划的示意图；图3是本专利技术实施例提供的用于轨迹规划的设备的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的轨迹规划方法的流程示意图；图5本专利技术实施例提供的如图1所示的自动驾驶系统进行示例性应用的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的基于多项式多层采样法流程进行路径规划的流程示意图；图7是本专利技术实施例提供的将环境信息从直角坐标系映射到Frenet坐标系的示意图；图8是本专利技术实施例提供的生成路径采样点的示意图；图9是本专利技术实施例提供的生成候选路径的示意图；图10是本专利技术实施例提供的基于模型预测优化法进行路径规划的流程示意图；图11是本专利技术实施例提供的可通行区域的示意图；图12是本专利技术实施例提供的可通行区域的示意图；图13是本专利技术实施例提供的调度元方法进行轨迹规划的流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本专利技术的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。对本专利技术实施例进行进一步详细说明之前，对本专利技术实施例中涉及的名词和术语进行说明，本专利技术实施例中涉及的名词和术语适用于如下的解释。1)自动驾驶，是指不需要测试驾驶员执行物理性驾驶操作的情况下，能够对车辆行驶任务进行指导与决策，并代替测试驾驶员操控行为使车辆完成安全行驶的功能。2)自动驾驶系统，实现车辆的不同级别的自动驾驶功能的系统，例如辅助驾驶系统(L2)、需要人监管的高速自动驾驶系统(L3)和高度/完全自动驾驶系统(L4/L5)。3)轨迹规划，通过给定的车辆的初始状态(包括起始位置、速度和加速度)、目标状态(包括目标位置、速度和加速度)、障碍物位置以及动力学和舒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨迹规划方法，其特征在于，包括：解析车辆所处环境对应的环境信息，得到所述车辆所处的驾驶场景；根据所述车辆所处的驾驶场景，对应选择性能优先或效率优先的轨迹规划模式为目标轨迹规划模式；根据所述目标轨迹规划模式，确定从所述车辆的起始位置到达目标位置的路径，以及确定从所述车辆的所述起始位置到达所述目标位置的速度曲线；将所述确定的路径以及速度曲线合成，得到所述车辆从所述起始位置到达所述目标位置使用的轨迹。

【技术特征摘要】
1.一种轨迹规划方法，其特征在于，包括：解析车辆所处环境对应的环境信息，得到所述车辆所处的驾驶场景；根据所述车辆所处的驾驶场景，对应选择性能优先或效率优先的轨迹规划模式为目标轨迹规划模式；根据所述目标轨迹规划模式，确定从所述车辆的起始位置到达目标位置的路径，以及确定从所述车辆的所述起始位置到达所述目标位置的速度曲线；将所述确定的路径以及速度曲线合成，得到所述车辆从所述起始位置到达所述目标位置使用的轨迹。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆所处的驾驶场景，对应选择性能优先或效率优先的轨迹规划模式为所述目标轨迹规划模式，包括：当所述车辆处于人车混行道路、且需要避让前方障碍物的驾驶场景时，确定性能优先的轨迹规划模式为所述目标轨迹规划模式；当基于所述性能优先的轨迹规划模式规划轨迹失败时，重新确定效率优先的轨迹规划模式为所述目标轨迹规划模式。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆所处的驾驶场景，对应选择效率优先的轨迹规划模式为所述目标轨迹规划模式，包括：当所述车辆处于人车分行道路或封闭式机动车道路、且不需要避让前方障碍物的驾驶场景时，确定效率优先的轨迹规划模式为所述目标轨迹规划模式。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆所处的驾驶场景，对应选择性能优先或效率优先的轨迹规划模式为目标轨迹规划模式，包括：当所述车辆处于人车混行道路、且符合道路拥堵特征的驾驶场景时，确定性能优先的轨迹规划模式为所述目标轨迹规划模式；当基于所述性能优先的轨迹规划模式规划轨迹失败时，重新确定效率优先的轨迹规划模式为所述目标轨迹规划模式。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆所处的驾驶场景，对应选择效率优先的轨迹规划模式为目标轨迹规划模式，包括：当所述车辆处于人车分行道路或封闭式机动车道路、且符合道路畅通特征的驾驶场景时，确定效率优先的轨迹规划模式为所述目标轨迹规划模式。6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述根据目标轨迹规划模式，确定从所述车辆的起始位置到达目标位置的路径，包括：当所述目标轨迹规划模式为性能优先时，确定从所述起始位置到达所述目标位置、且避让障碍物的可通行区域；确定所述可通行区域中与道路参考线的差距最小化、且速度以及加速度均平滑的路径。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述可通行区域中与道路参考线的差距最小化、且速度以及加速度均平滑的路径，包括：基于以下参数构造对应所述路径的目标函数：所述路径与道路参考线的差距，所述车辆在所述路径中行驶时的速度以及加速度；最小化所述目标函数，以确定所述可通行区域中与所述道路参考线的差距最小化、且使所述车辆的速度以及加速度均平滑的所述路径。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定从所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱祥隽，王斌，
申请(专利权)人：腾讯科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44