一种车辆的轨迹规划方法、装置、存储介质及汽车制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种车辆的轨迹规划方法、装置、存储介质及汽车。该方法包括：获取在起点位置及终点位置时车辆到车道线的侧向偏差、车辆相对于车道线的侧向速度以及车辆相对于车道线的侧向加速度；获取预先设计的轨迹方程，并基于侧向加速度对所述轨迹方程进行拟合处理；基于所述侧向偏差、侧向速度和侧向加速度求解拟合后的轨迹方程，得到轨迹曲线，以基于所述轨迹曲线进行自动驾驶，实现车辆轨迹的精细化规划，同时保证了自动驾驶功能的舒适性、安全性和便捷性。

A vehicle trajectory planning method, device, storage medium and vehicle

【技术实现步骤摘要】
一种车辆的轨迹规划方法、装置、存储介质及汽车
本专利技术实施例涉及自动化技术，尤其涉及一种车辆的轨迹规划方法、装置、存储介质及汽车。
技术介绍
车辆自动驾驶功能日益发展过程中，轨迹规划技术已经成为许多自动驾驶功能的关键组成部分，诸如车道保持、自动换道、自动避让、全自动泊车等系统功能中都以轨迹规划技术为主要产品性能突破点。目前的车道保持功能首先利用摄像头或其他传感器识别出的车道线位姿信息，然后结合车辆当前状态、期望状态与车道线位姿信息计算期望轨迹，最后计算预瞄时间点与期望车道线位姿横向位置偏差，该偏差作为控制系统输入指令，从而保持车辆在车道内行驶。由于现有的轨迹规划技术主要基于空间因素进行直接求解，虽然能够保证功能的安全性，但是为了保障舒适和便捷等因素则需要增加很多限制条件，最终导致依据相关技术得到的轨迹曲线的适应性差，并且为保证基于轨迹曲线的自动驾驶功能的稳定性需要标定很多参数，标定工作较复杂。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种车辆的轨迹规划方法、装置、存储介质及汽车，可以实现车辆轨迹的精细化规划，增加了稳定性并简化了标定工作。第一方面，本专利技术实施例提供了一种车辆的轨迹规划方法，包括：获取在起点位置及终点位置时车辆到车道线的侧向偏差、车辆相对于车道线的侧向速度以及车辆相对于车道线的侧向加速度；获取预先设计的轨迹方程，并基于侧向加速度对所述轨迹方程进行拟合处理；基于所述侧向偏差、侧向速度和侧向加速度求解拟合后的轨迹方程，得到轨迹曲线，以基于所述轨迹曲线进行自动驾驶。。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种车辆的轨迹规划装置，该装置包括：速度获取模块，用于获取在起点位置及终点位置时车辆到车道线的侧向偏差、车辆相对于车道线的侧向速度以及车辆相对于车道线的侧向加速度；方程拟合模块，用于获取预先设计的轨迹方程，并基于侧向加速度对所述轨迹方程进行拟合处理；曲线确定模块，用于基于所述侧向偏差、侧向速度和侧向加速度求解拟合后的轨迹方程，得到轨迹曲线，以基于所述轨迹曲线进行自动驾驶。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的车辆的轨迹规划方法。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种汽车，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；传感器，用于采集在起点位置及终点位置时车辆到车道线的侧向偏差、车辆相对于车道线的侧向速度以及车辆相对于车道线的侧向加速度；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述第一方面所述的车辆的轨迹规划方法。本专利技术提供一种车辆的轨迹规划方案，通过获取在起点位置及终点位置时车辆到车道线的侧向偏差、车辆相对于车道线的侧向速度以及车辆相对于车道线的侧向加速度，基于侧向加速度对预先设计的轨迹方程进行拟合处理；基于所述侧向偏差、侧向速度和侧向加速度求解拟合后的轨迹方程，得到轨迹曲线。由于在轨迹曲线的过程中考虑了侧向加速度，实现车辆轨迹的精细化规划，同时保证了自动驾驶功能的舒适性、安全性和便捷性，此外，减少了需要标定的参数，达到简化标定软件的复杂性。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的一种车辆的轨迹规划方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种车道保持功能的期望行驶轨迹的示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种加速度的拟合曲线示意图；图4为本专利技术实施例二提供的一种车辆的轨迹规划装置的结构示意图；图5为本专利技术实施例三提供的一种汽车示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。目前的车道保持功能首先利用摄像头或其他传感器识别出的车道线位姿信息，然后结合车辆当前状态、期望状态与车道线位姿信息计算期望轨迹，最后计算预瞄时间点与期望车道线位姿横向位置偏差，该偏差作为控制系统输入指令，从而保持车辆在车道内行驶。现有方法做了如下估计与简化：a)固定不同速度下的车辆预瞄时间；b)假设车辆纵向行驶为匀速状态c)不考虑车辆侧向加速度对于车辆状态的影响基于以上分析发现首先现有的车道保持轨迹规划方法在时间维度上利用了估算的方法，不同驾驶员、不同行驶场景的预瞄时间都是有区别的，不能准确的表达车辆的行驶状态，其次车辆纵向运动也不能保持理想的匀速状态，同样影响在空间轨迹纵向距离的判断，车辆保持过程主要就是车辆侧向运动调整的过程，忽略并简化车辆侧向加速度对车道保持功能的稳定性和舒适性均有影响。鉴于相关技术中存在上述问题，本申请实施例提供了一种车辆的轨迹规划方案，以解决上述技术问题。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种车辆的轨迹规划方法的流程图，本实施例可适用于自动驾驶或智能驾驶的场景下，该方法可以由车辆的轨迹规划装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件实现，并且通常配置于汽车中。如图1所示，该方法包括：步骤110、获取在起点位置及终点位置时车辆到车道线的侧向偏差、车辆相对于车道线的侧向速度以及车辆相对于车道线的侧向加速度。其中，车辆与车道线的侧向偏差可以理解为车辆侧面与车道线的距离。示例性的，假设在起点位置和终点位置时，车辆到车道线的侧向偏差分别为p0和pe，在起点和终点位置时，车辆相对于车道线的侧向速度分别为v0和ve，以及，在起点和终点位置时，车辆相对于车道线的侧向加速度分别为a0和ae，其中v0、ve、a0、ae、p0和pe均可以通过车辆相对车道线位置方程以及目标的状态信息得到。需要说明的是，目标是车辆相对于车道线的位置，包括将车辆保持在两条车道线中央，还是距离其中的一条车道线设定距离等。需要说明的是，可以利用摄像头或其它传感器识别出的车道线位姿信息，从而可以确定车辆到车道线的偏差。步骤120、获取预先设计的轨迹方程，并基于侧向加速度对所述轨迹方程进行拟合处理。本专利技术实施例中，轨迹方程包括：在设定时间段内不连续的状态函数，且所述设定时间段包括至少两个时间子区域，在各个所述时间子区间内所述状态函数均为连续函数，其中，所述状态函数基于侧向偏差、侧向速度、侧向加速度和加速度变化率构成。示例性的，每个时刻点的车辆状态可以用如下状态量表示：其中，p:车辆到车道线的侧向偏差；v:车辆相对车道线的侧向速度；a:车辆相对车道线的侧向加速度；j:车辆相对车道线的加速度变化率。相应地，建立时间与状态函数关联的轨迹方程Cn(t)表达式如下：当t∈[0,te]时，轨迹曲线需要满足如下约束条件：状态量Ck(t)为连续函数，即都是连续函数；轨迹曲线起点Cn(0)＝x0；轨迹曲线终点Cn(te本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆的轨迹规划方法，其特征在于，包括：/n获取在起点位置及终点位置时车辆到车道线的侧向偏差、车辆相对于车道线的侧向速度以及车辆相对于车道线的侧向加速度；/n获取预先设计的轨迹方程，并基于侧向加速度对所述轨迹方程进行拟合处理；/n基于所述侧向偏差、侧向速度和侧向加速度求解拟合后的轨迹方程，得到轨迹曲线，以基于所述轨迹曲线进行自动驾驶。/n

【技术特征摘要】
1.一种车辆的轨迹规划方法，其特征在于，包括：
获取在起点位置及终点位置时车辆到车道线的侧向偏差、车辆相对于车道线的侧向速度以及车辆相对于车道线的侧向加速度；
获取预先设计的轨迹方程，并基于侧向加速度对所述轨迹方程进行拟合处理；
基于所述侧向偏差、侧向速度和侧向加速度求解拟合后的轨迹方程，得到轨迹曲线，以基于所述轨迹曲线进行自动驾驶。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轨迹方程包括：
在设定时间段内不连续的状态函数，且所述设定时间段包括至少两个时间子区域，在各个所述时间子区间内所述状态函数均为连续函数，其中，所述状态函数基于侧向偏差、侧向速度、侧向加速度和加速度变化率构成。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于侧向加速度对所述轨迹方程进行拟合处理，包括：
基于所述侧向加速度采用贝塞尔曲线对各个所述时间子区域内的所述状态函数进行拟合处理，得到拟合后的轨迹方程。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述侧向加速度采用贝塞尔曲线对各个所述时间子区域内的所述状态函数进行拟合处理，包括：
获取预先定义的侧向加速度的贝塞尔曲线，作为侧向加速度函数：
分别对所述加速度函数进行一次积分和二次积分得到侧向速度函数和侧向位移函数；
根据所述侧向加速度函数、侧向速度函数和侧向位移函数确定拟合后的轨迹方程。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述侧向偏差、侧向速度和侧向加速度求解拟合后的轨迹方程，得到轨迹曲线，包括：
根据所述侧向偏差、侧向速度和侧向加速度分别计算各个所述时间子区间内的速度差值和位移差值；
基于所述速度差值和位移差值确定各个所述子区间的中间点位置的侧向加速度和所述子区间的起点位置至所述中间点位置的时间差；
基于起点位置、中间点位置及终点位置时车辆到车道线的侧向偏差、车辆相对于车道线的侧向速度以及车辆相对于车道线的侧向加速度，确定所述轨迹方程对应的轨迹曲线。


6.一种车辆的轨迹规划装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚秉旭，刘洋，陈志新，王洪峰，陈捷，李宇寂，许朝文，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22