一种自动驾驶控制方法、装置、车辆及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种自动驾驶控制方法、装置、车辆及存储介质。该方法包括：在自然坐标系下根据第一目标函数确定自动驾驶的规划路径和规划速度；根据所述规划路径、所述规划速度以及第二目标函数确定自动驾驶的目标轨迹；根据所述目标轨迹求解控制序列，并按照所述控制序列控制车辆自动驾驶。上述技术方案在规划路径和规划速度的基础上，根据目标函数准确地确定车辆自动驾驶的目标轨迹，进而按照目标轨迹控制车辆自动驾驶，提高自动驾驶的可靠性。

An automatic driving control method, device, vehicle and storage medium

【技术实现步骤摘要】
一种自动驾驶控制方法、装置、车辆及存储介质
本专利技术实施例涉及车辆控制
，尤其涉及一种自动驾驶控制方法、装置、车辆及存储介质。
技术介绍
汽车是人们生活和工作中必不可少的交通工具，具有越来越强的智能性，尤其是自动驾驶功能，给人们带来了极大便利。在自动驾驶的轨迹规划过程中，车辆运动学和动力学模型中的参数具有不确定性，并且在复杂随机的道路环境中，还会有其他机动车辆、行人等，这些智能体的行为随机性给车辆的自主决策带来极大地难度和挑战。目前，自动驾驶应用了一些智能决策方法，例如基于深度学习进行自动驾驶的规划和控制，这种方法在理论上能够实现拟合任意的函数，但是需要大量的人为标签和样本，短期无法实现；例如基于强化学习进行规划和控制，基于行为主义设定奖惩函数，通过不断试错来优化决策，然而在自动驾驶决策上，有些错误是无法接受的和不能尝试的。因此，目前对于自动驾驶的规划和控制还停留在较为简单的工况下，无法实现可靠的自主决策。
技术实现思路
本专利技术提供了一种自动驾驶控制方法、装置、车辆及存储介质，以提高自动驾驶的可靠性。第一方面，本专利技术实施例提供了一种自动驾驶控制方法，包括：在自然坐标系下根据第一目标函数确定自动驾驶的规划路径和规划速度；根据所述规划路径、所述规划速度以及第二目标函数确定自动驾驶的目标轨迹；根据所述目标轨迹求解控制序列，并按照所述控制序列控制车辆自动驾驶。进一步的，所述在自然坐标系下根据第一目标函数确定自动驾驶的规划路径和规划速度，包括：在设定范围内的车道内设置候选路径点并生成路径候选集；基于所述路径候选集在自然坐标系下建立第一目标函数，所述第一目标函数分别与车辆的实际速度、实际加速度、实际加速度导数以及实际路径相关联；求解使所述第一目标函数最小的实际速度、实际加速度、实际加速度导数以及实际路径，并根据求得的实际速度、实际加速度、实际加速度导数以及实际路径确定所述规划路径和规划速度。进一步的，所述根据所述规划路径、所述规划速度以及第二目标函数确定自动驾驶的目标轨迹，包括：基于所述路径候选集在自然坐标系下建立第二目标函数，所述第二目标函数分别与车辆的实际状态量以及状态差距量相关联，其中，所述状态差距量包括所述实际状态量与所述规划路径之间的差距量以及所述实际状态量与所述规划速度之间的差距量；求解使所述第二目标函数最小的实际状态量，并根据所述实际状态量确定自动驾驶的目标轨迹。进一步的，还包括：通过传感器读取实际状态量；所述实际状态量包括：实际横向位移、实际纵向位移、实际速度、实际加速度、实际横摆角速度、实际车身角度、实际航向角以及实际加速度；所述实际状态量在道路的速度限制、起停限制以及行驶方向限制的范围内。进一步的，所述第一目标函数和所述第二目标函数对应的约束条件包括：所述目标轨迹在障碍物车辆形状的区域之外，其中，所述障碍物车辆形状设定为以横轴为长轴的椭圆形。进一步的，所述根据所述目标轨迹求解控制序列，包括：构建所述第一目标函数、所述第二目标函数以及所述约束条件对应的汉密尔顿函数；将所述汉密尔顿函数进行偏微分，得到第一函数；采用基于连续性的广义极小残量(Continuation/GeneralizedMinimalResidual，C/GMRES)算法求解所述第一函数，得到所述控制序列。进一步的，在所述在自然坐标系下根据第一目标函数确定自动驾驶的规划路径和规划速度之前，还包括：将笛卡尔坐标系转换为自然坐标系，其中，所述自然坐标系以道路中心线为横轴，以道路的法线为纵轴。第二方面，本专利技术实施例提供了一种自动驾驶控制装置，包括：行为规划模块，用于在自然坐标系下根据第一目标函数确定自动驾驶的规划路径和规划速度；轨迹确定模块，用于根据所述规划路径、所述规划速度以及第二目标函数确定自动驾驶的目标轨迹；序列求解模块，用于根据所述目标轨迹求解控制序列；控制模块，用于按照所述控制序列控制车辆自动驾驶。第三方面，本专利技术实施例提供了一种车辆，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；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第一方面所述的自动驾驶控制方法。第四方面，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第一方面所述的自动驾驶控制方法。本专利技术实施例提供了一种自动驾驶控制方法、装置、车辆及存储介质，该方法包括：在自然坐标系下根据第一目标函数确定自动驾驶的规划路径和规划速度；根据所述规划路径、所述规划速度以及第二目标函数确定自动驾驶的目标轨迹；根据所述目标轨迹求解控制序列，并按照所述控制序列控制车辆自动驾驶。上述技术方案在规划路径和规划速度的基础上，根据目标函数准确地确定车辆自动驾驶的目标轨迹，进而按照目标轨迹控制车辆自动驾驶，提高自动驾驶的可靠性。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的一种自动驾驶控制方法的流程图；图2为本专利技术实施例一中的建立自然坐标系的示意图；图3为本专利技术实施例二提供的一种自动驾驶控制方法的流程图；图4为本专利技术实施例二中的路径候选集的示意图；图5为本专利技术实施例二中的规划路径的示意图；图6为本专利技术实施例二中的规划速度的示意图；图7为本专利技术实施例二中的确定自动驾驶的目标轨迹的原理示意图；图8为本专利技术实施例二中的车辆形状的约束条件的示意图；图9为本专利技术实施例二中的目标轨迹的示意图；图10为本专利技术实施例三提供的一种自动驾驶控制装置的结构示意图；图11为本专利技术实施例四提供的一种车辆的硬件结构示意图。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。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种自动驾驶控制方法的流程图。本实施例可适用于通过对车辆的轨迹和状态进行预测和控制以实现车辆的自动驾驶的情况。具体的，该自动驾驶控制方法可以由自动驾驶控制装置执行，该自动驾驶控制装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成在车辆中。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：S110、在自然坐标系下根据第一目标函数确定自动驾驶的规划路径和规划速度。具体的，在路径规划中通常基于笛卡尔坐标系进行计算，而本实施例考虑到自动驾驶是处于结构化道路的场景，采用笛卡尔坐标系难以建立目标函数、约束条件或预测模型等，因此基于自然坐标系对自动驾驶轨迹进行预测和规划。首先，根据第一目标函数确定规划路径和规划速度，例如，通过摄像头、距离传感器、雷达等采集道路数据，道路数据包括车道方向、车位线、障碍物位置等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动驾驶控制方法，其特征在于，包括：/n在自然坐标系下根据第一目标函数确定自动驾驶的规划路径和规划速度；/n根据所述规划路径、所述规划速度以及第二目标函数确定自动驾驶的目标轨迹；/n根据所述目标轨迹求解控制序列，并按照所述控制序列控制车辆自动驾驶。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶控制方法，其特征在于，包括：
在自然坐标系下根据第一目标函数确定自动驾驶的规划路径和规划速度；
根据所述规划路径、所述规划速度以及第二目标函数确定自动驾驶的目标轨迹；
根据所述目标轨迹求解控制序列，并按照所述控制序列控制车辆自动驾驶。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在自然坐标系下根据第一目标函数确定自动驾驶的规划路径和规划速度，包括：
在设定范围内的车道内设置候选路径点并生成路径候选集；
基于所述路径候选集在自然坐标系下建立第一目标函数，所述第一目标函数分别与车辆的实际速度、实际加速度、实际加速度导数以及实际路径相关联；
求解使所述第一目标函数最小的实际速度、实际加速度、实际加速度导数以及实际路径，并根据求得的实际速度、实际加速度、实际加速度导数以及实际路径确定所述规划路径和规划速度。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述规划路径、所述规划速度以及第二目标函数确定自动驾驶的目标轨迹，包括：
基于所述路径候选集在自然坐标系下建立第二目标函数，所述第二目标函数分别与车辆的实际状态量以及状态差距量相关联，其中，所述状态差距量包括所述实际状态量与所述规划路径之间的差距量以及所述实际状态量与所述规划速度之间的差距量；
求解使所述第二目标函数最小的实际状态量，并根据所述实际状态量确定自动驾驶的目标轨迹。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：通过传感器读取实际状态量；
所述实际状态量包括：实际横向位移、实际纵向位移、实际速度、实际加速度、实际横摆角速度、实际车身角度、实际航向角以及实际加速度；
所述实际状态量在道路的速度限制、起停限制以及行驶方向限制的范围内。

【专利技术属性】
技术研发人员：杨斯琦，吕颖，崔茂源，
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