无人车的路径规划方法、装置和计算机可读存储介质制造方法及图纸

本公开涉及一种无人车的路径规划方法、装置和计算机可读存储介质，涉及自动驾驶技术领域。本公开的方法包括：确定无人车对应的质点由起始点到目的点的粗略路径，其中，无人车被收缩为质点，散点障碍物被膨胀为圆形；粗略路径使无人车对应的质点不与散点障碍物对应的圆形发生碰撞；根据粗略路径拓展出与圆形的覆盖区域无交集的多个矩形区域；将无人车的车体在行驶过程中与散点障碍物无碰撞的约束条件，简化为无人车对应的质点不超出矩形区域的范围的约束条件；根据简化后的约束条件，确定无人车由起始点到目的点的最优路径。

【技术实现步骤摘要】
无人车的路径规划方法、装置和计算机可读存储介质
本公开涉及自动驾驶
，特别涉及一种无人车的路径规划方法、装置和计算机可读存储介质。
技术介绍
在自动驾驶领域，无人车(即自动驾驶车辆)的路径规划问题，一直是本领域技术人员致力研究的问题。在无人车由起始点到目的点的路径需要避免与无人车周围的障碍物发生碰撞。一些算法中，建立碰撞躲避约束条件来求解无人车由起始点到目的点的路径。
技术实现思路
专利技术人发现，碰撞躲避约束条件是求解无人车的路径过程中最困难的部分，导致确定无人车路径的效率很低。本公开所要解决的一个技术问题是：如何提高无人车由起始点到目的点的最优路径的确定效率。根据本公开的一些实施例，提供的一种无人车的路径规划方法，包括：确定无人车对应的质点由起始点到目的点的粗略路径，其中，无人车被收缩为质点，散点障碍物被膨胀为圆形；粗略路径使无人车对应的质点不与散点障碍物对应的圆形发生碰撞；根据粗略路径拓展出与圆形的覆盖区域无交集的多个矩形区域；将无人车的车体在行驶过程中与散点障碍物无碰撞的约束条件，简化为无人车对应的质点不超出矩形区域的范围的约束条件；根据简化后的约束条件，确定无人车由起始点到目的点的最优路径。在一些实施例中，在无人车对应的质点包括多个的情况下，粗略路径包括每个质点对应的不同的粗略路径；根据粗略路径拓展出与圆形的覆盖区域无交集的多个矩形区域包括：针对每个质点对应的粗略路径，在粗略路径上等长度间隔采样多个点；将采样的多个点中每相邻的两个相连，形成多条表征线段；根据每条表征线段拓展出与圆形的覆盖区域无交集的一个矩形区域，作为表征矩形。在一些实施例中，根据每条段拓展出与圆形的覆盖区域无交集的一个矩形区域包括：针对每条表征线段，将线段作为宽度为0的矩形，按照预设拓展长度，沿着矩形的四边所在面的法线方向向外拓展矩形的四条边，判断拓展后的矩形的四条边是否圆形的覆盖区域有交集；将与圆形的覆盖区域有交集的边收缩到拓展前的位置，并不再进行拓展；对于与圆形的覆盖区域无交集的边，重复执行按照预设拓展长度沿着该边所在面的法线方向向外拓展的过程，直至确定四条边都无法再次进行拓展的矩形区域，作为表征矩形。在一些实施例中，简化为无人车对应的质点不超出矩形区域的范围的约束条件包括：简化为无人车对应的质点在每一等间隔的时间区间里不超出对应的表征矩形的区域的约束条件；其中，每一等间隔的时间区间根据无人车的质点由起始点到目的点的总时间与该质点对应的表征线段总条数的比值确定。在一些实施例中，确定无人车对应的质点由起始点到目的点的粗略路径包括：确定无人车由起始点到目的点的车体粗略路径；根据无人车前后轮轴距，无人车前悬距离，无人车后悬距离，无人车的宽度以及无人车在坐标系中的姿态角，将车体粗略路径转换为质点由起始点到目的点的粗略路径。在一些实施例中，还包括：确定覆盖无人车车体的圆形的圆心和半径；根据半径将散点障碍物膨胀为圆形，根据圆心将无人车收缩为质点。在一些实施例中，确定覆盖无人车车体的圆形的圆心和半径包括：在坐标系中，根据无人车后轮轴中心点的位置，无人车前后轮轴距，无人车前悬距离，无人车后悬距离以及无人车的姿态角，确定覆盖无人车车体的圆形的圆心；根据无人车后轮轴中心点的位置，无人车前后轮轴距，无人车前悬距离，无人车后悬距离，无人车车体的宽度，确定覆盖无人车车体的圆形的半径。在一些实施例中，根据简化后的约束条件，确定无人车由起始点到目的点的最优路径包括：根据车辆运动学模型，简化后的约束条件和两点边值约束条件，确定无人车由起始点到目的点时间最短的最优路径。根据本公开的另一些实施例，提供的一种无人车的路径规划装置，包括：粗略路径确定模块，用于确定无人车对应的质点由起始点到目的点的粗略路径，其中，无人车被收缩为质点，散点障碍物被膨胀为圆形；粗略路径使无人车对应的质点不与散点障碍物对应的圆形发生碰撞；隧道建立模块，用于根据粗略路径拓展出与圆形的覆盖区域无交集的多个矩形区域；约束转化模块，用于将无人车的车体在行驶过程中与散点障碍物无碰撞的约束条件，简化为无人车对应的质点不超出矩形区域的范围的约束条件；路径确定模块，用于根据简化后的约束条件，确定无人车由起始点到目的点的最优路径。在一些实施例中，在无人车对应的质点包括多个的情况下，粗略路径包括每个质点对应的不同的粗略路径；隧道建立模块用于针对每个质点对应的粗略路径，在粗略路径上等长度间隔采样多个点；将采样的多个点中每相邻的两个相连，形成多条表征线段；根据每条表征线段拓展出与圆形的覆盖区域无交集的一个矩形区域，作为表征矩形。在一些实施例中，隧道建立模块用于针对每条表征线段，将线段作为宽度为0的矩形，按照预设拓展长度，沿着矩形的四边所在面的法线方向向外拓展矩形的四条边，判断拓展后的矩形的四条边是否圆形的覆盖区域有交集；将与圆形的覆盖区域有交集的边收缩到拓展前的位置，并不再进行拓展；对于与圆形的覆盖区域无交集的边，重复执行按照预设拓展长度沿着该边所在面的法线方向向外拓展的过程，直至确定四条边都无法再次进行拓展的矩形区域，作为表征矩形。在一些实施例中，隧道建立模块用于将无人车的车体在行驶过程中与散点障碍物无碰撞的约束条件，简化为无人车对应的质点在每一等间隔的时间区间里不超出对应的表征矩形的区域的约束条件；其中，每一等间隔的时间区间根据无人车的质点由起始点到目的点的总时间与该质点对应的表征线段总条数的比值确定。在一些实施例中，粗略路径确定模块用于确定无人车由起始点到目的点的车体粗略路径；无人车前后轮轴距，无人车前悬距离，无人车后悬距离，无人车的宽度以及无人车在坐标系中的姿态角，将车体粗略路径转换为质点由起始点到目的点的粗略路径。在一些实施例中，还包括：场景转化模块，用于确定覆盖无人车车体的圆形的圆心和半径；根据半径将散点障碍物膨胀为圆形，根据圆心将无人车收缩为质点。在一些实施例中，场景转化模块用于在坐标系中，根据无人车后轮轴中心点的位置，无人车前后轮轴距，无人车前悬距离，无人车后悬距离以及无人车的姿态角，确定覆盖无人车车体的圆形的圆心；根据无人车后轮轴中心点的位置，无人车前后轮轴距，无人车前悬距离，无人车后悬距离，无人车车体的宽度，确定覆盖无人车车体的圆形的半径。在一些实施例中，路径确定模块用于根据车辆运动学模型，简化后的约束条件和两点边值约束条件，确定无人车由起始点到目的点时间最短的最优路径。根据本公开的又一些实施例，提供的一种无人车的路径规划装置，包括：处理器；以及耦接至处理器的存储器，用于存储指令，指令被处理器执行时，使处理器执行如前述任意实施例的无人车的路径规划方法。根据本公开的再一些实施例，提供的一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现前述任意实施例的无人车的路径规划方法的步骤。本公开中无人车被收缩为质点，散点障碍物被膨胀为圆形，首先确定无人车对应的质点由起始点到目的点的粗略路径，基于粗略路径拓展出与圆形的覆盖区域无交本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人车的路径规划方法，包括：/n确定无人车对应的质点由起始点到目的点的粗略路径，其中，所述无人车被收缩为质点，散点障碍物被膨胀为圆形；所述粗略路径使所述无人车对应的质点不与所述散点障碍物对应的圆形发生碰撞；/n根据所述粗略路径拓展出与所述圆形的覆盖区域无交集的多个矩形区域；/n将所述无人车的车体在行驶过程中与所述散点障碍物无碰撞的约束条件，简化为所述无人车对应的质点不超出所述矩形区域的范围的约束条件；/n根据简化后的约束条件，确定所述无人车由起始点到目的点的最优路径。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人车的路径规划方法，包括：
确定无人车对应的质点由起始点到目的点的粗略路径，其中，所述无人车被收缩为质点，散点障碍物被膨胀为圆形；所述粗略路径使所述无人车对应的质点不与所述散点障碍物对应的圆形发生碰撞；
根据所述粗略路径拓展出与所述圆形的覆盖区域无交集的多个矩形区域；
将所述无人车的车体在行驶过程中与所述散点障碍物无碰撞的约束条件，简化为所述无人车对应的质点不超出所述矩形区域的范围的约束条件；
根据简化后的约束条件，确定所述无人车由起始点到目的点的最优路径。


2.根据权利要求1所述的路径规划方法，其中，
在所述无人车对应的质点包括多个的情况下，所述粗略路径包括每个质点对应的不同的粗略路径；
所述根据所述粗略路径拓展出与所述圆形的覆盖区域无交集的多个矩形区域包括：
针对每个质点对应的粗略路径，在所述粗略路径上等长度间隔采样多个点；将采样的多个点中每相邻的两个相连，形成多条表征线段；根据每条表征线段拓展出与所述圆形的覆盖区域无交集的一个矩形区域，作为表征矩形。


3.根据权利要求2所述的路径规划方法，其中，
所述根据每条段拓展出与所述圆形的覆盖区域无交集的一个矩形区域包括：
针对每条表征线段，将所述线段作为宽度为0的矩形，按照预设拓展长度，沿着所述矩形的四边所在面的法线方向向外拓展所述矩形的四条边，判断拓展后的矩形的四条边是否所述圆形的覆盖区域有交集；
将与所述圆形的覆盖区域有交集的边收缩到拓展前的位置，并不再进行拓展；对于与所述圆形的覆盖区域无交集的边，重复执行按照预设拓展长度沿着该边所在面的法线方向向外拓展的过程，直至确定四条边都无法再次进行拓展的矩形区域，作为表征矩形。


4.根据权利要求2所述的路径规划方法，其中，
所述简化为所述无人车对应的质点不超出所述矩形区域的范围的约束条件包括：
简化为所述无人车对应的质点在每一等间隔的时间区间里不超出对应的表征矩形的区域的约束条件；
其中，所述每一等间隔的时间区间根据无人车的质点由起始点到目的点的总时间与该质点对应的表征线段总条数的比值确定。


5.根据权利要求2所述的路径规划方法，其中，
所述确定无人车对应的质点由起始点到目的点的粗略路径包括：
确定所述无人车由起始点到目的点的车体粗略路径；
根据所述无人车前后轮轴距，所述无人车前悬距离，所述无人车后悬距离，所述无人车的宽度以及所述无人车在坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：李柏，孔旗，
申请(专利权)人：北京京东乾石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11