可行驶空间规划方法及设备技术

本申请实施例提供一种可行驶空间规划方法及设备。在本申请实施例中，利用设定坐标系，建立自主移动设备所处区域空间在设定坐标系下的代价地图；并基于代价地图，在障碍物周边探索自主移动设备的可行驶空间，减少了对空白区域的探索，有助于提升可行驶空间探索效率。有助于提升可行驶空间探索效率。有助于提升可行驶空间探索效率。

【技术实现步骤摘要】
可行驶空间规划方法及设备


[0001]本申请涉及智能决策
，尤其涉及一种可行驶空间规划方法及设备。

技术介绍

[0002]随着人工智能技术的不断发展，自主移动设备逐渐进入人们的生活。自主移动设备在自主移动过程中，需要进行可行驶空间探索，再基于探索出的可行驶空间，进行行驶路线规划，之后，沿着规划好的行驶路线移动。可行驶空间探索的效率，直接影响后续路线规划的效率。因此，提高可行驶空间的探索效率成为本领域技术人员需要持续研究的问题。

技术实现思路

[0003]本申请的多个方面提供一种可行驶空间规划方法及设备，用以提高可行驶空间规划效率。
[0004]本申请实施例提供一种可行驶空间规划方法，包括：
[0005]获取自主移动设备所处区域在设定坐标系下的代价地图；
[0006]根据障碍物在所述代价地图中的障碍物投影位置信息，控制所述自主移动设备在设定坐标系中的目标投影在所述障碍物的投影的周边移动，以获得所述目标投影向目的地移动过程中在代价地图中产生的目标投影位置信息；
[0007]基于所述目标投影位置信息和所述障碍物投影位置信息，对所述目标投影和所述障碍物的投影进行碰撞检测；
[0008]根据碰撞检测结果，确定所述自主移动设备在相应障碍物周边的可行驶空间。
[0009]本申请实施例还提供一种计算设备，包括：存储器和处理器；其中，所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器耦合至所述存储器，用于执行所述计算机程序以用于执行上述可行驶空间规划方法中的步骤。
[0010]本申请实施例还提供一种自主移动设备，包括：机械本体以及设置于所述机械本体内的用于执行上述可行驶空间规划方法的计算设备。
[0011]本申请实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，致使所述一个或多个处理器执行上述可行驶空间规划方法中的步骤。
[0012]在本申请实施例中，利用设定坐标系，建立自主移动设备所处区域空间在设定坐标系下的代价地图；并基于代价地图，在障碍物周边探索自主移动设备的可行驶空间，减少了对空白区域的探索，有助于提升可行驶空间探索效率。
附图说明
[0013]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0014]图1a为本申请实施例提供的横纵向采样动态规划可行驶空间的过程示意图；
[0015]图1b为本申请实施例提供的Lattice规划方法规划出的可行驶空间效果示意图；
[0016]图1c为本申请实施例提供的维诺图方法规划可行驶空间的过程示意图；
[0017]图2a为本申请实施例提供的可行驶空间规划方法的流程示意图；
[0018]图2b为本申请实施例提供的确定膨胀区域方法的示意图；
[0019]图2c为本申请实施例提供的Frenet坐标系构建过程示意图；
[0020]图2d为本申请实施例提供的模拟自主移动设备向目的地移动过程示意图；
[0021]图2e为本申请实施例提供的代价地图构建方法的流程示意图；
[0022]图2f为本申请实施例提供的可行驶空间规划方法的流程示意图；
[0023]图2g为本申请实施例提供的探索出的搜索树的结构示意图；
[0024]图2h和图2i为利用本申请实施例提供的可行驶空间规划方法得到的绕行效果示意图；
[0025]图2j为利用本申请实施例提供的可行驶空间规划方法得到的过桩效果示意图；
[0026]图3为本申请实施例提供的自主移动设备的硬件结构框图；
[0027]图4为本申请实施例提供的计算设备的结构示意图。
具体实施方式
[0028]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0029]在自动驾驶(智能驾驶或无人驾驶)领域，对自主移动设备的可行驶空间规划是一个需要不断优化和解决的问题。在实际应用中，可行驶空间的规划(探索)往往会遇到自主移动设备无法通行的轨迹空间或者不适合自主移动设备通过的轨迹空间(狭小空间或多障碍物空间)等问题。面对这样一些问题，可采用如下方式探索自主移动设备的可行驶空间：
[0030]方案1：横纵向采样方法+动态规划(DP)
[0031]在方案1中，首先通过在车道的横纵向上均匀采样得到多层的候选点集合，然后基于DP求解来获取初解。动态规划的主要思路是以自主移动设备当前位置为起点，沿着车道横纵向采样一些点，横向采样的一组点叫做水平方向采样点(level)，并点封装成节点(node)后，分别计算不同level间的节点的代价(cost)，就构成了图(graph)。利用DP更新node的最小代价，找到一条连接起点和终点的最优中心线代价最小的一条路径。与传统的图搜索方法找最短路径，区别在于代价包含了平滑、无碰的指标。
[0032]具体步骤是：如图1a所示，在相邻层之间的每两个点之间使用样条曲线插值得到相邻层之间的局部中心线，然后使用包含碰撞、平滑性等多种代价的评估函数评估相邻层间的每条局部中心线的代价，并得到其中最好的那条局部中心线。然后以最优局部中心线的终点作为接下来计算的起点，逐层递推计算后续两个相邻层的局部最优连接线，直到抵达终点。
[0033]方案1的缺点如下：
[0034](1)每次只能输出一条,无法在一次计算完成所有可能性,障碍物多的情况下计算消耗比较高，不适用于落地实施。
[0035](2)需要设置横向、纵向的采样距离参数，较难平衡效率和精度。
[0036](3)参数较多,调节起来很复杂，很难适用于多变的场景。
[0037](4)需要一套复杂轨迹评估的方法。
[0038]方案2：Lattice规划方法
[0039]Lattice规划和EM Planner在设计上最大的区别在于，Lattice规划是横向纵向综合求解的，而EM是分开求解的。和EM planner一样，Lattice Planner也将轨迹规划问题分解成横向和纵向两个1维空间的独立的轨迹规划问题,降低规划难度。横向仍然是SL问题，也就是Station Lateral，纵向上也还是ST，也就是Station Time问题。
[0040]Lattice规划算法的第一步是根据起点和终点的状态，在位置空间和时间上同时进行撒点。撒点的起始状态和终止状态各有6个参数，包括了3个横向参数，即横向位置、横向位置的导数也就是Heading、Heading的导数；3个纵向参数，即纵向位置、纵向位置的一阶导数也就是速度、纵向位置的二阶导数(也就是加速度)。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可行驶空间规划方法，其中，包括：获取自主移动设备所处区域在设定坐标系下的代价地图；根据障碍物在所述代价地图中的障碍物投影位置信息，控制所述自主移动设备在设定坐标系中的目标投影在所述障碍物的投影的周边移动，以获得所述目标投影向目的地移动过程中在代价地图中产生的目标投影位置信息；基于所述目标投影位置信息和所述障碍物投影位置信息，对所述目标投影和所述障碍物的投影进行碰撞检测；根据碰撞检测结果，确定所述自主移动设备在相应障碍物周边的可行驶空间。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述设定坐标系为Frenet坐标系，所述方法还包括：按照设定的采样间隔，在Frenet坐标系的参考线的左右两侧分别设置多条采样曲线，所述多条采样曲线为所述参考线的平行曲线；所述根据障碍物在所述代价地图中的障碍物投影位置信息，控制所述自主移动设备在设定坐标系中的目标投影在所述障碍物的投影周边移动，包括：根据所述障碍物投影位置信息，从所述多条采样曲线中确定所述代价地图中分布有障碍物的采样曲线；从分布有障碍物的采样曲线中，获取与所述自主移动设备距离最近的边界采样曲线；获取所述自主移动设备与所述边界采样曲线之间的无障碍物分布的目标采样曲线；控制所述目标投影朝着所述目标采样曲线的方向向前移动，以获得所述目标投影向目的地移动在所述代价地图中产生的一个目标投影位置信息。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述根据障碍物在所述代价地图中的障碍物投影位置信息，确定所述代价地图中分布有障碍物的采样曲线，包括：根据所述障碍物投影位置信息，获取所述障碍物在槽线上的分布；所述槽线为与所述参考线的起点的切线垂直的横向轴线；根据所述障碍物在槽线上的分布，获取被障碍物占据的槽位；将所述被障碍物占据的槽位所在的采样曲线，作为所述分布有障碍物的采样曲线。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述控制所述目标投影朝着所述目标采样曲线的方向移动，包括：将所述目标投影从当前位置朝着第一采样曲线的方向向前移动设定距离，得到所述目标投影在所述代价地图中的第一投影位置；其中，所述第一采样曲线为所述目标采样曲线中所述目标投影当前所在的采样曲线，或者，为所述目标采样曲线中位于所述目标投影左侧且与所述目标投影距离最近的采样曲线，或者，为所述目标采样曲线中位于所述目标投影右侧且与所述目标投影距离最近的采样曲线。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于所述目标投影位置信息和所述障碍物投影位置信息，对所述目标投影和所述障碍物的投影进行碰撞检测，包括：根据所述目标投影的大小、所述障碍物投影位置信息及所述代价地图中的膨胀区域，判断移动到所述第一投影位置的目标投影是否与所述障碍物的投影存在重叠以及判断移动到所述第一投影位置的目标投影的中心是否落入所述膨胀区域；
若判断结果均为否，则确定所述目标投影在所述第一投影位置与所述障碍物的投影无碰撞。6.根据权利要求5所述的方法，其中，还包括：以所述自主移动设备当前位置为根节点；所述根据碰撞检测结果，确定所述自主移动设备的可行驶空间，包括：在所述目标投影在所述第一投影位置与所述障碍物的投影无碰撞的情况下，基于所述第一投影位置进行前向启发式搜索，以确定所述根节点的子树；根据所述根节点及所述根节点的子树所形成的搜索树，确定所述自主移动设备在相应障碍物周边的可行驶空间。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述基于述第一投影位置进行前向启发式搜索，以确定所述根节点的子树，包括：判断所述第一投影位置是否位于所述第一采样曲线上；若判断结果为是，则将所述第一投影位置作为所述根节...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志浩，胡晋，沈慧，
申请(专利权)人：阿里巴巴集团控股有限公司，
类型：发明
国别省市：