一种局部路径规划方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开一种局部路径规划方法、系统以及存储介质。该局部路径规划方法在判断没有基于frenet坐标系的上一规划周期的历史路径时，且无人驾驶车辆与参考线的横向距离大于设定阈值，确定路径规划起点为自车位置后根据frenet坐标进行局部路径规划，得到frenet坐标系下路径再转化得到笛卡尔坐标系下路径；横向距离小于设定阈值时，输出参考线作为当前规划周期的路径；有历史路径时，在历史路径上匹配得到与当前车辆位置一致的待输出路径并评估可用时输出该待输出路径，否则在历史路径上确定路径规划起点后根据frenet坐标进行局部路径重规划。本发明专利技术在不依赖高精度定位的情况下，所生成的路径能够满足时间一致性要求。所生成的路径能够满足时间一致性要求。所生成的路径能够满足时间一致性要求。

【技术实现步骤摘要】
一种局部路径规划方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及无人驾驶
，特别是涉及一种局部路径规划方法、局部路径规划系统及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]无人驾驶车辆核心模块一般包括感知、定位、决策规划、控制模块，决策规划模块中的规划模块可根据周围环境信息生成控制模块可执行的路径。为了达到较好的路径跟踪效果，控制模块对规划模块输出的路径提出了时间一致性的要求。时间一致性要求是指在周围环境没有大的变化时，当前规划周期生成的路径与上一规划周期生成的路径需要保持一致。
[0003]如果局部路径规划不能满足较好的时间一致性，则随着时间的推移，无人驾驶车辆实际行驶的路线与第一时刻规划的路径将出现越来越大的偏差。
[0004]现有技术中是把第一时刻规划生成的路径保存下来，在下一个规划周期，通过高精度定位，确定无人驾驶车辆位置点P
car
，将点P
car
投影到上一规划周期规划路径上，得到位置点P
match
，截取从P
match
开始到上一周期规划路径的末位置作为当前规划周期的路径输出。
[0005]上述方案对高精度定位要求较高，在隧道等GPS信号不好的地方，无法得到高精度定位时该方法失效。另外，无人驾驶车辆配备高精度定位，所需成本过高，不利于无人驾驶技术的推广。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种无高精度定位下满足时间一致性的局部路径规划方法、局部路径规划系统及计算机可读存储介质。
[0007]为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：
[0008]一种局部路径规划方法，包括步骤：
[0009]S1.判断是否存在基于frenet坐标系的上一规划周期的历史路径，若否，则确定路径规划起点为自车位置后进入步骤S2，若是，则进入步骤S4；
[0010]S2.判断无人驾驶车辆与参考线的横向距离是否大于设定阈值，若是，则进入步骤S3进行局部路径规划，否则，输出参考线作为当前规划周期的路径；
[0011]S3.在frenet坐标系下进行动态路径规划，得到frenet坐标系下的路径，对frenet坐标系下的路径坐标转化，得到笛卡尔坐标系下的路径后输出；
[0012]S4.在上一规划周期的历史路径上匹配得到与当前车辆位置一致的待输出路径，根据预设规则评估待输出路径是否可用，若是，则输出该待输出路径，若否，则在历史路径上确定路径规划起点后转入步骤S3进行重规划。
[0013]进一步的，在得到frenet坐标系下的路径后，还包括将得到的frenet坐标系下的规划路径与对应参考线保存下来作为下一规划周期使用的步骤。
[0014]优选的，匹配得到所述待输出路径的步骤如下：
[0015]通过车辆轮速计计算得到无人驾驶车辆从上一规划周期到当前规划周期的行驶里程，然后由该行驶里程计算得到无人驾驶车辆沿参考线方向行驶的第一里程分量，根据第一里程分量在基于frenet坐标系下的历史路径上得到当前无人驾驶车辆位置匹配到上一规划周期的历史路径所处的第一位置P
match_1
；
[0016]通过惯导模块得到当前车辆航向角与参考线的夹角，计算得到无人驾驶车辆沿参考线方向行驶的第二里程分量，根据第二里程分量在基于frenet坐标系下的历史路径上得到当前无人驾驶车辆位置匹配到上一规划周期的历史路径所处的第二位置P
match_2
；
[0017]利用上述的第一位置P
match_1
以及第二位置P
match_2
，通过下式得到最终匹配点P
match_3
，
[0018]P
match_3
＝P
match_1
+λ(P
match_2
‑
P
match_1
),0<λ<1
[0019]删除最终匹配点P
match_3
之前路径，余下路径即为历史路径匹配后得到的待输出路径。
[0020]优选的，步骤S4中，评估待输出路径是否可用，是评估待输出路径是否与当前环境的障碍物有碰撞和\或待输出路径末点是否位于当前参考线上，若与当前环境的障碍物有碰撞和\或待输出路径末点没位于当前参考线上，则进行重规划。
[0021]优选的，评估待输出路径是否与当前环境的障碍物有碰撞通过以下步骤实现：
[0022]计算障碍物与待输出路径在frenet坐标系下偏离参数线的最小距离L
min
，当任一个障碍物的L
min
<L
threshold
时，表明与当前环境障碍物有碰撞风险。
[0023]优选的，评估待输出路径末点是否位于当前参考线上过以下步骤实现：
[0024]将待输出路径末点投影到当前参考线上,得到该末点到参考线的最短距离D
min
，当D
min
<D
threshold
时，认为待输出路径末点位于当前参考线上。
[0025]进一步的，步骤S1的判断是否存在上一规划周期的历史路径的步骤之前，还包括判断是否是第一次规划的步骤，若是第一次规划，则确定规划起点为自车位置，然后进入步骤S2，若否，则进入步骤S1的判断是否存在上一规划周期的历史路径的步骤。
[0026]优选的，所述在历史路径上确定路径规划起点的步骤如下；
[0027]从历史路径中截取一段路径，判断该路径是否与周围障碍物产生碰撞，若产生碰撞，则将规划起点重置为上一规划周期的历史路径上的点S0；否则从上一规划周期的历史路径上选择点S1作为路径规划的起点；
[0028]其中，S0点为无人驾驶车辆的后轴中心匹配投影到历史路径上的点，S1点为历史路径上位于前方的点。
[0029]本专利技术的目的还在于提供一种局部路径规划系统，包括：
[0030]历史路径判断单元，用于判断系统中是否存在基于frenet坐标系的上一规划周期的历史路径；
[0031]规划起点确定单元，用于根据历史路径判断单元的判断结果确定规划起点，其中，在无上一规划周期的历史路径时，确定路径规划起点为自车位置；在有上一规划周期的历史路径时，在历史路径上确定路径规划起点；
[0032]横向距离判定单元，用于判断无人驾驶车辆与参考线的横向距离是否大于设定阈值；
[0033]动态路径规划单元，用于无人驾驶车辆与参考线的横向距离大于设定阈值时或是
历史路径匹配评估单元评估待输出路径不可用时，在frenet坐标系下进行动态路径规划，得到frenet坐标系下的路径，对frenet坐标系下的路径坐标转化，得到笛卡尔坐标系下的路径；
[0034]历史路径匹配评估单元，用于在上一规划周期的历史路径上匹配得到与当前车辆位置一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种局部路径规划方法，其特征在于，包括步骤：S1.判断是否存在基于frenet坐标系的上一规划周期的历史路径，若否，则确定路径规划起点为自车位置后进入步骤S2，若是，则进入步骤S4；S2.判断无人驾驶车辆与参考线的横向距离是否大于设定阈值，若是，则进入步骤S3进行局部路径规划，否则，输出参考线作为当前规划周期的路径；S3.在frenet坐标系下进行动态路径规划，得到frenet坐标系下的路径，对frenet坐标系下的路径坐标转化，得到笛卡尔坐标系下的路径后输出；S4.在上一规划周期的历史路径上匹配得到与当前车辆位置一致的待输出路径，根据预设规则评估待输出路径是否可用，若是，则输出该待输出路径，若否，则在历史路径上确定路径规划起点后转入步骤S3进行重规划。2.根据权利要求1所述局部路径规划方法，其特征在于，步骤S3中，在得到frenet坐标系下的路径后，还包括将得到的frenet坐标系下的规划路径与对应参考线保存下来作为下一规划周期使用的步骤。3.根据权利要求1所述局部路径规划方法，其特征在于，步骤S4中，匹配得到所述待输出路径的步骤如下：通过车辆轮速计计算得到无人驾驶车辆从上一规划周期到当前规划周期的行驶里程，然后由该行驶里程计算得到无人驾驶车辆沿参考线方向行驶的第一里程分量，根据第一里程分量在基于frenet坐标系下的历史路径上得到当前无人驾驶车辆位置匹配到上一规划周期的历史路径所处的第一位置P
match_1
；通过惯导模块得到当前车辆航向角与参考线的夹角，计算得到无人驾驶车辆沿参考线方向行驶的第二里程分量，根据第二里程分量在基于frenet坐标系下的历史路径上得到当前无人驾驶车辆位置匹配到上一规划周期的历史路径所处的第二位置P
match_2
；利用上述的第一位置P
match_1
以及第一位置P
match_2
，通过下式得到最终匹配点P
match_3
，P
match_3
＝P
matc_1
+λ(P
match_2
‑
P
match_1
)，0＜λ＜1删除最终匹配点P
match_3
之前路径，余下路径即为历史路径匹配后得到的待输出路径。4.根据权利要求1所述局部路径规划方法，其特征在于，步骤S4中，评估待输出路径是否可用，是评估待输出路径是否与当前环境的障碍物有碰撞和\或待输出路径末点是否位于当前参考线上，若与当前环境的障碍物有碰撞和\或待输出路径末点没位于当前参考线上，则进行重规划。5.根据权利要求4所述局部路径规划方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘青贵，徐成，张放，李晓飞，王肖，张德兆，霍舒豪，
申请(专利权)人：武汉智行者科技有限公司，
类型：发明
国别省市：