车辆控制规划方法及相关产品技术

本发明专利技术公开一种车辆控制规划方法及相关产品，其中方法包括：获取规划的参考路径；基于参考路径计算横向控制量的初始值，并对初始值进行控制采样，得到多个控制采样点；分别基于各控制采样点的横向控制量进行前向递推，得到与各控制采样点对应的纯跟踪路径；分别对各纯跟踪路径进行状态采样，得到对应的多个状态采样点；根据纯跟踪路径的状态采样点与所述参考路径计算所述纯跟踪路径的代价值；选取代价值最小的纯跟踪路径对应的控制采样点的横向控制量。本发明专利技术实施例通过对多个控制采样的横向控制量对应的多条纯跟踪路径进行代价值计算来获取代价值最小的纯跟踪路径对应的横向控制量，可以实现车辆在存在误差的情况下，生成更合理的横向控制量。更合理的横向控制量。更合理的横向控制量。

【技术实现步骤摘要】
车辆控制规划方法及相关产品


[0001]本专利技术涉及自动驾驶
，尤其涉及一种车辆控制规划方法及相关产品。

技术介绍

[0002]随着人工智能技术以及现代制造业的发展，自动驾驶技术已经逐渐走进人们的日常生活，潜移默化的改变着人们的出行方式。无人驾驶技术可以简要的分为感知、预测、定位、决策、规划与控制几个方面，其中控制是自动驾驶的关键部分之一。
[0003]现有的路径规划方法主要有基于搜索和基于采样的规划方法，其中采样规划方法是动态规划算法。动态规划算法是在参考路径上进行多层状态采样，对所有可行路径进行评价，选择最优路径作为输出路径。控制方法主要有模型预测控制算法，该算法包括三个步骤：1.根据车辆当前位置和车辆模型预测系统未来状态；2.求解优化问题，找到代价最小的一条轨迹(最优解)；3.将最优解的第一个控制量作用于系统。
[0004]现有技术常规的控制方法往往应用于规划器给出参考路径，控制器生成控制量来跟踪参考路径。在上述条件下，控制方法没有实时响应避障能力。此外由于各种误差，车辆状态与参考路径给出的参考状态(包括位置和角度)并不完全一致，尤其在保证位置误差较小的情况下，会产生一定的角度误差，而参考路径碰撞校验是基于参考状态，所以车辆实际沿路径行驶过程中，并不能保证完全无碰。
[0005]专利技术人发现：现有的路径规划方法只能检测路点状态是否碰撞，不能根据车辆实时状态判断是否发生碰撞，尤其是当车辆偏离路径时的碰撞检测；模型预测控制算法主要是用于轨迹跟踪，避障能力较弱，如果进行较长步长的预测，求解优化问题会比较耗时，无法解决由于定位误差，跟踪误差，系统延迟等因素，导致车辆实际行走路径与避障路径有一定的位置和姿态偏差，在距离障碍物特别近的情况下，容易发生碰撞，导致车辆急刹。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例旨在至少解决上述技术问题之一。
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供一种车辆控制规划方法，包括：获取规划的参考路径；基于所述参考路径计算横向控制量的初始值，并对所述初始值进行控制采样，得到多个控制采样点；分别基于各控制采样点的横向控制量进行前向递推，得到与各控制采样点对应的纯跟踪路径；分别对各纯跟踪路径进行状态采样，得到与纯跟踪路径对应的多个状态采样点；根据纯跟踪路径的状态采样点与所述参考路径计算所述纯跟踪路径的代价值；选取代价值最小的纯跟踪路径对应的控制采样点的横向控制量作为本次车辆控制规划的横向控制量。
[0008]第二方面，本专利技术实施例提供一种车辆控制规划设备，包括：获取采样模块，用于获取规划的参考路径，基于所述参考路径计算横向控制量的初始值，并对所述初始值进行控制采样，得到多个控制采样点；前向递推模块，用于分别基于各控制采样点的横向控制量进行前向递推，得到与各控制采样点对应的纯跟踪路径；状态采样模块，用于分别对各纯跟
踪路径进行状态采样，得到与纯跟踪路径对应的多个状态采样点；根据纯跟踪路径的状态采样点与所述参考路径计算所述纯跟踪路径的代价值；选取模块，用于选取代价值最小的纯跟踪路径对应的控制采样点的横向控制量作为本次车辆控制规划的横向控制量。
[0009]第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例的车辆控制规划方法的步骤。
[0010]第四方面，本专利技术实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现本专利技术任一实施例的车辆控制规划方法的步骤。
[0011]第五方面，本专利技术实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行本专利技术任一实施例的车辆控制规划方法的步骤。
[0012]第六方面，本专利技术实施例还提供一种移动工具，搭载有摄像头，所述移动工具包括第三方面所述的电子设备，所述摄像头与电子设备通信连接。
[0013]本申请，通过对多个控制采样的横向控制量对应的多条纯跟踪路径进行代价值计算来获取代价值最小的纯跟踪路径对应的横向控制量，可以实现车辆在存在误差的情况下，生成更合理的横向控制量。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本专利技术一实施例提供的一种车辆控制规划方法的一实施例的流程图；
[0016]图2为本专利技术一实施例提供的一种车辆控制规划执行设备的控制采样的示意图；
[0017]图3为本专利技术一实施例提供的一种车辆控制规划方法的一个具体示例的控制示意图；
[0018]图4为本专利技术一实施例提供一种车辆控制规划方法的坐标系示意图；
[0019]图5为本专利技术一实施例提供的一种车辆控制规划方法的又一实施例的流程图；
[0020]图6为本专利技术一实施例提供一种车辆控制规划方法的预瞄算法的预瞄过程示意图；
[0021]图7为本专利技术一实施例提供一种车辆控制规划方法的预测模型的示意图；
[0022]图8为本专利技术一实施例提供的一种车辆控制规划方法的又一实施例的流程图；
[0023]图9为本专利技术一实施例提供一种车辆控制规划方法的参考路径示意图；
[0024]图10为本专利技术一实施例提供的一种车辆控制规划方法的又一实施例的流程图；
[0025]图11为本专利技术一实施例提供的一种车辆控制规划方法的又一实施例的流程图；
[0026]图12为本专利技术一实施例提供一种车辆控制规划方法的状态采样示意图；
[0027]图13为本专利技术一实施例提供的一种车辆控制规划设备的结构框图；
[0028]图14为本专利技术的电子设备的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]本领域技术人员知道，本申请的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
[0031]为了便于理解，以下对本申请涉及的技术术语进行解释：本申请所称的“移动装置”包括但不限于国际自动机工程师学会(Society of Automotiv本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆控制规划方法，包括：获取规划的参考路径；基于所述参考路径计算横向控制量的初始值，并对所述初始值进行控制采样，得到多个控制采样点；分别基于各控制采样点的横向控制量进行前向递推，得到与各控制采样点对应的纯跟踪路径；分别对各纯跟踪路径进行状态采样，得到与纯跟踪路径对应的多个状态采样点；根据纯跟踪路径的状态采样点与所述参考路径计算所述纯跟踪路径的代价值；选取代价值最小的纯跟踪路径对应的控制采样点的横向控制量作为本次车辆控制规划的横向控制量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于控制采样点的横向控制量进行前向递推，得到与该控制采样点对应的纯跟踪路径，具体包括：步骤1、采用预置的预测模型，基于车辆当前位置和所述控制采样点的横向控制量，预测所述车辆当前位置的下一帧位置点；步骤2、将下一帧位置点作为状态采样点，以参考路径上距离该状态采样点最近的路点作为起点按照预置的预瞄距离在所述参考路径上选取预瞄点；并采用预置的预瞄算法，基于该状态采样点和所述预瞄点确定该状态采样点的横向控制量；步骤3、采用所述预测模型，基于所述状态采样点的位置信息及其横向控制量，预测所述状态采样点的下一帧位置点，步骤4，基于该下一帧位置点执行前述步骤2～步骤3，直到满足预置的停止条件，依次到构成纯跟踪路径的所有状态采样点。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2中还包括：判断所述状态采样点的横向控制量与前一状态采样点的横向控制量的差值是否小于预置的阈值；若小于预置的阈值，则基于前一状态采样点的横向控制量更新所述状态采样点的横向控制量。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，得到与各控制采样点对应的纯跟踪路径之后，还包括：分别对各纯跟踪路径进行碰撞检测，保留无碰撞风险的纯跟踪路径；基于无碰撞风险的纯跟踪路径，执行所述分别对各纯跟踪路径进行状态采样，得到与纯跟踪路径对应的多个状态采样点的步骤。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所有纯跟踪路径均有碰撞风险，则分别选取每条纯跟踪路径中距离车辆当前位置最近的状态采样点，并从选取的状态采...

【专利技术属性】
技术研发人员：李笑莹，马晓颖，
申请(专利权)人：北京智行者科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：