全挂汽车列车的轨迹规划方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

本公开实施例公开了一种全挂汽车列车的轨迹规划方法、装置、设备和介质，该方法包括：获取用于确定目标牵引车的第一偏差向量和目标全挂拖斗的第二偏差向量的跟踪偏差模型，进而根据与实际状态向量相关的安全裕度评价函数、安全约束以及跟踪偏差模型，构建轨迹优化问题，通过轨迹优化问题对待规划区域内的初始参考轨迹进行迭代求解，以在迭代求解过程中同时考虑牵引车和全挂拖斗的偏差来评价安全裕度，得到最优的目标控制量序列，进而得到通行安全裕度最大的目标参考轨迹，使得牵引车和全挂拖斗构成的全挂汽车列车整体可以以较大的安全裕度通过，提高了全挂汽车列车通过狭窄区域的安全性。域的安全性。域的安全性。

【技术实现步骤摘要】
全挂汽车列车的轨迹规划方法、装置、设备和介质


[0001]本公开涉及自动驾驶
，尤其涉及一种全挂汽车列车的轨迹规划方法、装置、设备和介质。

技术介绍

[0002]一辆牵引车挂载一辆全挂拖斗组成的全挂汽车列车，在港口、机场、厂区等物流场景中广泛应用。为了提升运输效率，某些场景会使用较长轴距的全挂拖斗，这类车辆的特点是轴距较长，通过弯道时需要较大的转向空间。
[0003]随着无人驾驶技术的快速发展，无人驾驶的全挂汽车列车在多场景实现落地应用。在通行环境方面，全挂汽车列车通常需要通过空间狭窄、局部道路曲率较大的狭窄区域，例如港口码头、矿山、物流园区等场景，通常涉及一些空间狭窄、局部道路曲率较大的环境。在这类狭窄区域中，长轴距、宽车身的全挂汽车列车很难以安全通过，成为制约无人驾驶车辆场景扩展和性能提升的关键瓶颈之一。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种全挂汽车列车的轨迹规划方法、装置、设备和介质，以实现对全挂汽车列车的轨迹规划，使得全挂汽车列车以较大的安全裕度通过狭窄区域，解决现有技术中长轴距、宽车身的全挂汽车列车难以安全通过狭窄区域的技术问题。
[0005]第一方面，本公开实施例提供了一种全挂汽车列车的轨迹规划方法，该方法包括：
[0006]获取目标全挂汽车列车对应的跟踪偏差模型，其中，所述目标全挂汽车列车包括目标牵引车和目标全挂拖斗，所述跟踪偏差模型用于确定各离散点对应的实际状态向量，所述实际状态向量包括所述目标牵引车的第一偏差向量以及所述目标全挂拖斗的第二偏差向量；
[0007]根据所述目标全挂汽车列车的安全裕度评价函数、安全约束以及所述跟踪偏差模型，构造轨迹优化问题，其中，所述安全裕度评价函数用于根据所述实际状态向量确定所述目标全挂汽车列车的通行安全裕度；
[0008]确定所述目标全挂汽车列车在待规划区域内的初始参考轨迹，基于所述轨迹优化问题对所述初始参考轨迹进行迭代求解，得到目标控制量序列，其中，所述目标控制量序列包括各离散点对应的实际转向曲率；
[0009]基于所述目标控制量序列确定所述目标全挂汽车列车在所述待规划区域内的目标参考轨迹。
[0010]第二方面，本公开实施例还提供了一种定位装置，该装置包括：
[0011]偏差模型获取模块，获取目标全挂汽车列车对应的跟踪偏差模型，其中，所述目标全挂汽车列车包括目标牵引车和目标全挂拖斗，所述跟踪偏差模型用于确定各离散点对应的实际状态向量，所述实际状态向量包括所述目标牵引车的第一偏差向量以及所述目标全
挂拖斗的第二偏差向量；
[0012]优化问题构建模型，用于根据所述目标全挂汽车列车的安全裕度评价函数、安全约束以及所述跟踪偏差模型，构造轨迹优化问题，其中，所述安全裕度评价函数用于根据所述实际状态向量确定所述目标全挂汽车列车的通行安全裕度；
[0013]优化问题求解模块，用于确定所述目标全挂汽车列车在待规划区域内的初始参考轨迹，基于所述轨迹优化问题对所述初始参考轨迹进行迭代求解，得到目标控制量序列，其中，所述目标控制量序列包括各离散点对应的实际转向曲率；
[0014]目标轨迹确定模块，用于基于所述目标控制量序列确定所述目标全挂汽车列车在所述待规划区域内的目标参考轨迹。
[0015]第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：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上所述的全挂汽车列车的轨迹规划方法。
[0016]第四方面，本公开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上所述的全挂汽车列车的轨迹规划方法。
[0017]本公开实施例提供的一种全挂汽车列车的轨迹规划方法，通过获取用于确定目标牵引车的第一偏差向量和目标全挂拖斗的第二偏差向量的跟踪偏差模型，进而根据与实际状态向量相关的安全裕度评价函数、安全约束以及跟踪偏差模型，构建轨迹优化问题，通过轨迹优化问题对待规划区域内的初始参考轨迹进行迭代求解，以在迭代求解过程中同时考虑牵引车和全挂拖斗的偏差来评价安全裕度，得到最优的目标控制量序列，进而得到通行安全裕度最大的目标参考轨迹，使得牵引车和全挂拖斗构成的全挂汽车列车整体可以以较大的安全裕度通过，提高了全挂汽车列车通过狭窄区域的安全性。
附图说明
[0018]结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。
[0019]图1为本公开实施例中的一种全挂汽车列车的轨迹规划方法的流程图；
[0020]图2为本公开实施例中的一种目标全挂汽车列车的结构示意图；
[0021]图3为本公开实施例中的一种目标全挂汽车列车的结构示意图；
[0022]图4为本公开实施例中的一种目标全挂汽车列车相对于初始参考轨迹的跟踪偏差示意图；
[0023]图5为本公开实施例中的各转弯半径示意图；
[0024]图6为本公开实施例中的一种轮廓点示意图；
[0025]图7为本公开实施例中的一种全挂汽车列车的轨迹规划装置的结构示意图；
[0026]图8为本公开实施例中的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0027]下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这
里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
[0028]需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
[0029]本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
[0030]图1为本公开实施例中的一种全挂汽车列车的轨迹规划方法的流程图。该方法可以由全挂汽车列车的轨迹规划装置执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，该装置可配置于电子设备中。如图1所示，该方法具体可以包括如下步骤：
[0031]S110、获取目标全挂汽车列车对应的跟踪偏差模型，其中，目标全挂汽车列车包括目标牵引车和目标全挂拖斗，跟踪偏差模型用于确定各离散点对应的实际状态向量，实际状态向量包括目标牵引车的第一偏差向量以及目标全挂拖斗的第二偏差向量。
[0032]在本公开实施例中，目标全挂汽车列车可以由目标牵引车以及与目标牵引车连接的目标全挂拖斗构成。示例性的，图2和图3为本公开实施例中的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全挂汽车列车的轨迹规划方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标全挂汽车列车对应的跟踪偏差模型，其中，所述目标全挂汽车列车包括目标牵引车和目标全挂拖斗，所述跟踪偏差模型用于确定各离散点对应的实际状态向量，所述实际状态向量包括所述目标牵引车的第一偏差向量以及所述目标全挂拖斗的第二偏差向量；根据所述目标全挂汽车列车的安全裕度评价函数、安全约束以及所述跟踪偏差模型，构造轨迹优化问题，其中，所述安全裕度评价函数用于根据所述实际状态向量确定所述目标全挂汽车列车的通行安全裕度；确定所述目标全挂汽车列车在待规划区域内的初始参考轨迹，基于所述轨迹优化问题对所述初始参考轨迹进行迭代求解，得到目标控制量序列，其中，所述目标控制量序列包括各离散点对应的实际转向曲率；基于所述目标控制量序列确定所述目标全挂汽车列车在所述待规划区域内的目标参考轨迹。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标全挂汽车列车对应的跟踪偏差模型，包括：根据初始参考轨迹中各离散点的参考状态向量以及参考转向曲率，确定各离散点的第一状态转移矩阵和第二状态转移矩阵；基于所述第一状态转移矩阵、所述第二状态转移矩阵以及所述参考转向曲率对应的常数项，构建当前离散点的实际状态向量、当前离散点的实际转向曲率与下一离散点的实际状态向量之间的状态向量转移关系；将所述状态向量转移关系作为所述跟踪偏差模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取目标全挂汽车列车对应的跟踪偏差模型，还包括：构建所述目标牵引车的第一偏差向量与所述目标全挂拖斗的第二偏差向量之间的差分转换关系，以通过所述差分转换关系、所述第一偏差向量确定所述第二偏差向量；将所述差分转换关系作为所述跟踪偏差模型；其中，所述第一偏差向量包括所述目标牵引车相对于所述初始参考轨迹的第一横向偏差、第一航向偏差、所述目标牵引车与所述目标全挂拖斗的前轴之间的第一夹角、以及所述目标全挂拖斗的前轴与后轴之间的第二夹角，所述第二偏差向量包括所述目标全挂拖斗相对于所述初始参考轨迹的第二横向偏差和第二航向偏差；所述差分转换关系满足如下公式：
式中，e
d
表示所述第一横向偏差，e
θ
表示所述第一航向偏差，表示所述第一夹角，表示所述第二夹角，表示所述第二横向偏差，表示所述第二航向偏差，分别为参考状态向量中的第一横向偏差的参考值、第一航向偏差的参考值、第一夹角的参考值、第二夹角的参考值、第二横向偏差的参考值、第二航向偏差的参考值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述根据所述目标全挂汽车列车的安全裕度评价函数、安全约束以及所述跟踪偏差模型，构造轨迹优化问题之前，还包括：根据第一横向偏差、第二横向偏差以及所述第二横向偏差对应的参考权重，确定所述第一横向偏差与所述第二横向偏差的加权和，以通过所述加权和描述所述目标全挂汽车列车在初始参考轨迹两侧的投影之间的分布差距；基于各离散点分别对应的所述加权和，构建所述目标全挂汽车列车的安全...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘凯，牛弼陛，周小成，
申请(专利权)人：驭势科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：