本公开提供了一种车辆路径规划方法、装置、电子设备及存储介质。本公开实施例的车辆路径规划方法包括：获取车辆的轴距、当前状态信息和目标状态信息；根据预先设定的启发路径长度阈值、车辆的当前状态信息和目标状态信息生成车辆的规划路径，规划路径上各轨迹点的位置通过笛卡尔坐标系下的坐标表示。本公开能够直接在笛卡尔坐标系下完成路径规划，无需坐标转换，同时在路径规划中考虑了车辆的当前方向盘转角变化率，提高了高速场景下路径规划的安全性、舒适性和稳定性。舒适性和稳定性。舒适性和稳定性。
【技术实现步骤摘要】
车辆路径规划方法、装置、电子设备及存储介质
[0001]本公开涉及一种车辆路径规划方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
[0002]随着自动驾驶技术的发展，高速场景的自动驾驶能力已经成为车辆自动驾驶技术水平先进性的体现。路径规划是自动驾驶技术的关键部分，规划一条安全，舒适的路径，是自动驾驶系统能够稳定运行的基础。
[0003]现有技术中，高速场景的路径规划一般在Frenet坐标下完成，一方面，Frenet坐标下规划路径，需要进行笛卡尔坐标和Frenet坐标相互转换，造成算力消耗；另一方面，在Frenet坐标下无法将车辆当前方向盘转角变化率考虑到路径规划中去。这会导致规划的路径起点与当前的方向盘转角变化率不连续，从而给车辆的横向控制造成负担，同时降低了车辆的舒适性和稳定性。
技术实现思路
[0004]为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种车辆路径规划方法、装置、电子设备及存储介质。
[0005]根据本公开的第一方面，提供了一种车辆路径规划方法，包括：
[0006]获取车辆的轴距、当前状态信息和目标状态信息，所述当前状态信息包括当前位置的笛卡尔坐标系坐标、当前的航向角、当前的行驶速度、当前的方向盘转角、当前的方向盘转速；所述目标状态信息包括目标终点位置的笛卡尔坐标系坐标、目标终点的航向角、目标终点的道路曲率；
[0007]根据预先设定的启发路径长度阈值、车辆的当前状态信息和目标状态信息生成车辆的规划路径，所述规划路径上各轨迹点的位置通过笛卡尔坐标系下的坐标表示。
[0008]本公开的一些实施方式中，所述车辆路径规划方法还包括：针对笛卡尔坐标系各个坐标轴分别构建七次多项式，所述七次多项式以启发路径长度为自变量、以对应坐标轴的坐标为函数值；所述根据预先设定的启发路径长度阈值、车辆的当前状态信息和目标状态信息生成车辆的规划路径，包括：基于所述启发路径长度阈值、车辆当前状态信息和目标状态信息确定各七次多项式的系数并进行多项式拟合以确定规划路径上轨迹点在笛卡尔坐标系中相应坐标轴的坐标。
[0009]本公开的一些实施方式中，所述笛卡尔坐标系为平行于地面的二维直角坐标系，笛卡尔坐标系的坐标轴包括x轴与y轴；针对笛卡尔坐标系各个坐标轴分别构建七次多项式，包括：构建用于计算规划路径中各轨迹点的笛卡尔坐标系x轴坐标的第一多项式和用于计算规划路径中各轨迹点的笛卡尔坐标系y轴坐标的第二多项式，所述第一多项式与所述第二多项式均为七次多项式且以启发路径长度为自变量。
[0010]本公开的一些实施方式中，所述七次多项式的系数根据路径起点的笛卡尔坐标系对应坐标轴的坐标及其关于启发路径长度导数、路径终点的笛卡尔坐标系对应坐标轴坐标
及其关于启发路径长度的导数、以及启发路径长度阈值确定；所述路径起点的笛卡尔坐标系对应坐标轴坐标及其关于启发路径长度的导数根据车辆的轴距、车辆当前位置的笛卡尔坐标系对应坐标轴坐标、车辆当前的航向角、车辆当前的行驶速度、车辆当前的方向盘转角、车辆当前的方向盘转速确定；所述路径终点的笛卡尔坐标系对应坐标轴坐标及其关于启发路径长度的导数根据目标终点的笛卡尔坐标系对应坐标轴坐标、航向角和道路曲率确定。
[0011]本公开的一些实施方式中，还包括：根据车辆的轴距、当前的方向盘转角和当前的方向盘转速确定车辆当前的曲率和曲率变化率；其中，所述路径起点的笛卡尔坐标系对应坐标轴坐标及其关于启发路径长度的导数根据车辆的轴距、车辆当前位置的笛卡尔坐标系对应坐标轴坐标、车辆当前的航向角、车辆当前的行驶速度、车辆当前的曲率和曲率变化率确定。
[0013]本公开的一些实施方式中，所述目标状态信息通过如下方式获得：
[0014]获取车辆的参考路径信息，所述参考路径信息包括参考路径上各个轨迹点的笛卡尔坐标系坐标、航向角和道路曲率；在参考路径上寻找距离车辆当前位置最近的轨迹点间的路径长度为所述启发路径长度阈值的轨迹点作为车辆的目标终点，从参考路径信息中提取所述目标终点的信息作为车辆的目标状态信息。
[0015]根据本公开的第二方面，提供了一种车辆路径规划装置，包括：
[0016]信息获取单元，用于获取车辆的轴距、当前状态信息和目标状态信息，所述当前状态信息包括当前位置的笛卡尔坐标系坐标、当前的航向角、当前的行驶速度、当前的方向盘转角、当前的方向盘转速；所述目标状态信息包括目标终点位置的笛卡尔坐标系坐标、目标终点的航向角、目标终点的道路曲率；
[0017]路径生成单元，用于根据预先设定的启发路径长度阈值、车辆的当前状态信息和目标状态信息生成车辆的规划路径，所述规划路径上各轨迹点的位置通过笛卡尔坐标系下的坐标表示。
[0018]根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：
[0019]存储器，所述存储器存储执行指令；以及，
[0020]处理器，所述处理器执行所述存储器存储的执行指令，使得所述处理器执行上述的车辆路径规划方法。
[0021]根据本公开的第四方面，提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有执行指令，所述执行指令被处理器执行时用于实现上述的车辆路径规划方法。
[0022]本公开实施例的车辆路径规划直接在笛卡尔坐标系下完成，不需要进行坐标转换，算力消耗小，简单、可靠、光滑，易于实现。同时，本公开实施例还在路径规划中加入了车辆的当前方向盘转角变化率，能够有效提升规划路径的安全性、舒适性和稳定性。
附图说明
[0023]附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
[0024]图1是根据本公开的一些实施方式的车辆路径规划方法的流程示意图。
[0025]图2是根据本公开的一些实施方式的启发路径长度选取示意图。
[0026]图3是根据本公开的一些实施方式的规划路径中启发路径长度增量示意图。
[0027]图4是根据本公开的一些实施方式的规划路径曲率关系示意图。
[0028]图5是根据本公开的一些实施方式的启发路径长度与规划路径长度的增量关系示意图。
[0029]图6是根据本公开的一些实施方式的车辆当前行驶车道及其中心线的示意图。
[0030]图7是根据本公开的一些实施方式的启发路径长度阈值H取80m时高速行驶状态下车道保持场景中的规划路径可视化示意图。
[0031]图8是根据本公开的一些实施方式的启发路径长度阈值H取50m时高速行驶状态下车道保持场景中的规划路径可视化示意图。
[0032]图9是根据本公开的一些实施方式的启发路径长度阈值H取120m时高速行驶状态下车道保持场景中的规划路径可视化示意图。
[0033]图10是根据本公开的一些实施方式的启发路径长度阈值H取80m时高速行驶状态下变道场景中的规划路径可视化示意图。
[0034]图11是根据本公开的一些实施方式的启发路径长度阈值H本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车辆路径规划方法，其特征在于，包括：获取车辆的轴距、当前状态信息和目标状态信息，所述当前状态信息包括当前位置的笛卡尔坐标系坐标、当前的航向角、当前的行驶速度、当前的方向盘转角、当前的方向盘转速；所述目标状态信息包括目标终点位置的笛卡尔坐标系坐标、目标终点的航向角、目标终点的道路曲率；根据预先设定的启发路径长度阈值、车辆的当前状态信息和目标状态信息生成车辆的规划路径，所述规划路径上各轨迹点的位置通过笛卡尔坐标系下的坐标表示。2.根据权利要求1所述的车辆路径规划方法，其特征在于，所述车辆路径规划方法还包括：针对笛卡尔坐标系各个坐标轴分别构建七次多项式，所述七次多项式以启发路径长度为自变量、以对应坐标轴的坐标为函数值；所述根据预先设定的启发路径长度阈值、车辆的当前状态信息和目标状态信息生成车辆的规划路径，包括：基于所述启发路径长度阈值、车辆当前状态信息和目标状态信息确定各七次多项式的系数并进行多项式拟合以确定规划路径上轨迹点在笛卡尔坐标系中相应坐标轴的坐标。3.根据权利要求2所述的车辆路径规划方法，其特征在于，所述所述笛卡尔坐标系为平行于地面的二维直角坐标系，笛卡尔坐标系的坐标轴包括x轴与y轴；针对笛卡尔坐标系各个坐标轴分别构建七次多项式，包括：构建用于计算规划路径中各轨迹点的笛卡尔坐标系x轴坐标的第一多项式和用于计算规划路径中各轨迹点的笛卡尔坐标系y轴坐标的第二多项式，所述第一多项式与所述第二多项式均为七次多项式且以启发路径长度为自变量。4.根据权利要求2所述的车辆路径规划方法，其特征在于，所述七次多项式的系数根据路径起点的笛卡尔坐标系对应坐标轴的坐标及其关于启发路径长度的导数、路径终点的笛卡尔坐标系对应坐标轴坐标及其关于启发路径长度的导数、以及启发路径长度阈值确定；所述路径起点的笛卡尔坐标系对应坐标轴坐标及其关于启发路径长度的导数根据车辆的轴距、车辆当前位置的笛卡尔坐标系对应坐标轴坐标、车辆当前的航向角、车辆当前的行驶速度、车辆当前的方向盘转角、车辆当前的方向盘转速确定；所述路径终点的笛卡尔坐标系对应坐标轴坐标及其关于启发路径长度的导数根据目标终点的笛卡尔坐标系对应坐标轴坐标、航向角和道路曲率确定。5.根据权利要求4所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳鹏宇，彭博，
申请(专利权)人：北京易航远智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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