【技术实现步骤摘要】
本申请涉及车辆，特别是涉及一种车辆轨迹规划方法、装置、计算机设备及存储介质。
技术介绍
1、稳定跟随前车行驶是自动驾驶规划控制的难题之一，主要功能是根据车辆状态、定位、感知、预测等信息，规划出连续平滑的纵向轨迹，使得本车保持一定距离跟随前车，并保持稳定安全舒适行驶。目前一般采用dp(dynamic programming)和qp(quadraticprogramming)搜索并平滑轨迹，通过dp在st图的凸空间中搜索出一条粗略的轨迹，再通过qp平滑轨迹，但是车辆按照这种方式生成的轨迹行驶的过程中，无法稳定地按照设定的跟车时距行驶，由于加减速较为频繁，容易造成跟车顿挫。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种车辆轨迹规划方法、装置、计算机设备及计算机可读存储介质，能够在跟车轨迹的纵向规划中，采用非线性模型求解，根据前车的预测轨迹输出安全舒适的本车行车轨迹。
2、第一方面，本申请提供了一种车辆轨迹规划方法。所述方法包括：
3、将预测的前车轨迹投射到第一坐标系中，得到初始曲线；所述第一坐标系以时间为横轴、以路程为纵轴；
4、对所述初始曲线进行预处理，得到参考曲线；
5、基于所述参考曲线确定前车位置和前车速度，并根据当前跟车挡位确定跟车时距；
6、将所述前车位置、所述前车速度、所述跟车时距、以及跟车模型权重，输入至预设非线性跟车模型中，并结合预设约束项，对所述预设非线性跟车模型进行求解，确定本车的跟车纵向轨迹；
7、将所述跟车纵向轨迹与跟车横向轨迹进行拼接，得到本车的规划行车轨迹。
8、在其中一个实施例中，所述对所述初始曲线进行预处理，得到参考曲线，包括：
9、基于所述初始曲线，确定前车在多个时刻的加速度；
10、根据滤波系数和前一时刻对应的滤波后的加速度，对当前时刻的加速度进行滤波处理，得到当前时刻对应的滤波后的加速度；
11、根据多个时刻对应的滤波后的加速度进行解析，得到参考曲线。
12、在其中一个实施例中，所述根据滤波系数和前一时刻对应的滤波后的加速度，对当前时刻的加速度进行滤波处理，得到当前时刻对应的滤波后的加速度之前，所述方法还包括：
13、在当前时刻的加速度为正的情况下，获取预设数值作为滤波系数；
14、在当前时刻的加速度为负的情况下，根据前一时刻的加速度和当前时刻的加速度确定变化率，根据所述变化率确定滤波系数。
15、在其中一个实施例中，所述将所述前车位置、所述前车速度、所述跟车时距、以及跟车模型权重，输入至预设非线性跟车模型中之前，所述方法还包括：
16、确定当前跟车距离是否超出预设安全距离，得到当前跟车状态；
17、根据所述当前跟车状态调整跟车模型权重。
18、在其中一个实施例中，所述预设非线性跟车模型包括跟车时距代价项、跟车距离代价项、跟车加速度代价项以及加速度导数代价项；所述跟车时距代价项、所述跟车距离代价项、所述跟车加速度代价项以及所述加速度导数代价项均为非二次型、非线性代价项，所述跟车时距代价项、所述跟车距离代价项、所述跟车加速度代价项以及所述加速度导数代价项之间相互耦合。
19、在其中一个实施例中，所述预设约束项包括位置约束、速度约束、加速度约束、加加速度约束、连续性约束以及起始点约束中的至少一种。
20、在其中一个实施例中，所述将所述跟车纵向轨迹与跟车横向轨迹进行拼接，得到本车的规划行车轨迹之前，所述方法还包括：
21、预测本车的横向初始轨迹，将所述横向初始轨迹投射到第二坐标系中，得到待处理曲线；所述第二坐标系以在道路中心线方向为横轴、以与道路中心线垂直的方向为纵轴；
22、根据本车所在车道的车道线位置设置上下边界约束；
23、根据所述待处理曲线，构造横向加速度代价项；
24、结合所述上下边界约束以及向心加速度约束，对所述横向加速度代价项进行求解，确定本车的跟车横向轨迹。
25、第二方面，本申请还提供了一种车辆轨迹规划装置。所述装置包括：
26、投影模块，用于将预测的前车轨迹投射到第一坐标系中，得到初始曲线；所述第一坐标系以时间为横轴、以路程为纵轴；
27、预处理模块，用于对所述初始曲线进行预处理，得到参考曲线；
28、优化模块，用于基于所述参考曲线确定前车位置和前车速度，并根据当前跟车挡位确定跟车时距；将所述前车位置、所述前车速度、所述跟车时距、以及跟车模型权重，输入至预设非线性跟车模型中，并结合预设约束项，对所述预设非线性跟车模型进行求解，确定本车的跟车纵向轨迹；
29、轨迹生成模块，用于将所述跟车纵向轨迹与跟车横向轨迹进行拼接，得到本车的规划行车轨迹。
30、第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
31、将预测的前车轨迹投射到第一坐标系中，得到初始曲线；所述第一坐标系以时间为横轴、以路程为纵轴；
32、对所述初始曲线进行预处理，得到参考曲线；
33、基于所述参考曲线确定前车位置和前车速度，并根据当前跟车挡位确定跟车时距；
34、将所述前车位置、所述前车速度、所述跟车时距、以及跟车模型权重，输入至预设非线性跟车模型中，并结合预设约束项，对所述预设非线性跟车模型进行求解，确定本车的跟车纵向轨迹；
35、将所述跟车纵向轨迹与跟车横向轨迹进行拼接，得到本车的规划行车轨迹。
36、第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
37、将预测的前车轨迹投射到第一坐标系中，得到初始曲线；所述第一坐标系以时间为横轴、以路程为纵轴；
38、对所述初始曲线进行预处理，得到参考曲线；
39、基于所述参考曲线确定前车位置和前车速度，并根据当前跟车挡位确定跟车时距；
40、将所述前车位置、所述前车速度、所述跟车时距、以及跟车模型权重，输入至预设非线性跟车模型中，并结合预设约束项，对所述预设非线性跟车模型进行求解，确定本车的跟车纵向轨迹；
41、将所述跟车纵向轨迹与跟车横向轨迹进行拼接，得到本车的规划行车轨迹。
42、上述车辆轨迹规划方法、装置、计算机设备及存储介质，将预测的前车轨迹投射到第一坐标系中，得到初始曲线；第一坐标系以时间为横轴、以路程为纵轴；对初始曲线进行预处理，得到参考曲线；基于参考曲线确定前车位置和前车速度，并根据前车速度和当前跟车挡位确定跟车时距；将前车位置、前车速度、跟车时距、以及跟车模型权重，输入至预设非线性跟车模型中，并结合预设约束项，对预设非线性跟车模型进行求解，确定本车的跟车纵向轨迹；本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种车辆轨迹规划方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述初始曲线进行预处理，得到参考曲线，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据滤波系数和前一时刻对应的滤波后的加速度，对当前时刻的加速度进行滤波处理，得到当前时刻对应的滤波后的加速度之前，所述方法还包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述前车位置、所述前车速度、所述跟车时距、以及跟车模型权重，输入至预设非线性跟车模型中之前，所述方法还包括：
5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述预设非线性跟车模型包括跟车时距代价项、跟车距离代价项、跟车加速度代价项以及加速度导数代价项；所述跟车时距代价项、所述跟车距离代价项、所述跟车加速度代价项以及所述加速度导数代价项均为非二次型、非线性代价项，所述跟车时距代价项、所述跟车距离代价项、所述跟车加速度代价项以及所述加速度导数代价项之间相互耦合。
6.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述预设约束项包括位置约束、速度约
7.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述将所述跟车纵向轨迹与跟车横向轨迹进行拼接，得到本车的规划行车轨迹之前，所述方法还包括：
8.一种车辆轨迹规划装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种车辆轨迹规划方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述初始曲线进行预处理，得到参考曲线，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据滤波系数和前一时刻对应的滤波后的加速度，对当前时刻的加速度进行滤波处理，得到当前时刻对应的滤波后的加速度之前，所述方法还包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述前车位置、所述前车速度、所述跟车时距、以及跟车模型权重，输入至预设非线性跟车模型中之前，所述方法还包括：
5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述预设非线性跟车模型包括跟车时距代价项、跟车距离代价项、跟车加速度代价项以及加速度导数代价项；所述跟车时距代价项、所述跟车距离代价项、所述跟车加速度代价项以及所述加速度导数代价项均为非二次型、非线性代价项，所述跟车...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘凡，
申请(专利权)人：宁波路特斯机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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