本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于智能車輛的局部軌跡規(guī)劃方法和軌跡。

背景技術(shù)：

智能車輛是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，使車輛具備智能的環(huán)境感知能力，能夠自動(dòng)分析車輛行駛的安全及危險(xiǎn)狀態(tài)，并使車輛按照人的意愿到達(dá)目的地，最終實(shí)現(xiàn)替代人來(lái)操作的目的。近年來(lái)，智能車輛己經(jīng)成為世界車輛工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和汽車工業(yè)增長(zhǎng)的新動(dòng)力，很多發(fā)達(dá)國(guó)家都將其納入到各自重點(diǎn)發(fā)展的智能交通系統(tǒng)當(dāng)中。

智能車輛在行駛過(guò)程中會(huì)遇到各種道路結(jié)構(gòu)和交通狀況，因此如何實(shí)現(xiàn)行車的局部軌跡規(guī)劃成為智能車輛設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。目前的技術(shù)僅限于一些依靠傳感器獲取周圍交通狀況后進(jìn)行的避障、超車、換道等局部控制規(guī)劃，尚沒(méi)有很好的方式能夠?qū)崿F(xiàn)智能車輛的局部軌跡規(guī)劃。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于智能車輛的局部軌跡規(guī)劃方法和裝置。

具體技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種用于智能車輛的局部軌跡規(guī)劃方法，預(yù)先獲取從起始地點(diǎn)到目的地點(diǎn)之間的路徑規(guī)劃信息；所述方法包括：

確定目標(biāo)車道；

依據(jù)所述路徑規(guī)劃信息，采樣從智能車輛當(dāng)前所在位置至目標(biāo)車道的備選曲線；

依據(jù)當(dāng)前行駛環(huán)境，對(duì)采樣的備選曲線進(jìn)行速度規(guī)劃；

從進(jìn)行速度規(guī)劃后的備選曲線中選擇一條作為目標(biāo)軌跡。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述方法周期性執(zhí)行或者由特定事件觸發(fā)。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述確定目標(biāo)車道包括：

從所述路徑規(guī)劃信息中獲取目標(biāo)車道的信息；或者，

依據(jù)當(dāng)前行駛環(huán)境，進(jìn)行行為決策，行為決策結(jié)果包含目標(biāo)車道的信息。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，當(dāng)所述智能車輛行駛至多車道路徑上時(shí)，執(zhí)行所述依據(jù)當(dāng)前行駛環(huán)境，進(jìn)行行為決策。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述當(dāng)前行駛環(huán)境包括道路因素和周圍交通因素；

所述道路因素包括以下因素中的一種或任意組合：智能車輛當(dāng)前所在車道是否可達(dá)目的地點(diǎn)、智能車輛當(dāng)前所在車道的剩余行駛距離、智能車輛當(dāng)前所在車道左側(cè)是否有可行駛車道、當(dāng)前車道右側(cè)是否有可行駛車道、智能車輛當(dāng)前所在路段上可達(dá)目的地點(diǎn)的車道信息以及智能車輛當(dāng)前所在路段上剩余行駛距離最長(zhǎng)的車道信息；

所述周圍交通因素包括以下因素中的一種或任意組合：智能車輛當(dāng)前所在位置周圍預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的障礙物位置、速度、類別和體積。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述進(jìn)行行為決策包括：

將所述當(dāng)前行駛環(huán)境與預(yù)設(shè)的決策規(guī)則進(jìn)行匹配，確定匹配的行為決策結(jié)果；或者，

將所述當(dāng)前行駛環(huán)境輸入決策模型，獲取所述決策模型輸出的決策結(jié)果，所述決策模型是預(yù)先采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方式建立的。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，依據(jù)所述路徑規(guī)劃信息，采樣從智能車輛當(dāng)前所在位置至目標(biāo)車道的備選曲線包括：

從所述路徑規(guī)劃信息中獲取所述目標(biāo)車道的信息；

依據(jù)智能車輛的當(dāng)前速度，在目標(biāo)車道中確定備選曲線的終點(diǎn)范圍；

在所述終點(diǎn)范圍內(nèi)采樣備選曲線的終點(diǎn)，將智能車輛當(dāng)前所在位置作為備選曲線的起點(diǎn)，分別依據(jù)備選曲線的起點(diǎn)和各備選曲線的終點(diǎn)進(jìn)行采樣，形成各備選曲線。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，在依據(jù)備選曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)進(jìn)行采樣時(shí)，依據(jù)歐拉螺旋線進(jìn)行采樣，形成備選曲線。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，在所述終點(diǎn)范圍內(nèi)采樣備選曲線的終點(diǎn)包括：

在所述終點(diǎn)范圍內(nèi)的車道中心線上進(jìn)行等間距采樣，得到各備選曲線的終點(diǎn)，所述備選曲線的終點(diǎn)方向和曲率均與目標(biāo)車道一致。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述備選曲線的起點(diǎn)方向與智能車輛當(dāng)前行駛方向一致，所述備選曲線的起點(diǎn)曲率由智能車輛當(dāng)前方向盤(pán)轉(zhuǎn)角和軸距確定。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述依據(jù)當(dāng)前行駛環(huán)境，對(duì)采樣的備選曲線進(jìn)行速度規(guī)劃包括：

若智能車輛與前方車輛的距離小于目標(biāo)跟車距離，則在所述備選曲線上以預(yù)設(shè)的第一加速度進(jìn)行勻減速；

若智能車輛與前方車輛的距離大于目標(biāo)跟車距離，則在所述備選曲線上以預(yù)設(shè)的第二加速度進(jìn)行均加速；

若智能車輛當(dāng)前速度大于車道限速，則在所述備選曲線上以預(yù)設(shè)的第三加速度進(jìn)行勻減速；

若智能車輛當(dāng)前速度大于彎道安全速度，則在所述備選曲線上以預(yù)設(shè)的第四加速度進(jìn)行勻減速。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述從進(jìn)行速度規(guī)劃后的備選曲線中選擇一條作為目標(biāo)軌跡包括：

依據(jù)以下因素中的一個(gè)或任意組合對(duì)各進(jìn)行速度規(guī)劃后的各備選曲線進(jìn)行評(píng)估，選擇最優(yōu)的一條作為目標(biāo)軌跡：

所述備選曲線距離障礙物的距離、所述備選曲線的曲率、所述備選曲線的加速度以及完成所述備選曲線的耗時(shí)。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，若智能車輛駛出規(guī)劃的路徑，則觸發(fā)重新進(jìn)行路徑規(guī)劃并獲取新的路徑規(guī)劃信息，并基于新的路徑規(guī)劃信息進(jìn)行后續(xù)局部軌跡規(guī)劃。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，該方法還包括：

將目標(biāo)軌跡信息發(fā)送給所述智能車輛的控制系統(tǒng)，以便所述控制系統(tǒng)控制所述智能車輛沿所述目標(biāo)軌跡行駛。

本發(fā)明還提供了一種用于智能車輛的局部軌跡規(guī)劃裝置，該裝置包括：

接口模塊，用于獲取從起始地點(diǎn)到目的地點(diǎn)之間的路徑規(guī)劃信息；

車道確定模塊，用于確定目標(biāo)車道；

曲線采樣模塊，用于依據(jù)所述路徑規(guī)劃信息，采樣從智能車輛當(dāng)前所在位置至目標(biāo)車道的備選曲線；

速度規(guī)劃模塊，用于依據(jù)當(dāng)前行駛環(huán)境，對(duì)采樣的備選曲線進(jìn)行速度規(guī)劃；

軌跡選擇模塊，用于從進(jìn)行速度規(guī)劃后的備選曲線中選擇一條作為目標(biāo)軌跡。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述裝置周期性執(zhí)行處理或者由特定事件觸發(fā)執(zhí)行處理。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述車道確定模塊，具體用于從所述路徑規(guī)劃信息中獲取目標(biāo)車道的信息；或者，從行為決策模塊的行為決策結(jié)果中獲取目標(biāo)車道的信息；

所述行為決策模塊，用于依據(jù)當(dāng)前行駛環(huán)境，進(jìn)行行為決策。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，當(dāng)所述智能車輛行駛至多車道路徑上時(shí)，所述行為決策模塊進(jìn)行行為決策。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述當(dāng)前行駛環(huán)境包括道路因素和周圍交通因素；

所述道路因素包括以下因素中的一種或任意組合：智能車輛當(dāng)前所在車道是否可達(dá)目的地點(diǎn)、智能車輛當(dāng)前所在車道的剩余行駛距離、智能車輛當(dāng)前所在車道左側(cè)是否有可行駛車道、當(dāng)前車道右側(cè)是否有可行駛車道、智能車輛當(dāng)前所在路段上可達(dá)目的地點(diǎn)的車道信息以及智能車輛當(dāng)前所在路段上剩余行駛距離最長(zhǎng)的車道信息；

所述周圍交通因素包括以下因素中的一種或任意組合：智能車輛當(dāng)前所在位置周圍預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的障礙物位置、速度、類別和體積。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述行為決策模塊在進(jìn)行行為決策時(shí)，具體執(zhí)行：

將所述當(dāng)前行駛環(huán)境與預(yù)設(shè)的決策規(guī)則進(jìn)行匹配，確定匹配的行為決策結(jié)果；或者，

將所述當(dāng)前行駛環(huán)境輸入決策模型，獲取所述決策模型輸出的決策結(jié)果，所述決策模型是預(yù)先采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方式建立的。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述曲線采樣模塊，具體用于：

從所述路徑規(guī)劃信息中獲取所述目標(biāo)車道的信息；

依據(jù)智能車輛的當(dāng)前速度，在目標(biāo)車道中確定備選曲線的終點(diǎn)范圍；

在所述終點(diǎn)范圍內(nèi)采樣備選曲線的終點(diǎn)，將智能車輛當(dāng)前所在位置作為備選曲線的起點(diǎn)，分別依據(jù)備選曲線的起點(diǎn)和各備選曲線的終點(diǎn)進(jìn)行采樣，形成各備選曲線。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述曲線采樣模塊在依據(jù)備選曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)進(jìn)行采樣時(shí)，依據(jù)歐拉螺旋線進(jìn)行采樣，形成備選曲線。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述曲線采樣模塊在所述終點(diǎn)范圍內(nèi)的車道中心線上進(jìn)行等間距采樣，得到各備選曲線的終點(diǎn)，所述備選曲線的終點(diǎn)方向和曲率均與目標(biāo)車道一致。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述備選曲線的起點(diǎn)方向與智能車輛當(dāng)前行駛方向一致，所述備選曲線的起點(diǎn)曲率由智能車輛當(dāng)前方向盤(pán)轉(zhuǎn)角和軸距確定。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述速度規(guī)劃模塊進(jìn)行的速度規(guī)劃包括：

若智能車輛與前方車輛的距離小于目標(biāo)跟車距離，則在所述備選曲線上以預(yù)設(shè)的第一加速度進(jìn)行勻減速；

若智能車輛與前方車輛的距離大于目標(biāo)跟車距離，則在所述備選曲線上以預(yù)設(shè)的第二加速度進(jìn)行均加速；

若智能車輛當(dāng)前速度大于車道限速，則在所述備選曲線上以預(yù)設(shè)的第三加速度進(jìn)行勻減速；

若智能車輛當(dāng)前速度大于彎道安全速度，則在所述備選曲線上以預(yù)設(shè)的第四加速度進(jìn)行勻減速。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述速度規(guī)劃模塊，具體用于依據(jù)以下因素中的一個(gè)或任意組合對(duì)各進(jìn)行速度規(guī)劃后的各備選曲線進(jìn)行評(píng)估，選擇最優(yōu)的一條作為目標(biāo)軌跡：

所述備選曲線距離障礙物的距離、所述備選曲線的曲率、所述備選曲線的加速度以及完成所述備選曲線的耗時(shí)。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，該裝置還包括：

行駛軌跡監(jiān)測(cè)模塊，用于監(jiān)測(cè)智能汽車的行駛軌跡，若智能車輛駛出規(guī)劃的路徑，則觸發(fā)地圖類服務(wù)重新進(jìn)行路徑規(guī)劃并觸發(fā)所述接口模塊獲取新的路徑規(guī)劃信息。

根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述軌跡選擇模塊，還用于將目標(biāo)軌跡信息發(fā)送給所述智能車輛的控制系統(tǒng)，以便所述控制系統(tǒng)控制所述智能車輛沿所述目標(biāo)軌跡行駛。

由以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明在確定目標(biāo)車道后，依據(jù)路徑規(guī)劃信息采樣從智能車輛當(dāng)前所在位置至目標(biāo)車道的備選曲線，并依據(jù)當(dāng)前行駛環(huán)境，對(duì)采樣的備選曲線進(jìn)行路徑規(guī)劃，再?gòu)乃俣纫?guī)劃后的備選曲線中選擇一條作為目標(biāo)軌跡。從而實(shí)現(xiàn)了智能車輛的局部軌跡規(guī)劃。

【附圖說(shuō)明】

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的主要方法流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供方法的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)流程；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一個(gè)備選曲線的采樣示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

在本發(fā)明實(shí)施例中使用的術(shù)語(yǔ)是僅僅出于描述特定實(shí)施例的目的，而非旨在限制本發(fā)明。在本發(fā)明實(shí)施例和所附權(quán)利要求書(shū)中所使用的單數(shù)形式的“一種”、“所述”和“該”也旨在包括多數(shù)形式，除非上下文清楚地表示其他含義。

應(yīng)當(dāng)理解，本文中使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對(duì)象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示：?jiǎn)为?dú)存在A，同時(shí)存在A和B，單獨(dú)存在B這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對(duì)象是一種“或”的關(guān)系。

取決于語(yǔ)境，如在此所使用的詞語(yǔ)“如果”可以被解釋成為“在……時(shí)”或“當(dāng)……時(shí)”或“響應(yīng)于確定”或“響應(yīng)于檢測(cè)”。類似地，取決于語(yǔ)境，短語(yǔ)“如果確定”或“如果檢測(cè)(陳述的條件或事件)”可以被解釋成為“當(dāng)確定時(shí)”或“響應(yīng)于確定”或“當(dāng)檢測(cè)(陳述的條件或事件)時(shí)”或“響應(yīng)于檢測(cè)(陳述的條件或事件)”。

本發(fā)明用于智能車輛的局部軌跡規(guī)劃，首先對(duì)“路徑”和“軌跡”進(jìn)行區(qū)分。路徑指的是從起始地點(diǎn)到目的地點(diǎn)的一條導(dǎo)航路線，只包含道路信息，不包含精確位置(例如坐標(biāo))、速度、時(shí)間等特征。而軌跡指的是在路面上的一系列精確位置點(diǎn)，并帶有速度、時(shí)間等特征。路徑規(guī)劃通過(guò)地圖類服務(wù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)，路徑規(guī)劃通常是整體規(guī)劃，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的是局部的軌跡規(guī)劃。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的主要方法流程圖，如圖1所示，該方法主要包括以下步驟：

在101中，預(yù)先獲取從起始地點(diǎn)到目的地點(diǎn)之間的路徑規(guī)劃信息。

路徑規(guī)劃可以采用已有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明對(duì)路徑規(guī)劃的方式并不加以限制，現(xiàn)有大部分地圖類服務(wù)(包括導(dǎo)航類服務(wù))都能夠?qū)崿F(xiàn)從起始地點(diǎn)到目的地點(diǎn)的路徑規(guī)劃。路徑規(guī)劃信息包含從起始地點(diǎn)到目的地點(diǎn)的導(dǎo)航路徑，該路徑是一條首尾相連的通路，但若一條道路存在多個(gè)車道的情況，路徑規(guī)劃信息并不會(huì)從中進(jìn)行選擇，只會(huì)包含道路信息。另外，基于地圖類服務(wù)，特別是高精地圖類服務(wù)具有高精度的道路信息，因此路徑規(guī)劃信息中可以包含道路所包含的車道信息，例如車道線的位置、車道的曲率、車道的限速、車道的連接屬性等等。

舉一個(gè)例子，假設(shè)起始地點(diǎn)為后楊村路，目的地點(diǎn)為奧林西路，那么路徑規(guī)劃信息可以為：后楊村路，有3車道，右轉(zhuǎn)上匝道，限速40。200米向左匯入G7主路，G7主路有4車道，限速80。5公里后向右駛?cè)朐训?，限?0。200米后匝道分叉處走左側(cè)匝道。500米后向左側(cè)匯入五環(huán)主路，4條車道，限速100。

下面各步驟是局部軌跡規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)步驟，局部軌跡規(guī)劃可以是在智能車輛形式過(guò)程中周期性執(zhí)行的，例如每隔100毫秒執(zhí)行一次。也可以是由特定事件觸發(fā)的，例如當(dāng)需要進(jìn)行車道選擇時(shí)，或者當(dāng)行為決策后需要變更智能車輛的駕駛行為時(shí)(例如需要超車、變道)，等等。

在102中，確定目標(biāo)車道。

本步驟主要包括但不限于以下兩種方式：

第一種方式：從路徑規(guī)劃信息中獲取目標(biāo)車道的信息。上面已經(jīng)提到過(guò)，在路徑規(guī)劃信息中僅會(huì)存在道路信息，例如包含幾條車道，但不會(huì)進(jìn)行車道選擇。但有些道路在智能車輛的行駛方向上僅包含一條車道，那么這種情況下，就可以直接將該車道作為目標(biāo)車道。

第二種方式：對(duì)于存在多個(gè)車道需要選擇時(shí)，或者需要進(jìn)行變道處理時(shí)，那么就需要依據(jù)當(dāng)前行駛環(huán)境進(jìn)行行為決策，行為決策結(jié)果中包含目標(biāo)車道的信息。例如行為決策結(jié)果為向左變道，那么目標(biāo)車道就是智能車輛當(dāng)前所在車道左側(cè)相鄰車道。這種方式將在后續(xù)實(shí)施例中詳述。

在103中，依據(jù)路徑規(guī)劃信息，采樣從智能車輛當(dāng)前所在位置至目標(biāo)車道的備選曲線。

確定出目標(biāo)車道后，從智能車輛當(dāng)前所在位置行駛至目標(biāo)車道可能存在非常多種軌跡，那么就需要從中決策出一種。本步驟是以采樣的方式，采樣出多條備選曲線，每一條備選曲線上都有很多點(diǎn)構(gòu)成。備選曲線代表了智能車輛可以沿著備選曲線行駛至目標(biāo)車道。備選曲線的采樣方式將在后續(xù)實(shí)施例中詳述。

在104中，依據(jù)當(dāng)前行駛環(huán)境，對(duì)采樣的備選曲線進(jìn)行速度規(guī)劃。

由于備選曲線僅僅是位置信息，這是不夠的，智能車輛沿著備選曲線行駛時(shí)，還需要考慮速度。即以一個(gè)怎樣的速度在備選曲線上行駛，因此，就需要對(duì)采樣的備選曲線進(jìn)行速度規(guī)劃。速度規(guī)劃時(shí)主要考慮的是當(dāng)前行駛環(huán)境，例如前方車輛的狀況、道路限速狀況等。速度規(guī)劃的具體方式將在后續(xù)實(shí)施例中詳述。

在105中，從進(jìn)行速度規(guī)劃后的備選曲線中選擇一條作為目標(biāo)軌跡。

本步驟在從多條備選曲線中選擇一條作為目標(biāo)軌跡時(shí)，可以對(duì)進(jìn)行速度規(guī)劃后的各備選曲線進(jìn)行評(píng)估，依據(jù)評(píng)估結(jié)果選擇最優(yōu)的一條。所謂評(píng)估實(shí)際上就是對(duì)備選曲線的優(yōu)劣做比較和判斷，具體評(píng)估方式將在后續(xù)實(shí)施例中詳述。

以上是本發(fā)明的主要實(shí)現(xiàn)，下面結(jié)合一個(gè)具體實(shí)施例對(duì)上述方法的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳述。圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供方法的詳細(xì)實(shí)現(xiàn)流程，如圖2所示，從高精地圖服務(wù)獲取從起始地點(diǎn)到目標(biāo)地點(diǎn)之間的路徑規(guī)劃信息之后，周期性地或者由特定事件觸發(fā)地執(zhí)行以下步驟：

在201中，依據(jù)當(dāng)前行駛環(huán)境，進(jìn)行行為決策，確定目標(biāo)車道。

當(dāng)前行駛環(huán)境主要包括兩個(gè)因素：道路因素和周圍交通因素。其中，道路因素可以包括諸如智能車輛當(dāng)前所在車道是否可達(dá)目的地點(diǎn)、智能車輛當(dāng)前所在車道的剩余行駛距離、智能車輛當(dāng)前所在車道左側(cè)是否有可行駛車道、當(dāng)前車道右側(cè)是否有可行駛車道、智能車輛當(dāng)前所在路段上可達(dá)目的地點(diǎn)的車道信息以及智能車輛當(dāng)前所在路段上剩余行駛距離最長(zhǎng)的車道信息等因素中的一種或任意組合。周圍交通因素可以包括諸如智能車輛當(dāng)前所在位置周圍預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的障礙物位置、速度、類別和體積等中的一種或任意組合。

在進(jìn)行行為決策時(shí)，決策出的結(jié)果主要是諸如跟車、換道、轉(zhuǎn)彎、上下匝道等駕駛行為。具體的行為決策可以采用但不限于以下兩種方式：

第一種方式：將當(dāng)前行駛環(huán)境與預(yù)設(shè)的決策規(guī)則進(jìn)行匹配，確定匹配的行為決策結(jié)果。即預(yù)先將上述各種因素的組合與各決策結(jié)果進(jìn)行對(duì)應(yīng)，這種對(duì)應(yīng)就是決策規(guī)則，當(dāng)需要進(jìn)行行為決策時(shí)，將智能車輛當(dāng)前行駛環(huán)境與決策規(guī)則匹配，匹配得到的就是行為決策結(jié)果。

第二種方式：將當(dāng)前行駛環(huán)境輸入決策模型，獲取決策模型輸出的決策結(jié)果。即預(yù)先采集一些樣本數(shù)據(jù)，提取上述當(dāng)前行駛環(huán)境的各因素作為特征，采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方式訓(xùn)練決策模型。當(dāng)需要對(duì)智能車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)的行為決策時(shí)，提取智能車輛的當(dāng)前行駛環(huán)境，將當(dāng)前行駛環(huán)境的各因素作為特征輸入決策模型，就能夠得到?jīng)Q策模型輸出的決策結(jié)果。

通過(guò)行為決策，就能夠確定出目標(biāo)車道的信息。例如若行為決策結(jié)果為向左換道，那么目標(biāo)車道就是智能車輛當(dāng)前所在車道的左側(cè)相鄰車道。若行為決策結(jié)果為向右換道，那么目標(biāo)車道就是智能車輛當(dāng)前所在車道的右側(cè)相鄰車道。若行為決策結(jié)果是限速、轉(zhuǎn)彎等，則目標(biāo)車道仍是當(dāng)前所在車道。

在202中，從路徑規(guī)劃信息中獲取目標(biāo)車道信息，依據(jù)智能車輛的當(dāng)前速度，在目標(biāo)車道中確定備選曲線的終點(diǎn)范圍，在終點(diǎn)范圍內(nèi)采樣備選曲線的終點(diǎn)，將智能車輛當(dāng)前所在位置作為備選曲線的起點(diǎn)，分別依據(jù)曲線的起點(diǎn)和各備選曲線的重點(diǎn)進(jìn)行采樣，形成各備選曲線。

備選曲線的形式可以采用歐拉螺旋線、貝塞爾曲線、樣條曲線等。以歐拉螺旋線為例，一旦備選曲線類型確定了，確定出備選曲線起點(diǎn)和備選曲線終點(diǎn)，就能夠確定出該備選曲線。

備選曲線的起點(diǎn)即為智能車輛當(dāng)前所在位置，起點(diǎn)方向與智能車輛當(dāng)前行駛方向一致，起點(diǎn)曲率由智能車輛當(dāng)前方向盤(pán)轉(zhuǎn)角和軸距確定。例如，起點(diǎn)曲率K可以采用如下公式：

$K=\frac{tan\left(\mathrm{\α}\right)}{L}$

其中，α為前輪轉(zhuǎn)角，其與方向盤(pán)轉(zhuǎn)角成一定比例關(guān)系，這個(gè)關(guān)系由智能車輛本身的設(shè)計(jì)決定。L為智能車輛的前后軸距確定。

重點(diǎn)是備選曲線終點(diǎn)的采樣。首先可以從路徑規(guī)劃信息中獲取目標(biāo)車道的信息，也就是目標(biāo)車道的位置信息。由于備選曲線的目的是讓智能車輛能夠平穩(wěn)地行駛到目標(biāo)車道上，因此需要確定出一個(gè)合適的范圍，備選曲線的終點(diǎn)需要落在該范圍內(nèi)。該范圍由智能車輛的當(dāng)前速度決定，當(dāng)智能車輛的當(dāng)前速度大時(shí)，該范圍距離智能車輛當(dāng)前位置就遠(yuǎn)一些，反之就近一些。范圍的確定可以依據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則。終點(diǎn)范圍確定后，可以在該終點(diǎn)范圍內(nèi)的車道中心線上進(jìn)行等間距采樣，得到各備選曲線的終點(diǎn)。有幾個(gè)終點(diǎn)就有幾條備選曲線，備選曲線的終點(diǎn)方向和曲率方向均與目標(biāo)車道一致。

如圖3中所示，假設(shè)智能車輛當(dāng)前在1車道上，目標(biāo)車道為2車道。當(dāng)前車輛所在位置A為曲線起點(diǎn)。依據(jù)智能車輛的當(dāng)前車速確定出備選曲線的終點(diǎn)范圍為x1～x2范圍內(nèi)。在該范圍內(nèi)沿著車道中心線進(jìn)行等間距采樣，采樣5個(gè)點(diǎn)B1、B2、B3、B4和B5分別作為備選曲線終點(diǎn)，依據(jù)歐拉螺旋線進(jìn)行備選曲線上其他點(diǎn)的采樣，就形成5條備選曲線。

在203中，依據(jù)當(dāng)前行駛環(huán)境，對(duì)采樣的備選曲線進(jìn)行速度規(guī)劃。

本步驟主要考慮智能車輛與前方車輛的距離、安全限速等因素，主要包括但不限于以下處理：

若智能車輛與前方車輛的距離小于目標(biāo)跟車距離，則在備選曲線上以預(yù)設(shè)的第一加速度進(jìn)行勻減速。

其中目標(biāo)跟車距離可以由前方車輛的速度與安全時(shí)間間距來(lái)確定，例如前方車輛的車速與安全時(shí)間間距的乘積。安全時(shí)間間距通常采用3秒。

若智能車輛與前方車輛的距離大于目標(biāo)跟車距離，則在備選曲線上以預(yù)設(shè)的第二加速度進(jìn)行均加速。

上述兩種速度規(guī)劃方式是為了防止在智能車輛行駛過(guò)程中與前方車輛發(fā)生碰撞的考慮。

若智能車輛當(dāng)前速度大于車道限速，則在備選曲線上以預(yù)設(shè)的第三加速度進(jìn)行均減速。

若智能車輛當(dāng)前速度大于彎道安全速度，則在備選曲線上以預(yù)設(shè)的第四加速度進(jìn)行勻減速。其中彎道安全速度可以由車道限速和車道曲率確定。

上述第一加速度、第二加速度、第三加速度和第四加速度可以取經(jīng)驗(yàn)值。對(duì)備選曲線的速度規(guī)劃主要是基于安全性、平穩(wěn)性和舒適性的考慮。

在204中，依據(jù)備選曲線距離障礙物的距離、備選曲線的曲率、備選曲線的加速度以及完成備選曲線的耗時(shí)中的一個(gè)或任意組合，對(duì)速度規(guī)劃后的各備選曲線進(jìn)行評(píng)估，選擇最優(yōu)的一條作為目標(biāo)軌跡。

在對(duì)各備選曲線進(jìn)行評(píng)估時(shí)，參考了一些指標(biāo)，下面對(duì)這些指標(biāo)逐一說(shuō)明：

1)備選曲線距離障礙物的距離。當(dāng)然，距離障礙物越遠(yuǎn)，備選曲線越優(yōu)。障礙物可以是車輛、行人、交通路障、建筑物等等。

2)備選曲線的曲率。備選曲線的曲率越小，備選曲線越優(yōu)，按照這種曲線行駛平穩(wěn)性越好。另外，由于智能車輛存在最小轉(zhuǎn)向半徑的限制，因此當(dāng)備選曲線的曲率大于一定值時(shí)，智能車輛則無(wú)法執(zhí)行，因此可以將曲率大于預(yù)設(shè)閾值的備選曲線刪除，不再參與目標(biāo)軌跡的選取。

3)備選曲線的加速度。由于加速度越小，司機(jī)和乘客的舒適性越高，因此備選曲線越優(yōu)。

4)完成備選曲線的耗時(shí)。比較容易理解，完成備選曲線的耗時(shí)越短，備選曲線越優(yōu)。

可以綜合考慮上述指標(biāo)中的多種，依據(jù)上述指標(biāo)分別對(duì)備選曲線進(jìn)行打分，再將各指標(biāo)的分值進(jìn)行加權(quán)處理，得到各備選曲線的分值，然后從中選擇分值最優(yōu)的一條備選曲線作為目標(biāo)軌跡。

在205中，將目標(biāo)軌跡的信息發(fā)送給智能車輛的控制系統(tǒng)，以便控制系統(tǒng)控制智能車輛沿目標(biāo)軌跡行駛。

控制系統(tǒng)接收到目標(biāo)軌跡的信息后，依據(jù)目標(biāo)軌跡的信息確定對(duì)智能車輛的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角、剎車、油門(mén)等的控制參數(shù)，然后依據(jù)這些控制參數(shù)對(duì)方向盤(pán)、剎車、油門(mén)等進(jìn)行控制，從而使智能車輛最終沿著目標(biāo)軌跡形式?？刂葡到y(tǒng)具體如何依據(jù)目標(biāo)軌跡的信息確定控制參數(shù)，不是本發(fā)明限制的內(nèi)容。

另外，在本發(fā)明實(shí)施例中，還可以實(shí)時(shí)對(duì)智能車輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，若智能車輛駛出規(guī)劃的路徑，則可以觸發(fā)地圖類服務(wù)重新針對(duì)該智能車輛進(jìn)行路徑規(guī)劃，此時(shí)規(guī)劃的路徑起始地點(diǎn)為智能車輛當(dāng)前所在位置。并且基于新的路徑規(guī)劃信息進(jìn)行后續(xù)局部軌跡規(guī)劃。

以上是對(duì)本發(fā)明所提供的方法進(jìn)行的詳細(xì)描述，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所提供的裝置進(jìn)行詳述。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置結(jié)構(gòu)圖，裝置可以周期性執(zhí)行處理或者由特定事件觸發(fā)執(zhí)行處理。如圖4所示，該裝置可以包括：接口模塊01、車道確定模塊02、曲線采樣模塊03、速度規(guī)劃模塊04和軌跡選擇模塊05，還可以進(jìn)一步包括行為決策模塊06和行駛軌跡監(jiān)測(cè)模塊07。各組成單元的主要功能如下：

接口模塊01負(fù)責(zé)獲取從起始地點(diǎn)到目的地點(diǎn)之間的路徑規(guī)劃信息，該路徑規(guī)劃信息可以從地圖類服務(wù)獲取，例如從智能車輛中的高精地圖模塊獲取。

車道確定模塊02負(fù)責(zé)確定目標(biāo)車道。車道確定模塊02可以采用但不限于以下兩種方式：

第一種方式：從路徑規(guī)劃信息中獲取目標(biāo)車道的信息。在路徑規(guī)劃信息中會(huì)存在道路信息，例如包含幾條車道，但不會(huì)進(jìn)行車道選擇。但有些道路在智能車輛的行駛方向上僅包含一條車道，那么這種情況下，就可以直接將該車道作為目標(biāo)車道。

第二種方式：從行為決策模塊的行為決策結(jié)果中獲取目標(biāo)車道的信息。行為決策模塊06負(fù)責(zé)依據(jù)當(dāng)前行駛環(huán)境，進(jìn)行行為決策。當(dāng)智能車輛行駛至多車道路徑上時(shí)，行為決策模塊06可以開(kāi)始行為決策。

其中，當(dāng)前行駛環(huán)境可以包括道路因素和周圍交通因素。道路因素包括以下因素中的一種或任意組合：智能車輛當(dāng)前所在車道是否可達(dá)目的地點(diǎn)、智能車輛當(dāng)前所在車道的剩余行駛距離、智能車輛當(dāng)前所在車道左側(cè)是否有可行駛車道、當(dāng)前車道右側(cè)是否有可行駛車道、智能車輛當(dāng)前所在路段上可達(dá)目的地點(diǎn)的車道信息以及智能車輛當(dāng)前所在路段上剩余行駛距離最長(zhǎng)的車道信息。周圍交通因素包括以下因素中的一種或任意組合：智能車輛當(dāng)前所在位置周圍預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的障礙物位置、速度、類別和體積。

行為決策模塊06在進(jìn)行行為決策時(shí)，決策出的結(jié)果主要是諸如跟車、換道、轉(zhuǎn)彎、上下匝道等駕駛行為。具體的行為決策可以采用但不限于以下兩種方式：

第一種方式：將當(dāng)前行駛環(huán)境與預(yù)設(shè)的決策規(guī)則進(jìn)行匹配，確定匹配的行為決策結(jié)果。

第二種方式：將當(dāng)前行駛環(huán)境輸入決策模型，獲取決策模型輸出的決策結(jié)果，決策模型是預(yù)先采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方式建立的。

曲線采樣模塊03負(fù)責(zé)依據(jù)路徑規(guī)劃信息，采樣從智能車輛當(dāng)前所在位置至目標(biāo)車道的備選曲線。

具體地，曲線采樣模塊03可以首先從路徑規(guī)劃信息中獲取目標(biāo)車道的信息；然后依據(jù)智能車輛的當(dāng)前速度，在目標(biāo)車道中確定備選曲線的終點(diǎn)范圍；在終點(diǎn)范圍內(nèi)采樣備選曲線的終點(diǎn)，將智能車輛當(dāng)前所在位置作為備選曲線的起點(diǎn)，分別依據(jù)備選曲線的起點(diǎn)和各備選曲線的終點(diǎn)進(jìn)行采樣，形成各備選曲線。

其中曲線采樣模塊03在依據(jù)備選曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)進(jìn)行采樣時(shí)，可以依據(jù)歐拉螺旋線進(jìn)行采樣，形成備選曲線。除了歐拉螺旋線之外，還可以采用貝塞爾曲線、樣條曲線等。

在進(jìn)行備選曲線終點(diǎn)的采樣時(shí)，曲線采樣模塊03在終點(diǎn)范圍內(nèi)的車道中心線上進(jìn)行等間距采樣，得到各備選曲線的終點(diǎn)，備選曲線的終點(diǎn)方向和曲率均與目標(biāo)車道一致。

備選曲線的起點(diǎn)方向與智能車輛當(dāng)前行駛方向一致，備選曲線的起點(diǎn)曲率由智能車輛當(dāng)前方向盤(pán)轉(zhuǎn)角和軸距確定。

速度規(guī)劃模塊04負(fù)責(zé)依據(jù)當(dāng)前行駛環(huán)境，對(duì)采樣的備選曲線進(jìn)行速度規(guī)劃。

速度規(guī)劃模塊04主要考慮智能車輛與前方車輛的距離、安全限速等因素，主要包括但不限于以下處理：

若智能車輛與前方車輛的距離小于目標(biāo)跟車距離，則在備選曲線上以預(yù)設(shè)的第一加速度進(jìn)行勻減速。

其中目標(biāo)跟車距離可以由前方車輛的速度與安全時(shí)間間距來(lái)確定，例如前方車輛的車速與安全時(shí)間間距的乘積。安全時(shí)間間距通常采用3秒。

若智能車輛與前方車輛的距離大于目標(biāo)跟車距離，則在備選曲線上以預(yù)設(shè)的第二加速度進(jìn)行均加速。

上述兩種速度規(guī)劃方式是為了防止在智能車輛行駛過(guò)程中與前方車輛發(fā)生碰撞的考慮。

若智能車輛當(dāng)前速度大于車道限速，則在備選曲線上以預(yù)設(shè)的第三加速度進(jìn)行均減速。

若智能車輛當(dāng)前速度大于彎道安全速度，則在備選曲線上以預(yù)設(shè)的第四加速度進(jìn)行勻減速。其中彎道安全速度可以由車道限速和車道曲率確定。

上述第一加速度、第二加速度、第三加速度和第四加速度可以取經(jīng)驗(yàn)值。

軌跡選擇模塊05負(fù)責(zé)從進(jìn)行速度規(guī)劃后的備選曲線中選擇一條作為目標(biāo)軌跡。具體地，可以依據(jù)備選曲線距離障礙物的距離、備選曲線的曲率、備選曲線的加速度以及完成備選曲線的耗時(shí)中的一個(gè)或任意組合，對(duì)速度規(guī)劃后的各備選曲線進(jìn)行評(píng)估，選擇最優(yōu)的一條作為目標(biāo)軌跡。評(píng)估時(shí)參考的各指標(biāo)詳見(jiàn)方法實(shí)施例中的描述，在此不再贅述。

軌跡選擇模塊05可以將目標(biāo)軌跡信息發(fā)送給智能車輛的控制系統(tǒng)，以便控制系統(tǒng)控制智能車輛沿目標(biāo)軌跡行駛?？刂葡到y(tǒng)接收到目標(biāo)軌跡的信息后，依據(jù)目標(biāo)軌跡的信息確定對(duì)智能車輛的方向盤(pán)轉(zhuǎn)角、剎車、油門(mén)等的控制參數(shù)，然后依據(jù)這些控制參數(shù)對(duì)方向盤(pán)、剎車、油門(mén)等進(jìn)行控制，從而使智能車輛最終沿著目標(biāo)軌跡形式?？刂葡到y(tǒng)具體如何依據(jù)目標(biāo)軌跡的信息確定控制參數(shù)，不是本發(fā)明限制的內(nèi)容。

行駛軌跡監(jiān)測(cè)模塊07負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)智能汽車的行駛軌跡，若智能車輛駛出規(guī)劃的路徑，則通過(guò)觸發(fā)地圖類服務(wù)重新進(jìn)行路徑規(guī)劃并觸發(fā)接口模塊獲取新的路徑規(guī)劃信息。車道確定模塊02、曲線采樣模塊03、速度規(guī)劃模塊04和軌跡選擇模塊05基于新的路徑規(guī)劃信息進(jìn)行處理，從而進(jìn)行局部軌跡規(guī)劃。

本發(fā)明實(shí)施例提供的上述裝置可以是位于智能車輛的應(yīng)用，或者還可以為位于智能車輛的應(yīng)用中的插件或軟件開(kāi)發(fā)工具包(Software Development Kit，SDK)等功能單元，或者，還可以位于服務(wù)器端，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不進(jìn)行特別限定。

由以上描述可以看出，本發(fā)明提供的上述方法和裝置可以具備以下優(yōu)點(diǎn)：

1)可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)智能車輛的局部軌跡規(guī)劃。

2)廣泛使用了路徑規(guī)劃信息，即使用了高精地圖類服務(wù)的數(shù)據(jù)，使得在進(jìn)行局部軌跡規(guī)劃的過(guò)程中，無(wú)需實(shí)時(shí)檢測(cè)車道的位置、限速、曲率等車道信息，也不需要實(shí)時(shí)搜索如何到達(dá)目的地點(diǎn)，從而降低了局部軌跡規(guī)劃的計(jì)算量，同時(shí)提高了局部軌跡規(guī)劃的可靠性。

3)局部軌跡規(guī)劃過(guò)程中考慮了道路結(jié)構(gòu)、當(dāng)前行駛環(huán)境、車輛自身的動(dòng)力學(xué)約束等多種因素，使得軌跡規(guī)劃更加精確和可靠，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)駕駛。該技術(shù)為智能車輛在沒(méi)有任何人工干預(yù)的情況下，完成各種道路結(jié)構(gòu)上的駕駛動(dòng)作提供技術(shù)基礎(chǔ)，保證局部軌跡規(guī)劃的實(shí)時(shí)性、安全性、舒適性和可達(dá)性。

在本發(fā)明所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的裝置和方法，可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式。

所述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是或者也可以不是物理上分開(kāi)的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

上述以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)的集成的單元，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。上述軟件功能單元存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)或處理器(processor)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、只讀存儲(chǔ)器(Read-Only Memory，ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。