本發(fā)明屬于無人駕駛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無人駕駛的路徑規(guī)劃的方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著無人駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展和深入研究，人們駕車出行，使用無人駕駛技術(shù)提高用車出行體驗(yàn)的綜合需求也逐步成為可能；車輛在行駛過程中，難免會遇到有信號燈的交叉口，在交叉口左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、直行時的信號燈轉(zhuǎn)換等待時間。如何通過避免頻繁剎車、起步加速和長時間停車來減少碳排放量，減少能源消耗、達(dá)到節(jié)能減排的目的也成為我們需要考慮的重要技術(shù)環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有技術(shù)中，沒有通過控制車速快慢達(dá)到效減少或避免紅綠燈等候的時間的車輛導(dǎo)航及控制方式。

隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，應(yīng)用在紅綠燈信號變化數(shù)據(jù)獲取方式也越來越多，同時，紅綠燈信號轉(zhuǎn)換周期在交管部門都有公開時刻表提供具體數(shù)據(jù)查詢；這都為導(dǎo)航中引入實(shí)時計算紅綠燈轉(zhuǎn)換時間來優(yōu)化車輛導(dǎo)航控制調(diào)優(yōu)車速方案提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

當(dāng)前在無人駕駛領(lǐng)域也還沒有對于整個導(dǎo)航路徑進(jìn)行規(guī)劃時采用車速調(diào)優(yōu)來規(guī)避紅綠燈等候時間過長或避在紅綠燈路口停車等待的技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種基于無人駕駛的路徑規(guī)劃的方法，其達(dá)到精確估計行駛時間，優(yōu)化駕駛體驗(yàn)。

本發(fā)明的目的之二在于基于無人駕駛的路徑規(guī)劃的裝置，其達(dá)到精確估計行駛時間，優(yōu)化駕駛體驗(yàn)。

本發(fā)明的目的之三在于基于無人駕駛的路徑規(guī)劃的系統(tǒng)，其達(dá)到精確估計行駛時間，優(yōu)化駕駛體驗(yàn)。

本發(fā)明的目的之一采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于無人駕駛的路徑規(guī)劃的方法，包括以下步驟：

s1：根據(jù)獲取到的車輛參數(shù)計算起步參數(shù)和剎車參數(shù)，并根據(jù)起步參數(shù)和剎車參數(shù)對車輛進(jìn)行相應(yīng)控制，該車輛參數(shù)包括起步加速度和剎車加速度，該起步參數(shù)包括起步距離和起步時間，該剎車參數(shù)包括剎車距離和剎車時間；

s2：獲取起點(diǎn)至目的地之間的導(dǎo)航道路信息，該導(dǎo)航道路信息包括導(dǎo)航路徑、紅綠燈信號和道路狀況信息；

s3：獲取車輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)，該車輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)包括車輛的當(dāng)前位置信息和車輛的行駛速度；

s4：根據(jù)車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài)和導(dǎo)航道路信息得到浮動車速組；

s5：根據(jù)浮動車速組中的各車速得到行駛完全程所需時間，將行駛時間最短所對應(yīng)的車速作為調(diào)優(yōu)車速；

s6：判斷車輛的行駛速度與調(diào)優(yōu)車速是否適應(yīng)，如果否，則調(diào)整車速至調(diào)優(yōu)車速。

優(yōu)選的，所述步驟s2具體包括以下子步驟：

s21：獲取起點(diǎn)與目的地之間的導(dǎo)航路徑；

s22：識別導(dǎo)航路徑上所有的紅綠燈信號，所述紅綠燈信號包括紅綠燈位置、紅綠燈狀態(tài)和紅綠燈轉(zhuǎn)換規(guī)則；

s23：根據(jù)紅綠燈位置將導(dǎo)航路徑切分成多個路段以得到導(dǎo)航路段；

s24：獲取各個導(dǎo)航路段的道路狀況信息，該道路狀況信息包括平均車速和限速信息。

優(yōu)選的，所述步驟s5具體包括以下子步驟：

s51：根據(jù)浮動車速組、車輛的當(dāng)前位置和道路狀況信息以計算浮動車速組中各車速通過各導(dǎo)航路段所需要的時間；

s52：以浮動車速組中各車速計算通過各導(dǎo)航路段、紅綠燈以及紅綠燈等待的時間之和；

s53：通過調(diào)優(yōu)計算公式計算得到浮動車速組中到達(dá)目的地的總體時間最短的對應(yīng)車速，即為調(diào)優(yōu)車速。

優(yōu)選的，在步驟s53中采用的調(diào)優(yōu)車速計算公式為：

其中，tvi表示以速度v前進(jìn)，到達(dá)第i個紅綠燈所需時間，twi表示在第i個紅綠燈所需的等待時間，tci表示橫穿第i個紅綠燈路口所需時間；f(v)表示求得使累計總時間最短的速度v的函數(shù)。

本發(fā)明的目的之二采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于無人駕駛的路徑規(guī)劃的裝置，包括以下模塊：

參數(shù)計算模塊：用于根據(jù)獲取到的車輛參數(shù)計算起步參數(shù)和剎車參數(shù)，并根據(jù)起步參數(shù)和剎車參數(shù)對車輛進(jìn)行相應(yīng)控制，該車輛參數(shù)包括起步加速度和剎車加速度，該起步參數(shù)包括起步距離和起步時間，該剎車參數(shù)包括剎車距離和剎車時間；

導(dǎo)航信息獲取模塊：用于獲取起點(diǎn)至目的地之間的導(dǎo)航道路信息，該導(dǎo)航道路信息包括導(dǎo)航路徑、紅綠燈信號和道路狀況信息；

車輛狀態(tài)獲取模塊：用于獲取車輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)，該車輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)包括車輛的當(dāng)前位置信息和車輛的行駛速度；

浮動車速計算模塊：用于根據(jù)車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài)和導(dǎo)航道路信息得到浮動車速組；

調(diào)優(yōu)車速模塊：用于根據(jù)車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài)和導(dǎo)航道路信息得到浮動車速組；

車速控制模塊：用于判斷車輛的行駛速度與調(diào)優(yōu)車速是否適應(yīng)，如果否，則調(diào)整車速至調(diào)優(yōu)車速。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)航信息獲取模塊具體包括以下子模塊：

導(dǎo)航路徑獲取模塊：用于獲取起點(diǎn)與目的地之間的導(dǎo)航路徑；

紅綠燈識別模塊：用于識別導(dǎo)航路徑上所有的紅綠燈信號，所述紅綠燈信號包括紅綠燈位置、紅綠燈狀態(tài)和紅綠燈轉(zhuǎn)換規(guī)則；

導(dǎo)航路段切分模塊：用于根據(jù)紅綠燈位置將導(dǎo)航路徑切分成多個路段以得到導(dǎo)航路段；

道路信息獲取模塊：用于獲取各個導(dǎo)航路段的道路狀況信息，該道路狀況信息包括平均車速和限速信息。

優(yōu)選的，所述調(diào)優(yōu)車速模塊具體包括以下子模塊：

導(dǎo)航路段時間模塊：用于根據(jù)浮動車速組、車輛的當(dāng)前位置和道路狀況信息以計算浮動車速組中各車速通過各導(dǎo)航路段所需要的時間；

時間計算模塊：用于以浮動車速組中各車速計算通過各導(dǎo)航路段、紅綠燈以及紅綠燈等待的時間之和；

調(diào)優(yōu)車速計算模塊：用于通過調(diào)優(yōu)計算公式計算得到浮動車速組中到達(dá)目的地的總體時間最短的對應(yīng)車速，即為調(diào)優(yōu)車速。

優(yōu)選的，在調(diào)優(yōu)車速計算模塊中采用的調(diào)優(yōu)車速計算公式為：

其中，tvi表示以速度v前進(jìn)，到達(dá)第i個紅綠燈所需時間，twi表示在第i個紅綠燈所需的等待時間，tci表示橫穿第i個紅綠燈路口所需時間；f(v)表示求得使累計總時間最短的速度v的函數(shù)。

本發(fā)明的目的之三采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于無人駕駛的路徑規(guī)劃的系統(tǒng)，包括執(zhí)行器，所述執(zhí)行器用于執(zhí)行如上述任意一項(xiàng)所述的基于無人駕駛的路徑規(guī)劃的方法。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的基于無人駕駛的路徑規(guī)劃的方法，能夠幫助實(shí)現(xiàn)在無人駕駛的情況下，通過在行車時通過微調(diào)車速，避免紅綠燈等待時間過長，達(dá)到優(yōu)化行車體驗(yàn)，綠色低碳出行的目的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基于無人駕駛的路徑規(guī)劃的方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明的基于無人駕駛的路徑規(guī)劃的裝置的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述：

現(xiàn)有技術(shù)路徑規(guī)劃算法沒有考慮交叉口的處理，缺乏結(jié)合各路口的交通信號燈轉(zhuǎn)換周期、通過路口需要等候的時間、車主的駕駛速度、車流情況，綜合計算規(guī)劃路徑、到達(dá)目的地時間，同時也沒有實(shí)時提示車主或提醒車輛以最優(yōu)車速行駛避免等候或減少等候時間來通過有信號燈的交叉路口的導(dǎo)航方式。并且目前無人駕駛技術(shù)也越來越成熟，但是針對于根據(jù)紅綠燈的導(dǎo)航路徑的車速調(diào)優(yōu)設(shè)計方式并沒有相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行公開。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于無人駕駛的路徑規(guī)劃的方法，包括以下步驟：

s1：根據(jù)獲取到的車輛參數(shù)計算起步參數(shù)和剎車參數(shù)，并根據(jù)起步參數(shù)和剎車參數(shù)對車輛進(jìn)行相應(yīng)控制，該車輛參數(shù)包括起步加速度和剎車加速度，該起步參數(shù)包括起步距離和起步時間，該剎車參數(shù)包括剎車距離和剎車時間；

在本發(fā)明中，需要獲取車輛的相關(guān)參數(shù)，比如需要獲得每種型號的車的起步加速度和剎車加速度，也即是每種型號的車所對應(yīng)的百米加速度和剎車時車輛相對應(yīng)的加速度，從而來對應(yīng)設(shè)置起步距離和起步時間以達(dá)到計算的優(yōu)化車速，計算安全剎車距離和剎車時間，來控制車輛在每個需要停車等待的路口停車；

每種型號的車在出廠時都有對應(yīng)的參數(shù)配置提供，這個參數(shù)預(yù)先在系統(tǒng)內(nèi)匯總設(shè)置好，在進(jìn)行使用時選擇對應(yīng)車型即可自動匹配；

根據(jù)車輛參數(shù)計算好開始剎車的距離和剎車時間，發(fā)送給車輛控制系統(tǒng)，控制車輛減速停車，起步加速也是一樣的，根據(jù)車輛的參數(shù)配置，計算一個起步距離和達(dá)到優(yōu)化車速的時間，然后控制車輛起步；每種型號的車輛對應(yīng)的參數(shù)不同，根據(jù)勻速控制車輛起步，停車和直線行駛能夠控制車輛最省油的行車經(jīng)驗(yàn)，得出上述控制車輛加減速的方法，并且起步距離和停車距離在實(shí)際應(yīng)用的時候應(yīng)該為對應(yīng)車速的兩倍；

s2：獲取起點(diǎn)至目的地之間的導(dǎo)航道路信息，該導(dǎo)航道路信息包括導(dǎo)航路徑、紅綠燈信號和道路狀況信息；所述步驟s1具體包括以下子步驟：

s21：獲取起點(diǎn)與目的地之間的導(dǎo)航路徑；

s22：識別導(dǎo)航路徑上所有的紅綠燈信號，所述紅綠燈信號包括紅綠燈位置、紅綠燈狀態(tài)和紅綠燈轉(zhuǎn)換規(guī)則；紅綠燈信號轉(zhuǎn)換周期在交管部門都有公開的時刻表提供具體的數(shù)據(jù)查詢，在本發(fā)明中，將相關(guān)的數(shù)據(jù)都存儲于一數(shù)據(jù)服務(wù)器中來進(jìn)行數(shù)據(jù)支持，且本發(fā)明服務(wù)器與互聯(lián)網(wǎng)連接，能夠?qū)崟r獲取更新車聯(lián)網(wǎng)或交管部門的動態(tài)交通管制和信號燈控制數(shù)據(jù)；

s23：根據(jù)紅綠燈位置將導(dǎo)航路徑切分成多個路段以得到導(dǎo)航路段，并保存各路段的開始和結(jié)束位置的信息；

s24：獲取各個導(dǎo)航路段的道路狀況信息，該道路狀況信息包括平均車速和限速信息；根據(jù)平均車速和限速信息都是作為調(diào)優(yōu)車速的參考計算信息，比如調(diào)優(yōu)車速的范圍不能夠高于相應(yīng)路段的道路限速。

s3：獲取車輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)，該車輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)包括車輛的當(dāng)前位置信息和車輛的行駛速度；通過gps定位以及其他輔助的定位功能來定位車輛的當(dāng)前位置，并通過檢測車輛在單位時間內(nèi)的行駛距離來測量得到車輛的當(dāng)前行駛速度。

s4：根據(jù)車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài)和導(dǎo)航道路信息得到浮動車速組；該浮動車速組以當(dāng)前車速為基礎(chǔ)上下浮動一個范圍，得到一組浮動車速；該浮動車速組可以是一個連續(xù)的閾值范圍，也可以是所有的速度值形成一個等差數(shù)列，然后組成浮動車速組。本發(fā)明的方法中采用的浮動車速組是基于車輛當(dāng)前的實(shí)際車速來進(jìn)行設(shè)定的，而不是通過系統(tǒng)來幫用戶決定，使得實(shí)現(xiàn)起來更人性化，更方便，也更易于推廣；

s5：根據(jù)浮動車速組中的各車速得到行駛完全程所需時間，將行駛時間最短所對應(yīng)的車速作為調(diào)優(yōu)車速；用浮動車速組來分別計算到達(dá)目的地的總體時間，通過比較結(jié)果得出最短總體到達(dá)時間，對應(yīng)最短總體到達(dá)時間的行駛車速則為調(diào)優(yōu)車速的結(jié)果數(shù)據(jù)；總體到達(dá)時間為通過紅綠燈之間各導(dǎo)航路段行駛時間和各路口紅綠燈切換等待時間的總和；所述步驟s4具體包括以下子步驟：

s51：根據(jù)浮動車速組、車輛的當(dāng)前位置和道路狀況信息以計算浮動車速組中各車速通過各導(dǎo)航路段所需要的時間；分別計算浮動車速組中各車速通過各個導(dǎo)航分段路徑所需要的時間。在計算時間時，同時考慮在各個路口停車起步加速因?yàn)檐囁俨煌枰臅r間、道路車輛平均車速、道路限速數(shù)據(jù)等情況對整體通過時間的影響；

s52：以浮動車速組中各車速計算通過各導(dǎo)航路段、紅綠燈以及紅綠燈等待的時間之和；

s53：通過調(diào)優(yōu)計算公式計算得到浮動車速組中到達(dá)目的地的總體時間最短的對應(yīng)車速，即為調(diào)優(yōu)車速；在步驟s45中采用的調(diào)優(yōu)車速計算公式為：

其中，tvi表示以速度v前進(jìn)，到達(dá)第i個紅綠燈所需時間，通過距離除以速度計算出來，twi表示在第i個紅綠燈所需的等待時間，通過計算到達(dá)紅綠燈時對應(yīng)的紅綠燈狀態(tài)確定需等待時間；tci表示橫穿第i個紅綠燈路口所需時間；f(v)表示求得使累計總時間最短的速度v的函數(shù)。

s6：判斷車輛的行駛速度與調(diào)優(yōu)車速是否一致，如果否，則調(diào)整車速至調(diào)優(yōu)車速?；蛘呤擒囍骺梢愿鶕?jù)實(shí)際情況來對導(dǎo)航路徑進(jìn)行選擇，選擇到達(dá)目的地用時最少的路徑，當(dāng)導(dǎo)航路徑上有擁堵的情況或者有些道路比較方便而沒能通過地圖顯示的，用戶可以自主通過選擇相應(yīng)路徑來進(jìn)行行車路徑規(guī)劃，并重新計算導(dǎo)航路徑上的調(diào)優(yōu)車速，通過增加用戶設(shè)置可以使得該無人駕駛的路徑規(guī)劃的方法使用范圍更加的廣泛。

本發(fā)明的導(dǎo)航路徑規(guī)劃車速的方法還可以適用于到達(dá)下一個路口時，該交通燈的情況，通過計算當(dāng)前車速到下一個路口的距離，并根據(jù)紅綠燈信號的狀態(tài)來得到調(diào)優(yōu)速度，使得當(dāng)?shù)较乱粋€路口的時候紅綠燈的狀態(tài)為綠燈，從而可以順利通過路口，該行車路徑還可以是導(dǎo)航至紅綠燈路口前的任意位置。當(dāng)更多的車輛采用本發(fā)明基于本發(fā)明根據(jù)導(dǎo)航路徑規(guī)劃車速的方法的系統(tǒng)的時候，可以通過獲取其他車輛的信息，比如將車輛的行駛速度作為本發(fā)明方法的規(guī)劃車速的參考信息，能夠更準(zhǔn)確估計時間。

本發(fā)明的根據(jù)導(dǎo)航路徑規(guī)劃車速的方法，依托現(xiàn)有導(dǎo)航系統(tǒng)的道路地圖和gps定位及其他輔助定位功能，根據(jù)紅綠燈信號轉(zhuǎn)換周期數(shù)據(jù)、結(jié)合當(dāng)前行車速度計算通過各個路口時需要等候信號燈的時間，綜合各路段車流情況等因素進(jìn)行計算行車時間、規(guī)劃線路導(dǎo)航和調(diào)整最優(yōu)車速，幫助車主在出行時更精確估計行駛時間、選擇導(dǎo)航線路、控制車輛以調(diào)優(yōu)車速行駛。并在行車時通過微調(diào)車速，避免紅綠燈等待時間過長，達(dá)到優(yōu)化駕駛體驗(yàn)，綠色低碳出行的目的，甚至可以達(dá)到從起點(diǎn)到終點(diǎn)通過各個路口一路綠燈的狀態(tài)。

如圖2所示，本發(fā)明提供了一種基于無人駕駛的路徑規(guī)劃的裝置，包括以下模塊：

導(dǎo)航信息獲取模塊：用于獲取起點(diǎn)至目的地之間的導(dǎo)航道路信息，該導(dǎo)航道路信息包括導(dǎo)航路徑、紅綠燈信號和道路狀況信息；所述導(dǎo)航信息獲取模塊具體包括以下子模塊：

導(dǎo)航路徑獲取模塊：用于獲取起點(diǎn)與目的地之間的導(dǎo)航路徑；

紅綠燈識別模塊：用于識別導(dǎo)航路徑上所有的紅綠燈信號，所述紅綠燈信號包括紅綠燈位置、紅綠燈狀態(tài)和紅綠燈轉(zhuǎn)換規(guī)則；

導(dǎo)航路段切分模塊：用于根據(jù)紅綠燈位置將導(dǎo)航路徑切分成多個路段以得到導(dǎo)航路段；

道路信息獲取模塊：用于獲取各個導(dǎo)航路段的道路狀況信息，該道路狀況信息包括平均車速和限速信息；

車輛狀態(tài)獲取模塊：用于獲取車輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)，該車輛當(dāng)前的行駛狀態(tài)包括車輛的當(dāng)前位置信息和車輛的行駛速度；

浮動車速計算模塊：用于根據(jù)車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài)和導(dǎo)航道路信息得到浮動車速組；

調(diào)優(yōu)車速模塊：用于根據(jù)車輛的當(dāng)前行駛狀態(tài)和導(dǎo)航道路信息得到浮動車速組；所述調(diào)優(yōu)車速模塊具體包括以下子模塊：

導(dǎo)航路段時間模塊：用于根據(jù)浮動車速組、車輛的當(dāng)前位置和道路狀況信息以計算浮動車速組中各車速通過各導(dǎo)航路段所需要的時間；

時間計算模塊：用于以浮動車速組中各車速計算通過各導(dǎo)航路段、紅綠燈以及紅綠燈等待的時間之和；

調(diào)優(yōu)車速計算模塊：用于通過調(diào)優(yōu)計算公式計算得到浮動車速組中到達(dá)目的地的總體時間最短的對應(yīng)車速，即為調(diào)優(yōu)車速；在調(diào)優(yōu)車速計算模塊中采用的調(diào)優(yōu)車速計算公式為：

其中，tvi表示以速度v前進(jìn)，到達(dá)第i個紅綠燈所需時間，twi表示在第i個紅綠燈所需的等待時間，tci表示橫穿第i個紅綠燈路口所需時間；f(v)表示求得使累計總時間最短的速度v的函數(shù)；

車速控制模塊：用于判斷車輛的行駛速度與調(diào)優(yōu)車速是否一致，如果否，則調(diào)整車速至調(diào)優(yōu)車速。

對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。