
本技术涉及车辆轨迹规划,具体涉及一种车辆轨迹规划方法及其装置、存储介质。
背景技术:
1、车辆轨迹规划是指在给定道路网络和环境信息的情况下,通过轨迹规划算法确定车辆的行驶轨迹,使其达到特定目标并符合各种约束条件。车辆轨迹规划算法的设计应考虑到路况、车辆动力学特性、安全性、效率等方面的要求,以提供可靠、高效、安全的行驶轨迹。随着自动驾驶技术的发展,车辆轨迹规划也面临更高的挑战,包括复杂交通环境、多车协同、动态障碍物处理等,因此,不同的场景和需求可能需要不同的车辆轨迹规划算法来实现最佳效果。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提出一种车辆轨迹规划方法及其装置、计算机可读存储介质,实现动态避障场景的车辆轨迹规划。
2、为实现上述目的,本技术实施例提供一种车辆轨迹规划方法,所述方法包括:
3、基于三车道模型搜索参考线;所述参考线包括本车道及左侧两车道的中心线、或本车道及右侧两车道的中心线、或本车道及左右相邻车道的中心线;
4、基于所述参考线生成预设距离范围内的本车和本车周围障碍物的多个预测轨迹点;
5、将本车的当前位置点以及所述多个预测轨迹点分别与预设的多个时间层进行绑定,相邻两个时间层之间间隔一定时间;其中,第一个时间层绑定本车的当前位置点,其他时间层绑定本车和障碍物的预测轨迹点;
6、将任意相邻两个时间层绑定的本车的当前位置点或预测轨迹点进行连接获得多条连接边,任意两个点连接形成一条连接边;
7、预设的代价函数计算每条连接边的代价,并根据每条连接边的代价、预设的约束条件、所述多个时间层绑定的障碍物的预测轨迹点,进行轨迹规划得到一条满足所述车道边界约束且代价最小的车辆规划轨迹。
8、优选地,所述预测轨迹点包括横向预测轨迹点、纵向预测轨迹点;
9、本车的横向预测轨迹点为预测得到的本车横向运动后的未来轨迹点,本车的纵向预测轨迹点为预测得到的本车纵向运动后的未来轨迹点;
10、障碍物的横向预测轨迹点为预测得到的障碍物横向运动后的未来轨迹点,障碍物的纵向预测轨迹点为预测得到的障碍物纵向运动后的未来轨迹点。
11、优选地,所述每条连接边的代价包括加速度代价、加速度变化率代价、参考线距离代价、碰撞代价、横向边界代价中的至少一种;
12、所述加速度代价为本车从连接边的一个点运动到另一个点所需要的加速度所对应的代价;
13、所述加速度变化率代价为本车从连接边的一个点运动到另一个点所需要的加速度变化率所对应的代价;
14、所述参考线距离代价为本车从连接边的一个点运动到另一个点时,该另一个点到本车所在车道的参考线的距离所对应的代价;
15、所述碰撞代价为本车从连接边的一个点运动到另一个点过程中与障碍物是否发生碰撞所对应的代价;
16、所述横向边界代价为本车从连接边的一个点运动到另一个点过程中本车与左右车道边界之间的距离所对应的代价。
17、优选地,所述约束条件包括车道边界约束、障碍物线性边界约束;
18、所述车道边界约束指的是本车可跨虚线或压虚线行驶,不可跨实线或压实线行驶,;
19、所述约束条件包括障碍物线性边界约束,所述障碍物线性边界约束指的是将障碍物边界用直线表示,在所述直线的一侧视作碰撞,在所述直线的另一侧视作安全无碰撞,本车需行驶于所述直线的另一侧。
20、优选地,所述多个时间层包括第一时间段的多个时间层和第二时间段的多个时间层,所述第一时间段的多个时间层的任意相邻两个时间层间隔t1时间,所述第二时间段的多个时间层的任意相邻两个时间层间隔t2时间;其中,t2时间和t1时间均为预设值,且t2时间小于t1时间。
21、本技术实施例还提供一种车辆轨迹规划装置,所述装置包括:
22、参考线获取模块,用于基于三车道模型搜索参考线;所述参考线包括本车道及左侧两车道的中心线、或本车道及右侧两车道的中心线、或本车道及左右相邻车道的中心线;
23、轨迹点预测模块,用于基于所述参考线生成预设距离范围内的本车和本车周围障碍物的多个预测轨迹点;
24、时空离散化模块,用于将本车的当前位置点以及所述多个预测轨迹点分别与预设的多个时间层进行绑定,相邻两个时间层之间间隔一定时间;其中,第一个时间层绑定本车的当前位置点,其他时间层绑定本车和障碍物的预测轨迹点;
25、连接边生成模块,用于将任意相邻两个时间层绑定的本车的当前位置点或预测轨迹点进行连接获得多条连接边,任意两个点连接形成一条连接边;
26、优化求解模块,用于预设的代价函数计算每条连接边的代价,并根据每条连接边的代价、预设的约束条件、所述多个时间层绑定的障碍物的预测轨迹点,进行轨迹规划得到一条满足所述车道边界约束且代价最小的车辆规划轨迹。
27、优选地,所述预测轨迹点包括横向预测轨迹点、纵向预测轨迹点;
28、本车的横向预测轨迹点为预测得到的本车横向运动后的未来轨迹点,本车的纵向预测轨迹点为预测得到的本车纵向运动后的未来轨迹点;
29、障碍物的横向预测轨迹点为预测得到的障碍物横向运动后的未来轨迹点,障碍物的纵向预测轨迹点为预测得到的障碍物纵向运动后的未来轨迹点。
30、优选地,所述每条连接边的代价包括加速度代价、加速度变化率代价、参考线距离代价、碰撞代价、横向边界代价中的至少一种;
31、所述加速度代价为本车从连接边的一个点运动到另一个点所需要的加速度所对应的代价;
32、所述加速度变化率代价为本车从连接边的一个点运动到另一个点所需要的加速度变化率所对应的代价;
33、所述参考线距离代价为本车从连接边的一个点运动到另一个点时,该另一个点到本车所在车道的参考线的距离所对应的代价;
34、所述碰撞代价为本车从连接边的一个点运动到另一个点过程中与障碍物是否发生碰撞所对应的代价;
35、所述横向边界代价为本车从连接边的一个点运动到另一个点过程中本车与左右车道边界之间的距离所对应的代价。
36、优选地,所述约束条件包括车道边界约束、障碍物线性边界约束;
37、所述车道边界约束指的是本车可跨虚线或压虚线行驶,不可跨实线或压实线行驶,;
38、所述约束条件包括障碍物线性边界约束,所述障碍物线性边界约束指的是将障碍物边界用直线表示,在所述直线的一侧视作碰撞,在所述直线的另一侧视作安全无碰撞,本车需行驶于所述直线的另一侧。
39、本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如上所述的车辆轨迹规划方法。
40、本技术实施例提供的一种车辆轨迹规划方法及其装置、计算机可读存储介质,具有以下有益效果:
41、本技术实施例基于三车道模型搜索参考线,基于所述参考线预测本车和本车周围障碍物的未来轨迹点,对本车的当前位置点以及所述多个预测轨迹点进行时空离散化,每个时间层绑定对应的点,并将任意相邻两个时间层绑定的点进行连接获得多条连接边,连接边可以理解为是本车可能行驶的轨迹线段,相邻的两个时间层之间连接形成很多连接边,也就是说在某个时间段本车有很多种可能的行驶轨迹,进一步地,根据预设的代价函数计算每条连接边的代价,并根据每条连接边的代价、预设的约束条件、所述多个时间层绑定的障碍物的预测轨迹点,进行轨迹规划得到一条满足所述车道边界约束且代价最小的车辆规划轨迹,从而实现动态避障场景的车辆轨迹规划。
42、本技术实施例未详述的细节和优点在具体实施方式中详细说明。