一种用于自动驾驶的前后端分离的路由导航系统

1.本发明实施例涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种用于自动驾驶的前后端分离的路由导航系统。


背景技术：

2.随着汽车产业的全面升级，车联网生态圈日益完善，助推智能网联汽车产业高速发展。其中，自动驾驶作为智能网联汽车的高级形态，目前受到业内广泛关注，已成为全球汽车企业重点发展方向，迎来了其黄金发展期。路由导航是基于先验完全信息的全局路径规划，是自动驾驶系统进行局部路径规划和运动控制的基础，对自动驾驶系统运行的高效性、安全性和可靠性均有重要作用。
3.目前，传统导航系统无法满足自动驾驶系统的车道级路径规划的需求，且自动驾驶系统无法和传统导航互联以实现人机交互。


技术实现要素：

4.本发明提供一种用于自动驾驶的前后端分离的路由导航系统，来满足自动驾驶路径的车道级规划的需求，加快自动驾驶系统开发验证进程；同时，为驾乘人员提供一个友好的人机交互界面，让驾乘人员随时随地了解自动驾驶系统运行状况。
5.本发明实施例提供了一种用于自动驾驶的前后端分离的路由导航系统，包括：
6.前端系统和后端系统，所述前端系统包括高精度地图处理模块和人机交互模块，所述人机交互模块和所述后端系统进行通信连接；
7.所述高精度处理模块面向开发人员，用于读取和输出不同格式的高精度地图；
8.所述人机交互模块面向驾乘人员，用于接收驾乘人员的路由导航请求，并将所述路由导航请求发送至后端系统；所述路由导航请求包括途经点和终点信息；
9.所述后端系统用于根据所述路由导航系统进行全局路径规划，并将所述全局路径规划结果传输至前端系统。
10.可选的，所述后端系统包括：
11.路由导航模块，所述路由导航模块和所述人机交互模块通信相连，用于获取车辆定位信息，接收来自前端系统输入路由导航请求，基于高精度地图进行路由导航规划，并将车辆当前位置和规划后的导航路线传输至前端系统进行显示；
12.环境感知模块，用于将高精定位数据传输至所述路由导航模块；
13.决策与规划模块，用于根据接收的环境感知信息和路由导航模块输出的参考线信息，进行行为决策和运动规划；
14.车辆控制模块，用于控制车辆按照运动规划输出的轨迹和速度行驶。
15.可选的，所述高精度地图处理模块具体用于：
16.高精度地图的载入、显示、编辑、平滑处理以及不同格式高精度地图的输出。
17.可选的，所述所述人机交互模块还用于显示高精度地图、导航路径、当前车辆位
置、前方行驶轨迹和车辆运行信息。
18.本发明的有益效果:
19.本发明提出一种用于自动驾驶的前后端分离的路由导航系统，该系统可为自动驾驶系统提供一个接口：一方面，对开发者而言，路径导航信息和车辆运行轨迹可清晰直观的显示出来，有效提高自动驾驶开发效率；另一方面，驾乘人可通过前端输入起始位置和目的地，查看车辆周围的基本地图信息、后端返回的路径规划信息、车辆当前位置和未行驶路线、车辆当前行驶状况等，使自动驾驶系统与驾乘人实现有效交互，提升驾乘体验。
附图说明
20.图1是本发明实施例中的一种用于自动驾驶的前后端分离的路由导航系统示意图；
21.图2是本发明实施例中的一种用于自动驾驶的前后端分离的路由导航系统应用的前端示例图。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
23.实施例
24.参见图1，本发明实施例提供了一种用于自动驾驶的前后端分离的路由导航系统，该系统包括前端系统和后端系统。其中，前端系统用来显示高精地图、规划后的导航路径、车辆当前位置、前方行驶路径等信息；后端系统实现高精地图加载、路由导航、环境感知、决策与规划和车辆控制；前后端系统之间实现交互。
25.具体的，所述前端系统包括高精度地图处理模块和人机交互模块，所述人机交互模块和所述后端系统进行通信连接。
26.其中，所述高精度处理模块面向开发人员，用于读取不同格式的高精度地图(osm/opendrive/点云/其它)，经解析后绘制出高精度地图。
27.在该模块中，开发人员可以对高精度地图的元素进行位置编辑、增加属性、增加路段和改变路段连接关系等操作。高精度地图可选择连续方程式和二维/三维离散点两种形式表述，开发人员可选择离散点的精度(通过方程式离散化和插值实现)，以满足自动驾驶决策与控制系统的需求。若高精地图采用离散点描述，则通过平滑处理后再进行输出。该模块还可以实现各种地图格式之间的转换。
28.所述人机交互模块面向驾乘人员，用于接收驾乘人员的路由导航请求，并将所述路由导航请求发送至后端系统；所述路由导航请求包括途经点和终点信息。
29.人机交互模块实现与后端系统中路由导航模块的通信，为人机交互提供了一个平台。通过该模块，可以将修改后的地图文件存储位置传送至后端；向后端传输路由导航请求，包含途经点和终点。该模块接收后端系统使用的高精地图；接收后端系统中人机交互模块发出的全局导航路径、车辆当前位置和前方未行驶轨迹；接收后端发送的车辆运行信息并进行图形化显示。
30.所述后端系统用于根据所述路由导航系统进行全局路径规划，并将所述全局路径规划结果传输至前端系统。
31.具体的，后端系统包括：
32.路由导航模块，所述路由导航模块和所述人机交互模块通信相连，用于获取车辆定位信息，接收来自前端系统输入路由导航请求，基于高精度地图进行路由导航规划，并将车辆当前位置和规划后的导航路线传输至前端系统进行显示；当自动驾驶系统感知到周围动态环境有变时，可通过局部路径规划来提升车辆安全性和通行效率。原导航轨迹上某些路段拥堵，或当经过局部路径规控后，车辆驶离原导航轨迹，此时，重新启动路由导航模块，并将更新的导航路径发送至前端显示。
33.环境感知模块，包含高精定位、周围障碍物感知、追踪和行为预测等，并将高精定位数据传输至路由导航模块。
34.决策与规划模块，用于根据接收的环境感知信息和路由导航模块输出的参考线信息，进行行为决策和运动规划；
35.车辆控制模块，用于控制车辆按照运动规划输出的轨迹和速度行驶。
36.进一步参见图2，图2以osm格式的高精度地图为例，说明用于自动驾驶的前后端分离的路由导航系统应用，包括以下步骤：
37.步骤1：前端基于react框架，后端采用python和c++语言开发。将前端和后端分别部署好，并开启；
38.步骤2：对于开发人员来讲，选择高精度地图载入，若osm格式地图中的路点信息的精度不足，可设置为10cm，采用插值处理提升路点精度；
39.步骤3：放大显示的高精度地图，可改变有明显突出的路点位置，并增加道路限速等属性；
40.步骤4：将修正后的高精度地图进行平滑处理，并输出为自定义的地图格式；
41.步骤5：读取输出的高精度地图存储位置，将其同步导入到后端；
42.步骤6：驾乘人在前端上选择途经点和终点，发送至后端；
43.步骤7：后端基于当前车辆位置，根据路由导航请求，进行全局路径规划，并将规划好的路径导航路线、车辆当前位置传输至前端；
44.步骤8：前端接收后端上传的路径导航信息、车辆当前位置，用以显示车辆规划的目标路径和实时运行路径。
45.本发明实施例应用了一种前后端分离的路由导航系统，提升自动驾驶系统中路由导航系统的开发效率；同时，给驾乘人员提供一个良好的交互式乘车体验。
46.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。