车辆局部路径规划方法、自动驾驶系统和自动驾驶车辆.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114234993A(43)申请公布日2022.03.25(21)申请号202111533743.1(22)申请日2021.12.15(71)申请人北京福田戴姆勒汽车有限公司地址101400北京市怀柔区红螺东路21号(72)发明人刘苏楠李明月李翔宇王家琪毕旭东(74)专利代理机构北京景闻知识产权代理有限公司11742代理人朱鸿雁(51)Int.Cl.G01C21/34(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图5页(54)发明名称车辆局部路径规划方法、自动驾驶系统和自动驾驶车辆(57)摘要本发明公开了一种车辆局部路径规划方法、自动驾驶系统和自动驾驶车辆，所述车辆局部路径规划方法，包括：获取道路信息和障碍物信息；根据所述道路信息和所述障碍物信息生成Frenet坐标系下的备选路径集合；根据预设损失函数获取所述备选路径集合中每条路径的运行损失量；基于人工势场法，根据所述障碍物信息计算斥力损失量；根据所述运行损失量和所述斥力损失量在所述备选路径集合中确定目标路径；根据所述目标路径控制车辆的行驶。采用该方法可以提升自动驾驶过程中局部路径规划的安全性和通畅性。CN114234993ACN114234993A权利要求书1/2页1.一种车辆局部路径规划方法，其特征在于，包括：获取道路信息和障碍物信息；根据所述道路信息和所述障碍物信息生成Frenet坐标系下的备选路径集合；根据预设损失函数获取所述备选路径集合中每条路径的运行损失量；基于人工势场法，根据所述障碍物信息计算斥力损失量；根据所述运行损失量和所述斥力损失量在所述备选路径集合中确定目标路径；根据所述目标路径控制车辆的行驶。2.根据权利要求1所述的车辆局部路径规划方法，其特征在于，根据所述道路信息生成Frenet坐标系下的备选路径集合，包括：根据所述道路信息确定道路中心线，并以道路中心线作为参考线，以所述车辆为原点建立Frenet坐标系，其中，以所述参考线的切向向量和法向向量作为坐标轴；基于所述Frenet坐标系获得纵向轨迹规划和横向轨迹规划；根据所述纵向轨迹规划和所述横向轨迹规划进行轨迹拟合，以生成所述备选路径集合。3.根据权利要求2所述的车辆局部路径规划方法，其特征在于，基于所述Frenet坐标系获得纵向轨迹规划和横向轨迹规划，包括：在所述Frenet坐标系下确定所述车辆的横向初始配置和纵向初始配置；基于所述横向初始配置，以横向位移量(dmin，dmax)和制动时间(Tmin，Tmax)作为横向目标配置进行轨迹采样，以获得所述横向轨迹规划；基于所述纵向初始配置，以纵向速度和纵向加速度作为纵向目标配置进行轨迹采样，以获得所述纵向轨迹规划。4.根据权利要求1所述的车辆局部路径规划方法，其特征在于，基于人工势场法，根据所述障碍物信息计算斥力损失量，包括：所述障碍物信息包括所述车辆与障碍物之间的距离；所述斥力损失量可以通过以下公式获得：2r＝K0/p其中，r为所述斥力损失量，K0为斥力系数，p为所述车辆与障碍物之间的距离。5.根据权利要求1所述的车辆局部路径规划方法，其特征在于，所述运行损失量包括横向运行损失量和纵向运行损失量；根据所述运行损失量和所述斥力损失函数在所述备选路径集合中确定目标路径，包括：将每条备选路径的所述横向运行损失量、每条备选路径的所述纵向运行损失量和所述斥力损失量之和作为每条备选路径的最终损失量；确定所有备选路径的最终损失量中的最小损失量；将所述最小损失量对应的备选路径作为所述目标路径。6.根据权利要求5所述的车辆局部路径规划方法，其特征在于，所述预设损失函数可以通过以下公式表示：Cd＝Ki*J+Kd*d其中，Cd为所述预设损失函数，Ki、Kd为常数，J为纵向速度损失或横向速度损失，d为横2CN114234993A权利要求书2/2页向位置损失。7.一种自动驾驶系统，其特征在于，包括：至少一个处理器；与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器中存储有可被至少一个所述处理器执行的计算机程序，至少一个所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1‑6任一项所述的车辆局部路径规划方法。8.一种自动驾驶系统，其特征在于，包括：第一获取模块，用于获取道路信息和障碍物信息；生成模块，用于根据所述道路信息生成Frenet坐标系下的备选路径集合；第二获取模块，用于根据预设损失函数获取所述备选路径集合中每条路径的运行损失量；计算模块，用于基于人工势场法，根据所述障碍物信息计算斥力损失量；确定模块，用于根据所述运行损失量和所述斥力损失量在所述备选路径集合中确定目标路径；控制模块，用于根据所述目标路径控制车辆的行驶。9.一种自动驾驶车辆，其特征在于，包括权利要求7或8所述的自动驾驶系统。10.一种计算机存