[发明专利]一种基于曲率约束的引导线生成方法及装置

说明书

本发明涉及一种基于曲率约束的引导线生成方法及装置，其方法包括：确定道路边界线和车辆的起点和终点；构造车辆在高精度地图上的运动基元，根据运动基元确定车辆脱出的节点；根据所述脱出的节点和边界线曲率确定节点权重；根据所述节点权重搜索符合动力学的节点序列以生成引导线。本发明通过最大转向角和边界线的曲率确定了多个脱出节点，根据曲率确定了脱出节点的权重，然后通过搜索算法得到引导线，该引导线的曲率变化与边界线的一致性程度高，转弯平滑，减少自动驾驶过程的抖动、乘客的不适感。

技术领域

本发明属于自动驾驶导航、电子地图领域，具体涉及一种基于曲率约束的引导线生成方法及装置。

背景技术

自动驾驶车辆需要在高精地图的辅助下，结合车辆感知的障碍物信息等，生成一条满足车辆动力学约束的车行轨迹(引导线)，从而使车辆能够安全、舒适、可靠的在道路上行驶。由于车辆在转弯时，曲率在变化，因此引导线的结果会曲折且不平滑，造成自驾车辆抖动、乘客体验感不舒适等问题。

发明内容

为解决基于曲率约束，使引导线生成结果和道路边线的曲率变化保持一致，增加自动驾驶的舒适度的问题，在本发明的第一方面提供了基于曲率约束的引导线生成方法，确定道路边界线和车辆的起点和终点；构造车辆在高精度地图上的运动基元，根据运动基元确定车辆脱出的节点；根据所述脱出的节点和边界线曲率确定节点权重；根据所述节点权重搜索符合动力学的节点序列以生成引导线。

在本发明的一些实施例中，所述构造车辆在高精度地图上的运动基元，根据运动基元确定车辆脱出的节点包括如下步骤：根据车辆轴距信息计算最小转弯半径；沿车辆航向的左右两边分别构造一个外切圆，外切圆的半径为最小转弯半径；在所述外切圆上，以车辆位置为起点O截取与运动基元长度相等的弧长的点P_i和P_j,则线段OP_i与OP_j分别与车辆航向构成的角分别为最大左转角、最大右转角；将最大左转角、最大右转角与起点O确定的弧长等分成N个，得到N-1个节点，则所述N-1个节点、P_i、P_j即为N+1个脱出节点。优选的，所述运动基元长度不大于1m,N大于等于4。

在本发明的一些实施例中，所述根据所述脱出的节点和边界线曲率确定节点权重包括如下步骤：将车辆投影到离车身最近的边界线上，得到车身在边界线的投影线段；计算所述投影线段的航向角与每个脱出的节点的航向角差值；根据所述航向角差值确定对应脱出的节点的权重。

在本发明的一些实施例中，根据所述节点权重搜索符合动力学的节点序列以生成引导线包括步骤：以车辆起始位置作为当前搜索节点，构造车辆在高精度地图上的运动基元，根据运动基元确定车辆脱出的节点；根据碰撞测试剔除不在通行区间内的脱出节点，将剩下的脱出节点作为父节点并将其保存；从所述父节点中选取权重最小的点作为搜索节点，根据启发式搜索算法重复上述步骤直至搜索到终点；从终点开始回溯所有父节点，得到符合动力学的节点序列。

优选的，所述搜索算法为A星搜索算法。

本发明的第二方面，提供了一种基于曲率约束的引导线生成装置，包括确定模块、构造模块、权重模块、生成模块，所述确定模块，用于确定道路边界线和车辆的起点和终点；所述构造模块，用于构造车辆在高精度地图上的运动基元，根据运动基元确定车辆脱出的节点；所述权重模块，用于根据所述脱出的节点和边界线曲率确定节点权重；所述生成模块，用于根据所述节点权重搜索符合动力学的节点序列以生成引导线。