[发明专利]智能车动态避障路径连续规划方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开一种智能车动态避障路径连续规划方法、系统及存储介质。方法包括：利用Frenet坐标转换将车辆沿复杂弯曲道路行驶时的局部路径规划问题转化为直线道路下的双移线路径规划问题，大大降低了规划的复杂度；并将双移线路径分为避障路段和回归路段两部分，基于贝塞尔曲线分别进行路径规划；当周围环境发生动态变化时，特别是在车辆跟踪局部路径行驶时，障碍物突然加速、减速或发生侧向位移，规划路径的终点就会进行相应的更新，同时对局部路径进行再规划，并保证路径连接点处的曲率连续性。本发明可提高智能车规划路径的实时性，有助于增强智能车对复杂交通环境的适应性。

技术领域

本发明涉及自动驾驶决策规划技术领域，尤其涉及基于Frenet坐标系和贝塞尔曲线的智能车动态避障路径连续再规划方法，具体为一种智能车动态避障路径连续规划方法、系统及存储介质。

背景技术

自动驾驶技术能够有效保障交通安全、提升通行效率并改善出行方式，自动驾驶的底层架构和95％的常规技术问题已经得以解决，剩下5％的长尾问题成为制约自动驾驶落地应用的关键。这些长尾问题涉及各种复杂场景下的可靠感知、快速预测、最优化决策规划等关键技术。

针对车辆运动规划问题，目前的解决方案是当检测到前方存在障碍物时，决策规划层根据当前环境信息输出局部避障路径，然后跟踪行驶。这种方案多为静态避障路径规划，这里的静态指只利用避障前的障碍物运动状态信息(位置、姿态、速度等)进行避障路径规划，在避障过程中不再对避障路径进行实时更新和优化。然而对于复杂动态的交通环境，当自车沿避障路径行驶时，一旦障碍物运动状态突然发生变化，避障前规划的路径就不再可靠，极易出现避障路径与障碍物路径干涉的情况，存在极大的碰撞风险，进而影响自动驾驶的行驶安全。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种智能车动态避障路径连续规划方法、系统及存储介质，其能够根据障碍物运动状态的变化进行实时路径再规划，并保证新规划的路径曲率与原路径曲率连续。

根据本发明说明书的一方面，提供一种智能车动态避障路径连续规划方法，包括：

构建基于Frenet坐标系的局部路径规划架构；

基于贝塞尔曲线进行分路段的局部路径规划；

依据规划好的局部路径进行车辆跟踪行驶，以预定时间步长获取障碍物的运动状态信息，并在障碍物的运动状态发生变化时基于贝塞尔曲线进行路径再规划，且再规划的路径曲率与原路径曲率连续。

上述技术方案首先构建基于Frenet坐标系的局部路径规划架构，实现Frenet坐标与笛卡尔坐标的相互转换，将车辆沿复杂弯曲道路行驶时的局部路径规划问题转化为直线道路下的双移线路径规划问题，并在Frenet坐标系下基于贝塞尔曲线进行分路段的路径规划，极大降低了路径规划复杂度；该技术方案在跟踪行驶时，考虑障碍物的实时运动状态，并在障碍物的实时运动状态发生变化时重新进行路径规划，实时更新车辆的局部路径，在复杂动态的交通环境下实现了避障路径连续动态更新，且保证了前后规划路径的曲率连续性和整体路径的平滑性。

作为进一步的技术方案，分路段的局部路径规划包括：避障路段路径规划和回归路段路径规划，其中避障路段的终点与回归路段的起点一致。在利用Frenet坐标转换将车辆沿复杂弯曲道路行驶时的局部路径规划问题转化为直线道路下的双移线路径规划问题后，将双移线路径分为避障路段和回归路段两部分，以便于分别进行路径规划，降低规划的复杂度。

作为进一步的技术方案，所述方法进一步包括：当自车发现前方障碍物并沿全局路径行驶至局部路径避障路段的起点时，根据自车及前方障碍物的初始运动状态确定避障路段的终点，然后基于贝塞尔曲线进行路径规划；当自车行驶至避障路段的终点时，根据自车及前方障碍物的当前运动状态确定回归路段的终点，然后基于贝塞尔曲线进行路径规划。该技术方案中，自车在发现前方障碍物并进行了分段路径规划，在各分路段分别进行跟踪行驶时，前方障碍物的运动状态未发生变化，即在一次路径规划基础上完成整个避障过程。