[发明专利]一种未知环境下用于自动驾驶的局部参考路径生成方法

说明书

本发明公开了一种未知环境下用于自动驾驶的局部参考路径生成方法，包括建立全局坐标系，再生成全局路径，并进行平滑拟合处理，获取自动驾驶车辆的定位信息，以及截取局部路径片段作为初始全局路径段；构建自动驾驶车辆周围区域的局部占据栅格地图，并投影车辆当前位置周围的障碍物和初始全局路径段，得到局部障碍物栅格图；根据局部障碍物栅格图，获取已知的道路可行驶区域及边界信息，生成参考路径的基准；计算全局路径与道路可行驶区域的横向偏差与方向偏差，在全局路径的基础上修正偏差，生成精确的局部参考路径。本发明通过在未知环境下获取卫星信息进行处理，规划生成精确的局部参考路径，能够提高期望轨迹的准确性和跟踪控制的稳定性。

技术领域

本发明涉及自动驾驶轨迹规划技术领域，特别涉及一种未知环境下用于自动驾驶的局部参考路径生成方法。

背景技术

当前自动驾驶轨迹规划算法大多基于Frenet坐标系，Frenet坐标系一般是以道路的中心线作为参考路径，使用参考路径的切线向量和法线向量建立的坐标系，因此构建精确稳定的参考路径是自动驾驶车辆进行路径规划的基础。

现有路径规划方法大多针对结构化道路，且主要依据已知的高精度地图，而针对未知非结构化道路环境的路径规划方法很少，未知环境下的全局路径规划通常依据卫星地图信息离线构建，由于卫星地图精度有限，依据卫星地图描绘的道路结构往往与实际道路存在偏差，且感知信息具有较大的不确定性，使得参考路径的获取难度更大，如何生成精确的局部参考路径，成为未知环境中路径规划亟需解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的克服现有技术存在的不足，为实现以上目的，采用一种未知环境下用于自动驾驶的局部参考路径生成方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

一种未知环境下用于自动驾驶的局部参考路径生成方法，具体步骤包括：

步骤S1、建立全局坐标系，再根据任务点顺序生成全局路径，并进行平滑拟合处理，获取自动驾驶车辆的定位信息，以及截取局部路径片段作为初始全局路径段；

步骤S2、构建自动驾驶车辆周围区域的局部占据栅格地图，并投影车辆当前位置周围的障碍物和初始全局路径段，得到局部障碍物栅格图；

步骤S3、根据局部障碍物栅格图，获取已知的道路可行驶区域及边界信息，生成参考路径的基准；

步骤S4、计算全局路径与道路可行驶区域的横向偏差与方向偏差，在全局路径的基础上修正偏差，生成精确的局部参考路径。

作为本发明的进一步的方案：所述步骤S1的具体步骤包括：

基于卫星地图信息建立全局坐标系，全局坐标系中的每个像素点转化为经纬度坐标点，描绘地图中可行驶的道路信息，构建拓扑关系，读取任务点，根据任务点顺序在拓扑地图中基于A*算法生成全局路径；

基于三次样条曲线算法对生成的全局路径进行平滑拟合，三次样条曲线由n个多项式曲线段组成：S_i,i＝0,1,…,n-1，且在每个连接点处满足二阶连续可导；

其中，每个曲线段S_i定义为：S_i(x)＝a_i+b_i(x-x_i)+c_i(x-x_i)²+d_i(x-x_i)³；

在自动驾驶车辆行驶过程中，计算车辆与全局路径各点的垂直投影距离，根据最小距离的点定位车辆，并截取车辆前后一定范围的路径片段作为初始全局路径段。

作为本发明的进一步的方案：所述步骤S2的具体步骤包括：

首先根据自动驾驶车辆周围实时感知的范围构建局部占据栅格图，以车辆当前位置为中心，建立局部坐标系；