[发明专利]一种车辆路径规划方法及装置

权利要求书

1.一种车辆路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：

获取车道中心线信息，基于所述车道中心线信息建立frenet坐标系；

基于人工势场法建立所述frenet坐标系下静态环境对应的势场，根据车辆在所述势场中的受力情况以及预设步长，确定所述车辆的半全局路径；

以所述半全局路径为参考基准线，基于车辆的初始航向角与所述车辆相对于道路基准线的横向偏移量，确定多条候选路径，所述候选路径由三次样条曲线表征，每条候选路径对应一个终点横向偏移量；

基于候选路径的代价函数评价所有候选路径，从所有候选路径中确定出一条代价最低的最优局部路径；

将所述最优局部路径转换至笛卡尔坐标系下，使所述车辆基于笛卡尔坐标系下的最优局部路径行驶；

所述获取车道中心线信息，基于所述车道中心线信息建立frenet坐标系具体包括：

基于高精度地图确定车道中心线，将所述车道中心线作为道路基准线，用参数曲线方程表示所述道路基准线：

r(t)＝{x(t)，y(t)}，t_s≤t≤t_e

其中，t_s表示参数曲线的起点，t_e表示参数曲线的终点；

基于曲线弧长参数化获取道路弧长参数[s₁,s₂,…,s_k]所对应的原参数[t₁,t₂,…,t_k]，代入所述参数曲线方程，得到配置点坐标：

r_k＝[x(t_k)，y(t_k)]_k

将所述道路弧长参数和所述配置点坐标进行三次样条差值，得到曲线弧长参数化的样条曲线表达式：

其中，s表示道路弧线长度，i表示道路片段号，a_x,i、b_x,i、c_x,i、d_x,i、a_y,i、b_y,i、c_y,i和d_y,i表示系数，s_i表示第i道路片段起始位置弧长；

以所述道路基准线为s轴，ρ轴垂直于s轴切线，车辆行驶的方向为正方向，随着道路片段弧长的变化建立frenet坐标系；

所述基于人工势场法建立所述frenet坐标系下静态环境对应的势场，根据车辆在所述势场中的受力情况以及预设步长，确定所述车辆的半全局路径具体包括：

获取构建势场的基础参数；

将车辆坐标和静态障碍物坐标转换到frenet坐标系下；

在frenet坐标系下基于所述基础参数、所述车辆坐标和所述静态障碍物坐标建立静态环境对应的势场，所述势场包括：目标引力势场、车道边缘约束斥力势场和静态障碍物斥力势场；

其中，所述目标引力势场为U_target(s,ρ)＝-w_targets，

所述车道边缘约束斥力势场为

所述静态障碍物斥力势场为

w_target表示所述目标引力势场占所述势场的权重系数，w_road表示所述车道边缘约束斥力势场占所述势场的权重系数，w_obs表示所述静态障碍物斥力势场占所述势场的权重系数，σ_road表示车道边缘约束斥力势场的影响因子，σ_s表示所述静态障碍物斥力势场在s轴方向的影响因子，σρ表示所述静态障碍物斥力势场在ρ轴方向的影响因子，s表示所述车辆在frenet坐标系的s轴坐标，ρ表示所述车辆在frenet坐标系的ρ轴坐标，s_obs表示所述静态障碍物在frenet坐标系的s轴坐标，ρ_obs表示所述静态障碍物在frenet坐标系的ρ轴坐标；

计算所述车辆在所述势场中受到的合力，并根据所述合力确定合力方向；

将所述车辆从当前位置延所述合力方向移动一个预设步长，并判断所述半全局路径长度是否达到预设规划长度；

若是，将当前半全局路径作为所述车辆的半全局路径输出；

若否，返回执行将所述车辆从当前位置延所述合力方向移动一个预设步长，并判断所述半全局路径长度是否达到预设规划长度这一步骤。