[发明专利]一种车辆掉头轨迹规划方法及装置

说明书

本发明公开了一种车辆掉头轨迹规划方法及装置，涉及无人驾驶领域，主要目的在于实现无人驾驶车辆在窄路中少耗时、高精确度、高舒适度的完成掉头。本发明主要的技术方案为：基于车辆的周围场景信息确定掉头区域；基于所述车辆在所述掉头区域的相对位置以及所述车辆周围障碍物信息计算第一分段轨迹，所述第一分段轨迹的终止位置为所述车辆在掉头区域执行掉头操作的起始位置；基于第一分段轨迹的终止位置以及所述车辆周围障碍物信息计算第二分段轨迹，所述第二分段轨迹的终止位置为所述车辆在所述掉头区域完成掉头操作的终止位置；基于所述第一分段轨迹和所述第二分段轨迹生成所述车辆的掉头轨迹。本发明用于无人驾驶车辆在窄路中完成掉头。

技术领域

本发明涉及无人驾驶技术领域，尤其涉及一种车辆掉头轨迹规划方法及装置。

背景技术

无人驾驶车辆是一种集自动控制、视觉计算、体系结构等众多技术于一体的智能汽车，其路径规划系统会根据车辆的周围场景信息生成行驶轨迹，从而使车辆能够精确跟踪，确保车辆行驶安全。其中，窄路掉头是无人驾驶车辆在城市复杂场景中比较典型且比较难的场景，无人驾驶车辆在某些狭长的道路上，为了保证车辆完成掉头，需要设计一种合理的决策思路，在进行有限次数的前进倒退之后，能够让无人驾驶车辆在不驶离路面的情况下，完成车头方向的掉转。

目前，无人驾驶车辆在窄路掉头场景中，通常采用直接根据预设条件或者根据设置标定的阀值判断前进、后退和转向角度，进而生成掉头轨迹规划路线；还有采用多种轨迹同时生成再选择组合的方式生成掉头轨迹规划路线。

但是，直接根据预设条件判断前进、后退和转向角度，由于缺少对场景的预判不具有系统性，会导致无人驾驶车辆在掉头的过程中不必要的前进或者后退的动作较多，不但算法耗时而且舒适性较低；而直接根据设置标定的阀值判断前进、后退和转向角度，虽然标定阈值比较通用，适应绝大多数情况，但是针对各种不同路况的差异性缺乏精确性，因此，生成的轨迹精确度较低；而采用多种轨迹同时生成再选择组合的方式不仅步骤复杂，而且比较耗时。因此，目前车辆掉头轨迹规划路线的生成方法存在耗时大、精确度低、舒适度低的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种车辆掉头轨迹规划车辆掉头轨迹规划方法及装置，主要目的是为了实现无人驾驶车辆在窄路中能够少耗时、高精确度、高舒适度的完成掉头。

为解决上述技术问题，本发明提出以下方案：

第一方面，本发明提供一种车辆掉头轨迹规划方法，所述方法包括：

基于车辆的周围场景信息确定掉头区域；

基于所述车辆在所述掉头区域的相对位置以及所述车辆周围障碍物信息计算第一分段轨迹，所述第一分段轨迹的终止位置为所述车辆在掉头区域执行掉头操作的起始位置；

基于第一分段轨迹的终止位置以及所述车辆周围障碍物信息计算第二分段轨迹，所述第二分段轨迹的终止位置为所述车辆在所述掉头区域完成掉头操作的终止位置；

基于所述第一分段轨迹和所述第二分段轨迹生成所述车辆的掉头轨迹。

优选地，所述基于第一分段轨迹的终止位置以及所述车辆周围障碍物信息计算第二分段轨迹，包括：

基于第一分段轨迹的终止位置以及所述车辆周围障碍物信息利用动态Cost函数的混合A星算法计算第二分段轨迹；其中，所述动态Cost函数为：F＝G(S，N)+H(x，y，theta)，在G(S，N)函数中S为所述车辆从起始位置到目标位置的距离，N为所述车辆的前进或后退的切换次数；在H(x，y，theta)函数中x和y分别为绝对坐标系横向位置和纵向位置，所述theta为所述车辆的航向角。

优选地，所述基于所述车辆在所述掉头区域的相对位置以及所述车辆周围障碍物信息计算第一分段轨迹，包括：

判断所述车辆的车尾部和车头部是否同时位于所述掉头区域内；