CN110361028B - 一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法及系统，该方法包括：对道路按照车道行驶的平行方向和垂直方向进行切割形成网格化区域Grid(网格)，按车道边线进行平行方向的切割，车道数量以及车道边线的虚实产生变化时进行垂直方向的切割；生成道路级别的路径规划路线，根据网格化区域和道路级别的路径规划路线生成Grid级别的路径规划路线；确定Grid级别的路径规划路线中的各个网格化区域的直行区间和变道区间，生成路径规划结果。在车道数量产生变化以及车道边线的虚实产生变化时对道路进行垂直于车道行驶方向的切割生成网格化区域，生成Grid级别的路径规划结果，能够明确车辆自动驾驶循迹的过程中的变道轨迹，从而更好地服务于自动驾驶。

Description

一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法及系统

技术领域

本发明涉及电子地图的导航系统领域，尤其涉及一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法及系统。

背景技术

车辆进行自动驾驶时需要规划一条串行化的路径结果，用于车辆循迹来到达指定目的地，现有技术中自动驾驶循迹的路径规划结果是基于车道级的，如图1所示为现有技术中一种基于自动驾驶循迹生成的路径规划结果的实施例的示意图，由图1可知，自动驾驶循迹的路径规划结果是基于车道级时，路径由双车道Lane1和Lane2变为三车道Lane3、Lane4和Lane5，车辆进行右拐设定的车道级路径规划结果为Lane1->Lane2->Lane4->Lane5，即车辆在右拐过程中需要在Lane1->Lane2和Lane4->Lane5进行两次变道，但是该路径规划结果并没有给出在该车道上进行变道的具体位置。

而实际的车辆驾驶过程中，车辆进行变道还得参考车道之间的边线的虚实情况，例如图1给出的实施例中，车道Lane1和Lane2的边线前端是实线不能进行变道。随意变道不仅可能违反交通规则，也会产生安全隐患。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法及系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法，所述方法包括：

步骤1，对道路按照车道行驶的平行方向和垂直方向进行切割形成网格化区域，按车道边线进行所述平行方向的切割，车道数量产生变化以及所述车道边线的虚实产生变化时进行所述垂直方向的切割；

步骤2，生成道路级别的路径规划路线，根据所述网格化区域和所述道路级别的路径规划路线生成Grid级别的路径规划路线；

步骤3，确定所述Grid级别的路径规划路线中的各个所述网格化区域的直行区间和变道区间，生成路径规划结果。

一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成系统，所述系统包括：网格化区域生成模块、Grid级别的路径规划路线生成模块和路径规划结果生成模块；

网格化区域生成模块，用于对道路按照车道行驶的平行和垂直方向进行切割形成网格化区域，按车道边线进行所述平行方向的切割，车道数量产生变化以及所述车道边线的虚实产生变化时进行所述垂直方向的切割；

Grid级别的路径规划路线生成模块，用于生成道路级别的路径规划路线，考虑所述网格化区域之间的所述车道边线的虚实情况生成Grid级别的路径规划路线；

路径规划结果生成模块，用于确定各个所述网格化区域的直行区间和变道区间，生成路径规划结果。

一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法的步骤。

本发明的有益效果是：在车道数量产生变化以及车道边线的虚实产生变化时对道路进行垂直于车道行驶方向的切割生成网格化区域，生成Grid级别的路径规划结果，能够明确车辆自动驾驶循迹的过程中的变道轨迹，从而更好地服务于自动驾驶。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述步骤1中对所述道路进行切割形成所述网格化区域后，对形成的各个所述网格化区域进行排序编号：

对一个按照所述垂直方向切割的区域内的各个所述网格化区域依次进行排序编号后，对下一个按照所述垂直方向切割的区域内的各个所述网格化区域依次进行排序编号。

所述步骤2包括：

步骤201，根据车辆自身位置坐标和目的地位置坐标计算生成所述道路级别的路径规划路线；

步骤202，在所述道路级别的路径规划路线和所述网格化区域的基础上，通过迪杰斯特拉算法生成所述Grid级别的路径规划路线。所述步骤2和所述步骤202中生成所述Grid级别的路径规划路线的过程中包括：

左右相邻的两个所述网格化区域之间的车道边线为实线时，设置车辆不能在所述两个网格化区域之间变道。

所述步骤3中确定所述Grid级别的路径规划路线中的各个所述网格化区域的直行区间和变道区间的过程包括：

步骤301，判断当前网格化区域及其下一个网格化区域是否为左右相邻的关系，是，执行步骤302，否，判定所述当前网格化区域的所述直行区间为其区域内的起点到尾点，所述变道区间为空；

步骤302，判断所述当前网格化区域及所述下一个网格化区域的长度是否相同，是，执行步骤303，否，执行步骤304；

步骤303，判定所述当前网格化区域的所述直行区间为其区域内的起点到尾点，所述变道区间为空；所述下一个网格化区域的所述直行区间为空，所述变道区间为其区域内的起点到尾点；步骤304，判定所述当前网格化区域的所述直行区间为其区域内的起点到第一垂直投影点，所述变道区间为空；所述下一个网格化区域的直行区间为其区域内的第二垂直投影点到所述第一垂直投影点，所述变道区间为其区域内的所述第一垂直投影点到尾点；

所述第一垂直投影点为所述当前网格化区域的尾点位于所述下一个网格化区域上的垂直投影点，所述第二垂直投影点为所述下一个网格化区域的起点位于所述当前网格化区域上的垂直投影点。

所述步骤302中判断所述当前网格化区域及其下一个网格化区域的长度是否相同的方法为：

判断所述当前网格化区域和所述下一个网格化区域的起点和尾点的垂直投影点是否相同，是，执行步骤303，否，执行步骤304。

所述步骤301、步骤303和步骤304之后执行步骤305，所述步骤305包括：

对所述Grid级别的路径规划路线中的未确定所述直行区间和所述变道区间的所述下一个网格化区域执行所述步骤301-所述步骤304。

所述步骤3中确定各个所述网格化区域的所述直行区间和所述变道区间，生成的所述路径规划结果包括：将所有所述直行区间的集合提供给自动驾驶车辆作循迹行驶，所有所述变道区间供自动驾驶决策层避障变道使用。

采用上述进一步方案的有益效果是，对各个网格化区域进行排序，根据当前网格化区域与其下一个网格化区域的长度和位置关系确定各个网格化区域的直行区间和变道区间，将所有直行区间的集合提供给自动驾驶车辆作循迹行驶，所有变道区间供自动驾驶决策层避障变道使用，更好地服务于自动驾驶。

附图说明

图1为现有技术中一种基于自动驾驶循迹生成的路径规划结果的实施例的示意图；

图2为本发明提供的一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法的流程图；

图3为本发明提供的一种基于自动驾驶循迹生成的路径规划结果的实施例的轨迹图；

图4为本发明提供的一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成系统的结构框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、网格化区域生成模块，2、Grid级别的路径规划路线生成模块，3、路径规划结果生成模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明提供一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法，如图2所示为本发明提供的一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法的流程图，由图2可知，该方法包括：

步骤1，对道路按照车道行驶的平行方向和垂直方向进行切割形成网格化区域Grid(网格)，按车道边线进行平行方向的切割，车道数量产生变化以及车道边线的虚实产生变化时进行垂直方向的切割。

步骤2，生成道路级别的路径规划路线，根据该网格化区域和道路级别的路径规划路线生成Grid级别的路径规划路线。

步骤3，确定Grid级别的路径规划路线中的各个网格化区域Grid的直行区间和变道区间，生成路径规划结果。

本发明提供的一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法，在车道数量产生变化以及车道边线的虚实产生变化时对道路进行垂直于车道行驶方向的切割生成网格化区域Grid，生成Grid级别的路径规划结果，能够明确车辆自动驾驶循迹的过程中的变道轨迹，从而更好地服务于自动驾驶。

实施例1

本发明提供的实施例1为本发明提供的一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法的实施例，如图3所示为本发明提供的一种基于自动驾驶循迹生成的路径规划结果的实施例的轨迹图。本发明提供的一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法的实施例中：

步骤1，对道路按照车道行驶的平行和垂直方向进行切割形成网格化区域Grid，按车道边线进行平行方向的切割，车道数量产生变化以及车道边线的虚实产生变化时进行垂直方向的切割。

以图3给出的实施例为例，对于车道行驶的平行方向，按照Lane(车道)的虚实边线进行切割。对于车道行驶的垂直方向，RoadSection1(路段1)与RoadSection2(路段2)之间由两车道变为三车道时进行切割；Lane1(车道1)与Lane2(车道2)之间虚实变线发生变化时进行切割，将Lane1(车道1)切割为Grid1(网格1)和Grid3(网格3)，将Lane2(车道2)切割为Grid2(网格2)和Grid4(网格4)；Lane3(车道3)与Lane4(车道4)之间虚实变线发生变化时进行切割，将Lane3(车道3)切割为Grid5(网格5)和Grid7(网格7)，将Lane4(车道4)切割为Grid6(网格6)和Grid8(网格8)。Lane5(车道5)就包含一个Grid9(网格9)。

具体的，步骤1中对道路进行切割形成网格化区域后，对形成的各个网格化区域Grid进行排序编号：

对一个按照垂直方向切割的区域内的各个网格化区域Grid依次进行排序编号后，对下一个按照垂直方向切割的区域内的各个网格化区域Grid依次进行排序编号。图3给出的实施例中，对RoadSection1内的第一个按照垂直方向切割的区域内按照从左往右依次进行排序编号为Grid1和Grid2后，对RoadSection1内的第二个按照垂直方向切割的区域内按照从左往右依次进行排序编号为Grid3和Grid4，以此类推，将整个路段的9个网格化区域Grid排序编号为Grid1-Grid9。

步骤2，生成道路级别的路径规划路线，考虑网格化区域Grid之间的车道边线虚实情况生成Grid级别的路径规划路线。

具体的，步骤2包括：

步骤201，根据车辆自身位置坐标和目的地位置坐标计算生成道路级别的路径规划路线。

步骤202，在道路级别的路径规划路线和网格化区域的基础上，通过迪杰斯特拉算法生成Grid级别的路径规划路线。

步骤201计算得到一条传统的道路级别的路径规划路线，步骤202通过迪杰斯特拉算法，在该道路级别的路径规划路线的基础上计算一条最优的Grid级别的路径规划路线。

步骤2和202中生成Grid级别的路径规划路线的过程中需要考虑网格化区域Grid之间的车道边线虚实情况，包括：左右相邻的两个网格化区域Grid之间的车道边线为实线时，设置车辆不能在该两个网格化区域Grid之间变道。

步骤3，确定各个网格化区域Grid的直行区间和变道区间，生成路径规划结果。

在对各个网格化区域进行排序编号后，步骤3中按照各个网格化区域的编号根据当前网格化区域Grid与其路径规划路线中的下一个网格化区域Grid的位置关系和长度确定各个网格化区域Grid的直行区间和变道区间，具体包括：

步骤301，判断当前网格化区域Grid及其下一个网格化区域Grid是否为左右相邻的关系，是，执行步骤302，否，判定该当前网格化区域Grid的直行区间为其区域内的起点到尾点，变道区间为空，执行步骤305。

具体的，可以根据当前网格化区域Grid与其下一个网格化区域Grid是否有共享的车道边线判断是否为左右相邻的关系。

步骤302，判断当前网格化区域Grid及其下一个网格化区域Grid的长度是否相同，是，执行步骤303，否，执行步骤304。

判断当前网格化区域Grid和下一个网格化区域Grid的长度是否相同的方法可以为：判断当前网格化区域Grid和下一个网格化区域Grid的起点和尾点的垂直投影点是否相同，是，执行步骤303，否，执行步骤304。

步骤303，判定当前网格化区域Grid的直行区间为其区域内的起点到尾点，变道区间为空，其下一个网格化区域Grid的直行区间为空，变道区间为其区域内的起点到尾点，执行步骤305。

步骤304，判定当前网格化区域Grid的直行区间为其区域内的起点到第一垂直投影点，变道区间为空；下一个网格化区域Grid的直行区间为其区域内的第二垂直投影点到第一垂直投影点，变道区间为其区域内的第一垂直投影点到尾点，执行步骤305。

其中，第一垂直投影点为当前网格化区域Grid的尾点位于下一个网格化区域Grid上的垂直投影点，第二垂直投影点为下一个网格化区域Grid的起点位于当前网格化区域Grid上的垂直投影点。

步骤305，对Grid级别的路径规划路线中的未确定直行区间和变道区间的下一个网格化区域Grid执行步骤301-步骤304。

具体执行过程中，可以对确定了直行区间和变道区间的网格化区域Grid进行标记，步骤305中直接对路径规划路线中的未标记的下一个网格化区域Grid执行步骤301-步骤304。

以图3给出的实施例为例，图3公开的本发明提供的一种基于自动驾驶循迹生成的路径规划结果的实施例的轨迹图中，车辆进行右拐的过程中，生成的Grid级别的路径规划路线为Grid1->Grid2->Grid4->Grid6->Grid9，期间要在Grid1->Grid2和Grid6->Grid9进行两次变道。

网格化区域Grid1和网格化区域Grid2为左右相邻的关系且长度相等，根据步骤303可知，车辆由网格化区域Grid1变道至网格化区域Grid2时，网格化区域Grid1的直行区间为其区域内的起点到尾点，变道区间为空；网格化区域Grid2的直行区间为空，变道区间为其区域内的起点到尾点。

网格化区域Grid4和网格化区域Grid6不是左右相邻的关系，根据步骤301可知，该网格化区域Grid4的直行区间为其区域内的起点到尾点，变道区间为空。

网格化区域Grid6和网格化区域Grid9为左右相邻的关系且长度不相等，根据步骤304，结合图3可知，第一垂直投影点为网格化区域Grid6的尾点位于网格化区域Grid9上的垂直投影点B，第二垂直投影点为网格化区域Grid9的起点位于网格化区域Grid6上的垂直投影点A。图3给出的实施例中网格化区域Grid6和网格化区域Grid9的起点相同，因此垂直投影点A即为网格化区域Grid6的起点。

网格化区域Grid6的直行区间为其区域内的起点到第一垂直投影点B，变道区间为空；网格化区域Grid9的直行区间为其区域内的第二垂直投影点A到第一垂直投影点B，变道区间为其区域内的第一垂直投影点B到尾点。

进一步的，步骤3中确定各个网格化区域Grid的直行区间和变道区间，生成的路径规划结果为：将所有直行区间的集合提供给自动驾驶车辆作循迹行驶，所有变道区间供自动驾驶决策层避障变道使用。

实施例2

本发明提供的实施例2为本发明提供的一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成系统的实施例，如图4为本发明提供的一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成系统的实施例的结构框图，由图4可知，该系统包括：网格化区域生成模块1、Grid级别的路径规划路线生成模块2和路径规划结果生成模块3。

网格化区域生成模块1，用于对道路按照车道行驶的平行和垂直方向进行切割形成网格化区域，按车道边线进行所述平行方向的切割，车道数量产生变化以及所述车道边线的虚实产生变化时进行所述垂直方向的切割。

Grid级别的路径规划路线生成模块2，用于生成道路级别的路径规划路线，考虑所述网格化区域之间的所述车道边线的虚实情况生成Grid级别的路径规划路线。

路径规划结果生成模块3，用于确定各个所述网格化区域的直行区间和变道区间，生成路径规划结果。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，对道路按照车道行驶的平行方向和垂直方向进行切割形成网格化区域，按车道边线进行所述平行方向的切割，车道数量产生变化以及所述车道边线的虚实产生变化时进行所述垂直方向的切割；

步骤2，生成道路级别的路径规划路线，根据所述网格化区域和所述道路级别的路径规划路线生成Grid级别的路径规划路线；

步骤3，确定所述Grid级别的路径规划路线中的各个所述网格化区域的直行区间和变道区间，生成路径规划结果；

所述步骤1中对所述道路进行切割形成所述网格化区域后，对形成的各个所述网格化区域进行排序编号：

对一个按照所述垂直方向切割的区域内的各个所述网格化区域依次进行排序编号后，对下一个按照所述垂直方向切割的区域内的各个所述网格化区域依次进行排序编号；

所述步骤3中确定所述Grid级别的路径规划路线中的各个所述网格化区域的直行区间和变道区间的过程包括：

步骤301，判断当前网格化区域及其下一个网格化区域是否为左右相邻的关系，是，执行步骤302，否，判定所述当前网格化区域的所述直行区间为其区域内的起点到尾点，所述变道区间为空；

步骤302，判断所述当前网格化区域及所述下一个网格化区域的长度是否相同，是，执行步骤303，否，执行步骤304；

步骤303，判定所述当前网格化区域的所述直行区间为其区域内的起点到尾点，所述变道区间为空；所述下一个网格化区域的所述直行区间为空，所述变道区间为其区域内的起点到尾点；

步骤304，判定所述当前网格化区域的所述直行区间为其区域内的起点到第一垂直投影点，所述变道区间为空；所述下一个网格化区域的直行区间为其区域内的第二垂直投影点到所述第一垂直投影点，所述变道区间为其区域内的所述第一垂直投影点到尾点；

所述第一垂直投影点为所述当前网格化区域的尾点位于所述下一个网格化区域上的垂直投影点，所述第二垂直投影点为所述下一个网格化区域的起点位于所述当前网格化区域上的垂直投影点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤201，根据车辆自身位置坐标和目的地位置坐标计算生成所述道路级别的路径规划路线；

步骤202，在所述道路级别的路径规划路线和所述网格化区域的基础上，通过迪杰斯特拉算法生成所述Grid级别的路径规划路线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2和所述步骤202中生成所述Grid级别的路径规划路线的过程中包括：

左右相邻的两个网格化区域之间的车道边线为实线时，设置车辆不能在所述两个网格化区域之间变道。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤302中判断所述当前网格化区域及其下一个网格化区域的长度是否相同的方法为：

判断所述当前网格化区域和所述下一个网格化区域的起点和尾点的垂直投影点是否相同，是，执行步骤303，否，执行步骤304。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤301、步骤303和步骤304之后执行步骤305，所述步骤305包括：

对所述Grid级别的路径规划路线中的未确定所述直行区间和所述变道区间的所述下一个网格化区域执行所述步骤301-所述步骤304。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中确定各个所述网格化区域的所述直行区间和所述变道区间，生成的所述路径规划结果包括：将所有所述直行区间的集合提供给自动驾驶车辆作循迹行驶，所有所述变道区间供自动驾驶决策层避障变道使用。

7.一种基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成系统，其特征在于，所述系统包括：网格化区域生成模块、Grid级别的路径规划路线生成模块和路径规划结果生成模块；

网格化区域生成模块，用于对道路按照车道行驶的平行和垂直方向进行切割形成网格化区域，按车道边线进行平行方向的切割，车道数量产生变化以及所述车道边线的虚实产生变化时进行所述垂直方向的切割；

Grid级别的路径规划路线生成模块，用于生成道路级别的路径规划路线，考虑所述网格化区域之间的所述车道边线的虚实情况生成Grid级别的路径规划路线；

路径规划结果生成模块，用于确定各个所述网格化区域的直行区间和变道区间，生成路径规划结果；

所述网格化区域生成模块对所述道路进行切割形成所述网格化区域后，对形成的各个所述网格化区域进行排序编号：

对一个按照所述垂直方向切割的区域内的各个所述网格化区域依次进行排序编号后，对下一个按照所述垂直方向切割的区域内的各个所述网格化区域依次进行排序编号

所述路径规划结果生成模块确定所述Grid级别的路径规划路线中的各个所述网格化区域的直行区间和变道区间的过程包括：

步骤301，判断当前网格化区域及其下一个网格化区域是否为左右相邻的关系，是，执行步骤302，否，判定所述当前网格化区域的所述直行区间为其区域内的起点到尾点，所述变道区间为空；

步骤302，判断所述当前网格化区域及所述下一个网格化区域的长度是否相同，是，执行步骤303，否，执行步骤304；

步骤303，判定所述当前网格化区域的所述直行区间为其区域内的起点到尾点，所述变道区间为空；所述下一个网格化区域的所述直行区间为空，所述变道区间为其区域内的起点到尾点；

步骤304，判定所述当前网格化区域的所述直行区间为其区域内的起点到第一垂直投影点，所述变道区间为空；所述下一个网格化区域的直行区间为其区域内的第二垂直投影点到所述第一垂直投影点，所述变道区间为其区域内的所述第一垂直投影点到尾点；

所述第一垂直投影点为所述当前网格化区域的尾点位于所述下一个网格化区域上的垂直投影点，所述第二垂直投影点为所述下一个网格化区域的起点位于所述当前网格化区域上的垂直投影点。

8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述基于自动驾驶循迹的路径规划结果生成方法的步骤。

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