CN111737637A - 一种路径曲线的生成方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种路径曲线的生成方法、装置、设备及存储介质，涉及自动驾驶技术领域。具体实现方案为：采用计算参数，计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值，根据各原始路径点曲率值和预设插值间隔，计算各插值点曲率值；根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，生成与原始路径曲线匹配的生长曲线，并将生长曲线与原始路径曲线对齐；如果任一原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，则设置新的计算参数后，返回执行计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值的操作，直至各原始路径点到生长曲线的距离均满足距离条件；将当前的生长曲线，作为原始路径曲线的插值路径曲线，可以生成曲率以及曲率变化量均较小的最优插值路径曲线。
Description
技术领域
本申请涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种路径曲线的生成方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
自动驾驶技术得到人们广泛的研究，其中包括如何生成最优的驾驶路径。
在高精地图中，道路是通过道路形状点来表示的，目前在使用高精地图进行路径规划时，首先可以获取与所规划路径匹配的多个原始道路点，之后通过三次样条插值、四次样条插值、五次样条插值、B样条插值或者多项式插值等插值方法对原始道路点进行插值，进而得到最终的驾驶路径。
但是，这种方法规划出来的路径，各个途经点的曲率，以及曲率变化量并不是最优的；在自动驾驶车辆的行驶过程中，会使得车辆有较大的车辆方向转向角度(对应曲率值)，或者方向盘转向速度(对应曲率变化量)，会给用户带来不好的行驶体验。
发明内容
本申请提供了一种用于生成最优路径曲线的方法、装置、设备以及存储介质。
根据本申请的一方面，提供了一种路径曲线的生成方法，包括：
采用预设计算参数，计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值，并根据各原始路径点曲率值和预设插值间隔，计算相邻原始路径点间各插值点曲率值；
根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，生成与原始路径曲线匹配的生长曲线，并将生长曲线与原始路径曲线对齐；
如果任一原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，则设置新的计算参数后，返回执行计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值的操作，直至各原始路径点到生长曲线的距离均满足距离条件；
将当前的生长曲线，作为原始路径曲线的插值路径曲线。
根据本申请的另一方面，提供了一种路径曲线的生成装置，包括：
曲率值计算模块，用于采用预设计算参数，计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值，并根据各原始路径点曲率值和预设插值间隔，计算相邻原始路径点间各插值点曲率值；
生长曲线生成模块，用于根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，生成与原始路径曲线匹配的生长曲线，并将生长曲线与原始路径曲线对齐；
计算返回模块，用于如果任一原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，则设置新的计算参数后，返回执行计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值的操作，直至各原始路径点到生长曲线的距离均满足距离条件；
插值路径曲线确定模块，用于将当前的生长曲线，作为原始路径曲线的插值路径曲线。
根据本申请的另一方面，提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本申请中任一实施例所述的方法。
根据本申请的另一方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行本申请中任一实施例所述的方法。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：
图1是根据本申请第一实施例的一种路径曲线的生成方法的流程示意图；
图2是根据本申请第二实施例的一种路径曲线的生成方法的流程示意图；
图3是根据本申请第三实施例的一种路径曲线的生成方法的流程示意图；
图4a是根据本申请第三实施例的一种高精地图道路曲线示意图；
图4b是根据本申请第三实施例的一种高精地图道路曲线中各点曲率示意图；
图4c是根据本申请第三实施例的一种高精地图道路曲线经平滑操作处理后各点曲率示意图；
图4d是根据本申请第三实施例的一种高精地图道路曲线中各点曲率变化量意图；
图4e是根据本申请第三实施例的一种高精地图道路曲线中各点曲率变化量意图；
图5是根据本申请第三实施例的一种路径曲线的生成方法的流程示意图；
图6a是根据本申请第三实施例适用的一种计算中间数据点的曲率的示意图；
图6b是根据本申请第三实施例适用的一种计算中间数据点的曲率的示意图；
图7是根据本申请第三实施例适用的在原始点K1和原始K2之间进行插值的示意图；
图8a是根据本申请第三实施例的一种曲线生长的示意图；
图8b是根据本申请第三实施例的一种生长曲线的示意图；
图8c是根据本申请第三实施例的一种生长曲线的局部放大示意图；
图9a是根据本申请第三实施例列举的一种原始曲线与生长曲线的示意图；
图9b是根据本申请第三实施例列举的一种对齐后的原始曲线与生长曲线的示意图；
图10是根据本申请第四实施例的一种路径曲线的生成装置的框图；
图11是用来实现本申请实施例的路径曲线的生成方法的电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
第一实施例
图1是根据本申请第一实施例的一种路径曲线的生成方法的流程示意图，本实施例适用于生成插值路径曲线的情况，该方法可以通过路径曲线的生成装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成于电子设备或者自动驾驶车辆中；其中，电子设备可以为车载终端、服务器、智能手机或者平板电脑等电子设备。具体的，参考图1，该方法具体包括如下步骤：
S110、采用预设计算参数，计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值，并根据各原始路径点曲率值和预设插值间隔，计算相邻原始路径点间各插值点曲率值。
其中，原始路径曲线可以为任意两地间的路径，例如，原始路径曲线可以为从A地到B地的路径X，也可以为从A地到B地的路径Y，也可以为从A地到C地的路径Z，本实施例中对其不加以限制。原始路径曲线中包括多个原始路径点，例如10个、100个或者200个等，本实施例中对其不加以限制。
现有技术在使用高精地图进行自动驾驶车辆的路径规划时，首先可以获取高精地图提供的与所规划路径匹配的多个稀疏的原始道路点，之后一般是使用多次样条曲线对原始道路点进行插值，最终得到密集的道路点作为自动驾驶的驾驶路径。
相应的，在本实施例中，原始路径曲线可以为高精地图根据用户输入的起终点信息，所生成的规划路径，该原始路径曲线中包括的各个原始路径点为各个稀疏的道路点。
在一个可选的实现中，可以采用预设计算参数，计算原始路径点中的各原始路径点的曲率值，其中，预设的计算参数可以为拟合门限值或者平滑次数等参数，本实施例中对其不加以限定。示例性的，本实施例中可以按照预设的拟合门限值，确定原始路径曲线中各原始路径点的拟合曲率值；进一步的，根据预设的平滑次数，对各个拟合曲率值进行平滑处理，从而得到各原始路径点的平滑曲率值，即各原始路径点曲率值。
进一步的，可以根据各原始路径曲率值，以及预设的插值间隔，计算相邻的两个原始路径点之间的各插值点的曲率值。其中，预设的插值间隔可以为相邻两个插值点的间距。
示例性的，若计算得到相邻的原始路径点A和原始路径点B的曲率值，且原始路径点A和原始路径点B之间的间距为100米；若预设的插值间隔为10米，则在原始路径点A和原始路径点B之间每隔10米即有一个插值点，可以理解的是，原始路径点A和原始路径点B之间有9个插值点；进一步的，可以根据原始路径点A和原始路径点B的曲率值，依次确定这9个插值点的曲率值。
在本实施例的一个可选例子中，可以根据原始路径点A和原始路径点B的曲率值，先确定原始路径点A和原始路径点B之间的这9个插值点的曲率变化量，并根据曲率变化量以及原始路径点A曲率值依次确定9个插值点的曲率值；例如，根据根据原始路径点A和原始路径点B的曲率值确定的曲率值变化量为0.1，则依次可以在原始路径点A曲率值的基础上增加0.1，作为9个插值点的曲率值；例如，第一个插值点的曲率值为原始路径点A曲率值加上0.1；第二个插值点的曲率值为第一个插值点的曲率值加上0.1，等等；本实施例中在此不再对其进行赘述。
可以理解的是，本实施例可以通过上述方法，计算得到原始路径曲线中所有的插值点的曲率值。
S 120、根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，生成与原始路径曲线匹配的生长曲线，并将生长曲线与原始路径曲线对齐。
在一个可选的实现中，在确定原始路径曲线中各原始路径点曲率值，以及各插值点曲率值之后，可以进一步的根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，生成与原始路径曲线匹配的生长曲线。
在本实施例的一个可选的例子中，可以根据根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，按照各原始路径点以及各插值点的排布顺序，构造曲率值集合；根据首个原始路径点的位置信息，以及插值间隔，逐个生长得到与曲率值集合中各曲率值分别对应的生长点；将各生长点按顺序进行连接，从而形成与原始路径曲线匹配的生长曲线。
在本实施例的另一个可选的例子中，首先，可以确定原始路径曲线的边缘原始路径点，例如，原始路径曲线的起点或者原始路径曲线的终点，并将该边缘点确定为生长曲线的起点；进一步的，确定与该原始路径点距离最小的目标路径点，其中，目标路径点可以为除该原始路径点之外的其余原始路径点，也可以为插值点；连接原始路径点与目标路径点，并进一步的确定与目标路径点距离最小的路径点，并将二者进行连接，直至完成对所有路径点的连接，得到的连接曲线即为与原始路径曲线匹配的生长曲线。
进一步的，生成与原始路径曲线匹配的生长曲线之后，可以将生长曲线与原始路径曲线进行对齐处理，例如，可以通过二维迭代最近点(Iterative Closest Point，ICP)算法将生长曲线与原始路径进行对齐。
这样设置的好处在于，将生长曲线与原始路径曲线进行对齐，可以为后续确定原始路径曲线的插值路径曲线提供依据，也可以减小计算量。
S130、如果任一原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，则设置新的计算参数后，返回执行计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值的操作，直至各原始路径点到生长曲线的距离均满足距离条件。
在一个可选实现中，将生长曲线与原始路径曲线对齐之后，可以进一步的计算每一个原始路径点到对齐后的生长曲线的距离，并判断各距离是否都满足距离条件；如果存在一个原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，则可以确定通过上述方法确定的生长曲线并不是最终的插值路径曲线，可以进一步的对预设的计算参数进行调整，从而返回执行上述计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值的操作，直至各原始路径点到生长曲线的距离均满足距离条件为止。
其中，距离条件可以为距离门限值，距离门限值可以为任意一个距离值，例如0.5、1米或者2米等数值，本实施例中对其不加以限制。需要说明的是，原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，即为原始路径点到生长曲线的距离大于距离门限值；相应的，原始路径点到生长曲线的距离满足距离条件，即为原始路径点到生长曲线的距离小于或者等于距离门限值。
示例性的，确定与原始路径曲线匹配的生长曲线，并将该生长曲线与原始路径曲线进行对齐之后，可以分别计算原始路径曲线中每个原始路径点到对齐后的生长曲线的距离，并将各距离分别与距离门限值进行比较，进而判断所有距离是否都满足距离条件，如果存在一个或者多个原始路径点到对齐后的生长曲线的距离不满足距离条件，则可以对计算参数进行调整，并重新确定一条新的生长曲线，直至各原始路径点到新的生长曲线的距离均满足距离条件。
其中，本实施例中对计算参数进行调整，即设置新的计算参数可以包括：减小当前的拟合门限值、减小当前的平滑次数或者同时减小当前的拟合门限值以及当前的平滑次数。例如，当前的平滑次数为3，则新的平滑次数可以为2等调整方式，本实施例中对其不加以限制。
S140、将当前的生长曲线，作为原始路径曲线的插值路径曲线。
其中，当前的生长曲线为各原始路径点与其的距离均满足距离条件的生长曲线。
在一个可选实现中，若原始路径曲线中的所有原始路径点到当前的生长曲线的距离均满足距离条件，即所有的距离均小于或者等于距离门限值，则可以将当前的生长曲线作为原始路径曲线的插值路径曲线。
在本实施例的另一个可选的例子中，当计算所有原始路径点到当前的生长曲线的距离之后，也可以对各距离值进行排序，并确定最大的距离值；进一步的，将这个最大的距离值与距离门限值进行比较，若最大的距离值小于或者等于距离门限值，则可以将当前的生长曲线作为原始路径曲线的插值路径曲线。
需要说明的是，本实施例中涉及到的插值路径曲线，即可以为在导航场景中确定的驾驶路线，也可以是自动驾驶场景中确定的车辆的行驶路线等，本实施例中对其不加以限制。
本实施例的方案，通过计算原始路径曲线中个原始路径点的曲率值以及各插值点的曲率值；根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，生成与原始路径曲线匹配的生长曲线，并将生长曲线与原始路径曲线对齐；如果任一原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，则设置新的计算参数后，返回执行计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值的操作，直至各原始路径点到生长曲线的距离均满足距离条件；将当前的生长曲线，作为原始路径曲线的插值路径曲线，可以解决插值路径曲线的曲率以及曲率变化量较大的问题，可以生成曲率以及曲率变化量均较小的最优插值路径曲线。
第二实施例
图2是根据本申请第二实施例的一种路径曲线的生成方法的流程示意图，本实施例是对上述技术方案的进一步细化，本实施例中的技术方案可以与上述一个或者多个实施例中的各个可选方案结合。如图2所示，路径曲线的生成方法包括如下步骤。
S210、按照预设拟合门限值，确定原始路径曲线中各原始路径点的拟合曲率值。
在一个可选的实现中，按照预设拟合门限值，确定原始路径曲线中的某一个原始路径点的拟合曲率值，可以包括如下步骤：
S211、获取当前处理的目标原始路径点。
其中，目标原始路径点可以为原始路径曲线中的任意一个原始路径点，本实施例中对其不加以限制。
S212、根据目标原始路径点、目标原始路径点周围的设定数量的原始路径点，以及拟合门限值，确定与目标原始路径点匹配的目标拟合圆。
其中，设定数量可以为2个，也可以为8个等数值，本实施例中对其不加以限制。
示例性的，本实施例中可以根据目标原始路径点、目标原始路径点周围的2个原始路径点，以及拟合门限值，确定与目标原始路径点匹配的目标拟合圆。
可选的，根据目标原始路径点、目标原始路径点周围的设定数量的原始路径点，以及拟合门限值，确定与目标原始路径点匹配的目标拟合圆，可以包括：根据预设的临近点选取规则，以目标原始路径点为起点，沿路径延伸方向以及路径延伸反方向，分别选取至少一个临近原始路径点；根据目标原始路径点，以及各临近原始路径点，构建多个求解目标拟合圆参数的方程，其中，目标拟合圆参数包括：圆心坐标以及半径值；根据求解得到的备选拟合圆参数，生成备选拟合圆；判断任一临近原始路径点到备选拟合圆之间的距离是否小于等于拟合门限值；若是，则将当前拟合得到的备选拟合圆，作为目标拟合圆；否则，分别去除沿路径延伸方向以及沿路径延伸反方向上距离目标原始路径点最远的一个临近路径点后，返回执行根据目标原始路径点，以及各临近原始路径点，构建多个求解目标拟合圆参数的方程。
其中，预设的临近点选取规则可以为目标原始路径点周围的原始路径点的设定数量、目标原始路径点周围的原始路径点的设定范围(例如，50米或者100米等)，或者为目标原始路径点周围的原始路径点的设定范围内的设定数量；示例性的，一个预设的邻近点的选取规则可以为在目标原始路径点的左侧选取一个与其距离值最小的原始路径点，在目标原始路径点的右侧选取一个与其距离值最小的原始路径点。可以理解的是，该例子中，目标原始路径点周围的原始路径点的设定数量为2，以及目标原始路径点周围的原始路径点的设定范围为：目标原始路径点的左侧，以及目标原始路径点的右侧。需要说明的是，本实施例中还可以设定其他的临近点选取规则，本实施例中在此不再对其进行赘述，其并不是对本实施例的限定。
在一个可选实现中，可以根据预设的临近点选取规则，以目标原始路径点为起点，在沿原始路径曲线的延伸方向上选取至少一个邻近原始路径点，以及在沿原始路径曲线的延伸反方向上选取至少一个邻近原始路径点。
进一步的，根据目标原始路径点、选取的各邻近原始路径点，构建多个求解目标拟合圆参数的方程，其中，目标拟合圆参数可以包括：圆心坐标，以及半径值。
示例性的，若目标拟合圆的方程为：(x-xi)2+(y-yi)2＝r2，其中，r为目标拟合圆的半径，(x，y)为目标拟合圆的圆心坐标。若目标原始路径点的坐标为(x2，y2)，根据预设的临近点选取规则选取的两个邻近原始路径点的坐标分别为(x1，y1)和(x3，y3)，则可以构建三个求解目标拟合圆参数的方程，这三个方程分别为：
(x-x2)2+(y-y2)2＝r2 (1)
(x-x1)2+(y-y1)2＝r2 (2)
(x-x3)2+(y-y3)2＝r2 (3)
根据方程(1)和方程(2)，可以得到-[(x-x2)2+(y-y2)2]+[(x-x1)2+(y-y1)2]＝0，对该式进行整理，可以得到
进一步的，分别对上述三个方程进行上述处理，则可以确定：
进一步的，可以根据
求得备选拟合圆心坐标
进而可以根据
求得备选拟合圆的半径r1，进而根据求得的备选拟合圆的圆心坐标，以及备选拟合圆的半径，生成备选拟合圆，在该例子中，备选拟合圆的方程为
进一步的，在生成备选拟合圆之后，计算邻近原始路径点到备选拟合圆之间的距离，并判断每个邻近原始路径点到备选拟合圆之间的距离是否都小于预先设定的拟合门限值，若是，则可以将拟合得到的备选拟合圆确定为目标拟合圆；否则，分别去除沿原始路径延伸方向以及沿原始路径曲线延伸反方向上，距离目标原始路径点最远的一个邻近路径点，并继续根据目标原始路径点、以及各邻近原始路径点，构建多个求解目标拟合圆参数的方程，从而确定新的备选拟合圆方程，直至任一邻近路径点到新的备选拟合圆之间的距离都小于拟合门限值为止。
示例性的，若根据预设的临近点选取规则，以目标原始路径点为起点，在沿原始路径曲线的延伸方向上选取3个邻近原始路径点，在沿原始路径曲线的延伸反方向上选取3个邻近原始路径点；根据目标原始路径点以及这6个邻近原始路径点生成第一备选拟合圆之后，计算各个邻近原始路径点到第一备选拟合圆的距离之后，确定有一个距离值大于拟合门限值，则此时可以分别去除沿路径延伸方向以及沿路径延伸反方向上距离目标原始路径点最远的一个临近路径点；进一步的，可以根据目标原始路径点，以及剩余的4个邻近原始路径点继续构建多个求解目标拟合圆参数的方程，从而得到第二备选拟合圆，并确定第二备选拟合圆是否为最终的备选拟合圆，若不是，则继续求得下一个备选拟合圆。
S213、根据目标拟合圆的半径，确定与目标原始路径点对应的拟合曲率值。
可选的，确定与目标原始路径点匹配的目标拟合圆之后，可以进一步的根据目标拟合圆的半径，确定与目标原始路径点对应的拟合曲率值。
示例性的，若确定的目标拟合圆的半径值为r，则与目标原始路径点对应的拟合曲率值为r/1。
S220、根据预设平滑次数，对各拟合曲率值进行平滑处理，得到各原始路径点的平滑曲率值。
其中，预设平滑次数可以为1次，也可以不为1次，本实施例中对其不加以限制。
可选的，根据预设平滑次数，对各拟合曲率值进行平滑处理，得到各原始路径点的平滑曲率值，可以包括：依次获取一个原始路径点作为当前处理路径点；如果当前处理路径点为边缘点，则获取与当前处理路径点左相邻或者右相邻的协同平滑路径点；计算当前处理路径点与协同平滑路径点的拟合曲率值的均值，作为当前处理路径点的一次平滑曲率值；如果当前处理路径点不为边缘点，则获取与当前处理路径点左相邻的第一协同平滑路径点以及右相邻的第二协同平滑路径点；计算当前处理路径点、第一协同平滑路径点及第二协同平滑路径点的拟合曲率值的均值，作为当前处理路径点的一次平滑曲率值；返回执行依次获取一个原始路径点作为当前处理路径点的操作，直至完成对全部原始路径点的处理。
在一个可选实现中，如果预设的平滑次数为1，则可以先获取一个原始路径点作为当前处理路径点，其中，当前处理路径点可以为原始路径曲线中的任意一个路径点。如果当前处理路径点为原始路径曲线的边缘点，则可以获取与当前处理路径点左相邻或者右相邻的原始路径点作为协同平滑路径点。示例性的，若当前处理路径点为原始路径曲线的起点，则可以选取该路径点右相邻的原始路径点作为当前处理路径点的协同平滑路径点；若当前处理路径点为原始路径曲线的终点，则可以选取该路径点左相邻的原始路径点作为当前处理路径点的协同平滑路径点。进一步的，可以计算当前处理路径点与协同平滑路径点的拟和曲率值的均值，并将该均值确定为当前处理路径点的一次平滑曲率值。
可选的，如果当前处理路径点不是原始路径曲线的边缘点，则可以获取与当前处理路径点左相邻的原始路径点作为第一协同平滑路径点，获取与当前处理路径点右相邻的原始路径点作为第二协同平滑路径点。进一步的，可以计算当前处理路径点、第一协同平滑路径点以及第二协同平滑路径点拟和曲率值的均值，并将该均值确定为当前处理路径点的一次平滑曲率值。
进一步的，获取下一个路径点作为当前处理路径点，直至按照上述方法确定每个原始路径点的一次平滑曲率值，即完成一次对所有拟合曲率值的平滑处理。
需要说明的是，如果预设的平滑次数不为1，则对各原始路径点的一次平滑曲率值继续进行上述平滑处理，直至得到各原始路径点的平滑曲率值。
在本实施例的一个具体例子中，若原始路径曲线的5个原始路径点的拟合曲率值分别为0.1、0.3、-0.1、0.5、0.3、0.1以及-0.5，在第一次平滑处理中，以0.5为例，其一次平滑曲率值为(-0.1+0.5+0.3)/3＝0.233；第一个0.1的边缘点的一次拟合曲率值为(0.1+0.3)/2＝0.2；经过平滑处理后这5个原始路径点的一次平滑曲率值分别为：0.2、0.3、0.233、0.233、0.3、-0.033以及-0.2；如果预设的平滑次数不为1，则可以继续对上述一次平滑曲率值进行平滑处理，其中，这5个原始路径点的二次平滑曲率值分别为：0.25、0.244、0.255、0.255、0.167、0.022以及-0.078。
S230、根据各原始路径点曲率值和预设插值间隔，计算相邻原始路径点间各插值点曲率值。
在一个可选实现中，根据各原始路径点曲率值和预设插值间隔，计算相邻原始路径点间各插值点曲率值，可以包括以下步骤：
S231、依次获取一个原始路径点作为第一路径点，并沿路径延伸方向获取与第一路径点相邻的第二路径点。
其中，第一路径点可以为原始路径曲线中的任意一个原始路径点，本实施例中对其不加以限制。
在一个可选实现中，选取任意一个路径点作为第一路径点之后，可以严原始路径曲线的延伸方向获取与第一路径点左相邻或者右相邻的原始路径点作为第二路径点。
S232、根据公式N＝[D/d]-1计算第一路径点与第二路径点之间的插值点数量N。
其中，D为第一路径点与第二路径点之间的距离值，d为预设的插值间隔，[.]为取整函数。
示例性的，若第一路径点与第二路径点之间的距离值为100米，预设的插值间隔为10米，则第一路径点与第二路径点之间的插值点的数量为9。
在本实施例的另一个可选例子中，若第一路径点与第二路径点之间的距离值与预设的插值间隔之间的比值不是一个整数时，可以通过[.]取整函数进行取整；若第一路径点与第二路径点之间的距离值为52米，预设的插值间隔为10米，则第一路径点与第二路径点之间的插值点的数量为4。
S233、根据公式Δd＝(K2-K1)/N计算各插值点的曲率值增量。
其中，K1为第一路径点的平滑曲率值，K2为第二路径点的平滑曲率值。
在一个可选实现中，确定第一路径点与第二路径点之间的插值点数量N之后，可以进一步的根据公式Δd＝(K2-K1)/N计算各插值点的曲率值的增量。需要说明的是，本实施例中的各插值点的曲率值增量可以大于0也可以小于0，本实施例中对其不加以限制。
示例性的，若第一路径点的平滑曲率值为0.2，第二路径点的平滑曲率值为0.3，第一路径点与第二路径点之间的插值点数量N为10，则第一路径点与第二路径点之间的各插值点的曲率值增量为(0.3-0.2)/10＝0.01。
S234、将K1+iΔd，作为第一路径点以及第二路径点之间的第i个插值点的插值曲率值，i∈[1，n]。
在一个可选实现中，在计算得到第一路径点与第二路径点之间的各插值点的曲率值增量之后，可以进一步的根据K1+iΔd确定各插值点的曲率值。示例性的，若第一路径点的平滑曲率值为0.2，第二路径点的平滑曲率值为0.3，第一路径点与第二路径点之间的各插值点的曲率值增量为0.01，则第一个插值点的曲率值为0.3+0.01＝0.31；第三个插值点的曲率值为0.3+3*0.01＝0.33，进一步的，可以确定每个插值点的曲率值。
S235、将D0+D-Nd的值更新为第二路径点与沿路径延伸方向相邻的第三路径点之间的距离值，D0为第二路径点与第三路径点之间的实际距离值。
可选的，在确定第一路径点与第二路径点之间所有插值点的曲率值之后，可以进一步的更新第二路径点与沿原始路径曲线的延伸方向相邻的第三路径点之间的距离值，具体的，可以将D0+D-Nd的值作为第二路径点与第三路径点之间的距离值。
示例性的，若第二路径点与第三路径点之间的实际距离值D0为12米，第一路径点与第二路径点之间的距离值D为10米，第一路径点与第二路径点之间的插值点数量N为9，预设的插值间隔d为1米，则更新后的第二路径点与第三路径点之间的距离值为12+9-10*1＝11米。
S236、将第二路径点作为新的第一路径点后，返回执行沿路径延伸方向获取与第一路径点相邻的第二路径点的操作，直至完成对全部原始路径点的处理。
可选的，在更新第二路径点与第三路径点之间的距离值之后，可以进一步的将第二路径点作为第一路径点，并返回执行步骤S231，直至完成对全部原始路径点的处理，即计算得到所有相邻的原始路径点间的各插值点的曲率值。
S240、根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，生成与原始路径曲线匹配的生长曲线，并将生长曲线与原始路径曲线对齐。
S250、如果任一原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，则设置新的计算参数后，返回执行计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值的操作，直至各原始路径点到生长曲线的距离均满足距离条件；
S260、将当前的生长曲线，作为原始路径曲线的插值路径曲线。
本实施例的方案，按照预设拟合门限值，确定原始路径曲线中各原始路径点的拟合曲率值；根据预设平滑次数，对各拟合曲率值进行平滑处理，得到各原始路径点的平滑曲率值；根据各原始路径点曲率值和预设插值间隔，计算相邻原始路径点间各插值点曲率值；可以确定原始路径曲线中各原始路径点的平滑曲率值以及各插值点的曲率值，解决了根据曲率计算公式确定各原始路径点以及各插值点确定的各曲率值，曲率值以及曲率值变化率较大的问题，可以为后续生成最优的插值路径曲线提供依据。
第三实施例
图3是根据本申请第三实施例的一种路径曲线的生成方法的流程示意图，本实施例是对上述技术方案的进一步细化，本实施例中的技术方案可以与上述一个或者多个实施例中的各个可选方案结合。如图3所示，路径曲线的生成方法包括如下步骤。
S310、采用预设计算参数，计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值，并根据各原始路径点曲率值和预设插值间隔，计算相邻原始路径点间各插值点曲率值。
S320、根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，按照各原始路径点以及各插值点的排布顺序，构造曲率值集合。
在一个可选实现中，在确定各原始路径点曲率值和各插值点的曲率值之后，可以进一步的将各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，按照各原始路径点以及各插值点的排布顺序，构造曲率值集合。
可以理解的是，曲率值集合中包含所有原始路径点曲率值，以及所有插值点曲率值，并且这些曲率值在曲率值集合中是按顺序排列的。
S330、根据首个原始路径点的位置信息，以及插值间隔，逐个生长得到与曲率值集合中各曲率值分别对应的生长点。
可选的，构造包含各原始路径点曲率值以及各插值点曲率值的曲率值集合之后，可以进一步的根据首个原始路径点的位置以及插值间隔，逐个生长得到曲率值集合中各曲率值对应的生长点；其中，首个原始路径点为曲率值集合中的第一个曲率值对应的原始路径点，可以理解的是，该原始路径点也为原始路径曲线的起点。首个原始路径点的位置信息可以为该原始路径点的坐标信息。
可选的，根据首个原始路径点的位置信息，以及插值间隔，逐个生长得到与曲率值集合中各曲率值分别对应的生长点，可以包括如下步骤：
S331、选取固定起点作为第一起始点，选取首个原始路径点作为第二起始点，固定起点与首个原始路径点间的距离为插值间隔。
其中，固定起点为最终生成的生长曲线的起点，固定起点可以为首个原始路径点设定邻域内的一个点，例如，其可以为首个原始路径点10米范围内的任意一个点，可以根据具体道路场景随机确定，本实施例中对其不加以限制。
可选的，将选取的固定起点作为第一起点，以及将首个原始路径点作为第二起点后，可以根据第二起点以及第一起点的位置信息，计算第二起点与第一起点之间的距离，并将该距离确定为插值间隔。例如，第二起点与第一起点的距离为1米，则插值间隔即为1米。
S332、根据曲率值集合中与第二起始点对应的曲率值，形成与第二起始点匹配的目标圆，并沿第一起始点朝向第二起始点的方向，在目标圆上确定第三起始点，第三起始点与第二起始点间的距离为插值间隔。
在一个可选实现中，根据第二起点即首个原始路径点的曲率值，以第二起点为圆心，确定目标圆；其中，目标圆的半径可以根据第二起点的曲率值来确定，例如，第二起点的曲率值为K，则目标圆的半径为1/K。在一个可选实现中，可以在曲率值集合中获取与第二起点匹配的曲率值。
进一步的，可以沿第一起点朝向第二起点的方向，在目标圆上确定第三起点，其中，第三起点与第二起点之间的距离为插值间隔。
S333、将第二起始点作为新的第一起始点，并将第三起始点作为新的第二起始点后，返回执行根据曲率值集合中与第二起始点对应的曲率值，形成与第二起始点匹配的目标圆的操作，直至生成与曲率值集合对应的全部生长点。
可选的，确定目标圆上的第三起点之后，可以进一步的将第二起点确定为新的第一起点，并将第三起点作为新的第二起点，返回执行步骤S332，直至生成与曲率值集合中全部曲率值对应的生长点。
S334、根据各生长点，形成生长曲线。
可选的，通过上述方法生成与曲率值集合对应的全部生长点之后，可以进一步的将各个生成的点顺序连接，从而生成生长曲线。
S340、将生长曲线与原始路径曲线对齐。
可选的，在形成生长曲线之后，可以进一步的将生长曲线与原始路径曲线对齐，具体的，可以通过二维ICP算法将生长曲线与原始路径曲线进行对齐。
其中，通过二维ICP算法将生长曲线与原始路径曲线进行对齐的原理如下：
原始路径曲线中各原始路径点以及插值点的集合为Q＝{q1，q2，...，qn}，生长曲线中各点集合为P＝{p1，p2，...，pn}，其中，n为任意一个大于1的正整数，pi＝[xi′，yi′]T，qi＝[xi，yi]T分别表示原始路径曲线以及生长曲线上任一点的坐标，i∈[1，n]；本实施例中将原始路径曲线与生长曲线进行对齐的目标为：找到矩阵
和
使得
最小化。
在一个可选实现中，可以通过奇异值分解法(Singular Value Decomposition，SVD)或者分线性优化算法对上述
进行求解，本实施例中，以SVD分解法为例对其进行描述。
可选的，SVD分解法可以包括如下步骤：
首先定义集合Q的质心为
集合P的质心为
则，
其中，
进一步的，设p′i＝pi-μp，q′i＝qi-μq，则
可以简化为：
设R*和t*为
的最优解，则
t*＝μq-Rμp；
其中，
令
通过SVD分解有：W2×2＝U∑vT，R和t分别为：
S350、如果任一原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，则设置新的计算参数后，返回执行计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值的操作，直至各原始路径点到生长曲线的距离均满足距离条件。
S360、将当前的生长曲线，作为原始路径曲线的插值路径曲线。
本实施例的方案，根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，按照各原始路径点以及各插值点的排布顺序，构造曲率值集合；根据首个原始路径点的位置信息，以及插值间隔，逐个生长得到与曲率值集合中各曲率值分别对应的生长点；根据各生长点，形成生长曲线，可以生成最优的生长曲线，即可实现生成最优的插值路径曲线。
图4a是一种高精地图道路曲线示意图，其包括7个路径点，其中，图4a中的小黑点即为路径点；在进行道路规划时需要对该曲线进行插值，并拟合各插值点对应的曲率值。由于行驶过程中曲率映射为车辆方向转向角度，而曲率的变化率映射为方向盘转向速度。在实际需求中，希望获得较小的曲率和曲率变化量。
现有技术中，通过三次样条插值、四次样条插值、五次样条插值、B样条插值或者多项式插值等方法对原始道路点进行插值，并基于插值结果获得曲线一阶导数和二阶导数，进而根据曲率的计算公式确定每个点的曲率值。示例性的，若如图4a所示的道路曲线的参数方程为：
则曲率K为
但是，这种方法获取到的道路曲线的曲率和曲率变化量并非最优。具体的，图4b列举了图4a中的道路曲线中各点的曲率值，图4d列举了图4a中的道路曲线中各点的曲率变化量，从图4b和图4d中可以看出，根据现有技术的方法确定道路曲线的曲率，会导致行驶过程中不断地转动方向盘，容易引起交通事故，并且给用户带来的体验感较差。
为了解决上述问题，本申请实施例提出了一种路径曲线(规划路线)的生成方法。为了使本领域技术人员更好地理解本实施例路径曲线的生成方法，下面采用一个具体示例进行说明，参考图5，具体过程包括有：
S510、获取原始曲线。
其中，原始曲线包括多个原始数据点(即原始路径点)。
S520、利用N点圆拟合算法计算每个原始数据点的曲率。
其中，N可以为任意一个大于或者等于3的奇数，本实施例中对其不加以限制。
可选的，N点圆拟合算法可以为：拟合圆方程为(x-xi)2+(y-yi)2＝r2，其中，，r为拟合圆的半径，(x，y)为拟合圆的圆心坐标，(xi，yi)，i∈[1，N]为原始曲线中包括的多个原始数据点的坐标；对拟合圆方程进行整理，可以得到：
进一步的，可以根据
以及
确定圆心坐标(x，y)的拟合值
进而确定拟合圆的半径为
图4c列举了图4a中的道路曲线中经平滑处理后各点的曲率值，图4e列举了图4a中的道路曲线中各点的曲率变化量，需要说明的是，图4e中代表的是前后两个点的曲率差值，其也可以用老代表曲率的变化量。
图6a列举了以3个原始点为例，计算中间数据点的曲率的示意图，以及图6b列举了以9个原始点为例，计算中间数据点的曲率的示意图。
S530、对各曲率进行平滑处理。
在一个可选实现中，通过上述各实施例的方法对个曲率进行一次或者多次平滑之后，可以进一步的进行曲率插值。可选的的，可以按照插值粒度需求，获得所需粒度的曲率值。本实施例中插值算法可以是线性，也可以基于高次多项式或者其他通用插值算法，本申请实施例中对其不加以限制。
图7列举了在原始点K1和原始K2之间进行插值的示意图，其中，插值需求为间隔density＝1m，如果间隔s2，则曲率增量Delta＝s2/density，此时，对应的预插值点的曲率为k1+i*delta。
S540、根据平滑后数据点曲率值以及各插值点曲率进行曲线生长。
图8a列举了一种曲线生长的示意图，如图8a所示，可以先固定点0和1之间的间隔density，点1对应曲率为k1，现在根据k1曲率生长得到点2，生长方法如下：
(1)、由点1对应曲率k1可确定过点1的目标圆半径为
进而可以画以点0为圆心，半径为R的圆81，以及以点1为圆心，半径为R的圆82，圆81和圆82的交点O即为目标圆83的圆心。需要说明的是，圆81和圆82还有另一个点O’，在具体实现中，可以根据k1的正负决定，本实施例中对其不加以限制。
(2)、以点O为圆心，画半径为R的目标圆83，并沿着0-＞1方向得到生长点2，使点2与点1的距离等于density。
进一步，根据点2预设曲率k1+delta，由点1和点2生长产生点3，进而产生所以生长点，并将所有生长点进行顺序连接，可以得到生长曲线。
需要注意的是，当两个数据点之间的间隔不是整数个density时(例如节点1，2之间间隔s2＝5.5m，density＝1.0m，那么需要将残余值0.5m计入到S3间隔中。也就是说更新后s3等于原始s3+残余值0.5m；这样可以保证生成的曲线长度和原始曲线长度一致。
图8b是根据上述方法生成的一种生长曲线的示意图，为了便于观察该生长曲线，图8c是图8b的局部放大示意图；从图8b可以看出，并不是所有的原始点都会在得到的生长曲线上，只要原始点与生长曲线的距离小于或者等于门限值即可，本实施例中对其不加以限制。
S550、将生长曲线与原始曲线进行对齐。
图9a列举了一种原始曲线与生长曲线的示意图；图9b列举了一种对齐后的原始曲线与生长曲线的示意图。
S560、计算对齐后的生长曲线与原始曲线的最大间隔。
S570、判断最大间隔是否小于或者等于门限值。
若是，输出生长曲线。
若否，减小平滑次数或者拟合点数，并返回执行步骤S540。
在具体实现中，当最大间隔小于或者等于门限值，返回执行步骤S520，减小N点数或者降低平滑次数；当上述距离小于门限时，终止迭代优化；
如图9b所示，当原始曲线和生长曲线完成对齐之后，仍然存在较小误差。统计两者之间采样点间隔最大值，当最大值小于门限时，认为所得曲线符合要求。否则，需要减小曲率平滑优化效果后再次迭代。
第四实施例
图10是根据本申请第四实施例的一种路径曲线的生成装置的框图，该装置可以执行本申请任意实施例中涉及到的路径曲线的生成方法，并可以通过软件和/或硬件的方式实现。具体的，参考图10，该装置具体包括：曲率值计算模块100、生长曲线生成模块110、计算返回模块120和插值路径曲线确定模块130。
其中，曲率值计算模块100，用于采用预设计算参数，计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值，并根据各原始路径点曲率值和预设插值间隔，计算相邻原始路径点间各插值点曲率值；
生长曲线生成模块110，用于根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，生成与原始路径曲线匹配的生长曲线，并将生长曲线与原始路径曲线对齐；
计算返回模块120，用于如果任一原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，则设置新的计算参数后，返回执行计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值的操作，直至各原始路径点到生长曲线的距离均满足距离条件；
插值路径曲线确定模块130，用于将当前的生长曲线，作为原始路径曲线的插值路径曲线。
本实施例的方案，通过曲率值计算模块100计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值，并根据各原始路径点曲率值和预设插值间隔，计算相邻原始路径点间各插值点曲率值；通过生长曲线生成模块生成与原始路径曲线匹配的生长曲线，并将生长曲线与原始路径曲线对齐；通过计算返回模块如果任一原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，则设置新的计算参数后，返回执行计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值的操作，直至各原始路径点到生长曲线的距离均满足距离条件；通过插值路径曲线确定模块将当前的生长曲线，作为原始路径曲线的插值路径曲线，可以解决插值路径曲线的曲率以及曲率变化量较大的问题，可以生成曲率以及曲率变化量均较小的最优插值路径曲线。
可选的，曲率值计算模块100包括原始路径点曲率值计算子模块和插值点曲率值计算子模块。
可选的，原始路径点曲率值计算子模块，包括：拟合曲率值确定单元和平滑曲率值确定单元。
其中，拟合曲率值确定单元，用于按照预设拟合门限值，确定原始路径曲线中各原始路径点的拟合曲率值。
可选的，拟合曲率值确定单元，包括：目标原始路径点获取子单元、目标拟合圆确定子单元以及拟合曲率值确定子单元；
其中，目标原始路径点获取子单元，用于获取当前处理的目标原始路径点；
目标拟合圆确定子单元，用于根据目标原始路径点、目标原始路径点周围的设定数量的原始路径点，以及拟合门限值，确定与目标原始路径点匹配的目标拟合圆；
拟合曲率值确定子单元，用于根据目标拟合圆的半径，确定与目标原始路径点对应的拟合曲率值。
可选的，目标拟合圆确定子单元，还具体用于根据预设的临近点选取规则，以目标原始路径点为起点，沿路径延伸方向以及路径延伸反方向，分别选取至少一个临近原始路径点；根据目标原始路径点，以及各临近原始路径点，构建多个求解目标拟合圆参数的方程，其中，目标拟合圆参数包括：圆心坐标以及半径值；根据求解得到的备选拟合圆参数，生成备选拟合圆；判断任一临近原始路径点到备选拟合圆之间的距离是否小于等于拟合门限值；若是，则将当前拟合得到的备选拟合圆，作为目标拟合圆；否则，分别去除沿路径延伸方向以及沿路径延伸反方向上距离目标原始路径点最远的一个临近路径点后，返回执行根据目标原始路径点，以及各临近原始路径点，构建多个求解目标拟合圆参数的方程。
可选的，平滑曲率值确定单元，用于根据预设平滑次数，对各拟合曲率值进行平滑处理，得到各原始路径点的平滑曲率值。
可选的，平滑曲率值确定单元，还具体用于依次获取一个原始路径点作为当前处理路径点；如果当前处理路径点为边缘点，则获取与当前处理路径点左相邻或者右相邻的协同平滑路径点；计算当前处理路径点与协同平滑路径点的拟合曲率值的均值，作为当前处理路径点的一次平滑曲率值；如果当前处理路径点不为边缘点，则获取与当前处理路径点左相邻的第一协同平滑路径点以及右相邻的第二协同平滑路径点；计算当前处理路径点、第一协同平滑路径点及第二协同平滑路径点的拟合曲率值的均值，作为当前处理路径点的一次平滑曲率值；返回执行依次获取一个原始路径点作为当前处理路径点的操作，直至完成对全部原始路径点的处理；如果平滑参数次数不为1，则对各原始路径点的一次平滑曲率值继续进行平滑处理，直至得到各原始路径点的平滑曲率值。
可选的，插值点曲率值计算子模块，用于依次获取一个原始路径点作为第一路径点，并沿路径延伸方向获取与第一路径点相邻的第二路径点；根据公式N＝[D/d]-1计算第一路径点与第二路径点之间的插值点数量N；其中，D为第一路径点与第二路径点之间的距离值，d为预设的插值间隔，[.]为取整函数；根据公式Δd＝(K2-K1)/N，计算各插值点的曲率值增量；其中，K1为第一路径点的平滑曲率值，K2为第二路径点的平滑曲率值；将K1+iΔd，作为第一路径点以及第二路径点之间的第i个插值点的插值曲率值，i∈[1，n]；将D0+D-Nd的值更新为第二路径点与沿路径延伸方向相邻的第三路径点之间的距离值，D0为第二路径点与第三路径点之间的实际距离值；将第二路径点作为新的第一路径点后，返回执行沿路径延伸方向获取与第一路径点相邻的第二路径点的操作，直至完成对全部原始路径点的处理。
可选的，生长曲线生成模块110，包括：曲率值集合构造子模块、生长点生长子模块以及生长曲线形成子模块；
其中，曲率值集合构造子模块，用于根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，按照各原始路径点以及各插值点的排布顺序，构造曲率值集合；
生长点生长子模块，用于根据首个原始路径点的位置信息，以及插值间隔，逐个生长得到与曲率值集合中各曲率值分别对应的生长点；
生长曲线形成子模块，用于根据各生长点，形成生长曲线。
可选的，生长点生长子模块，还具体用于选取固定起点作为第一起始点，选取首个原始路径点作为第二起始点，固定起点与首个原始路径点间的距离为插值间隔；根据曲率值集合中与第二起始点对应的曲率值，形成与第二起始点匹配的目标圆，并沿第一起始点朝向第二起始点的方向，在目标圆上确定第三起始点，第三起始点与第二起始点间的距离为插值间隔；将第二起始点作为新的第一起始点，并将第三起始点作为新的第二起始点后，返回执行根据曲率值集合中与第二起始点对应的曲率值，形成与第二起始点匹配的目标圆的操作，直至生成与曲率值集合对应的全部生长点。
可选的，生长曲线生成模块110，还具体用于通过二ICP算法将生长曲线与原始路径进行对齐。
可选的，计算返回模块120，还具体用于减小当前的拟合门限值，和/或减小当前的平滑次数。
上述路径曲线的生成装置可执行本申请任意实施例所提供的路径曲线的生成方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请任意实施例提供的路径曲线的生成方法。
第五实施例
根据本申请的实施例，本申请第五实施例还提供了一种电子设备和一种可读存储介质。
如图11所示，是实现本申请实施例的路径曲线的生成方法的电子设备的框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。
如图11所示，该电子设备包括：一个或多个处理器111、存储器112，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在电子设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在其它实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个电子设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。图11中以一个处理器111为例。
存储器112即为本申请所提供的非瞬时计算机可读存储介质。其中，所述存储器存储有可由至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器执行本申请所提供的路径曲线的生成方法。本申请的非瞬时计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使计算机执行本申请所提供的路径曲线的生成方法。
存储器112作为一种非瞬时计算机可读存储介质，可用于存储非瞬时软件程序、非瞬时计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的路径曲线的生成方法对应的程序指令/模块(例如，附图10所示的曲率值计算模块100、生长曲线生成模块110、计算返回模块120和插值路径曲线确定模块130)。处理器111通过运行存储在存储器112中的非瞬时软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的路径曲线的生成方法；
也即，采用预设计算参数，计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值，并根据各原始路径点曲率值和预设插值间隔，计算相邻原始路径点间各插值点曲率值；
根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，生成与原始路径曲线匹配的生长曲线，并将生长曲线与原始路径曲线对齐；
如果任一原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，则设置新的计算参数后，返回执行计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值的操作，直至各原始路径点到生长曲线的距离均满足距离条件；
将当前的生长曲线，作为原始路径曲线的插值路径曲线。
存储器112可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据路径曲线的生成的电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器112可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些实施例中，存储器112可选包括相对于处理器111远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至实现路径曲线的生成方法的电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
实现路径曲线的生成方法的电子设备还可以包括：输入装置113和输出装置114。处理器111、存储器112、输入装置113和输出装置114可以通过总线或者其他方式连接，图11中以通过总线连接为例。
输入装置113可接收输入的数字或字符信息，以及产生与路径曲线的生成电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入，例如触摸屏、小键盘、鼠标、路径板、触摸板、指示杆、一个或者多个鼠标按钮、路径球、操纵杆等输入装置。输出装置114可以包括显示设备、辅助照明装置(例如，LED)和触觉反馈装置(例如，振动电机)等。该显示设备可以包括但不限于，液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器和等离子体显示器。在一些实施方式中，显示设备可以是触摸屏。
此处描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、专用ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
这些计算程序(也称作程序、软件、软件应用、或者代码)包括可编程处理器的机器指令，并且可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。如本文使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备、和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(PLD))，包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者路径球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。
根据本申请实施例的技术方案，通过计算原始路径曲线中个原始路径点的曲率值以及各插值点的曲率值；根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，生成与原始路径曲线匹配的生长曲线，并将生长曲线与原始路径曲线对齐；如果任一原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，则设置新的计算参数后，返回执行计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值的操作，直至各原始路径点到生长曲线的距离均满足距离条件；将当前的生长曲线，作为原始路径曲线的插值路径曲线，可以解决插值路径曲线的曲率以及曲率变化量较大的问题，可以生成曲率以及曲率变化量均较小的最优插值路径曲线。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请申请的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。
Claims (20)
1.一种路径曲线的生成方法，包括：
采用预设计算参数，计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值，并根据各原始路径点曲率值和预设插值间隔，计算相邻原始路径点间各插值点曲率值；
根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，生成与原始路径曲线匹配的生长曲线，并将生长曲线与原始路径曲线对齐；
如果任一原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，则设置新的计算参数后，返回执行计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值的操作，直至各原始路径点到生长曲线的距离均满足距离条件；
将当前的生长曲线，作为原始路径曲线的插值路径曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，采用预设计算参数，计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值，包括：
按照预设拟合门限值，确定所述原始路径曲线中各原始路径点的拟合曲率值；
根据预设平滑次数，对各所述拟合曲率值进行平滑处理，得到各所述原始路径点的平滑曲率值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，按照预设拟合门限值，确定所述原始路径曲线中各原始路径点的拟合曲率值，包括：
获取当前处理的目标原始路径点；
根据所述目标原始路径点、所述目标原始路径点周围的设定数量的原始路径点，以及所述拟合门限值，确定与所述目标原始路径点匹配的目标拟合圆；
根据所述目标拟合圆的半径，确定与所述目标原始路径点对应的拟合曲率值。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，根据所述目标原始路径点、所述目标原始路径点周围的设定数量的原始路径点，以及所述拟合门限值，确定与所述目标原始路径点匹配的目标拟合圆，包括：
根据预设的临近点选取规则，以所述目标原始路径点为起点，沿路径延伸方向以及路径延伸反方向，分别选取至少一个临近原始路径点；
根据所述目标原始路径点，以及各所述临近原始路径点，构建多个求解目标拟合圆参数的方程，其中，目标拟合圆参数包括：圆心坐标以及半径值；
根据求解得到的备选拟合圆参数，生成备选拟合圆；
判断任一所述临近原始路径点到所述备选拟合圆之间的距离是否小于等于所述拟合门限值；
若是，则将当前拟合得到的备选拟合圆，作为所述目标拟合圆；
否则，分别去除沿路径延伸方向以及沿路径延伸反方向上距离所述目标原始路径点最远的一个临近路径点后，返回执行根据所述目标原始路径点，以及各所述临近原始路径点，构建多个求解目标拟合圆参数的方程。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，根据预设平滑次数，对各所述拟合曲率值进行平滑处理，得到各所述原始路径点的平滑曲率值，包括：
依次获取一个原始路径点作为当前处理路径点；
如果所述当前处理路径点为边缘点，则获取与所述当前处理路径点左相邻或者右相邻的协同平滑路径点；
计算所述当前处理路径点与所述协同平滑路径点的拟合曲率值的均值，作为所述当前处理路径点的一次平滑曲率值；
如果所述当前处理路径点不为边缘点，则获取与所述当前处理路径点左相邻的第一协同平滑路径点以及右相邻的第二协同平滑路径点；
计算所述当前处理路径点、第一协同平滑路径点及第二协同平滑路径点的拟合曲率值的均值，作为所述当前处理路径点的一次平滑曲率值；
返回执行依次获取一个原始路径点作为当前处理路径点的操作，直至完成对全部原始路径点的处理；
如果所述平滑参数次数不为1，则对各原始路径点的一次平滑曲率值继续进行平滑处理，直至得到各原始路径点的平滑曲率值。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，根据各原始路径点曲率值和预设插值间隔，计算相邻原始路径点间各插值点曲率值，包括：
依次获取一个原始路径点作为第一路径点，并沿路径延伸方向获取与所述第一路径点相邻的第二路径点；
根据公式N＝[D/d]-1计算所述第一路径点与所述第二路径点之间的插值点数量N；其中，D为所述第一路径点与所述第二路径点之间的距离值，d为预设的插值间隔，[.]为取整函数；
根据公式Δd＝(K2-K1)/N,计算各插值点的曲率值增量；其中，K1为第一路径点的平滑曲率值，K2为第二路径点的平滑曲率值；
将K1+iΔd，作为第一路径点以及第二路径点之间的第i个插值点的插值曲率值，i∈[1,n]；
将D0+D-Nd的值更新为所述第二路径点与沿路径延伸方向相邻的第三路径点之间的距离值，D0为所述第二路径点与第三路径点之间的实际距离值；
将所述第二路径点作为新的第一路径点后，返回执行沿路径延伸方向获取与所述第一路径点相邻的第二路径点的操作，直至完成对全部原始路径点的处理。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，生成与原始路径曲线匹配的生长曲线，包括：
根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，按照各原始路径点以及各插值点的排布顺序，构造曲率值集合；
根据首个原始路径点的位置信息，以及所述插值间隔，逐个生长得到与曲率值集合中各曲率值分别对应的生长点；
根据各所述生长点，形成所述生长曲线。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，根据首个原始路径点的位置信息，以及所述插值间隔，逐个生长得到与曲率值集合中各曲率值分别对应的生长点，包括：
选取固定起点作为第一起始点，选取所述首个原始路径点作为第二起始点，所述固定起点与所述首个原始路径点间的距离为所述插值间隔；
根据所述曲率值集合中与所述第二起始点对应的曲率值，形成与所述第二起始点匹配的目标圆，并沿第一起始点朝向第二起始点的方向，在所述目标圆上确定第三起始点，所述第三起始点与所述第二起始点间的距离为所述插值间隔；
将第二起始点作为新的第一起始点，并将第三起始点作为新的第二起始点后，返回执行根据所述曲率值集合中与所述第二起始点对应的曲率值，形成与所述第二起始点匹配的目标圆的操作，直至生成与所述曲率值集合对应的全部生长点。
9.根据权利要求1所述的方法，将生长曲线与原始路径曲线对齐，包括：
通过二维迭代最近点算法将所述生长曲线与所述原始路径进行对齐。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，设置新的计算参数，包括：
减小当前的拟合门限值，和/或减小当前的平滑次数。
11.一种路径曲线的生成装置，包括：
曲率值计算模块，用于采用预设计算参数，计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值，并根据各原始路径点曲率值和预设插值间隔，计算相邻原始路径点间各插值点曲率值；
生长曲线生成模块，用于根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，生成与原始路径曲线匹配的生长曲线，并将生长曲线与原始路径曲线对齐；
计算返回模块，用于如果任一原始路径点到生长曲线的距离不满足距离条件，则设置新的计算参数后，返回执行计算原始路径曲线中各原始路径点曲率值的操作，直至各原始路径点到生长曲线的距离均满足距离条件；
插值路径曲线确定模块，用于将当前的生长曲线，作为原始路径曲线的插值路径曲线。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，曲率值计算模块包括：原始路径点曲率值计算子模块；其中，所述原始路径点曲率值计算子模块，包括：拟合曲率值确定单元和平滑曲率值确定单元。
拟合曲率值确定单元，用于按照预设拟合门限值，确定所述原始路径曲线中各原始路径点的拟合曲率值；
平滑曲率值确定单元，用于根据预设平滑次数，对各所述拟合曲率值进行平滑处理，得到各所述原始路径点的平滑曲率值。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，拟合曲率值确定单元，包括：目标原始路径点获取子单元、目标拟合圆确定子单元以及拟合曲率值确定子单元；
目标原始路径点获取子单元，用于获取当前处理的目标原始路径点；
目标拟合圆确定子单元，用于根据所述目标原始路径点、所述目标原始路径点周围的设定数量的原始路径点，以及所述拟合门限值，确定与所述目标原始路径点匹配的目标拟合圆；
拟合曲率值确定子单元，用于根据所述目标拟合圆的半径，确定与所述目标原始路径点对应的拟合曲率值。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述目标拟合圆确定子单元，还具体用于根据预设的临近点选取规则，以所述目标原始路径点为起点，沿路径延伸方向以及路径延伸反方向，分别选取至少一个临近原始路径点；
根据所述目标原始路径点，以及各所述临近原始路径点，构建多个求解目标拟合圆参数的方程，其中，目标拟合圆参数包括：圆心坐标以及半径值；
根据求解得到的备选拟合圆参数，生成备选拟合圆；
判断任一所述临近原始路径点到所述备选拟合圆之间的距离是否小于等于所述拟合门限值；
若是，则将当前拟合得到的备选拟合圆，作为所述目标拟合圆；
否则，分别去除沿路径延伸方向以及沿路径延伸反方向上距离所述目标原始路径点最远的一个临近路径点后，返回执行根据所述目标原始路径点，以及各所述临近原始路径点，构建多个求解目标拟合圆参数的方程。
15.根据权利要求12所述的装置，其中，平滑曲率值确定单元，还具体用于依次获取一个原始路径点作为当前处理路径点；
如果所述当前处理路径点为边缘点，则获取与所述当前处理路径点左相邻或者右相邻的协同平滑路径点；
计算所述当前处理路径点与所述协同平滑路径点的拟合曲率值的均值，作为所述当前处理路径点的一次平滑曲率值；
如果所述当前处理路径点不为边缘点，则获取与所述当前处理路径点左相邻的第一协同平滑路径点以及右相邻的第二协同平滑路径点；
计算所述当前处理路径点、第一协同平滑路径点及第二协同平滑路径点的拟合曲率值的均值，作为所述当前处理路径点的一次平滑曲率值；
返回执行依次获取一个原始路径点作为当前处理路径点的操作，直至完成对全部原始路径点的处理；
如果所述平滑参数次数不为1，则对各原始路径点的一次平滑曲率值继续进行平滑处理，直至得到各原始路径点的平滑曲率值。
16.根据权利要求11所述的装置，其中，曲率值计算模块，还包括：插值点曲率值计算子模块；
插值点曲率值计算子模块，用于依次获取一个原始路径点作为第一路径点，并沿路径延伸方向获取与所述第一路径点相邻的第二路径点；
根据公式N＝[D/d]-1计算所述第一路径点与所述第二路径点之间的插值点数量N；其中，D为所述第一路径点与所述第二路径点之间的距离值，d为预设的插值间隔，[.]为取整函数；
根据公式Δd＝(K2-K1)/N,计算各插值点的曲率值增量；其中，K1为第一路径点的平滑曲率值，K2为第二路径点的平滑曲率值；
将K1+iΔd，作为第一路径点以及第二路径点之间的第i个插值点的插值曲率值，i∈[1,n]；
将D0+D-Nd的值更新为所述第二路径点与沿路径延伸方向相邻的第三路径点之间的距离值，D0为所述第二路径点与第三路径点之间的实际距离值；
将所述第二路径点作为新的第一路径点后，返回执行沿路径延伸方向获取与所述第一路径点相邻的第二路径点的操作，直至完成对全部原始路径点的处理。
17.根据权利要求11-16中任一项所述的装置，其中，生长曲线生成模块，包括：曲率值集合构造子模块、生长点生长子模块以及生长曲线形成子模块；
曲率值集合构造子模块，用于根据各原始路径点曲率值和各插值点曲率值，按照各原始路径点以及各插值点的排布顺序，构造曲率值集合；
生长点生长子模块，用于根据首个原始路径点的位置信息，以及所述插值间隔，逐个生长得到与曲率值集合中各曲率值分别对应的生长点；
生长曲线形成子模块，用于根据各所述生长点，形成所述生长曲线。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，生长点生长子模块，还具体用于选取固定起点作为第一起始点，选取所述首个原始路径点作为第二起始点，所述固定起点与所述首个原始路径点间的距离为所述插值间隔；
根据所述曲率值集合中与所述第二起始点对应的曲率值，形成与所述第二起始点匹配的目标圆，并沿第一起始点朝向第二起始点的方向，在所述目标圆上确定第三起始点，所述第三起始点与所述第二起始点间的距离为所述插值间隔；
将第二起始点作为新的第一起始点，并将第三起始点作为新的第二起始点后，返回执行根据所述曲率值集合中与所述第二起始点对应的曲率值，形成与所述第二起始点匹配的目标圆的操作，直至生成与所述曲率值集合对应的全部生长点。
19.一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-10中任一项所述的方法。
20.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-10中任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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