CN114510051A - 一种轨迹规划方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本说明书公开了一种轨迹规划方法、装置、存储介质及电子设备。在根据障碍物确定出目标设备的行驶决策之后，根据行驶决策为目标设备确定可行驶区域，从而选择可行驶区域内的轨迹点，以通过预先构建的轨迹函数拟合得到粗参考轨迹，当判断粗参考轨迹满足预先设定的安全条件时，将粗参考轨迹作为参考轨迹以根据参考轨迹规划出指导目标设备行驶的目标轨迹。由于可行驶区域是对行为决策的描述，因此拟合可行驶区域内轨迹点得到的满足安全条件的参考轨迹也能够描述目标设备的行为决策，使得在规划目标轨迹的过程中，在基于可行驶区域的范围内规划的基础之上，还能够根据参考轨迹进行规划，使得能够规划出更理想的目标轨迹。

Description

一种轨迹规划方法、装置、存储介质及电子设备

技术领域

本说明书涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种轨迹规划方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

目前，为了对自动驾驶设备进行控制，通常会通过为自动驾驶设备规划出轨迹的方式指导自动驾驶设备在何时行驶至何处。而轨迹的规划则依赖于决策模块中所作出的各种决策。

例如，由于自动驾驶设备的行驶空间内往往还包含有其他障碍物的存在，因此，为了避免与障碍物发生碰撞，需要作出各种决策来避让障碍物，诸如从障碍物的左侧或右侧绕行等决策。

在现有技术中，决策模块在作出决策后，会根据各决策确定出自动驾驶设备的可行驶区域，并发送至下游的规划模块，以使规划模块在可行驶区域内为自动驾驶设备规划轨迹。

但由于可行驶区域通常较大，在不考虑其他条件的情况下，直接规划出的位于可行驶区域内的轨迹往往难以理想地对自动驾驶设备的行驶进行指导。

发明内容

本说明书提供一种轨迹规划方法、装置、存储介质及电子设备，以部分的解决现有技术存在的上述问题。

本说明书采用下述技术方案：

本说明书提供了一种轨迹规划方法，包括：

确定目标设备周围的障碍物；

根据所述障碍物确定所述目标设备的行驶决策，并根据所述行驶决策，确定目标设备的可行驶区域；

在所述可行驶区域内采用第一采样方式确定轨迹点，并以预先构建的轨迹函数对各轨迹点进行拟合，得到所拟合出的粗参考轨迹；

判断所述粗参考轨迹是否满足预先指定的安全条件；

若是，则将所述粗参考轨迹作为所述目标设备的参考轨迹；

若否，则构建轨迹点集，将所述轨迹点集初始化为包含已确定出的轨迹点，在所述可行驶区域内采用第三采样方式确定至少一个其他轨迹点，其中，所述其他轨迹点与所述轨迹点集中所包含的轨迹点不同；将所述其他轨迹点作为轨迹点加入所述轨迹点集，并以所述轨迹函数重新拟合加入所述其他轨迹点后的所述轨迹点集中的各轨迹点；

根据所述参考轨迹，规划出指导所述目标设备行驶的目标轨迹。

可选地，判断所述粗参考轨迹是否满足预先指定的安全条件，具体包括：

在所述粗参考轨迹上采用第二采样方式进行采样，得到所述粗参考轨迹上的若干个采样点构成的采样点序列，并根据所述采样点序列中的各采样点判断所述粗参考轨迹是否满足预先指定的安全条件。

可选地，所述安全条件包括：

所述目标设备的中心点位于各采样点时，所述目标设备的各部分均位于所述可行驶区域内，和/或，

各采样点对应的朝向变化值均不大于预先设定的朝向阈值，其中，针对每个采样点，该采样点对应的朝向变化值为所述目标设备位于该采样点时的朝向以及位于在所述采样点序列中与该采样点相邻的采样点时的朝向之间的差值。

可选地，若判断所拟合出的粗参考轨迹不满足预先指定的安全条件，所述方法还包括：

构建轨迹点集，将所述轨迹点集初始化为包含已确定出的轨迹点；

在所述可行驶区域内采用第三采样方式确定至少一个其他轨迹点，其中，所述其他轨迹点与所述轨迹点集中所包含的轨迹点不同；

将所述其他轨迹点作为轨迹点加入所述轨迹点集，并以所述轨迹函数重新拟合加入所述其他轨迹点后的所述轨迹点集中的各轨迹点，直到所拟合出的粗参考轨迹满足预先指定的安全条件。

可选地，采用第三采样方式确定至少一个其他轨迹点，具体包括：

在粗参考轨迹上进行采样，得到若干个采样点；

根据各采样点的位置，以及所述可行驶区域，从各采样点中确定出至少一个待调整采样点；

对所述待调整采样点的位置进行调整，并将调整后的所述采样点作为采用第三采样方式所确定出的其他轨迹点。

可选地，从各采样点中确定出至少一个待调整采样点，具体包括：

选择各采样点中的至少一个导致粗参考轨迹不满足安全条件的采样点，作为待调整采样点。

可选地，对所述待调整采样点的位置进行调整，具体包括：

确定所述待调整采样点对应的指定方向，其中，所述待调整采样点沿所确定出的自身对应的指定方向运动时远离障碍物；

根据所述可行驶区域，沿所述待调整采样点对应的指定方向调整所述待调整采样点的位置。

可选地，沿所述待调整采样点对应的指定方向调整所述待调整采样点的位置，具体包括：

根据所述可行驶区域，确定在所述指定方向上的可调整区间；

将所述待调整采样点沿指定方向上调整至所述可调整区间的指定位置，得到调整后的采样点。

可选地，根据所述参考轨迹，规划出指导所述目标设备行驶的目标轨迹，具体包括：

以与所述参考轨迹之间的差异作为评价指标，在可行驶区域内，规划出指导所述目标设备行驶的目标轨迹。

本说明书提供了一种轨迹规划装置，包括：

目标确定模块，用于确定目标设备周围的障碍物；

区域确定模块，用于根据所述障碍物确定所述目标设备的行驶决策，并根据所述行驶决策，确定目标设备的可行驶区域；

拟合模块，用于在所述可行驶区域内采用第一采样方式确定轨迹点，并以预先构建的轨迹函数对各轨迹点进行拟合，得到所拟合出的粗参考轨迹；

安全判断模块，用于判断所述粗参考轨迹是否满足预先指定的安全条件；

轨迹确定模块，用于若是，则将所述粗参考轨迹作为所述目标设备的参考轨迹；

重拟合模块，用于若否，则构建轨迹点集，将所述轨迹点集初始化为包含已确定出的轨迹点，在所述可行驶区域内采用第三采样方式确定至少一个其他轨迹点，其中，所述其他轨迹点与所述轨迹点集中所包含的轨迹点不同；将所述其他轨迹点作为轨迹点加入所述轨迹点集，并以所述轨迹函数重新拟合加入所述其他轨迹点后的所述轨迹点集中的各轨迹点；

规划模块，用于根据所述参考轨迹，规划出指导所述目标设备行驶的目标轨迹。

本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述轨迹规划方法。

本说明书提供了一种自动驾驶设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述轨迹规划方法。

本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

在本说明书提供的轨迹规划方法中，在根据障碍物确定出目标设备的行驶决策之后，根据行驶决策为目标设备确定可行驶区域，从而选择可行驶区域内的轨迹点，以通过预先构建的轨迹函数拟合得到粗参考轨迹，当判断粗参考轨迹满足预先设定的安全条件时，将粗参考轨迹作为参考轨迹以根据参考轨迹规划出指导目标设备行驶的目标轨迹。

可以看出，由于可行驶区域是对行为决策的描述，因此拟合可行驶区域内轨迹点得到的满足安全条件的参考轨迹也能够描述目标设备的行为决策，使得在规划目标轨迹的过程中，不仅能够在可行驶区域内进行规划，还能够根据参考轨迹进行目标轨迹的规划，能够规划出更理想的目标轨迹。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。在附图中：

图1为本说明书中一种轨迹规划方法的流程示意图；

图2为本说明书提供的一种参考轨迹的示意图；

图3为本说明书提供的一种轨迹规划装置的示意图；

图4为本说明书提供的自动驾驶设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本说明书保护的范围。

以下结合附图，详细说明本说明书各实施例提供的技术方案。

为了部分或全部地解决上述问题，本申请提供了一种轨迹规划方法。

图1为本说明书中一种轨迹规划方法的流程示意图，具体包括以下步骤：

S100：确定目标设备周围的障碍物。

本说明书实施例所提供的轨迹规划方法，旨在为目标设备规划目标轨迹，以使目标设备在所规划出的目标轨迹的指导下运动。

目标设备可以为自动驾驶设备，所述自动驾驶设备(以下简称无人车)可以包括具有自动驾驶功能的车辆以及具有辅助驾驶功能的车辆，或者是无人操作机器人，或者是无人机，或者是无人船等。在一个实施例中，所述目标设备可以是应用于配送领域的配送车，尤其可以是应用于即时配送领域的配送车。

本说明书所提供的轨迹规划方法的执行主体可以是所述目标设备自身，也可以是与所述目标设备实现通信的另一终端设备或服务器，其中，当执行主体为终端设备时，其可以为任一现有形式的终端设备，例如手机、平板电脑等，而当执行主体为服务器时，也可以为集群式服务器或分布式服务器等，本说明书对此不作限制。为描述方便，以下以执行主体为所述目标设备自身为例，对本说明书提供的轨迹规划方法进行说明。

所述目标设备至少包括决策模块和规划模块，其中，决策模块用于确定目标设备的行驶决策，并将所确定出的行驶决策发送至规划模块，规划模块则根据所接收到的行驶决策规划所述目标设备的目标轨迹。

其中，目标轨迹用于对目标设备的行驶进行指导，因此，目标轨迹可以并非光滑曲线，而是由若干有顺序的轨迹点的连线，所述目标轨迹可以包括指示目标设备何时、以何种状态、沿该参考轨迹行驶至何处的信息。

而需要作为区分的是，在本说明书提供的轨迹规划方法中以下部分中，决策模块所确定出的参考轨迹用于发送至规划模块，以辅助目标轨迹的确定。

在确定出目标设备之后，可以确定目标设备周围的障碍物，所述障碍物的数量可以为一个或多个。

所述障碍物可以包括动态障碍物和静态障碍物，其中，动态障碍物指除目标设备自身以外的其他参与交通的运动单位，包括车辆、行人等；静态障碍物则指一般来说不存在运动可能的障碍物，例如，电线杆，广告牌等。

所述周围可以指与目标设备之间的距离在指定的第一距离阈值内的障碍物，例如距离所述目标设备100米内的障碍物，当然，可以将目标设备周围任何距离的范围，视作目标设备的周围。还可以仅包括与目标设备位于同向车道、甚至同一车道的障碍物等等，本说明书对于如何确定目标设备周围的障碍物不作限制。

S102：根据所述障碍物确定所述目标设备的行驶决策，并根据所述行驶决策，确定目标设备的可行驶区域。

在确定出周围的障碍物之后，目标设备可以根据障碍物确定自身的行驶决策，所述行驶决策可以包括对障碍物所作的决策，例如，在横向方向上，目标设备可以作出自障碍物左侧或右侧绕行的决策，在纵向方向上，目标设备则可以作出相对于障碍物先行或让行使障碍物先通过的决策，所述决策还可以包括诸如换道等决策，可以看出，本说明书实施例中并不限制所述行驶决策为何种决策。

通常来说，在确定出目标设备的行驶决策之后，可以采用为目标设备确定可行驶区域的方式，来对所确定出的行驶决策进行描述。示例性的，请参见图2，图2中示出了一种当目标设备所作出的行驶决策包含对图2中障碍物绕行的决策时，可以确定出目标设备的可行驶区域，在图2中，位于左右最外侧的直线为道路边界，并且图2中，以所示出的虚线表示可行驶边界A和可行驶边界B，其中，可行驶边界A和可行驶边界B之间的区域为可行驶区域。

本说明书一实施例中，所确定出的可行驶区域中可以不包含有障碍物。更进一步的，还可以采用任一现有的方式，确定出与目标设备之间具有碰撞风险的障碍物，从而在确定目标设备的可行驶区域时，确定出不包含与目标设备之间具有碰撞风险的障碍物的可行驶区域。

以下，本说明书示例一种确定可行驶区域的方法。

在执行本说明书提供的步骤S102之前，决策模块的上游模块可以根据目标设备当前时刻的位置(以下简称起点)，以及目标设备的目标位置(以下简称终点)，先为目标设备确定出一条自起点至终点的路由，例如图2中示出的导航路由。

通常来说，在确定该路由时不考虑对目标设备行驶区域内的障碍物的避让，然后，决策模块可以根据所接收到的上游模块发送的目标设备的导航路由，确定与目标设备存在碰撞风险的障碍物，例如图2中位于所述导航路由上的障碍物，然后针对所确定出的每个与目标设备存在碰撞风险的障碍物，确定对该障碍物所作出的决策，从而得到所述目标设备的行驶决策，本说明书一实施例中，所述目标设备的行驶决策可以即为所确定出的所述目标设备对其周围各障碍物所作出的决策的总和，然后，可以根据目标设备的行驶决策，以及障碍物所在的位置，以对障碍物进行避让为目标，确定出目标设备的可行驶区域。

当然，以上仅为示例，本说明书实施例并不限制采用何种方法确定目标设备的行驶区域。

通常来说，在确定出可行驶区域之后，决策模块即可将用于描述所确定出的目标设备的行驶决策的可行驶区域发送至规划模块，规划模块则可以在可行驶区域内对目标轨迹进行规划，即所述可行驶区域为目标轨迹的解集，所规划出的目标轨迹位于可行驶区域内。

而在本说明书实施例中，在确定出可行驶区域之后，则基于可行驶区域确定参考轨迹，并将参考轨迹发送至规划模块以使规划模块根据所接收到的参考轨迹规划目标设备的目标轨迹。

需要说明的是，在一个实施例中，决策模块还可以将参考轨迹以及可行驶区域均发送至规划模块，以使规划模块根据所述参考轨迹在可行驶区域内规划目标轨迹。

S104：在所述可行驶区域内采用第一采样方式确定轨迹点，并以预先构建的轨迹函数对各轨迹点进行拟合，得到所拟合出的粗参考轨迹。

本说明书一实施例中，可以预先构建有待拟合的轨迹函数，然后，可以在所述可行驶区域内采用第一采样方式确定轨迹点，并以预先构建的轨迹函数对各轨迹点进行拟合，得到所拟合出的粗参考轨迹，其中，所确定出的每个轨迹点均位于所述粗参考轨迹上。具体的，本说明书示例性的，采用第一采样方式所确定出的轨迹点可以包括目标设备当前所在的位置，以及目标设备在指定时刻的目标位置。

本说明书一实施例中，为了所拟合出的粗参考轨迹的平滑，所述轨迹函数可以为非线性函数，所述轨迹函数的最高次幂可以为二次、三次或四次等。

本说明书一个实施例中，为便于计算，所确定出的目标设备以及障碍物的位置可以为目标设备和障碍物在道路坐标系下的位置，待拟合的轨迹函数可以为在道路坐标系下的函数，所述道路坐标系可以为纵向方向沿道路中心线方向，并且横向方向垂直于道路中心线方向的坐标系，例如可以为弗莱纳(Frenet)坐标系。

S106：判断所述粗参考轨迹是否满足预先指定的安全条件。

S108：若是，则将所述粗参考轨迹作为所述目标设备的参考轨迹。

在得到粗参考轨迹之后，需要判断粗参考轨迹是否满足预先指定的安全条件。

通常来说，拟合可行驶区域内的轨迹点所得到的粗参考轨迹即可以描述决策模块对目标设备所作出的行驶决策，但更进一步的，若粗参考轨迹本身不满足安全条件，例如靠近可行驶区域的边界过近，则根据粗参考轨迹也无法规划出理想的目标轨迹。

本说明书示例中，可以直接根据粗参考轨迹自身来判断粗参考轨迹是否满足安全条件，例如，可以确定粗参考轨迹与可行驶区域的边界之间的距离，当所述粗参考轨迹与可行驶区域的边界之间的距离不小于预先指定的第二距离阈值时，则判断粗参考轨迹满足安全条件。

当然，为了减小计算量，还可以并不直接根据粗参考轨迹上的所有点判断所述粗参考轨迹是否满足安全条件，而是在所述粗参考轨迹上采用第二采样方式进行采样，得到所述粗参考轨迹上的若干个采样点构成的采样点序列，并根据所述采样点序列中的各采样点判断所述粗参考轨迹是否满足预先指定的安全条件。本说明书一实施例中，采用第二采样方式所得到的在指定方向上的相邻采样点之间的间距为第一指定间距。

以下示例性说明两种根据粗参考轨迹上的采样点判断粗参考轨迹是否满足安全条件的方法：

第一种，所述目标设备的中心点位于各采样点时，所述目标设备的各部分均位于所述可行驶区域内，为了减小计算量，可以以包围盒来对目标设备进行替代。

第二种，各采样点对应的朝向变化值均不大于预先设定的朝向阈值，其中，针对每个采样点，该采样点对应的朝向变化值为所述目标设备位于该采样点时的朝向以及位于在所述采样点序列中与该采样点相邻的采样点时的朝向之间的差值。

其中，由于对粗参考轨迹进行一阶求导可以得到粗参考轨迹在每个采样点时的速度(包含速度的方向)，因此，即可将位于采样点时的速度方向确定为目标设备位于采样点时的朝向。

当然，所述安全条件还可以包括各采样点均不与障碍物处于同一位置，或各采样点均位于可行驶区域内等等，本说明书对此不作限制。

可以看出，安全条件的设定方式多种多样，本说明书在此不作赘述。如图2所示，本说明书一实施例中，所确定出的参考轨迹可以为与可行驶区域的边界之间具有一定的安全距离的轨迹。

然后，当判断粗参考轨迹满足预先指定的安全条件时，则将所述粗参考轨迹作为所述目标设备的参考轨迹，并发送至规划模块。

S110：若否，则构建轨迹点集，将所述轨迹点集初始化为包含已确定出的轨迹点，在所述可行驶区域内采用第三采样方式确定至少一个其他轨迹点，其中，所述其他轨迹点与所述轨迹点集中所包含的轨迹点不同；将所述其他轨迹点作为轨迹点加入所述轨迹点集，并以所述轨迹函数重新拟合加入所述其他轨迹点后的所述轨迹点集中的各轨迹点。

本说明书以下还示出在判断所拟合出的粗参考轨迹不满足预先指定的安全条件时所提供的轨迹规划方法。

具体的，可以先构建轨迹点集，然后将所述轨迹点集初始化为包含已确定出的轨迹点。接着，可以在所述可行驶区域内采用第三采样方式确定至少一个其他轨迹点，其中，所述其他轨迹点与所述轨迹点集中所包含的轨迹点不同。将所述其他轨迹点作为轨迹点加入所述轨迹点集，并以所述轨迹函数重新拟合加入所述其他轨迹点后的所述轨迹点集中的各轨迹点，直到所拟合出的粗参考轨迹满足预先指定的安全条件。

本说明书一实施例中，采用第三采样方式所得到的在指定方向上的相邻采样点之间的间距为第二指定间距。所述第一指定间距和所述第二指定间距可以相同也可以不同。

为了保证最终能够拟合出满足安全条件的粗参考轨迹，本说明书实施例采用以下方式选择每次加入所述轨迹点集的轨迹点。

具体的，可以在粗参考轨迹上进行采样，得到若干个采样点。需要说明的是，此时的采样方式可以与判断粗参考轨迹是否满足安全条件时在粗参考轨迹上进行采样的采样方式相同或不同，本说明书一实施例中，可以沿某一方向在粗参考轨迹上以指定间隔进行采样，更进一步的，可以沿目标设备所在道路的道路坐标系的纵向方向进行采样，例如沿目标设备所在纵向方向并且与目标设备的当前速度方向之间的夹角小于90度的方向进行采样，更进一步的，可以以目标设备当前位置为基准点进行采样。

接着，可以根据各采样点的位置，以及所述可行驶区域，从各采样点中确定出至少一个待调整采样点。

本说明书一实施例中，所确定出的待调整采样点可以是导致粗参考轨迹不满足安全条件的采样点，例如，当所述安全条件为粗参考轨迹上的各采样点均位于可行驶区域内时，所确定出的待调整采样点可以为至少一个位于可行驶区域外的采样点。当然，根据安全条件不同，所确定出的待调整采样点也可以不同，本说明书对此不作赘述。

更进一步的，可以每次仅确定出一个待调整采样点，在对待调整采样点进行调整，并根据调整后所得到的轨迹点拟合出粗参考轨迹之后，再次判断粗参考轨迹是否满足安全条件，若否，则再次确定出一个待调整采样点，直到得到满足安全条件的参考轨迹。在此情形下，当有多个采样点均导致粗参考轨迹不满足安全条件，本说明书一实施例中，可以选择距离目标设备当前位置最近的采样点作为待调整采样点。

以下，本说明书以所确定出的待调整采样点中的一个为例进行说明。

在确定出待调整采样点之后，可以对所述待调整采样点的位置进行调整，并将调整后的采样点作为所确定出的其他轨迹点。

本说明书一实施例中，可以为所述待调整采样点确定对应的指定方向，然后根据所述可行驶区域，沿所述待调整采样点对应的指定方向调整所述待调整采样点的位置。

其中，所述待调整采样点沿所确定出的自身对应的指定方向运动时远离障碍物。例如，可以确定出该待调整采样点与距离该待调整采样点最近的障碍物之间的连线，并将沿该连线方向使该待调整采样点远离该障碍物的方向确定为基准方向，将与基准方向之间的夹角小于90度的方向作为该待调整采样点对应的指定方向。

更进一步的，本说明书一实施例中，可以将平行于目标设备所在道路的道路坐标系中的横向并与上述基准方向之间的夹角小于90度的方向作为所述待调整采样点对应的指定方向。以下，本说明书以此为例对如何调整所述待调整轨迹点的位置进行说明。

首先，可以根据所述可行驶区域，确定在所述指定方向上的可调整区间，所述可调整区间即为所述指定方向在可行驶区域内的区间。

如图2所示，当图2中参考轨迹不满足安全条件时，图2中示出的参考轨迹即为粗参考轨迹，粗参考轨迹上的待调整采样点为点P，点P对应的指定方向为自点P沿横向方向指向道路边界A的方向，此时，点P对应的待调整区间即为图2中示出的区间d。

然后，可以确定出在可调整区间上的指定位置，例如可以为可调整区间上的中点，也可以为相对于中点远离待调整轨迹点最靠近的障碍物的点，从而得到在指定方向上位于指定位置的调整后的采样点，以加入上述轨迹点集，并重新拟合出粗参考轨迹，直到得到满足安全条件的参考轨迹。

本说明书一实施例中，还可以确定各障碍物的类型，并根据确定出的该障碍物的类型，可以确定出障碍物的安全间距，其中，障碍物的类型可以包括行人、机动车、单车等等，各障碍物的类型和安全间距之间可以预先设定有对应关系，针对每个障碍物，在确定出该障碍物的类型之后，可以将所确定出的类型对应的安全间距作为该障碍物对应的安全间距。

在此情形下，本说明书一实施例中，为所述待调整轨迹点所确定出的在可调整区间上的指定位置与距离该待调整轨迹点最近的障碍物之间的间距，大于距离该待调整轨迹点最近的障碍物对应的安全间距。

更进一步的，为待调整轨迹点确定出的指定位置可以为满足以下指定条件时所述可调整区间上的任一点，所述指定条件为所述待调整轨迹点与每个障碍物之间的距离大于该障碍物对应的安全间距。然后，可以在可调整区间上为所述待调整轨迹点确定指定位置，例如，所述指定位置可以为使该待调整轨迹点的移动距离最小的点，或与距离该待调整轨迹点最近的障碍物之间的距离最近的点等等，本说明书对此不作限制。

而当无法保证所述待调整轨迹点与每个障碍物之间的距离大于该障碍物对应的安全间距时，则可以将可调整区间上的中点作为所确定出的指定位置。

S112：根据所述参考轨迹，规划出指导所述目标设备行驶的目标轨迹。

规划模块响应于所接收到的参考轨迹，根据所述参考轨迹规划出指导所述目标设备行驶的目标轨迹。

接着，本说明书对参考轨迹和目标轨迹作出以下区分。

如上所述，目标轨迹用于指导目标设备行驶，目标轨迹中可以包括指示目标设备何时、以何种状态、沿该参考轨迹行驶至何处的信息，具体的，目标轨迹中包括各轨迹点的位置，以及目标设备行驶至各轨迹点时的状态信息，所述状态信息可以包括速度、加速度等等。

而参考轨迹仅包括参考轨迹上各轨迹点的位置，参考轨迹并不能指导目标设备行驶，仅在目标轨迹的规划过程中，用于生成目标轨迹。具体的，在本说明书一个实施例中，在规划目标轨迹的过程中，可以将目标轨迹与所述参考轨迹之间的差异作为评价指标，在可行驶区域内，规划出指导所述目标设备行驶的目标轨迹，其中，目标轨迹与所述参考轨迹之间的差异越小，则目标轨迹在该评价指标下的评分就越高。

更进一步的，在规划目标轨迹的过程中，还可以包括其他评价指标，例如，为了提升目标设备的乘坐者的乘坐体验，通常需要保证所规划出的目标轨迹较为平滑，即在目标设备行驶过程中的控制量及控制量的变化相对较小。因此可以目标轨迹的平滑度将作为评价指标，当目标轨迹越平滑，例如目标轨迹的一阶函数的数值越小，则目标轨迹的平滑度就越高，在该评价指标下的评分就越高。当然评价指标可以多种多样，本说明书不再一一赘述。

此外，为了保证所规划出的目标轨迹位于可行驶区域内，本说明书一实施例中，决策模块还可以将所述可行驶区域发送至规划模块，即采用可行驶区域以及参考轨迹对所作出的目标设备的行驶决策进行描述。

基于如上述图1所示的方法，在根据障碍物确定出目标设备的行驶决策之后，根据行驶决策为目标设备确定可行驶区域，从而选择可行驶区域内的轨迹点，以通过预先构建的轨迹函数拟合得到粗参考轨迹，当判断粗参考轨迹满足预先设定的安全条件时，将粗参考轨迹作为参考轨迹以根据参考轨迹规划出指导目标设备行驶的目标轨迹。

可以看出，由于可行驶区域是对行为决策的描述，因此拟合可行驶区域内轨迹点得到的满足安全条件的参考轨迹也能够描述目标设备的行为决策，使得在规划目标轨迹的过程中，能够根据参考轨迹进行规划，例如可以以与参考轨迹之间的差异为评价指标，或在优化目标轨迹的过程中以参考轨迹周围的位置为目标轨迹的优化起点，使得能够规划出更理想的目标轨迹。

以上为本说明书的一个或多个实施例提供的轨迹规划方法，基于同样的思路，本说明书还提供了相应的轨迹规划装置，如图3所示。

图3为本说明书提供的一种轨迹规划装置示意图，该装置包括：

目标确定模块300，用于确定目标设备周围的障碍物；

区域确定模块302，用于根据所述障碍物确定所述目标设备的行驶决策，并根据所述行驶决策，确定目标设备的可行驶区域；

拟合模块304，用于在所述可行驶区域内采用第一采样方式确定轨迹点，并以预先构建的轨迹函数对各轨迹点进行拟合，得到所拟合出的粗参考轨迹；

安全判断模块306，用于判断所述粗参考轨迹是否满足预先指定的安全条件；

轨迹确定模块308，用于若是，则将所述粗参考轨迹作为所述目标设备的参考轨迹；

重拟合模块310，用于若否，则构建轨迹点集，将所述轨迹点集初始化为包含已确定出的轨迹点，在所述可行驶区域内采用第三采样方式确定至少一个其他轨迹点，其中，所述其他轨迹点与所述轨迹点集中所包含的轨迹点不同；将所述其他轨迹点作为轨迹点加入所述轨迹点集，并以所述轨迹函数重新拟合加入所述其他轨迹点后的所述轨迹点集中的各轨迹点，直到所拟合出的粗参考轨迹满足预先指定的安全条件

规划模块312，用于根据所述参考轨迹，规划出指导所述目标设备行驶的目标轨迹。

可选地，所述安全判断模块306具体用于，在所述粗参考轨迹上采用第二采样方式进行采样，得到所述粗参考轨迹上的若干个采样点构成的采样点序列，并根据所述采样点序列中的各采样点判断所述粗参考轨迹是否满足预先指定的安全条件。

可选地，所述安全条件包括：所述目标设备的中心点位于各采样点时，所述目标设备的各部分均位于所述可行驶区域内，和/或，各采样点对应的朝向变化值均不大于预先设定的朝向阈值，其中，针对每个采样点，该采样点对应的朝向变化值为所述目标设备位于该采样点时的朝向以及位于在所述采样点序列中与该采样点相邻的采样点时的朝向之间的差值。

可选地，所述重拟合模块310具体用于，在粗参考轨迹上进行采样，得到若干个采样点；根据各采样点的位置，以及所述可行驶区域，从各采样点中确定出至少一个待调整采样点；对所述待调整采样点的位置进行调整，并将调整后的所述采样点作为采用第三采样方式所确定出的其他轨迹点。

可选地，所述重拟合模块310具体用于，选择所述采样点序列中的至少一个导致粗参考轨迹不满足安全条件的采样点，作为待调整采样点。

可选地，所述重拟合模块310具体用于，确定所述待调整采样点对应的指定方向，其中，所述待调整采样点沿所确定出的自身对应的指定方向运动时远离障碍物；根据所述可行驶区域，沿所述待调整采样点对应的指定方向调整所述待调整采样点的位置。

可选地，所述重拟合模块310具体用于，根据所述可行驶区域，确定在所述指定方向上的可调整区间；将所述待调整采样点沿指定方向上调整至所述可调整区间的指定位置，得到调整后的采样点。

可选地，所述规划模块312具体用于，以与所述参考轨迹之间的差异作为评价指标，在可行驶区域内，规划出指导所述目标设备行驶的目标轨迹。

本说明书还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，计算机程序可用于执行上述轨迹规划方法。

本说明书还提供了图4所示的自动驾驶设备的结构示意图。如图4所示，在硬件层面，该自动驾驶设备包括处理器、内部总线、内存以及非易失性存储器，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，以实现上述轨迹规划方法。

当然，除了软件实现方式之外，本说明书并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种轨迹规划方法，其特征在于，包括：

确定目标设备周围的障碍物；

根据所述障碍物确定所述目标设备的行驶决策，并根据所述行驶决策，确定目标设备的可行驶区域；

在所述可行驶区域内采用第一采样方式确定轨迹点，并以预先构建的轨迹函数对各轨迹点进行拟合，得到所拟合出的粗参考轨迹；

判断所述粗参考轨迹是否满足预先指定的安全条件；

若是，则将所述粗参考轨迹作为所述目标设备的参考轨迹；

若否，则构建轨迹点集，将所述轨迹点集初始化为包含已确定出的轨迹点，在所述可行驶区域内采用第三采样方式确定至少一个其他轨迹点，其中，所述其他轨迹点与所述轨迹点集中所包含的轨迹点不同；将所述其他轨迹点作为轨迹点加入所述轨迹点集，并以所述轨迹函数重新拟合加入所述其他轨迹点后的所述轨迹点集中的各轨迹点；

根据所述参考轨迹，规划出指导所述目标设备行驶的目标轨迹。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述粗参考轨迹是否满足预先指定的安全条件，具体包括：

在所述粗参考轨迹上采用第二采样方式进行采样，得到所述粗参考轨迹上的若干个采样点构成的采样点序列，并根据所述采样点序列中的各采样点判断所述粗参考轨迹是否满足预先指定的安全条件。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述安全条件包括：

所述目标设备的中心点位于各采样点时，所述目标设备的各部分均位于所述可行驶区域内，和/或，

各采样点对应的朝向变化值均不大于预先设定的朝向阈值，其中，针对每个采样点，该采样点对应的朝向变化值为所述目标设备位于该采样点时的朝向以及位于在所述采样点序列中与该采样点相邻的采样点时的朝向之间的差值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用第三采样方式确定至少一个其他轨迹点，具体包括：

在粗参考轨迹上进行采样，得到若干个采样点；

根据各采样点的位置，以及所述可行驶区域，从各采样点中确定出至少一个待调整采样点；

对所述待调整采样点的位置进行调整，并将调整后的所述采样点作为采用第三采样方式所确定出的其他轨迹点。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，从各采样点中确定出至少一个待调整采样点，具体包括：

选择各采样点中的至少一个导致粗参考轨迹不满足安全条件的采样点，作为待调整采样点。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述待调整采样点的位置进行调整，具体包括：

确定所述待调整采样点对应的指定方向，其中，所述待调整采样点沿所确定出的自身对应的指定方向运动时远离障碍物；

根据所述可行驶区域，沿所述待调整采样点对应的指定方向调整所述待调整采样点的位置。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，沿所述待调整采样点对应的指定方向调整所述待调整采样点的位置，具体包括：

根据所述可行驶区域，确定在所述指定方向上的可调整区间；

将所述待调整采样点沿指定方向上调整至所述可调整区间的指定位置，得到调整后的采样点。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述参考轨迹，规划出指导所述目标设备行驶的目标轨迹，具体包括：

以与所述参考轨迹之间的差异作为评价指标，在可行驶区域内，规划出指导所述目标设备行驶的目标轨迹。

9.一种轨迹规划装置，其特征在于，所述装置具体包括：

目标确定模块，用于确定目标设备周围的障碍物；

区域确定模块，用于根据所述障碍物确定所述目标设备的行驶决策，并根据所述行驶决策，确定目标设备的可行驶区域；

拟合模块，用于在所述可行驶区域内采用第一采样方式确定轨迹点，并以预先构建的轨迹函数对各轨迹点进行拟合，得到所拟合出的粗参考轨迹；

安全判断模块，用于判断所述粗参考轨迹是否满足预先指定的安全条件；

轨迹确定模块，用于若是，则将所述粗参考轨迹作为所述目标设备的参考轨迹；

重拟合模块，用于若否，则构建轨迹点集，将所述轨迹点集初始化为包含已确定出的轨迹点，在所述可行驶区域内采用第三采样方式确定至少一个其他轨迹点，其中，所述其他轨迹点与所述轨迹点集中所包含的轨迹点不同；将所述其他轨迹点作为轨迹点加入所述轨迹点集，并以所述轨迹函数重新拟合加入所述其他轨迹点后的所述轨迹点集中的各轨迹点；

规划模块，用于根据所述参考轨迹，规划出指导所述目标设备行驶的目标轨迹。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1～8任一项所述的方法。

11.一种无人驾驶设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1～8任一项所述的方法。

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