CN114625127A

CN114625127A - 速度规划方法、装置、设备、可读存储介质和程序产品

Info

Publication number: CN114625127A
Application number: CN202210145806.4A
Authority: CN
Inventors: 许浩; 李大林
Original assignee: Changsha Intelligent Driving Research Institute Co Ltd
Current assignee: Changsha Intelligent Driving Research Institute Co Ltd
Priority date: 2022-02-17
Filing date: 2022-02-17
Publication date: 2022-06-14

Abstract

本申请提供了一种速度规划方法、装置、设备、可读存储介质和程序产品，该方法包括获取车辆的速度规划信息，速度规划信息包括当前速度、执行机构延迟时间、路径信息、加速度、减速度、匀速时间和末端速度；根据当前速度、路径信息、加速度、减速度、匀速时间、末端速度和延迟距离，计算车辆在匀速阶段的匀速速度，其中，延迟距离为车辆在执行机构延迟时间内行驶的距离；根据当前速度、匀速速度、加速度和减速度，计算车辆在变速阶段的变速时间和变速距离；根据变速时间、变速距离、匀速时间和匀速速度，确定车辆的速度规划结果。根据本申请实施例，能够同时满足速度规划中准确性、平顺性和及时性的需求，进而有效提高车辆的安全性和舒适性。

Description

速度规划方法、装置、设备、可读存储介质和程序产品

技术领域

本申请属于速度规划技术领域，尤其涉及一种速度规划方法、装置、设备、可读存储介质和程序产品。

背景技术

自动驾驶领域车辆的运动规划通常包括空间域的轨迹规划和时间域的速度规划，时间域的速度规划本质上是执行轨迹跟踪时的速度控制规律，可以直接影响车辆的安全性和舒适性，因此至关重要。目前车辆的速度规划方案存在准确性低、平顺性不佳、规划过程较为复杂等缺陷，往往无法同时满足速度规划的多个需求，导致车辆的安全性和舒适性较低。

发明内容

本申请实施例提供一种速度规划方法、装置、设备、可读存储介质和程序产品，以解决车辆的安全性和舒适性较低的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种速度规划方法，方法包括：

获取车辆的速度规划信息，所述速度规划信息包括当前速度、执行机构延迟时间、路径信息、加速度、减速度、匀速时间和末端速度；

根据所述当前速度、路径信息、加速度、减速度、匀速时间、末端速度和延迟距离，计算所述车辆在匀速阶段的匀速速度，其中，所述延迟距离为所述车辆在所述执行机构延迟时间内行驶的距离；

根据所述当前速度、所述匀速速度、所述加速度和所述减速度，计算所述车辆在变速阶段的变速时间和变速距离；

根据所述变速时间、所述变速距离、所述匀速时间和所述匀速速度，确定所述车辆的速度规划结果。

第二方面，本申请实施例提供了一种速度规划装置，装置包括：

获取模块，用于获取车辆的速度规划信息，所述速度规划信息包括当前速度、执行机构延迟时间、路径信息、加速度、减速度、匀速时间和末端速度；

第一计算模块，用于根据所述当前速度、路径信息、加速度、减速度、匀速时间、末端速度和延迟距离，计算所述车辆在匀速阶段的匀速速度，其中，所述延迟距离为所述车辆在所述执行机构延迟时间内行驶的距离；

第二计算模块，用于根据所述当前速度、所述匀速速度、所述加速度和所述减速度，计算所述车辆在变速阶段的变速时间和变速距离；

确定模块，用于根据所述变速时间、所述变速距离、所述匀速时间和所述匀速速度，确定所述车辆的速度规划结果。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，设备包括：

处理器以及存储有程序或指令的存储器；

所述处理器执行所述程序或指令时实现上述的方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现上述的方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备执行上述方法。

本申请实施例的速度规划方法、装置、设备、可读存储介质和程序产品，能够获取车辆的速度规划信息，速度规划信息包括当前速度、执行机构延迟时间、路径信息、加速度、减速度、匀速时间和末端速度；根据当前速度、路径信息、加速度、减速度、匀速时间、末端速度和延迟距离，计算车辆在匀速阶段的匀速速度，其中，延迟距离为车辆在执行机构延迟时间内行驶的距离；根据当前速度、匀速速度、加速度和减速度，计算车辆在变速阶段的变速时间和变速距离；根据变速时间、变速距离、匀速时间和匀速速度，确定车辆的速度规划结果。

这样，在速度规划时，考虑了包括执行机构延迟时间在内的车辆本身的因素，使得速度规划的结果更精准，且采用变速与匀速结合的方式进行速度规划，避免了频繁的加速减速现象，使得速度规划的平顺性更佳，另外可以采用常规的速度、距离和时间的计算公式计算车辆在变速阶段和匀速阶段的相关参数，减少了计算量，提高了速度规划的效率，使得速度规划更加及时，从而能够同时满足速度规划中准确性、平顺性和及时性的需求，进而有效提高车辆的安全性和舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例提供的速度规划方法的流程示意图；

图2是本申请实施例提供的速度规划方法的一个场景实施例流程图；

图3是本申请实施例提供的速度规划方法中一种速度规划曲线；

图4是本申请实施例提供的速度规划方法中另一种速度规划曲线；

图5是本申请另一个实施例提供的速度规划装置的结构示意图；

图6是本申请又一个实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物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……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了解决现有技术问题，本申请实施例提供了一种速度规划方法、装置、设备、可读存储介质和程序产品。下面首先对本申请实施例所提供的速度规划方法进行介绍。

图1示出了本申请一个实施例提供的速度规划方法的流程示意图。如图1所示，速度规划方法可以包括如下步骤：

步骤101，获取车辆的速度规划信息，速度规划信息包括当前速度、执行机构延迟时间、路径信息、加速度、减速度、匀速时间和末端速度；

步骤102，根据当前速度、路径信息、加速度、减速度、匀速时间、末端速度和延迟距离，计算车辆在匀速阶段的匀速速度，其中，延迟距离为车辆在执行机构延迟时间内行驶的距离；

步骤103，根据当前速度、匀速速度、加速度和减速度，计算车辆在变速阶段的变速时间和变速距离；

步骤104，根据变速时间、变速距离、匀速时间和匀速速度，确定车辆的速度规划结果。

上述各个步骤的具体实现方式将在下文中进行详细描述。

在本申请实施例中，速度规划方法能够获取车辆的速度规划信息，速度规划信息包括当前速度、执行机构延迟时间、路径信息、加速度、减速度、匀速时间和末端速度；根据当前速度、路径信息、加速度、减速度、匀速时间、末端速度和延迟距离，计算车辆在匀速阶段的匀速速度，其中，延迟距离为车辆在执行机构延迟时间内行驶的距离；根据当前速度、匀速速度、加速度和减速度，计算车辆在变速阶段的变速时间和变速距离；根据变速时间、变速距离、匀速时间和匀速速度，确定车辆的速度规划结果。

下面介绍上述各个步骤的具体实现方式。

在步骤101中，可以获取车辆的速度规划信息，速度规划信息可以包括当前速度、执行机构延迟时间、路径信息、加速度、减速度、匀速时间和末端速度。其中，当前速度可以是指车辆当前的行驶速度；执行机构延迟时间可以是指车辆自身的执行机构在执行速度规划时所需的反应时间；路径信息可以包括路径长度等信息，可以理解的是，路径信息可以是基于预先执行的轨迹规划得到的轨迹规划结果获取到的；加速度和减速度可以分别反映车辆在加速阶段和减速阶段的速度变化情况，加速度和减速度的取值可以根据实际情况，结合经验值进行设定；匀速时间可以是指车辆处于匀速阶段的时间，匀速时间可以根据实际情况进行设定，例如匀速时间可以设定为2～5s；末端速度可以是指车辆在速度规划中所期待达到的行驶速度，末端速度也可以根据实际情况进行设定，此处不作具体限定。

在步骤102中，在获取到车辆的速度规划信息之后，可以根据当前速度、路径信息、加速度、减速度、匀速时间、末端速度和延迟距离，计算车辆在匀速阶段的匀速速度。其中，延迟距离可以是指车辆自身的执行机构延迟所带来的距离需求，换而言之，延迟距离可以等于当前速度与执行机构延迟时间的乘积。

示例地，距离-速度-加速度运动学的计算公式可以如公式(1)所示：

其中，s可以为每个阶段的行驶距离，v_t可以为每个阶段的末速度，v₀可以为每个阶段的初始速度，a可以为每个阶段的平均加速度。

距离-速度-加速度运动学的计算公式可以如公式(2)所示：

其中，s可以为每个阶段的行驶距离，v₀可以为每个阶段的初始速度，a可以为每个阶段的平均加速度，t可以为每个阶段所需的行驶时间。

基于公式(1)和公式(2)可知，车辆在匀速阶段的匀速速度的计算公式可以如公式(3)所示：

其中，S可以为路径长度，s_delay可以为延迟距离，v₁可以为当前速度，v_f可以为末端速度，t_stable可以为匀速时间，acc可以加速度，dec可以为减速度，此时v₂可以作为所需求取的匀速速度v_m。

在步骤103中，计算得到车辆在匀速阶段的匀速速度之后，即相当于获取到了车辆在变速阶段的初始速度和末速度，其中，变速阶段可以包括加速阶段和减速阶段中至少一者。

速度-加速度-时间运动学的计算公式可以如公式(4)所示：

其中，v₀可以为每个阶段的初始速度，a可以为每个阶段的平均加速度，t可以为每个阶段所需的行驶时间。

可以根据当前速度、匀速速度、加速度和减速度，以及公式(1)中和公式(4)，计算车辆在变速阶段的变速时间和变速距离。

在步骤104中，还可以根据匀速时间和匀速速度，以及公式(2)，计算车辆在匀速时间的匀速距离，然后可以根据变速时间、变速距离、匀速时间和匀速距离确定车辆的速度规划结果。

在一些示例中，速度规划结果可以直接输出每个阶段对应的方程式。在另一些示例中，速度规划结果也可以是输出速度规划曲线，例如可以按照预设的时间间隔将时间t进行离散化，其中，路径信息还可以包括路径轨迹，路径轨迹可以包括多个轨迹点，预设的时间间隔可与轨迹点数有关，例如，离散化后的时间所对应的速度可以形成速度曲线点，而速度曲线点可以与轨迹点保持一致。基于离散化后的时间t，可以根据公式(2)和公式(4)得到离散化后的距离、速度和加速度信息，然后将变速阶段和匀速阶段的信息进行组合，可以得到车辆的速度规划曲线。

在一些实施例中，速度规划信息还可以包括交通规则约束信息，上述步骤102具体可以执行如下步骤：

根据当前速度、路径信息、加速度、减速度、匀速时间、末端速度和延迟距离，计算车辆在匀速阶段的第一速度；

根据当前速度、路径信息、加速度、减速度、末端速度和延迟距离，计算车辆的纵向最大速度；

根据纵向最大速度和交通规则约束信息，确定第二速度，第二速度为车辆的最大允许速度；

将第一速度和第二速度中的最小值确定为车辆在匀速阶段的匀速速度。

在本申请实施例中，可以将上述根据公式(3)求取到的v₂作为车辆在匀速阶段的第一速度，然后假设车辆不存在匀速阶段，进而计算车辆的纵向最大速度。纵向最大速度的计算公式可以如公式(5)所示：

其中，S可以为路径长度，s_delay可以为延迟距离，v₁可以为当前速度，v_f可以为末端速度，v₃可以为所需求取的纵向最大速度，acc可以加速度，dec可以为减速度。

可以理解的是，车辆行驶过程中还需要考虑到交通规则的约束，例如交通规则约束信息可以包括最高限速等信息，即车辆在行驶时，其车速不能超过最高限速。因此，可以根据纵向最大速度和交通规则约束信息，共同确定第二速度，该第二速度可以认为是车辆在行驶过程中的最大允许速度。例如，第二速度的表达公式可以如公式(6)所示：

v_max＝min{v₃，v_limit1} (6)

其中，v_max可以为第二速度，v_limit1可以为最高限速，v₃可以为纵向最大速度。

换而言之，可以从纵向最大速度和最高限速中取较小的速度值为车辆的最大匀速速度。

确定第一速度和第二速度之后，可以将第一速度和第二速度中的最小值确定为车辆在匀速阶段的匀速速度，示例地，匀速速度的表达公式可以如公式(7)所示：

v_m＝min{v₂，v_max} (7)

其中，v_m可以为匀速速度，v_max可以为第二速度，v₂可以为第一速度。

在本申请实施例中，在确定车辆在匀速阶段的匀速速度时，同时考虑到了车辆的最大纵向速度和交通规则约束信息等因素，从而能够确定出更准确的匀速速度，使得匀速速度不会超过车辆的最大允许速度，进而保证了速度规划的安全性。

在一些实施例中，交通规则约束信息可以包括最高限速、横向加速度和路径信息对应的轨迹曲率，上述根据纵向最大速度和交通规则约束信息，确定第二速度，具体可以执行如下步骤：

根据横向加速度和轨迹曲率，确定车辆的横向最大速度；

将横向最大速度、纵向最大速度和最高限速中的最小值确定为第二速度。

在本申请实施例中，交通规则约束信息可以包括最高限速、横向加速度和路径信息对应的轨迹曲率，其中路径信息可以包括路径轨迹，而路径轨迹可以包括多个轨迹点，且每个轨迹点可以携带有轨迹曲率。

可以理解的是，路径轨迹可能存在弯道，车辆行驶在弯道上，如果速度过快，可能导致车辆发生侧翻等安全问题。因此，在确定车辆的最大允许速度时，可以同时考虑车辆的横向最大速度，其中横向最大速度可以是指车辆在考虑轨迹曲率的影响下能够达到的最高速度。

基于此，可以根据横向加速度和轨迹曲率，确定车辆的横向最大速度，示例地，横向最大速度的表达公式可以如公式(8)所示：

v_limit2 ²|K|≤acc_lat (8)

其中，v_limit2可以为横向最大速度，K可以为路径轨迹上所有轨迹点的轨迹曲率集合，acc_lat可以为横向加速度。

然后可以将横向最大速度、纵向最大速度和最高限速中的最小值确定为第二速度。示例地，匀速速度的表达公式可以如公式(9)所示：

v_max＝min{v₃，v_limit1，v_limit2} (9)

其中，v_max可以为第二速度，v₃可以为纵向最大速度，v_limit1可以为最高限速，v_limit2可以为横向最大速度。

这样，根据横向最大速度、纵向最大速度和最高限速确定第二速度，可以保证第二速度更符合当前场景，进一步保证了速度规划的安全性。

在一些实施例中，上述步骤103具体可以执行如下步骤：

根据当前速度、匀速速度和加速度，计算车辆在加速阶段的第一时间和第一距离；

根据匀速速度、末端速度和减速度，计算车辆在减速阶段的第二时间和第二距离；

根据变速时间、变速距离、匀速时间和匀速速度，确定车辆的速度规划结果，包括：

根据匀速速度和匀速时间，计算车辆在匀速阶段的第三距离；

根据第一时间、第一距离、第二时间、第二距离、匀速时间和第三距离，确定车辆的速度规划结果。

在本申请实施例中，变速阶段可以包括加速阶段和减速阶段，其中，可以根据当前速度、匀速速度和加速度，计算车辆在加速阶段的第一时间和第一距离，示例地，第一时间的计算公式可以如公式(10)所示：

其中，t₁可以为第一时间，v_m可以为匀速速度，v₁可以为当前速度，acc可以为加速度。

第一距离的计算公式可以如公式(11)所示：

其中，s₁可以为第一距离，v_m可以为匀速速度，v₁可以为当前速度，acc可以为加速度。

然后可以根据匀速速度、末端速度和减速度，计算车辆在减速阶段的第二时间和第二距离，示例地，第二时间的计算公式可以如公式(12)所示：

其中，t₂可以为第二时间，v_m可以为匀速速度，v_f可以为末端速度，dec可以为减速度。

第二距离的计算公式可以如公式(13)所示：

其中，s₂可以为第二距离，v_m可以为匀速速度，v_f可以为末端速度，dec可以为减速度。

再可以根据匀速速度和匀速时间，计算车辆在匀速阶段的第三距离，计算公式可以如公式(14)所示：

s₃＝v_mt_stable (14)

其中，s₃可以为第三距离，v_m可以为匀速速度，t_stable可以为匀速时间。

计算得到车辆各个阶段的时间和距离后，可以根据第一时间、第一距离、第二时间、第二距离、匀速时间和第三距离，确定车辆的速度规划结果。示例地，可以按照预设的时间间隔将第一时间、匀速时间和第二时间进行离散化，然后基于离散化后的时间，可以得到每个阶段离散化后的距离、速度和加速度信息，然后将每个阶段的信息进行组合，可以得到车辆的速度规划曲线(即速度规划结果)。

在本申请实施例中，可以采用常规的速度、距离和时间的计算公式计算车辆在加速阶段、匀速阶段和减速阶段对应的时间和距离信息，进而根据这些信息进行速度规划，有效减少了计算量，提高了速度规划的效率，进一步保证了速度规划的及时性。

在一些实施例中，上述根据第一时间、第一距离、第二时间、第二距离、匀速时间和第三距离，确定车辆的速度规划结果，具体可以执行如下步骤：

计算第一距离、第二距离、第三距离与延迟距离之和，得到车辆的目标距离；

在目标距离与路径信息相匹配的情况下，根据第一时间、第一距离、第二时间、第二距离、匀速时间和第三距离，确定车辆的速度规划结果。

在本申请实施例中，计算得到车辆在加速阶段的第一距离、减速阶段的第二距离、匀速阶段的第三距离以及车辆自身的执行机构延迟时间所需的延迟距离后，可以计算第一距离、第二距离、第三距离与延迟距离之和，得到车辆在整个速度规划过程中行驶的目标距离。

然后可以将该目标距离与路径长度进行比对，若目标距离与路径长度之间的差值小于或等于预设阈值，则可以认为目标距离与路径信息相匹配，即可以证明速度规划的准确性，此时可以根据计算得到第一时间、第一距离、第二时间、第二距离、匀速时间和第三距离，确定车辆的速度规划结果。其中，预设阈值可以根据实际情况进行设定，此处不作具体限定。

在一些实施例中，上述计算第一距离、第二距离、第三距离与延迟距离之和，得到车辆的目标距离之后，速度规划方法还可以包括如下步骤：

在目标距离与路径信息不匹配的情况下，计算路径信息与预定距离的距离差值，预定距离为第一距离、第二距离与延迟距离之和；

在距离差值小于或等于0的情况下，根据第一时间、第一距离、第二时间和第二距离，确定车辆的速度规划结果。

在本申请实施例中，若目标距离与路径长度之间的差值大于预设阈值，则可以认为目标距离与路径信息不匹配，此时可以用路径长度减去预定距离，得到距离差值，其中预定距离可以为第一距离、第二距离与延迟距离之和。

若距离差值小于或等于0，则可以认为此时车辆无需匀速阶段行驶距离就可以达到路径长度，此时速度规划时可以仅考虑车辆的加速阶段和减速阶段。换而言之，可以根据第一时间、第一距离、第二时间和第二距离，确定车辆的速度规划结果。这样可以进一步保证速度规划的准确性。

在一些实施例中，上述在目标距离与路径信息不匹配的情况下，计算路径信息与预定距离的距离差值之后，速度规划方法还可以包括如下步骤：

在距离差值大于0的情况下，根据距离差值和匀速速度，计算第三时间，第三时间为车辆在匀速阶段实际行驶的时间；

根据第一时间、第一距离、第二时间、第二距离、第三时间和距离差值，确定车辆的速度规划结果。

在本申请实施例中，若距离差值大于0，则可以认为速度规划时仍需要考虑匀速阶段，此时可以不采用预先获取到的匀速时间进行速度规划，而是可以重新计算车辆在匀速阶段的行驶时间，示例地，可以根据距离差值和匀速速度，计算第三时间(即车辆在匀速阶段实际行驶的时间)，然后将匀速时间替换为重新计算得到的第三时间进行速度规划，进而进一步提高速度规划的准确性。

为了便于理解上述实施例提供的速度规划方法，以下以一个具体的场景实施例对上述速度规划方法进行说明。图2示出了上述速度规划方法的场景实施例流程图。

该场景实施例的场景可以为获取到车辆的速度规划信息，其中速度规划信息可以包括当前速度、执行机构延迟时间、路径信息、加速度、减速度、匀速时间和末端速度等，并根据速度规划信息计算得到车辆处于匀速阶段的匀速速度，基于计算到的匀速速度进行后续的速度规划过程。如图2所示，该场景实施例可以包括如下步骤：

步骤201，判断车辆的当前速度是否小于匀速速度，若是，则速度规划中车辆所处的第一阶段可以为加速阶段，若否，则速度规划中车辆所处的第一阶段为可以减速阶段。

步骤202，计算车辆在第一阶段的距离和时间。示例地，若第一阶段为加速阶段，则可以根据当前速度、匀速速度和加速度计算得到第一阶段的距离和时间；若第一阶段为减速阶段，则可以根据当前速度、匀速速度和减速度计算得到第一阶段的距离和时间。

步骤203，计算第二阶段的距离和时间。可以理解的是，第二阶段通常为匀速阶段，因此可以基于匀速时间和匀速速度确定第二阶段的距离和时间。

步骤204，判断车辆的末端速度是否小于匀速速度，若是，则速度规划中车辆所处的第三阶段可以为减速阶段，若否，则速度规划中车辆所处的第三阶段可以为加速阶段。

步骤205，计算车辆在第三阶段的距离和时间。示例地，若第三阶段为减速阶段，则可以根据末端速度、匀速速度和减速度计算得到第三阶段的距离和时间；若第三阶段为加速阶段，则可以根据末端速度、匀速速度和加速度计算得到第三阶段的距离和时间。

步骤206，计算得到三个阶段的距离后，可以判断目标距离是否满足约束，其中目标距离可以等于三个阶段的距离与延迟距离之和，延迟距离恶意等于当前速度和执行机构延迟时间的乘积。示例地，若目标距离与路径信息中的路径长度的差值小于或等于预设阈值，则可以认为目标距离满足约束；若目标距离与路径信息中的路径长度的差值大于预设阈值，则可以认为目标距离不满足约束。若是，则执行步骤208，若否，则执行步骤207。

步骤207，在目标距离不满足约束的情况下，可以重新计算第二阶段的距离和时间。

步骤208，速度、距离和加速度基于时间离散化。示例地，按照预设时间间隔对时间进行离散化，并可以根据离散化后的时间得到离散化后的速度、距离和加速度，然后可以根据离散化后的时间、速度、距离和加速度进行速度规划。

本场景实施例在速度规划时，考虑了包括执行机构延迟时间在内的车辆本身的因素，使得速度规划的结果更精准，且采用变速与匀速结合的方式进行速度规划，避免了频繁的加速减速现象，使得速度规划的平顺性更佳，另外可以采用常规的速度、距离和时间的计算公式计算车辆在各阶段的相关参数，减少了计算量，提高了速度规划的效率，使得速度规划更加及时，从而能够同时满足速度规划中准确性、平顺性和及时性的需求，进而有效提高车辆的安全性和舒适性。

对第一时间、第一距离、第二时间、第二距离、匀速时间和第三距离，进行平滑化处理，得到平滑后的目标参数；

根据平滑后的目标参数，确定车辆的速度规划结果。

可以理解的是，速度规划结果可以是速度规划曲线，如图3所示，三段式速度规划曲线保证了速度连续，但在各阶段的衔接处加速度是突变的。为了进一步提高速度规划的平顺性，可以对第一时间、第一距离、第二时间、第二距离、匀速时间和第三距离，进行平滑化处理，得到平滑后的目标参数，然后根据平滑后的目标参数，确定车辆的速度规划曲线。

示例地，可以采用现有的平滑算法对分别对每个阶段的相关参数(如初始速度、末速度、加速度和距离等)进行平滑处理。为了平滑处理更精准，还可以是将每个阶段划分为多个子阶段，然后对分别对每个子阶段进行平滑处理后，再将平滑处理过的信息进行组合，进而得到平滑后的速度规划曲线。如图4所示，平滑后的速度规划曲线各个阶段之间加速度更连续，可以有效提高车辆自动驾驶过程中的平顺性和舒适性。

在一些实施例中，上述对第一时间、第一距离、第二时间、第二距离、匀速时间和第三距离，进行平滑化处理，得到平滑后的目标参数，具体可以执行如下步骤：

根据第一时间、第一距离、第二时间、第二距离、匀速时间和第三距离，获取车辆在每个阶段的初始速度、加速度和距离；

根据每个阶段的初始速度、加速度和距离，基于时间参数构建速度函数、加速度函数和距离函数，其中，速度函数为三次多项式函数，加速度函数基于速度函数对时间的求导得到，距离函数基于速度函数对时间的积分得到；

对每个阶段的时间进行离散化，并根据速度函数、加速度函数和距离函数，确定每个阶段离散化后的速度信息、加速度信息和距离信息。

在本申请实施例中，可以采用参数化的方法考虑各阶段的初始速度、加速度和距离进行分段平滑。示例地，可以先获取车辆在每个阶段的初始速度、加速度和距离，然后可以根据每个阶段的初始速度、加速度和距离，基于时间参数构建速度函数、加速度函数和距离函数。其中，速度函数的表达式可以如公式(15)所示：

v(t)＝v₀+At+Bt²+Ct³ (15)

其中，v₀可以为每个阶段的初始速度，A、B、C可以为方程系数。

加速度函数可以利用速度函数对时间求导得到，加速度函数的表达式可以如公式(16)所示：

距离函数可以利用速度函数对时间的积分得到，加速度函数的表达式可以如公式(17)所示：

可以理解的是，为了降低速度规划的复杂度，且为了保证车辆行驶的平顺性和舒适度，车辆在各阶段的初始加速度与末端加速度可以设置为趋近于0，因此可知，系数A可以等于各阶段的初始加速度，且可以根据车辆在每个阶段的初始速度、加速度和距离，结合公式(15)、公式(16)和公式(17)，解析求解得到未知参数A、B、C和t。求解到A、B、C和t后，可以按照预设的时间间隔对各阶段的时间进行离散化，并根据公式(15)、公式(16)和公式(17)得到离散化后的速度、加速度和距离信息。将三个阶段的信息组合，可以形成了平滑后的速度规划曲线(如图4所示)。

本申请实施例对速度规划结果进行基于参数化方法的平滑，使得加速度连续，提高了车辆自动驾驶过程中平顺性和舒适性，且参数化方法的算法复杂度不高，可以有效提高平滑速率，保证了速度规划的及时性。

基于上述实施例提供的速度规划方法，本申请还提供了一种速度规划装置的实施例。

图5示出了本申请另一个实施例提供的速度规划装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本申请实施例相关的部分。

参照图5，速度规划装置500可以包括：

获取模块501，用于获取车辆的速度规划信息，速度规划信息包括当前速度、执行机构延迟时间、路径信息、加速度、减速度、匀速时间和末端速度；

第一计算模块502，用于根据当前速度、路径信息、加速度、减速度、匀速时间、末端速度和延迟距离，计算车辆在匀速阶段的匀速速度，其中，延迟距离为车辆在执行机构延迟时间内行驶的距离；

第二计算模块503，用于根据当前速度、匀速速度、加速度和减速度，计算车辆在变速阶段的变速时间和变速距离；

确定模块504，用于根据变速时间、变速距离、匀速时间和匀速速度，确定车辆的速度规划结果。

在一些实施例中，速度规划信息还可以包括交通规则约束信息，上述第一计算模块502可以包括：

第一计算单元，用于根据当前速度、路径信息、加速度、减速度、匀速时间、末端速度和延迟距离，计算车辆在匀速阶段的第一速度；

第二计算单元，用于根据当前速度、路径信息、加速度、减速度、末端速度和延迟距离，计算车辆的纵向最大速度；

第一确定单元，用于根据纵向最大速度和交通规则约束信息，确定第二速度，第二速度为车辆的最大允许速度；

第二确定单元，用于将第一速度和第二速度中的最小值确定为车辆在匀速阶段的匀速速度。

在一些实施例中，交通规则约束信息可以包括最高限速、横向加速度和路径信息对应的轨迹曲率，上述第一确定单元具体可以用于：

根据横向加速度和轨迹曲率，确定车辆的横向最大速度；

在一些实施例中，上述第二计算模块503可以包括：

第三计算单元，用于根据当前速度、匀速速度和加速度，计算车辆在加速阶段的第一时间和第一距离；

第四计算单元，用于根据匀速速度、末端速度和减速度，计算车辆在减速阶段的第二时间和第二距离；

相应地，上述确定模块504可以包括：

第五计算单元，用于根据匀速速度和匀速时间，计算车辆在匀速阶段的第三距离；

第三确定单元，用于根据第一时间、第一距离、第二时间、第二距离、匀速时间和第三距离，确定车辆的速度规划结果。

在一些实施例中，上述第三确定单元可以包括：

第一计算子单元，用于计算第一距离、第二距离、第三距离与延迟距离之和，得到车辆的目标距离；

第一确定子单元，用于在目标距离与路径信息相匹配的情况下，根据第一时间、第一距离、第二时间、第二距离、匀速时间和第三距离，确定车辆的速度规划结果。

在一些实施例中，速度规划装置500还可以包括：

第二计算子单元，用于在目标距离与路径信息不匹配的情况下，计算路径信息与预定距离的距离差值，预定距离为第一距离、第二距离与延迟距离之和；

第二确定子单元，用于在距离差值小于或等于0的情况下，根据第一时间、第一距离、第二时间和第二距离，确定车辆的速度规划结果。

在一些实施例中，速度规划装置500还可以包括：

第三计算子单元，用于在距离差值大于0的情况下，根据距离差值和匀速速度，计算第三时间，第三时间为车辆在匀速阶段实际行驶的时间；

第三确定子单元，用于根据第一时间、第一距离、第二时间、第二距离、第三时间和距离差值，确定车辆的速度规划结果。

在一些实施例中，上述第三确定单元可以包括：

平滑子单元，用于对第一时间、第一距离、第二时间、第二距离、匀速时间和第三距离，进行平滑化处理，得到平滑后的目标参数；

规划子单元，用于根据平滑后的目标参数，确定车辆的速度规划结果。

在一些实施例中，上述平滑子单元具体可以用于：

需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，与本申请方法实施例基于同一构思，是与上述速度规划方法对应的装置，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该装置的实施例中，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

图6示出了本申请又一个实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。

设备可以包括处理器601以及存储有程序或指令的存储器602。

处理器601执行程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。

示例性的，程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器602中，并由处理器601执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列程序指令段，该指令段用于描述程序在设备中的执行过程。

具体地，上述处理器601可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

存储器602可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器602可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器602可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器602可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器602是非易失性固态存储器。

存储器可包括只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，磁盘存储介质设备，光存储介质设备，闪存设备，电气、光学或其他物理/有形的存储器存储设备。因此，通常，存储器包括一个或多个编码有包括计算机可执行指令的软件的有形(非暂态)可读存储介质(例如，存储器设备)，并且当该软件被执行(例如，由一个或多个处理器)时，其可操作来执行参考根据本公开的一方面的方法所描述的操作。

处理器601通过读取并执行存储器602中存储的程序或指令，以实现上述实施例中的任意一种方法。

在一个示例中，电子设备还可包括通信接603和总线610。其中，处理器601、存储器602、通信接603通过总线610连接并完成相互间的通信。

通信接603，主要用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。

总线610包括硬件、软件或两者，将在线数据流量计费设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线610可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。

另外，结合上述实施例中的方法，本申请实施例可提供一种可读存储介质来实现。该可读存储介质上存储有程序或指令；该程序或指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种方法。该可读存储介质可以被如计算机等机器读取。

本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

本申请实施例提供一种计算机程序产品，该程序产品被存储在可读存储介质中，该程序产品被至少一个处理器执行以实现如上述方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

需要明确的是，本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本申请的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本申请的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上所述的结构框图中所示的功能模块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本申请的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网格被下载。

还需要说明的是，本申请中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本申请不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

上面参考根据本公开的实施例的方法、装置(系统)和程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各方面。应当理解，流程图和/或框图中的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合可以由计算机程序或指令实现。这些程序或指令可被提供给通用计算机、专用计算机、或其它可编程数据处理装置的处理器，以产生一种机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的这些指令使能对流程图和/或框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的实现。这种处理器可以是但不限于是通用处理器、专用处理器、特殊应用处理器或者现场可编程逻辑电路。还可理解，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合，也可以由执行指定的功能或动作的专用硬件来实现，或可由专用硬件和计算机指令的组合来实现。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种速度规划方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述速度规划信息还包括交通规则约束信息；

所述根据所述当前速度、路径信息、加速度、减速度、匀速时间、末端速度和延迟距离，计算所述车辆在匀速阶段的匀速速度，包括：

根据所述当前速度、路径信息、加速度、减速度、匀速时间、末端速度和延迟距离，计算所述车辆在匀速阶段的第一速度；

根据所述纵向最大速度和所述交通规则约束信息，确定第二速度，所述第二速度为所述车辆的最大允许速度；

将所述第一速度和所述第二速度中的最小值确定为所述车辆在匀速阶段的匀速速度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述交通规则约束信息包括最高限速、横向加速度和所述路径信息对应的轨迹曲率；

所述根据所述纵向最大速度和所述交通规则约束信息，确定第二速度，包括：

根据所述横向加速度和所述轨迹曲率，确定所述车辆的横向最大速度；

将所述横向最大速度、所述纵向最大速度和所述最高限速中的最小值确定为第二速度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前速度、所述匀速速度、所述加速度和所述减速度，计算所述车辆在变速阶段的变速时间和变速距离，包括：

根据所述当前速度、所述匀速速度和所述加速度，计算所述车辆在加速阶段的第一时间和第一距离；

根据所述匀速速度、所述末端速度和所述减速度，计算所述车辆在减速阶段的第二时间和第二距离；

所述根据所述变速时间、所述变速距离、所述匀速时间和所述匀速速度，确定所述车辆的速度规划结果，包括：

根据所述匀速速度和所述匀速时间，计算所述车辆在匀速阶段的第三距离；

根据所述第一时间、所述第一距离、所述第二时间、所述第二距离、所述匀速时间和所述第三距离，确定所述车辆的速度规划结果。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一时间、所述第一距离、所述第二时间、所述第二距离、所述匀速时间和所述第三距离，确定所述车辆的速度规划结果，包括：

计算所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离与所述延迟距离之和，得到所述车辆的目标距离；

在所述目标距离与所述路径信息相匹配的情况下，根据所述第一时间、所述第一距离、所述第二时间、所述第二距离、所述匀速时间和所述第三距离，确定所述车辆的速度规划结果。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算所述第一距离、所述第二距离、所述第三距离与所述延迟距离之和，得到所述车辆的目标距离之后，所述方法还包括：

在所述目标距离与所述路径信息不匹配的情况下，计算所述路径信息与预定距离的距离差值，所述预定距离为所述第一距离、所述第二距离与所述延迟距离之和；

在所述距离差值小于或等于0的情况下，根据所述第一时间、所述第一距离、所述第二时间和所述第二距离，确定所述车辆的速度规划结果。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述目标距离与所述路径信息不匹配的情况下，计算所述路径信息与预定距离的距离差值之后，所述方法还包括：

在所述距离差值大于0的情况下，根据所述距离差值和所述匀速速度，计算第三时间，所述第三时间为所述车辆在匀速阶段实际行驶的时间；

根据所述第一时间、所述第一距离、所述第二时间、所述第二距离、所述第三时间和所述距离差值，确定所述车辆的速度规划结果。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一时间、所述第一距离、所述第二时间、所述第二距离、所述匀速时间和所述第三距离，确定所述车辆的速度规划结果，包括：

对所述第一时间、所述第一距离、所述第二时间、所述第二距离、所述匀速时间和所述第三距离，进行平滑化处理，得到平滑后的目标参数；

根据所述平滑后的目标参数，确定所述车辆的速度规划结果。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述对所述第一时间、所述第一距离、所述第二时间、所述第二距离、所述匀速时间和所述第三距离，进行平滑化处理，得到平滑后的目标参数，包括：

根据所述第一时间、所述第一距离、所述第二时间、所述第二距离、所述匀速时间和所述第三距离，获取所述车辆在每个阶段的初始速度、加速度和距离；

根据所述每个阶段的初始速度、加速度和距离，基于时间参数构建速度函数、加速度函数和距离函数，其中，所述速度函数为三次多项式函数，所述加速度函数基于所述速度函数对时间的求导得到，所述距离函数基于所述速度函数对时间的积分得到；

对每个阶段的时间进行离散化，并根据所述速度函数、加速度函数和距离函数，确定每个阶段离散化后的速度信息、加速度信息和距离信息。

10.一种速度规划装置，其特征在于，所述装置包括：

11.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括：处理器以及存储有程序或指令的存储器；

所述处理器执行所述程序或指令时实现如权利要求1-9任意一项所述的方法。

12.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-9任意一项所述的方法。

13.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备执行如权利要求1-9任意一项所述的方法。