CN114719875A - 自动驾驶路径规划方法、装置、电子设备、介质及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开提供了路径规划方法、装置、电子设备、存储介质、计算机程序产品和自动驾驶车辆，涉及人工智能领域，尤其涉及自动驾驶、智能交通领域。具体实现方案为：响应于检测到待避让的障碍物，基于车辆的转向参数和行进参数，分别以多个转向约束来生成多条路径；从多条路径中去除与障碍物相交的路径，得到至少一条候选路径；根据所述至少一条候选路径对应的转向约束，在所述至少一条候选路径中确定车辆的行驶路径。

Description

自动驾驶路径规划方法、装置、电子设备、介质及车辆

技术领域

本公开涉及人工智能技术领域，尤其涉及自动驾驶、智能交通技术领域，具体涉及一种路径规划方法、装置、电子设备、存储介质、计算机程序产品以及自动驾驶车辆。

背景技术

在自动驾驶领域，当自动驾驶车辆横向躲避障碍物时，通常需要给车辆规划躲避路径。传统的路径规划方法通常基于最大躲避能力、xy坐标的多项式曲线或者正弦横向加速度来进行路径规划，然而，上述路径规划方法未考虑车辆的执行能力，执行过程易造成画龙，且路径曲率不连续，导致体感差。

发明内容

本公开提供了一种路径规划方法、装置、设备、存储介质及计算机程序产品。

根据本公开的一方面，提供了一种路径规划方法，包括：

响应于检测到待避让的障碍物，基于车辆的转向参数和行进参数，分别以多个转向约束来生成多条路径；

从所述多条路径中去除与所述障碍物相交的路径，得到至少一条候选路径；

根据候选路径对应的转向约束，在所述至少一条候选路径中确定车辆的行驶路径。

根据本公开的另一方面，提供了一种路径规划装置，包括：

生成模块，用于响应于检测到待避让的障碍物，基于车辆的转向参数和行进参数，分别以多个转向约束来生成多条路径；

第一确定模块，用于从所述多条路径中去除与所述障碍物相交的路径，得到至少一条候选路径；

第二确定模块，用于根据候选路径对应的转向约束，在所述至少一条候选路径中确定车辆的行驶路径。

根据本公开的另一方面，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实现如上所述的方法。

根据本公开的另一方面，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，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行实现如上所述的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现如上所述的方法。

根据本公开的另一方面，提供了一种自动驾驶车辆，包括如上所述的电子设备。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开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，不构成对本公开的限定。其中：

图1是根据本公开实施例的路径规划方法的流程图；

图2是根据本公开实施例的生成路径的方法的流程图；

图3A、3B和3C是根据本公开实施例的生成多条路径的方法的示意图；

图4是根据本公开实施例的确定候选路径的方法的流程图；

图5是根据本公开另一实施例的路径规划方法的流程图；

图6是根据本公开实施例的路径规划装置的框图；

图7是用来实现本公开实施例的路径规划方法的电子设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开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，而不会背离本公开的范围和精神。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。

图1是根据本公开实施例的路径规划方法的流程图。

如图1所示，路径规划方法100包括操作S110～S130。

在操作S110，响应于检测到待避让的障碍物，基于车辆的转向参数和行进参数，分别以多个转向约束来生成多条路径。

例如，车辆的转向参数例如可以包括车辆驱动轮的正向最大转向速度和反向最大转向速度，车辆的行进参数例如可以包括车辆行进方向上的速度和路径的起始点处的曲率，转向约束例如可以包括车辆驱动轮的正向最大转向角度和反向最大转向角度。

这里所谓车辆驱动轮的转向是指车辆驱动轮所在平面相对于车身纵轴的偏转，所谓纵轴是指车辆在行进方向上的对称轴。所谓的正向和反向是指车辆驱动轮所在平面相对于车身纵轴偏转的方向，例如，可以将车辆驱动轮向右偏转作为正向，向左偏转作为反向，反之亦然。

根据本公开的实施例，随着车辆的驱动轮(例如前轮)相对于车身以最大转向速度偏转，车辆的驱动轮相对于车身产生一定的偏转角度。例如，随着车辆的驱动轮相对于车身纵轴以正向(例如向右)最大转向速度偏转，驱动轮相对于车身纵轴偏转的角度可以达到正向最大转向角度。类似地，随着车辆驱动轮以反向最大转向速度相对于车身纵轴偏转，驱动轮相对于车身纵轴偏转的角度最大可以达到反向最大转向角度。

在检测到待避让的障碍物之后，可以基于车辆的转向参数和行进参数，分别以多个转向约束来生成多条路径。例如，可以每个转向约束对应生成一条路径。在一些实施例中，在生成多条路径之前，还可以根据预设的策略来判定障碍物是否使车辆处于危险状态以至于需要执行横向躲避。如果需要，则可以根据道路结构及其它障碍物情况选择避障的方向(例如左或者右)并提取车辆的可通行区域。可以按照所选择的避障方向按照上述方式生成位于可通行区域之内的多条路径。

在操作S120，从多条路径中去除与障碍物相交的路径，得到至少一条候选路径。

为了保证行车安全，可以对生成的多条路径进行碰撞检测，以去除可能与障碍物相交的路径，从而得到至少一条候选路径，后续可以从该(些)候选路径中确定车辆的行驶路径。

在操作S130，根据所述至少一条候选路径对应的转向约束，在所述至少一条候选路径中确定车辆的行驶路径。

由于不同转向约束对应生成不同路径，在保证行车安全性的情况下，可以根据候选路径对应的转向约束在至少一条候选路径中确定车辆的行驶路径，以提高用户体感。

例如，可以在至少一条候选路径中选择转向约束值最小的候选路径作为车辆的行驶路径，其中转向约束值是根据正向最大转向角度和反向最大转向角度的绝对值来确定的。例如，对于候选路径s1、候选路径s2和候选路径s3，其对应的转向约束值分别为

和

其中，

此时可以选择候选路径s3作为车辆的行驶路径，从而在避让障碍物的同时兼顾了体感。

在本公开的技术方案中，通过根据车辆的转向参数和行进参数以及不同的转向约束来生成多条路径，使得生成的路径考虑了车辆在转向方面的硬件执行能力，在避让障碍物的同时兼顾了体感。

图2是根据本公开实施例的生成路径的方法的流程图。

如图2所示，生成路径的方法包括操作S211～S213。操作S211～S213可以是针对至少一个转向约束来执行的。

在操作S211，基于车辆驱动轮的正向最大转向速度和行进参数来生成第一段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度达到正向最大转向角度。

根据本公开的实施例，基于车辆的转向参数和行进参数，每个转向约束对应生成一条路径，每条路径包括第一段、第二段和第三段。在本公开实施例中，第二段和第三段分别是以第一段的末端和第二段的末端为起始点来生成的，从而能够保证所生成路径的连续性，改善体感。

例如，可以基于车辆驱动轮的正向最大转向速度和行进参数来生成第一段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度达到正向最大转向角度。可以理解，在本公开实施例中，所谓的正向和反向可以根据实际情况定义，这里不做限定。

根据本公开的实施例，第一段包括多个位置点，其中每个位置点可以采用如下公式计算得到：

c＝atan(lk₀)

其中，x表示位置点的横坐标，y表示位置点的纵坐标，s表示位置点与路径的起始点之间沿着路径的距离，w_max表示车辆驱动轮的转向参数，其中w_max为正值表示车辆驱动轮的正向最大转向速度，w_max为负值表示车辆驱动轮的反向最大转向速度，θ表示路径在位置点处的切线相对于横坐标方向的角度，v表示车辆行进方向上的速度，k₀表示路径的起始点处的曲率，l表示车辆的车轴距，θ₀表示路径的起始点处车身纵轴相对于横坐标方向的角度，c表示常数。

根据本公开的实施例，上述车辆驱动轮的转向角度可以采用以下公式计算得到：

其中，

表示车辆驱动轮的转向角度，l表示车辆的车轴距，κ表示路径在当前生成的位置点处的曲率。

基于以上公式可知，在生成第一段各位置点的过程中，随着位置点与路径的起始点之间沿着路径的距离s的不断增大，车辆驱动轮的转向角度

也随之不断增大，当车辆驱动轮的转向角度

达到正向最大转向角度时，完成第一段的生成。

在操作S212，从第一段的末端开始，基于车辆驱动轮的反向最大转向速度和行进参数来生成第二段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度达到反向最大转向角度。

以第一段的末端为起点，生成第二段各位置点的过程中，基于车辆驱动轮的反向最大转向速度和行进参数来生成第二段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度达到反向最大转向角度。其中，生成第二段的过程与生成第一段的过程类似，这里不再赘述。

在操作S213，从第二段的末端开始，基于车辆驱动轮的正向最大转向速度和行进参数来生成第三段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度小于或等于预设角度。

以第二段的末端为起点，基于车辆驱动轮的正向最大转向速度和行进参数来生成第三段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度小于或等于预设角度。其中，预设角度可以是一预设值，也可以是一预设范围，具体可以根据实际情况设定，在此不做限定。

在本公开实施例中，上述车辆驱动轮的正向最大转向速度或者反向最大转向速度、车辆驱动轮的正向最大转向角度或者反向最大转向角度等可以根据实际情况设定，例如可以根据车辆的执行能力来设定，从而避免执行过程的画龙问题。

在本公开实施例中，基于上述方法来控制路径的生成过程，从而以简单、高效的方式实现了路径的生成，从而进一步提高了路径生成的准确性。

以下将参考图3A至3C对本公开实施例的路径规划方法进行说明。

图3A是根据本公开实施例的车辆驱动轮的转向角度的示意图。

在介绍每条路径的生成过程之前，先对车辆驱动轮的转向角度进行简单说明。图3A是根据本公开实施例的车辆驱动轮的转向角度的示意图。如图3A所示，车辆驱动轮的转向角度

是指车辆驱动轮310所在平面A相对于车身纵轴B的偏转角度，所谓纵轴B是指车辆320在行进方向上的对称轴。基于以上介绍可以知晓，在本公开实施例中，可以通过控制车辆驱动轮的转向角度

的大小和“方向”(即正向或反向)来控制路径每一段的生成过程，从而控制路径的生成过程。例如，若以车辆驱动轮向左偏转作为正向，向右偏转作为反向，在图3A的示例中，车辆驱动轮的转向角度

则表示正向的车辆驱动轮的转向角度。可以通过车辆驱动轮的转向角度是否达到正向最大转向角度来判断第一段的生成情况。

图3B是根据本公开实施例的生成每条路径的方法的示意图。

如图3B所示，每条路径包括第一段330、第二段340和第三段350。为了保证所生成路径的连续性，以提高体感，在本公开实施例中，第二段340和第三段350分别是以第一段330的末端31和第二段340的末端32为起始点来生成的。

在本公开实施例中，针对至少一个转向约束，可以基于车辆驱动轮的正向最大转向速度和行进参数来生成第一段330，直至计算出车辆驱动轮的转向角度达到正向最大转向角度，从而得到包含多个位置点的第一段330。

在生成第一段330的过程中，第一段330包括的各个位置点和各个位置点处对应的车辆驱动轮转向角度可以采用上述方式计算得到，这里不再赘述。

第一段330生成完成之后，以第一段330的末端31为起点，可以基于车辆驱动轮的反向最大转向速度和行进参数来生成第二段340，直至计算出车辆驱动轮的转向角度达到反向最大转向角度。生成第二段340的过程与生成第一段330的过程类似，这里不再赘述。

在第二段340生成完成之后，以第二段340的末端32为起点，基于车辆驱动轮的正向最大转向速度和行进参数来生成第三段350，直至计算出车辆驱动轮的转向角度小于或等于预设角度。在本公开实施例中，预设角度例如可以采用零或者其他角度值，这里不做限定。

基于上述过程可以生成如图3B所示的一条路径。

图3C是根据本公开实施例的生成的多条路径的示意图。

如图3C所示，采用上述方法，可以基于车辆的转向参数和行进参数，分别以多个转向约束来生成多条路径，这些路径可以用于后续确定车辆的行驶路径。在图3C中，x表示横坐标，y表示纵坐标，单位可以为米。生成的路径的数量可以根据需要来设置。x和y的方向可以根据需要来设置，例如可以设置道路的延伸方向为y方向，垂直于道路延伸方向的方向为x方向。

在本公开的技术方案中，通过根据车辆的转向参数和行进参数以及不同的转向约束来生成多条路径，使得生成的路径考虑了车辆在转向方面的硬件执行能力，在避让障碍物的同时兼顾了体感。

图4是根据本公开实施例的确定候选路径的方法的流程图。

如图4所示，确定候选路径的方法包括操作S421～S422。

在操作S421，确定障碍物的轮廓。

在本公开实施例中，确定障碍物轮廓的方法可以采用任意一种或多种障碍物识别方法，这里不做限定。障碍物轮廓可以为封闭多边形。当然本公开的实施例不限于此，在一些实施例中障碍物轮廓也可以为开放形状，例如障碍物面向车辆一侧的轮廓。

在操作S422，从多条路径中去除与障碍物的轮廓相交的路径。

针对获取的多条路径进行碰撞检测，以判断各条路径是否与障碍物的轮廓相交。若判断存在路径与障碍物的轮廓相交的情况，从多条路径中去除与障碍物的轮廓相交的路径，从而得到至少一条候选路径。

根据本公开的实施例，在从路径中去除与障碍物的轮廓相交的路径之前，可以将障碍物的轮廓以预设的比例扩大，从而预留出安全空间，以避免因误判而引起行车安全问题。

图5是根据本公开另一实施例的路径规划方法的流程图。

如图5所示，路径规划方法500包括操作S510～S540。其中，操作S510～S530可以分别与操作S110～S130以相同的方式实现，重复的部分将不再详细赘述。

在操作S510，响应于检测到待避让的障碍物，基于车辆的转向参数和行进参数，分别以多个转向约束来生成多条路径。

在操作S520，从多条路径中去除与障碍物相交的路径，得到至少一条候选路径。

在操作S530，根据所述至少一条候选路径对应的转向约束，在所述至少一条候选路径中确定车辆的行驶路径。

在操作S540，响应于再次检测到待避让的障碍物且再次检测到的障碍物与所确定的行驶路径不相交，将所确定的行驶路径复用为用于避让再次检测到的障碍物的行驶路径。

在本公开实施例中，当再次检测到待避让的障碍物，且经判断该再次检测到的障碍物与所确定的行驶路径不相交时，可以将所确定的行驶路径复用为用于避让该再次检测到的障碍物的行驶路径，从而提高了确定避让再次检测到的障碍物的行驶路径的效率和可靠性。

在一些实施例中，可以对多个已确定的车辆的行驶路径进行存储，以用于后续对其他待避让的障碍物进行路径规划，从而提高路径规划效率。

图6是根据本公开实施例的路径规划装置的框图。

如图6所示，路径规划装置600包括生成模块610、第一确定模块620和第二确定模块630。

生成模块610用于响应于检测到待避让的障碍物，基于车辆的转向参数和行进参数，分别以多个转向约束来生成多条路径。

第一确定模块620用于从多条路径中去除与障碍物相交的路径，得到至少一条候选路径。

第二确定模块630用于根据候选路径对应的转向约束，在至少一条候选路径中确定车辆的行驶路径。

根据本公开的实施例，其中，车辆的转向参数包括车辆驱动轮的正向最大转向速度和反向最大转向速度，转向约束包括车辆驱动轮的正向最大转向角度和反向最大转向角度，路径包括第一段、第二段和第三段，生成模块610包括第一生成单元、第二生成单元和第三生成单元。

第一生成单元用于针对至少一个转向约束，基于车辆驱动轮的正向最大转向速度和行进参数来生成第一段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度达到正向最大转向角度；

第二生成单元用于从第一段的末端开始，基于车辆驱动轮的反向最大转向速度和行进参数来生成第二段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度达到反向最大转向角度；以及

第三生成单元用于从第二段的末端开始，基于车辆驱动轮的正向最大转向速度和行进参数来生成第三段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度小于或等于预设角度。

根据本公开的实施例，路径的第一段、第二段和第三段各自包括多个位置点，位置点是使用以下公式来生成的：

c＝atan(lk₀)

其中，x表示位置点的横坐标，y表示位置点的纵坐标，s表示位置点与路径的起始点之间沿着路径的距离，w_max表示车辆驱动轮的转向参数，其中w_max为正值表示车辆驱动轮的正向最大转向速度，w_max为负值表示车辆驱动轮的反向最大转向速度，θ表示路径在位置点处的切线相对于横坐标方向的角度，v表示车辆行进方向上的速度，k₀表示路径的起始点处的曲率，θ₀表示路径的起始点处车身纵轴相对于横坐标方向的角度，c表示常数，1表示车辆的车轴距，其中行进参数包括v和k₀。

根据本公开的实施例，其中，车辆驱动轮的转向角度是使用以下公式计算的：

其中，

表示车辆驱动轮的转向角度，l表示车辆的车轴距，κ表示路径在当前生成的位置点处的曲率。

根据本公开的实施例，其中，第二确定模块630还用于在至少一条候选路径中选择转向约束值最小的候选路径作为车辆的行驶路径，其中转向约束包括正向最大转向角度和反向最大转向角度，转向约束值是根据正向最大转向角度和反向最大转向角度的绝对值来确定的。

根据本公开的实施例，上述装置600还包括第三确定模块，第三确定模块用于在确定车辆的行驶路径之后，响应于再次检测到待避让的障碍物且再次检测到的障碍物与所确定的行驶路径不相交，将所确定的行驶路径复用为用于避让再次检测到的障碍物的行驶路径。

根据本公开的实施例，其中，第一确定模块610包括确定单元和去除单元。确定单元用于确定障碍物的轮廓；去除单元用于从多条路径中去除与障碍物的轮廓相交的路径。

根据本公开的实施例，上述装置600还包括扩大模块，扩大模块用于在从路径中去除与障碍物的轮廓相交的路径之前，将障碍物的轮廓以预设的比例扩大。

本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质、一种计算机程序产品以及一种自动驾驶车辆。

图7示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备700的示意性框图。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/或者要求的本公开的实现。

如图7所示，设备700包括计算单元701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的计算机程序或者从存储单元708加载到随机访问存储器(RAM)703中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还可存储设备700操作所需的各种程序和数据。计算单元701、ROM702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。

设备700中的多个部件连接至I/O接口705，包括：输入单元706，例如键盘、鼠标等；输出单元707，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元708，例如磁盘、光盘等；以及通信单元709，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元709允许设备700通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元701可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元701的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元701执行上文所描述的各个方法和处理，例如路径规划方法。例如，在一些实施例中，路径规划方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元708。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 702和/或通信单元709而被载入和/或安装到设备700上。当计算机程序加载到RAM 703并由计算单元701执行时，可以执行上文描述的路径规划方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元701可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行路径规划方法。

根据本公开的实施例的自动驾驶车辆可以包括上述任意实施例的电子设备。在一些实施例中，自动驾驶车辆还可以包括感测装置，以获得用于自动驾驶的各种感测数据。感测装置的示例包括但不限于雷达、摄像头、全球定位系统(GPS，Global Position System)以及诸如角度传感器、速度传感器、接近度传感器之类的各种传感器。

本文中以上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、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)、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。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

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，鼠标或者轨迹球)，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。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

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，本发公开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，只要能够实现本公开公开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，并不构成对本公开保护范围的限制。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。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (20)

1.一种路径规划方法，包括：

响应于检测到待避让的障碍物，基于车辆的转向参数和行进参数，分别以多个转向约束来生成多条路径；

从所述多条路径中去除与所述障碍物相交的路径，得到至少一条候选路径；

根据所述至少一条候选路径对应的转向约束，在所述至少一条候选路径中确定车辆的行驶路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述车辆的转向参数包括车辆驱动轮的正向最大转向速度和反向最大转向速度，所述转向约束包括车辆驱动轮的正向最大转向角度和反向最大转向角度，所述路径包括第一段、第二段和第三段，所述分别以多个转向约束来生成多条路径包括：针对至少一个转向约束，

基于车辆驱动轮的正向最大转向速度和行进参数来生成第一段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度达到正向最大转向角度；

从第一段的末端开始，基于车辆驱动轮的反向最大转向速度和行进参数来生成第二段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度达到反向最大转向角度；以及

从第二段的末端开始，基于车辆驱动轮的正向最大转向速度和行进参数来生成第三段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度小于或等于预设角度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述路径的第一段、第二段和第三段各自包括多个位置点，所述位置点是使用以下公式来生成的：

x(s)＝∫₀ ^Scos(θ)ds

c＝atan(lk₀)

其中，x表示位置点的横坐标，y表示位置点的纵坐标，s表示位置点与路径的起始点之间沿着路径的距离，w_max表示车辆的转向参数，其中w_max为正值表示车辆驱动轮的正向最大转向速度，w_max为负值表示车辆驱动轮的反向最大转向速度，θ表示路径在位置点处的切线相对于横坐标方向的角度，v表示车辆行进方向上的速度，k₀表示路径的起始点处的曲率，l表示车辆的车轴距，θ₀表示路径的起始点处车身纵轴相对于横坐标方向的角度，c表示常数，其中所述行进参数包括v和k₀。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，车辆驱动轮的转向角度是使用以下公式计算的：

其中，

表示车辆驱动轮的转向角度，l表示车辆的车轴距，κ表示路径在当前生成的位置点处的曲率。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述根据候选路径对应的转向约束，在所述至少一条候选路径中确定车辆的行驶路径包括：

在所述至少一条候选路径中选择转向约束值最小的候选路径作为车辆的行驶路径，其中所述转向约束包括正向最大转向角度和反向最大转向角度，所述转向约束值是根据所述正向最大转向角度和反向最大转向角度的绝对值来确定的。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括：在确定车辆的行驶路径之后，响应于再次检测到待避让的障碍物且所述再次检测到的障碍物与所确定的行驶路径不相交，将所确定的行驶路径复用为用于避让所述再次检测到的障碍物的行驶路径。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，从所述多条路径中去除与所述障碍物相交的路径包括：

确定所述障碍物的轮廓；

从所述多条路径中去除与所述障碍物的轮廓相交的路径。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：在从所述路径中去除与所述障碍物的轮廓相交的路径之前，将所述障碍物的轮廓以预设的比例扩大。

9.一种路径规划装置，包括：

生成模块，用于响应于检测到待避让的障碍物，基于车辆的转向参数和行进参数，分别以多个转向约束来生成多条路径；

第一确定模块，用于从所述多条路径中去除与所述障碍物相交的路径，得到至少一条候选路径；

第二确定模块，用于根据候选路径对应的转向约束，在所述至少一条候选路径中确定车辆的行驶路径。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述车辆的转向参数包括车辆驱动轮的正向最大转向速度和反向最大转向速度，所述转向约束包括车辆驱动轮的正向最大转向角度和反向最大转向角度，所述路径包括第一段、第二段和第三段，所述生成模块包括：

第一生成单元，用于针对至少一个转向约束，基于车辆驱动轮的正向最大转向速度和行进参数来生成第一段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度达到正向最大转向角度；

第二生成单元，用于从第一段的末端开始，基于车辆驱动轮的反向最大转向速度和行进参数来生成第二段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度达到反向最大转向角度；以及

第三生成单元，用于从第二段的末端开始，基于车辆驱动轮的正向最大转向速度和行进参数来生成第三段，直至计算出车辆驱动轮的转向角度小于或等于预设角度。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述路径的第一段、第二段和第三段各自包括多个位置点，所述位置点是使用以下公式来生成的：

c＝atan(lk₀)

其中，x表示位置点的横坐标，y表示位置点的纵坐标，s表示位置点与路径的起始点之间沿着路径的距离，w_max表示车辆驱动轮的转向参数，其中w_max为正值表示车辆驱动轮的正向最大转向速度，w_max为负值表示车辆驱动轮的反向最大转向速度，θ表示路径在位置点处的切线相对于横坐标方向的角度，v表示车辆行进方向上的速度，k₀表示路径的起始点处的曲率，θ₀表示路径的起始点处车身纵轴相对于横坐标方向的角度，c表示常数，l表示车辆的车轴距，其中所述行进参数包括v和k₀。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，车辆驱动轮的转向角度是使用以下公式计算的：

其中，

表示车辆驱动轮的转向角度，l表示车辆的车轴距，κ表示路径在当前生成的位置点处的曲率。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的装置，其中，所述第二确定模块还用于：

在所述至少一条候选路径中选择转向约束值最小的候选路径作为车辆的行驶路径，其中所述转向约束包括正向最大转向角度和反向最大转向角度，所述转向约束值是根据所述正向最大转向角度和反向最大转向角度的绝对值来确定的。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的装置，还包括：

第三确定模块，用于在确定车辆的行驶路径之后，响应于再次检测到待避让的障碍物且所述再次检测到的障碍物与所确定的行驶路径不相交，将所确定的行驶路径复用为用于避让所述再次检测到的障碍物的行驶路径。

15.根据权利要求9至14中任一项所述的装置，其中，所述第一确定模块包括：

确定单元，用于确定所述障碍物的轮廓；

去除单元，用于从所述多条路径中去除与所述障碍物的轮廓相交的路径。

16.根据权利要求15所述的装置，还包括：

扩大模块，用于在从所述路径中去除与所述障碍物的轮廓相交的路径之前，将所述障碍物的轮廓以预设的比例扩大。

17.一种电子设备，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至8中任一项所述的方法。

18.一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根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

19.一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

20.一种自动驾驶车辆，包括如权利要求17所述的电子设备。

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