CN114880411B - 车辆轨迹集合优化方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

车辆轨迹集合优化方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种车辆轨迹集合优化方法、装置、电子设备及存储介质，方法包括：基于目标车辆的状态空间信息确定目标车辆的状态空间，并确定所述状态空间内的多个轨迹离散点，基于多个轨迹离散点构建轨迹离散点集合，基于所述轨迹离散点集合中的各个轨迹离散点构建多条轨迹曲线段，基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合；分别将所述待优化轨迹集合中的每条轨迹曲线段作为第一轨迹曲线段，确定是否存在至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段与所述第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点均相同，如果是，则删除所述第一轨迹曲线段，并根据所述至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的目标行驶代价更新所述待优化轨迹集合。

Description

车辆轨迹集合优化方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种车辆轨迹集合优化方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
车辆行驶轨迹规划是指对把车辆当成质点，设置起点与终点，对车辆在起点与终点之间的路径进行规划。
通过计算机模拟多条参考行驶轨迹，并在车辆行驶时，可以从这多条参考路径中确定目标路径。由于参考行驶轨迹较多，在确定目标行驶轨迹时，计算量大，耗时较长。
发明内容
本发明实施例提供一种车辆轨迹集合优化方法、装置、电子设备及存储介质，以实现对车辆轨迹的筛选，确定出目标行驶轨迹。
第一方面，本发明实施例提供了一种车辆轨迹集合优化方法，所述方法包括：
基于目标车辆的状态空间信息确定目标车辆的状态空间，并确定所述状态空间内的多个轨迹离散点，基于多个轨迹离散点构建轨迹离散点集合，其中，所述状态空间信息包括目标车辆在车辆坐标系下的横坐标和纵坐标、所述目标车辆的航向角以及所述目标车辆的转弯半径；
基于所述轨迹离散点集合中的各个轨迹离散点构建多条轨迹曲线段，基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合；
分别将所述待优化轨迹集合中的每条轨迹曲线段作为第一轨迹曲线段，确定是否存在至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段与所述第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点均相同，其中，所述第一轨迹曲线段不包含除第一起点和第一终点之外的轨迹离散点；
如果是，则删除所述第一轨迹曲线段，并根据所述至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的目标行驶代价更新所述待优化轨迹集合。
第二方面，本发明实施例还提供了一种车辆轨迹集合优化装置，所述装置包括：
轨迹离散点集合确定模块，用于基于目标车辆的状态空间信息确定目标车辆的状态空间，并确定所述状态空间内的多个轨迹离散点，基于多个轨迹离散点构建轨迹离散点集合，其中，所述状态空间信息包括目标车辆在车辆坐标系下的横坐标和纵坐标、所述目标车辆的航向角以及所述目标车辆的转弯半径；
轨迹曲线段确定模块，用于基于所述轨迹离散点集合中的各个轨迹离散点构建多条轨迹曲线段，基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合；
第一轨迹曲线段确定模块，用于分别将所述待优化轨迹集合中的每条轨迹曲线段作为第一轨迹曲线段，确定是否存在至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段与所述第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点均相同，其中，所述第一轨迹曲线段不包含除第一起点和第一终点之外的轨迹离散点；
待优化轨迹集合更新模块，用于如果是，则删除所述第一轨迹曲线段，并根据所述至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的目标行驶代价更新所述待优化轨迹集合。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例任一所述的车辆轨迹集合优化方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明实施例任一所述的车辆轨迹集合优化方法。
本发明实施例的技术方案，通过基于目标车辆的状态空间信息确定目标车辆的状态空间，并确定状态空间内的多个轨迹离散点，基于多个轨迹离散点构建轨迹离散点集合，然后，基于轨迹离散点集合中各轨迹离散点构建多条轨迹曲线段，基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合，能够将目标轨迹在状态空间内的多条轨迹通过轨迹离散点构的轨迹曲线段来表示，实现了对轨迹的划分。分别将待优化轨迹集合中的每条轨迹曲线段作为第一轨迹曲线段，确定是否存在至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段与第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点均相同，若是，则删除第一轨迹曲线段，能够用较短的轨迹曲线段替代较长的轨迹曲线段，减少待优化轨迹集合中轨迹曲线段的数量，节省存储空间，并且能够更加快速地响应轨迹查询请求。再根据至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的目标行驶代价更新待优化轨迹集合，进一步对待优化轨迹集合进行优化。通过本发明实施例的技术方案实现了对目标车辆状态空间内多条轨迹曲线段的优化，相比较于原有轨迹集合，轨迹曲线段数量有效减少，进而在后续查询车辆轨迹时，查询量减少，且通过从待优化轨迹集合中提取较短的轨迹曲线段响应查询方式，减少轨迹计算时长，提高了待优化轨迹集合中的轨迹曲线段的查询效率。
附图说明
为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。
图1为本发明实施例一所提供的一种车辆轨迹集合优化方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二所提供的一种车辆轨迹集合优化方法的流程示意图；
图3为本发明实施例二所提供的一种轨迹曲线段的示意图；
图4为本发明实施例三所提供的一种车辆轨迹集合优化装置的结构示意图；
图5为本发明实施例四所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例所提供的一种车辆轨迹集合优化方法的流程示意图，本实施例可适用于对车辆轨迹曲线进行优化的情况，该方法可以由车辆轨迹集合优化装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的形式实现。
如图1所述，本发明实施例的车辆轨迹集合优化方法具体包括如下步骤：
S110、基于目标车辆的状态空间信息确定目标车辆的状态空间，并确定所述状态空间内的多个轨迹离散点，基于多个轨迹离散点构建轨迹离散点集合。
其中，状态空间信息包括目标车辆在车辆坐标系下的横坐标和纵坐标、所述目标车辆的航向角以及所述目标车辆的转弯半径。可选的，在车辆坐标系中，将车辆的当前位置信息设置为原点，设置车辆的航向角阈值范围，在阈值范围内设置横坐标和纵坐标，并分别设置相邻的两个横坐标与相邻的两个纵坐标之间的单位长度，可选的，将单位长度设置为车辆车身长度的倍数。比如，横坐标为x，纵坐标为y，横坐标的单位长度为a，纵坐标的单位长度为b，则横坐标x的取值可以为0、a、2a……、na，n为自然数，na的值远大于车辆的车身长度。同理，纵坐标y的取值可以是0、b、2b……、nb。航向角θ的取值范围为[0，2π]，道路曲率k以车辆最小转弯半径进行约束。需要说明的是，在本发明实施例中，为了减少计算量，将轨迹离散点对应的道路曲率k设置为0，则轨迹离散点可以表示为[x，y，θ]。
具体的，根据目标车辆的状态空间信息确定目标车辆的状态空间，在状态空间内的多个轨迹离散点，将多个轨迹离散点添加到轨迹离散点集合中，为后续进行轨迹曲线段的计算进行准备工作。
示例性的，轨迹离散点坐标可以为：(0，0)、(1，0)、(2，0)、(3，0)、(4，0)、(0，1)、(1，1)、(2，1)、(3，1)或(4，1)等。其中，(0，0，θ，k)可以表示车辆的状态空间信息，由这些轨迹离散点构成轨迹离散点集合Ua。
S120、基于所述轨迹离散点集合中的各个轨迹离散点构建多条轨迹曲线段，基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合。
其中，轨迹曲线段是指连接至少两个轨迹离散点所形成的曲线段。
具体的，在本发明实施例中，对于各个轨迹离散点构成多条轨迹曲线段的方式可以是以车辆的状态空间信息[x1，y1，θ1]为原始起点，之后其他的轨迹离散点(比如，某个轨迹离散点为[x2，y2，θ2])为终点，得到多条轨迹曲线段，曲线表达形式可以为k＝a+bs+cs2+ds3，其中，a，b，c，d是曲线表达式的参数，s为曲线累计长度。当然，若是原始起点与其他轨迹离散点可以构成轨迹曲线段。根据多条轨迹曲线段构成待优化轨迹集合，为后续进行待优化轨迹集合的优化做准备工作。
在本发明实施例中，所述基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合，包括：基于所述目标车辆的航向角和/或所述轨迹曲线段的曲线长度确定每条轨迹曲线段的行驶代价；基于所述每条轨迹曲线段的行驶代价确定出多条轨迹曲线段中的多条待优化轨迹曲线段，基于多条所述待优化轨迹曲线段构建待优化轨迹集合。
其中，轨迹曲线段的行驶代价可以是指轨迹曲线段的曲线长度、曲线长度与曲率的计算结果等。行驶代价用于确定待优化轨迹曲线段。
具体的，根据目标车辆的航向角和轨迹曲线段的曲线长度确定每条轨迹曲线段的行驶代价。通过计算每条轨迹曲线段的行驶代价可以确定出多条待优化轨迹曲线段。可选的，可以根据每条轨迹曲线段的行驶代价是否符合预先设置的行驶代价条件来确定出多条待优化轨迹曲线段。根据多条待优化轨迹曲线段确定出待优化轨迹集合。可选的，在本发明实施例中行驶代价为曲线长度。计算各个离散点之间的轨迹曲线段的行驶代价，当行驶代价为无穷大时，说明当前的轨迹曲线段不存在。当行驶代价为具体的数值时，说明轨迹曲线段存在。通过计算行驶代价得到实际存在的轨迹曲线段。可选的，待优化集合中存储有轨迹曲线段对应的参数(a，b，c，d)、轨迹曲线段的起点和终点、轨迹曲线段的行驶代价。
示例性的，在上述示例中，轨迹离集合包括坐标为(0，0)、(1，0)、(2，0)、(3，0)、(4，0)、(0，1)、(1，1)、(2，1)、(3，1)、(4，1)的轨迹离散点。在计算轨迹曲线段的行驶代价时，(0，0)至(0，1)轨迹离散点的行驶代价为无穷大。此时两个轨迹离散点之间没有曲线连接。所以待优化轨迹集合中的轨迹曲线段包括下述轨迹离散点之间的轨迹曲线段：(0，0)至(1，0)、(0，0)至(2，0)、(0，0)至(3，0)、(0，0)至(4，0)、(0，0)至(1，1)、(0，0)至(2，1)、(0，0)至(3，1)、(0，0)至(4，1)。每条轨迹曲线段对应的行驶代价依次为1、2、3、4、1.8、2.7、3.6、4.5。
S130、分别将所述待优化轨迹集合中的每条轨迹曲线段作为第一轨迹曲线段，确定是否存在至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段与所述第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点均相同。如果是，则执行S140，如果否，则执行S150。
其中，所述第一轨迹曲线段不包含除第一起点和第一终点之外的轨迹离散点。
具体的，对待优化曲线进行优化时，可以根据第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点是否存在对应的目标轨迹曲线段。目标轨迹曲线段是根据至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的。若是，则执行步骤140，若否执行步骤150。
S140、删除所述第一轨迹曲线段，并根据所述至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的目标行驶代价更新所述待优化轨迹集合。
具体的，当第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点之间存在至少两条轨迹曲线段拼接的目标轨迹曲线段时，可以删除第一轨迹曲线段。根据目标轨迹曲线段的目标行驶代价更新所述待优化轨迹集合，可选的，当目标行驶代价符合预先设置的行驶代价条件时，将目标轨迹曲线段对应的至少两条轨迹曲线段添加到目标轨迹曲线段中。行驶代价条件可以是目标行驶代价小于等于行驶代价阈值。
S150、保留第一轨迹曲线段，以得到待优化轨迹集合。
具体的，将第一轨迹曲线段保留，以确定待优化轨迹集合。
在本发明实施例中，所述方法还包括：确定用于拼接目标轨迹曲线段的至少两条第二轨迹曲线段中每条第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价；基于每条得到的第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价确定所述目标轨迹曲线段的目标行驶代价。
具体的，当第二轨迹曲线段中包括各多个行驶代价时，从这些行驶代价中确定最小行驶代价，并基于每条第二轨迹曲线段的最小行驶代价确定目标轨迹曲线段的目标行驶代价。需要说明的是，第二轨迹曲线段对应至少两个离散点，第二轨迹曲线段中包括至少一个行驶代价，从至少一个行驶代价中确定最小行驶代价。应当理解，当第二轨迹曲线对应的离散点只有两个时，说明第二轨迹曲线段只有起点和终点，此时的最小行驶代价为直接行驶代价。
在本发明实施例中，所述确定用于拼接目标轨迹曲线段的至少两条第二轨迹曲线段中每条第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价，包括：针对每条第二轨迹曲线段，如果所述第二轨迹曲线段不存在至少两条第三轨迹曲线段拼接得到的第四轨迹曲线段与所述第二轨迹曲线段的第二起点和第二终点均相同，将所述第二轨迹曲线段的直接行驶代价作为第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价；如果所述第二轨迹曲线段存在至少两条第三轨迹曲线段拼接得到的第四轨迹曲线段与所述第二轨迹曲线段的第二起点和第二终点均相同，且所述第四轨迹曲线段的数量为至少两条，则逐条确定所述第四轨迹曲线段的第四行驶代价，将所述第二轨迹曲线段的直接行驶代价和各个第四行驶代价中的最小值作为第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价。
其中，直接行驶代价是指由一个轨迹离散点直接达到另一个轨迹离散点的轨迹曲线段的行驶代价。
具体的，当第二轨迹曲线段不存在至少两条轨迹曲线段拼接得到的第四轨迹曲线段与第二轨迹曲线段的第二起点和第二终点均相同时，将第二轨迹曲线段的直接行驶代价作为第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价。相反，当第二轨迹曲线段存在至少两条轨迹曲线段拼接得到的第四轨迹曲线段与第二轨迹曲线段的第二起点和第二终点均相同，且所述第四轨迹曲线段的数量为至少两条时，逐条确定第四轨迹曲线段的第四行驶代价，将第二轨迹曲线段的直接行驶代价和各个第四行驶代价中的最小值作为第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价。通过这样的方式可以得到第二轨迹曲线段的最小行驶代价。
示例性的，上述实施例的一种可选方案为：将轨迹离散点集合中除了起点[0，0，0]之外的各个轨迹离散点构成待处理轨迹离散点集合U，待处理轨迹离散点集合U中的轨迹离散点包括对应的序号(用于区分不同的轨迹离散点)、状态空间信息、可达到该轨迹离散点的前一个轨迹离散点的集合Pred(在集合Pred中存储有经过前一个轨迹离散点达到该轨迹离散点的总代价c)、起点达到该轨迹离散点的最小行驶代价g和起点直接达到该轨迹离散点的直接行驶代价f。需要说明的是，当待处理轨迹离散点集合U中存在与[0，0，0]连接的轨迹曲线段的轨迹离散点时，在该轨迹离散点对应的集合Pred中加入[0，0，0]。
在上述实施例的基础上，在待处理轨迹离散点集合U中取g中最小时对应的轨迹离散点，设为m，置入集合S，并在待处理轨迹离散点集合U中删除该点。以点m为中间点。假设点m的值为[xm，ym，θm]，在待优化曲线集合中查找以[x，y，θm]的轨迹曲线段，轨迹曲线段的终点的集合为Pm，那么将Pm中的轨迹离散点通过线性平移即可得到中间点m所能到达的轨迹离散点集合。比如，中间点m能到达的轨迹离散点为n，状态空间信息为[xn，yn，θn]，在轨迹离散点n的集合Pred(n)中添加中间点m，并在集合Pred(n)存储经过中间点m达到轨迹离散点n的总代价cmn，cmn的计算公式为cmn＝g(m)+g(m，n)。若是cmn＜g(n)，则更新g(n)＝cmn。需要说明的是，g(m)的值可以通过待优化轨迹集合中查找得到，g(m，n)为[x，y，θm]至[xn-xm，yn-ym，θm]的行驶代价。重复上述操作，直至待处理轨迹离散点集合U为空。
本发明实施例的技术方案，通过基于目标车辆的状态空间信息确定目标车辆的状态空间，并确定状态空间内的多个轨迹离散点，基于多个轨迹离散点构建轨迹离散点集合，然后，基于轨迹离散点集合中各轨迹离散点构建多条轨迹曲线段，基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合，能够将目标轨迹在状态空间内的多条轨迹通过轨迹离散点构的轨迹曲线段来表示，实现了对轨迹的划分。分别将待优化轨迹集合中的每条轨迹曲线段作为第一轨迹曲线段，确定是否存在至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段与第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点均相同，若是，则删除第一轨迹曲线段，能够用较短的轨迹曲线段替代较长的轨迹曲线段，减少待优化轨迹集合中轨迹曲线段的数量，节省存储空间，并且能够更加快速地响应轨迹查询请求。再根据至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的目标行驶代价更新待优化轨迹集合，进一步对待优化轨迹集合进行优化。通过本发明实施例的技术方案实现了对目标车辆状态空间内多条轨迹曲线段的优化，相比较于原有轨迹集合，轨迹曲线段数量有效减少，进而在后续查询车辆轨迹时，查询量减少，且通过从待优化轨迹集合中提取较短的轨迹曲线段响应查询方式，减少轨迹计算时长，提高了待优化轨迹集合中的轨迹曲线段的查询效率。
实施例二
图2是本发明实施例提供的一种车辆轨迹集合优化方法的流程示意图，本发明实施例在上述实施例的可选方案的基础上对步骤140进行的细化，其中，细化的过程在本发明实施例中进行阐述。其中，与上述实施例相同或者相似的技术术语将不再赘述。
如图2所述，本发明实施例所提供的车辆轨迹集合优化方法具体包括如下步骤：
S210、基于目标车辆的状态空间信息确定目标车辆的状态空间，并确定所述状态空间内的多个轨迹离散点，基于多个轨迹离散点构建轨迹离散点集合。
S220、基于所述轨迹离散点集合中的各个轨迹离散点构建多条轨迹曲线段，基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合。
S230、分别将所述待优化轨迹集合中的每条轨迹曲线段作为第一轨迹曲线段，确定是否存在至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段与所述第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点均相同。
S240、删除所述第一轨迹曲线段，当所述目标行驶代价不满足行驶代价条件时，则删除与所述目标轨迹曲线段对应的各条第二轨迹曲线段，以更新所述待优化轨迹集合。
其中，行驶代价条件包括但不限于至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的曲线段长度不超过预先设置长度阈值、目标轨迹曲线段的曲线段长度在预设长度范围内。
具体的，当确定存在至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段与第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点均相同时，删除第一轨迹曲线段，并目标行驶代价进行处理，当目标行驶代价不满足行驶代价条件时，删除与轨迹曲线段对应的各条第二轨迹曲线段。
在本发明实施例中，所述当所述目标行驶代价不满足行驶代价条件时，则删除与所述目标轨迹曲线段对应的各条第二轨迹曲线段，包括：如果所述至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的曲线段长度超过预先设置长度阈值，则删除所述至少两条第二轨迹曲线段；基于剩余的第二轨迹曲线段更新所述待优化轨迹集合。
其中，预先设置的长度阈值可以是常量。
具体的，可以根据至少两条第二轨迹曲线段的曲线段长度进行拼接，得到目标轨迹曲线段的曲线段长度，当该曲线段长度超过预先设置长度阈值时，删除至少两条第二轨迹曲线段，基于剩余的第二轨迹曲线段更新待优化轨迹集合。
示例性的，在上述实施例一中示例的基础上，对本发明实施例进行解释说明：集合S中包括中间点m，从集合S中确定状态空间信息与待优化轨迹集合中的终点(轨迹离散点)的状态空间信息相同的中间点(比如，横坐标、纵坐标和航向角都相同)，由这些中间点构成集合Sv。从集合Sv中取直接行驶代价f值最大的轨迹离散点，设为mS。设置一个阈值CT，作为下述参数db的初始值。可到达mS的轨迹离散点的集合Pred(mS)，遍历集合Pred(mS)，从中任意去一个轨迹离散点，设为mS1。若g(mS1)+g(mS1，mS)≤CTf(mS)，则在Pred(mS)中保留mS1，否则在Pred(mS)中删除mS1。对于保留mS1的情况，将为mS1增加参数信息db(mS)＝CT，参数信息用于判断当前轨迹离散点对应的轨迹曲线段是否满足预设条件。将mS1添加到集合Stemp中，若是Pred(mS)中轨迹离散点的个数为1，(即mS只与起点[0，0，θ]相连，在两个轨迹离散点只有一条轨迹曲线段)，在待优化轨迹集合中查找起点[0，0，θ]与mS相连的轨迹曲线段，将该轨迹曲线段置入集合Ea中，作为更新的待优化轨迹集合。不断重复上述步骤，直至集合Sv为空。
在本发明实施例中，所述车辆轨迹集合优化方法，还可以包括：如果第五轨迹曲线段和第六轨迹曲线段满足预先设置的轨迹平移关系，删除所述第六轨迹曲线段，更新所述待优化轨迹集合；其中，所述轨迹平移关系包括第三轨迹曲线段和第四轨迹曲线段所对应的航向角相同，且所述第三轨迹曲线以及所述第四轨迹曲线段的起点和终点满足线性平移关系。
其中，轨迹平移关系是指在状态空间中两个轨迹离散点之间的轨迹曲线段可以经过平移得到另一条轨迹曲线段，比如(0，0)至(0，1)的轨迹曲线段可以经过平移得到(1，1)至(1，2)的轨迹曲线段。当然，这里的轨迹离散点的平移还受到航向角阈值范围的限制，需要在航向角一致的情况下进行轨迹曲线段的平移。
具体的，当第五轨迹曲线段和第六轨迹曲线段满足预先设置的轨迹平移关系时，删除第六轨迹曲线段，更新待优化轨迹集合，比如，图3中，轨迹离散点包括起点A，终点包括E，D，C，中间点为F，B。其中，轨迹曲线段可以表示为：A点达到E点：AE＝AF+FE；A点达到C点：AC＝AB+BC；A点达到D点：AD＝AB+BD。其中，AF、FE和BD满足轨迹平移关系，AB和BC满足轨迹平移关系。所以上述的轨迹曲线段可以表示为：A点达到E点：AE＝AF+FE＝AF+AF；A点达到C点：AC＝AB+AB；A点达到D点：AD＝AB+AF。这样，最终待优化轨迹集合中只需要存储AF和AB这两条轨迹曲线段即可，减少待优化轨迹集合中的轨迹曲线段的数量，减少存储量，也可以减少后续根据待优化轨迹集合中的轨迹曲线段确定出需要使用的轨迹曲线段的计算时间。
示例性，上述实施例的技术方案可以表示为：取集合Stemp中直接行驶代价最大的轨迹离散点，设为ns，状态空间信息表示为：[xs，ys，θs]，ns对应的Pred(ns)，在集合Stemp中删除轨迹离散点ns。若Pred(ns)中轨迹离散点的个数为1，则重新进行轨迹离散点ns的获取。当Pred(ns)中的轨迹离散点与起点之间存在中间点时，按照行驶代价从小到大的顺序在Pred(ns)中获取轨迹离散点，当当前轨迹离散点为nz，其状态空间信息为[xz，yz，θz]，若连接[0，0，θz]和[xz，yz，θs]的轨迹曲线段在集合Ea中，则调整轨迹离散点ns对应的参数信息db(nz)，CT1作为中间变量，用于确定参数信息的最终取值。若是CT1＜db(nz)，则db(nz)＝CT1。调整轨迹离散点nz对应的集合Pred(nz)，对于所有不满足g(nx)+g(nx，nz)≤db(nz)g(nz)的轨迹离散点nx，在Pred(nz)中删除轨迹离散点nx，之后重复在集合Stemp中直接行驶代价f最大的轨迹离散点。
当Pred(ns)中的点与起点之间不存在中间点时，选取Pred(ns)中行驶代价最小的轨迹离散点，设为nw，状态空间信息为[xw，yw，θw]，在待优化轨迹集合中查找由[0，0，θw]和[xs-xw，ys-yw，θs]的轨迹曲线段，将该轨迹曲线段添加到集合Ea中，调整nw对应的参数db(nw)，若是CT1＜db(nw)，则db(nw)＝CT1。调整nw对应的集合Pred(nw)，对于所有不满足g(nq)+g(nq，nw)≤db(nw)g(nw)的轨迹离散点nq，在Pred(nw)中删除轨迹离散点nq，之后重复在集合Stemp中直接行驶代价f最大的轨迹离散点。当集合Stemp为空时，集合Ea即是更新后的待优化轨迹集合。
S250、保留第一轨迹曲线段，以得到待优化轨迹集合。
本发明实施例的技术方案，通过基于目标车辆的状态空间信息确定目标车辆的状态空间，并确定状态空间内的多个轨迹离散点，基于多个轨迹离散点构建轨迹离散点集合。基于轨迹离散点集合中各轨迹离散点构建多条轨迹曲线段，基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合，分别将待优化轨迹集合中的每条轨迹曲线段作为第一轨迹曲线段，确定是否存在至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段与第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点均相同，若是，则删除第一轨迹曲线段，当目标行驶代价不满足行驶代价条件时，则删除与目标轨迹曲线段对应的各条第二轨迹曲线段，以更新所述待优化轨迹集合。通过本发明实施例的技术方案实现了对多条轨迹曲线段进行优化，得到待优化轨迹集合，提高了待优化轨迹集合中的轨迹曲线段的准确性。
实施例三
图4为本发明实施例提供的一种车辆轨迹集合优化装置的结构示意图，本发明实施例所提供的车辆轨迹集合优化装置可执行本发明任意实施例所提供的车辆轨迹集合优化方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。该装置包括：轨迹离散点集合确定模块410、轨迹曲线段确定模块420、第一轨迹曲线段确定模块430和待优化轨迹集合更新模块440；其中：
轨迹离散点集合确定模块410，用于基于目标车辆的状态空间信息确定目标车辆的状态空间，并确定所述状态空间内的多个轨迹离散点，基于多个轨迹离散点构建轨迹离散点集合，其中，所述状态空间信息包括目标车辆在车辆坐标系下的横坐标和纵坐标、所述目标车辆的航向角以及所述目标车辆的转弯半径；轨迹曲线段确定模块420，用于基于所述轨迹离散点集合中的各个轨迹离散点构建多条轨迹曲线段，基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合；第一轨迹曲线段确定模块430，用于分别将所述待优化轨迹集合中的每条轨迹曲线段作为第一轨迹曲线段，确定是否存在至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段与所述第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点均相同，其中，所述第一轨迹曲线段不包含除第一起点和第一终点之外的轨迹离散点；待优化轨迹集合更新模块440，用于如果是，则删除所述第一轨迹曲线段，并根据所述至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的目标行驶代价更新所述待优化轨迹集合。
进一步的，所述轨迹曲线段确定模块420还用于：
基于所述目标车辆的航向角和/或所述轨迹曲线段的曲线长度确定每条轨迹曲线段的行驶代价；基于所述每条轨迹曲线段的行驶代价确定出多条轨迹曲线段中的多条待优化轨迹曲线段，基于多条所述待优化轨迹曲线段构建待优化轨迹集合。
进一步的，所述装置还包括：
目标行驶代价确定模块，用于确定用于拼接目标轨迹曲线段的至少两条第二轨迹曲线段中每条第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价；基于每条得到的第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价确定所述目标轨迹曲线段的目标行驶代价。
进一步的，所述目标行驶代价确定模块还用于：
针对每条第二轨迹曲线段，如果所述第二轨迹曲线段不存在至少两条第三轨迹曲线段拼接得到的第四轨迹曲线段与所述第二轨迹曲线段的第二起点和第二终点均相同，将所述第二轨迹曲线段的直接行驶代价作为第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价；如果所述第二轨迹曲线段存在至少两条第三轨迹曲线段拼接得到的第四轨迹曲线段与所述第二轨迹曲线段的第二起点和第二终点均相同，且所述第四轨迹曲线段的数量为至少两条，则逐条确定所述第四轨迹曲线段的第四行驶代价，将所述第二轨迹曲线段的直接行驶代价和各个第四行驶代价中的最小值作为第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价。
进一步的，所述待优化轨迹集合更新模块440还用于：
当所述目标行驶代价不满足行驶代价条件时，则删除与所述目标轨迹曲线段对应的各条第二轨迹曲线段，以更新所述待优化轨迹集合。
进一步的，所述待优化轨迹集合更新模块440还用于：
如果所述至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的曲线段长度超过预先设置长度阈值，则删除所述至少两条第二轨迹曲线段；基于剩余的第二轨迹曲线段更新所述待优化轨迹集合。
进一步的，所述待优化轨迹集合更新模块440还用于：
如果第五轨迹曲线段和第六轨迹曲线段满足预先设置的轨迹平移关系，删除所述第六轨迹曲线段，更新所述待优化轨迹集合；其中，所述轨迹平移关系包括第三轨迹曲线段和第四轨迹曲线段所对应的航向角相同，且所述第三轨迹曲线以及所述第四轨迹曲线段的起点和终点满足线性平移关系。
本发明实施例的技术方案，通过基于目标车辆的状态空间信息确定目标车辆的状态空间，并确定状态空间内的多个轨迹离散点，基于多个轨迹离散点构建轨迹离散点集合，然后，基于轨迹离散点集合中各轨迹离散点构建多条轨迹曲线段，基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合，能够将目标轨迹在状态空间内的多条轨迹通过轨迹离散点构的轨迹曲线段来表示，实现了对轨迹的划分。分别将待优化轨迹集合中的每条轨迹曲线段作为第一轨迹曲线段，确定是否存在至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段与第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点均相同，若是，则删除第一轨迹曲线段，能够用较短的轨迹曲线段替代较长的轨迹曲线段，减少待优化轨迹集合中轨迹曲线段的数量，节省存储空间，并且能够更加快速地响应轨迹查询请求。再根据至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的目标行驶代价更新待优化轨迹集合，进一步对待优化轨迹集合进行优化。通过本发明实施例的技术方案实现了对目标车辆状态空间内多条轨迹曲线段的优化，相比较于原有轨迹集合，轨迹曲线段数量有效减少，进而在后续查询车辆轨迹时，查询量减少，且通过从待优化轨迹集合中提取较短的轨迹曲线段响应查询方式，减少轨迹计算时长，提高了待优化轨迹集合中的轨迹曲线段的查询效率。
值得注意的是，上述装置所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明实施例的保护范围。
实施例四
图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。图5示出了适于用来实现本发明实施例实施方式的示例性电子设备50的框图。图5显示的电子设备50仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示，电子设备50以通用计算设备的形式表现。电子设备50的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元501，系统存储器502，连接不同系统组件(包括系统存储器502和处理单元501)的总线503。
总线503表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
电子设备50典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备50访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
系统存储器502可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)504和/或高速缓存存储器505。电子设备50可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统506可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图5未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图5中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线503相连。存储器502可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块507的程序/实用工具508，可以存储在例如存储器502中，这样的程序模块507包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块507通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
电子设备50也可以与一个或多个外部设备509(例如键盘、指向设备、显示器510等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备50交互的设备通信，和/或与使得该电子设备50能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口511进行。并且，电子设备50还可以通过网络适配器512与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器512通过总线503与电子设备50的其它模块通信。应当明白，尽管图5中未示出，可以结合电子设备50使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理单元501通过运行存储在系统存储器502中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的车辆轨迹集合优化方法。
实施例五
本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种车辆轨迹集合优化方法，所述方法包括：
基于目标车辆的状态空间信息确定目标车辆的状态空间，并确定所述状态空间内的多个轨迹离散点，基于多个轨迹离散点构建轨迹离散点集合，其中，所述状态空间信息包括目标车辆在车辆坐标系下的横坐标和纵坐标、所述目标车辆的航向角以及所述目标车辆的转弯半径；基于所述轨迹离散点集合中的各个轨迹离散点构建多条轨迹曲线段，基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合；分别将所述待优化轨迹集合中的每条轨迹曲线段作为第一轨迹曲线段，确定是否存在至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段与所述第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点均相同，其中，所述第一轨迹曲线段不包含除第一起点和第一终点之外的轨迹离散点；如果是，则删除所述第一轨迹曲线段，并根据所述至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的目标行驶代价更新所述待优化轨迹集合。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明实施例操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言-诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)-连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种车辆轨迹集合优化方法，其特征在于，包括：
基于目标车辆的状态空间信息确定目标车辆的状态空间，并确定所述状态空间内的多个轨迹离散点，基于多个轨迹离散点构建轨迹离散点集合，其中，所述状态空间信息包括目标车辆在车辆坐标系下的横坐标和纵坐标、所述目标车辆的航向角以及所述目标车辆的转弯半径；
基于所述轨迹离散点集合中的各个轨迹离散点构建多条轨迹曲线段，基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合；
分别将所述待优化轨迹集合中的每条轨迹曲线段作为第一轨迹曲线段，确定是否存在至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段与所述第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点均相同，其中，所述第一轨迹曲线段不包含除第一起点和第一终点之外的轨迹离散点；
如果是，则删除所述第一轨迹曲线段，并根据所述至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的目标行驶代价更新所述待优化轨迹集合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合，包括：
基于所述目标车辆的航向角和/或所述轨迹曲线段的曲线长度确定每条轨迹曲线段的行驶代价；
基于所述每条轨迹曲线段的行驶代价确定出多条轨迹曲线段中的多条待优化轨迹曲线段，基于多条所述待优化轨迹曲线段构建待优化轨迹集合。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
确定用于拼接目标轨迹曲线段的至少两条第二轨迹曲线段中每条第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价；
基于每条得到的第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价确定所述目标轨迹曲线段的目标行驶代价。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定用于拼接目标轨迹曲线段的至少两条第二轨迹曲线段中每条第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价，包括：
针对每条第二轨迹曲线段，如果所述第二轨迹曲线段不存在至少两条第三轨迹曲线段拼接得到的第四轨迹曲线段与所述第二轨迹曲线段的第二起点和第二终点均相同，将所述第二轨迹曲线段的直接行驶代价作为第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价；
如果所述第二轨迹曲线段存在至少两条第三轨迹曲线段拼接得到的第四轨迹曲线段与所述第二轨迹曲线段的第二起点和第二终点均相同，且所述第四轨迹曲线段的数量为至少两条，则逐条确定所述第四轨迹曲线段的第四行驶代价，将所述第二轨迹曲线段的直接行驶代价和各个第四行驶代价中的最小值作为第二轨迹曲线段对应的最小行驶代价。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的目标行驶代价更新所述待优化轨迹集合，包括：
当所述目标行驶代价不满足行驶代价条件时，则删除与所述目标轨迹曲线段对应的各条第二轨迹曲线段，以更新所述待优化轨迹集合。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当所述目标行驶代价不满足行驶代价条件时，则删除各条第二轨迹曲线段，包括：
如果所述至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的曲线段长度超过预先设置长度阈值，则删除与所述目标轨迹曲线段对应的各条第二轨迹曲线段。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
如果第五轨迹曲线段和第六轨迹曲线段满足预先设置的轨迹平移关系，删除所述第六轨迹曲线段，更新所述待优化轨迹集合；
其中，所述轨迹平移关系包括第三轨迹曲线段和第四轨迹曲线段所对应的航向角相同，且所述第三轨迹曲线以及所述第四轨迹曲线段的起点和终点满足线性平移关系。
8.一种车辆轨迹集合优化装置，其特征在于，包括：
轨迹离散点集合确定模块，用于基于目标车辆的状态空间信息确定目标车辆的状态空间，并确定所述状态空间内的多个轨迹离散点，基于多个轨迹离散点构建轨迹离散点集合，其中，所述状态空间信息包括目标车辆在车辆坐标系下的横坐标和纵坐标、所述目标车辆的航向角以及所述目标车辆的转弯半径；
轨迹曲线段确定模块，用于基于所述轨迹离散点集合中的各个轨迹离散点构建多条轨迹曲线段，基于多条轨迹曲线段确定待优化轨迹集合；
第一轨迹曲线段确定模块，用于分别将所述待优化轨迹集合中的每条轨迹曲线段作为第一轨迹曲线段，确定是否存在至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段与所述第一轨迹曲线段的第一起点和第一终点均相同，其中，所述第一轨迹曲线段不包含除第一起点和第一终点之外的轨迹离散点；
待优化轨迹集合更新模块，用于如果是，则删除所述第一轨迹曲线段，并根据所述至少两条第二轨迹曲线段拼接得到的目标轨迹曲线段的目标行驶代价更新所述待优化轨迹集合。
9.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的车辆轨迹集合优化方法。
10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7中任一所述的车辆轨迹集合优化方法。
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