CN115098821A

CN115098821A - 轨迹参考曲率确定方法、装置、设备、介质及程序

Info

Publication number: CN115098821A
Application number: CN202210692863.4A
Authority: CN
Inventors: 雍文亮; 贺勇; 任凡
Original assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Current assignee: Chongqing Changan Automobile Co Ltd
Priority date: 2022-06-17
Filing date: 2022-06-17
Publication date: 2022-09-23

Abstract

本申请提供一种轨迹参考曲率确定方法、装置、设备、介质及程序，该方法包括：获取车辆的目标轨迹参数以及车速信息；根据所述目标轨迹参数与所述车速信息确定车辆的前视预瞄点、所述车辆当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率以及所述前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率；计算所述第一曲率的绝对值与所述第二曲率的绝对值的最大曲率值，基于所述最大曲率值进行滤波处理，确定所述车辆的轨迹参考曲率。通过轨迹参考曲率能够提前获得进弯过程信息和滞后获得出弯过程信息，使得轨迹跟踪控制在进弯前提前减小预瞄距离，在出弯后才逐步增大预瞄距离，从而提高了进弯与出弯的控制精度，也提高了轨迹跟踪控制的鲁棒性。

Description

轨迹参考曲率确定方法、装置、设备、介质及程序

技术领域

本申请涉及车辆控制领域或自动驾驶领域，具体涉及一种轨迹参考曲率确定方法、装置、设备、介质及程序。

背景技术

车辆智能化是汽车未来发展的必然趋势，其中，自动驾驶算法是实现车辆高度智能化的“大脑”。根据国际汽车工程师学会(SAE)对自动驾驶的分级，L2级自动驾驶具有车道居中控制(Lane Center Control,LCC)功能，其中，现有的自动驾驶车辆轨迹跟踪控制方法大多基于车道保持系统(Lane Keeping Assistance,LKA)发展而来，是实现L3级及以上自动驾驶车辆横向运动控制的基本途径之一。

然而，现有的自动驾驶在轨迹跟踪控制时，由于无法兼顾网络时延、数据丢包以及轨迹曲率突变等因素，容易发生轨迹曲率波动较大、轨迹曲率复杂多变的状况，导致车辆在进出弯道时，无法确保目标轨迹稳定且无突变地控制在有效范围内，发生目标轨迹控制精度低的问题。

申请内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请提供一种轨迹参考曲率确定方法、装置、设备、介质及程序产品，以解决上述技术问题。

在第一方面，本申请提供的一种轨迹参考曲率确定方法，包括：

获取车辆的目标轨迹参数以及车速信息；

根据所述目标轨迹参数与所述车速信息确定车辆的前视预瞄点、所述车辆当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率以及所述前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率；

计算所述第一曲率的绝对值与所述第二曲率的绝对值的最大曲率值，基于所述最大曲率值进行滤波处理，确定所述车辆的轨迹参考曲率。

于本申请的一实施例中，所述根据所述目标轨迹参数与所述车速信息确定车辆的前视预瞄点之前，还包括：

对所述车速信息进行积分处理，得到所述车辆当前车速下行程所对应的积分值；

将所述积分值与所述车辆预设积分阈值进行比较，根据比较结果输出控制所述轨迹参考曲率进行计算的使能信号。

于本申请的一实施例中，所述将所述积分值与所述车辆预设积分阈值进行比较，根据比较结果输出激活参考曲率计算的使能信号，包括：

将所述积分值与所述车辆预设积分阈值进行比较；

若所述积分值超过所述车辆预设积分阈值，则输出控制所述轨迹参考曲率进行计算的第一使能信号，并初始化所述积分值；

若所述积分值未超过所述车辆预设积分阈值，则输出控制所述轨迹参考曲率进行计算的第二使能信号，并不初始化所述积分值；

其中，所述使能信号包括第一使能信号与第二使能信号，所述第一使能信号为高电平，所述第二使能信号为低电平。

于本申请的一实施例中，所述目标轨迹参数包括横向偏差、航向角、道路曲率和道路曲率变化率。

于本申请的一实施例中，所述目标轨迹对应的表达式为：

y＝A₀+A₁x+A₂x²+A₃x³

式中，x为目标轨迹的纵坐标，y为目标轨迹的横坐标，A₀、A₁、A₂、A₃依次为横向偏差、航向角、道路曲率和道路曲率变化率。

于本申请的一实施例中，所述根据所述目标轨迹参数与所述车速信息确定车辆的前视预瞄点、所述车辆当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率以及所述前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率，包括：

利用所述车辆的车速信息与预瞄时间计算所述车辆的预瞄距离为前视预瞄点；

根据所述道路曲率确定所述车辆当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率；

计算所述预瞄距离与所述目标轨迹参数的道路曲率变化率的乘积，基于所述乘积与所述第一曲率确定所述前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率。

于本申请的一实施例中，所述计算所述第一曲率的绝对值与所述第二曲率的绝对值的最大曲率值，基于所述最大曲率值进行滤波处理，确定所述车辆的轨迹参考曲率，包括：

分别计算所述第一曲率的绝对值、所述第二曲率的绝对值；

对所述第一曲率的绝对值和所述第二曲率的绝对值进行最值计算，得到最大曲率值；

对所述最大曲率值进行低通滤波处理，确定所述车辆的轨迹参考曲率。

于本申请的一实施例中，所述确定所述车辆的轨迹参考曲率之后，还包括：

判断所述车辆当前位置处于出弯状态或进弯状态；

若所述车辆当前位置处于进弯状态，根据所述轨迹参考曲率的平稳特性使其与前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率保持一致，在进弯前提前减小预瞄距离以提高所述车辆进弯的控制精度；

若所述车辆当前位置处于出弯状态，根据所述轨迹参考曲率的平稳特性使其与当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率保持一致，在出弯后逐步增大预瞄距离以提高所述车辆出弯的控制精度。

在第二方面，本申请提供的一种轨迹参考曲率确定装置，包括：

获取模块，用于获取车辆的目标轨迹参数以及车速信息；

曲率计算模块，用于根据所述目标轨迹参数与所述车速信息确定车辆的前视预瞄点、所述车辆当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率以及所述前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率；

参考曲率确定模块，用于计算所述第一曲率的绝对值与所述第二曲率的绝对值的最大曲率值，基于所述最大曲率值进行滤波处理，确定所述车辆的轨迹参考曲率。

在第三方面，本申请提供的一种电子设备，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时，使得所述电子设备实现上述的轨迹参考曲率确定方法。

在第四方面，本申请提供的一种车辆设备，包括上述的电子设备。

在第五方面，本申请提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行上述的轨迹参考曲率确定方法。

在第六方面，本申请提供的一种计算机程序产品或计算机程序，所述计算机程序产品或所述计算机程序包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中，电子设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该电子设备执行上述的轨迹参考曲率确定方法。

本申请的有益效果：本申请根据目标轨迹参数与车速信息确定车辆的前视预瞄点、所述车辆当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率以及所述前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率；计算所述第一曲率的绝对值与所述第二曲率的绝对值的最大曲率值，基于所述最大曲率值进行滤波处理，确定所述车辆的轨迹参考曲率，通过轨迹参考曲率能够提前获得进弯过程信息和滞后获得出弯过程信息，使得轨迹跟踪控制在进弯前提前减小预瞄距离，在出弯后才逐步增大预瞄距离，从而提高了进出弯的控制精度；另外，即使出现网络时延、数据丢包和轨迹曲率突变等突发问题，在获悉轨迹参考曲率的前提下，也能够准确实现轨迹跟踪，从而提高了轨迹跟踪控制的鲁棒性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，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。在附图中：

图1是本申请的一示例性实施例示出的轨迹参考曲率确定方法的实施环境示意图；

图2是本申请的一示例性实施例示出的轨迹参考曲率确定方法的流程图；

图3是本申请在图2所示实施例中的步骤S220之前的变速率采集流程图；

图4是图3所示实施例中的步骤S320在一示例性的实施例中的流程图；

图5是图2所示实施例中的步骤S220在一示例性的实施例中的流程图；

图6是图2所示实施例中的步骤S230在一示例性的实施例中的流程图；

图7是本申请在图2所示实施例中的步骤S230之后的轨迹控制流程图；

图8是本申请的一示例性实施例示出的轨迹参考曲率确定的效果图；

图9是本申请的一示例性实施例示出的轨迹参考曲率确定逻辑控制的示意图；

图10是本申请的一示例性实施例示出的轨迹参考曲率确定装置的结构框图；

图11示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图和优选实施例来说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本申请，而不是为了限制本申请的保护范围。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本申请实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本申请的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本申请的实施例难以理解。

请参阅图1，是本申请的一示例性实施例示出的轨迹参考曲率确定方法的实施环境示意图。车辆包括一个或多个数据收集器11、轨迹规划信息12(即，道路网络定义文件)、计算机13、和一个或多个控制器14。车辆通常是具有三个或更多轮子的陆基车辆，例如，客车、轻型卡车等。车辆具有前部、后部、左侧和右侧，其中术语前、后、左和右从在标准操作位置中就座在驾驶员的座椅中的车辆的操作员的角度，即面向方向盘被理解。

计算机13通常包括处理器和存储器，该存储器包括一个或多个形式的计算机可读介质，并且存储通过处理器可执行的指令，该指令用于执行各种操作，包括如本文所公开的。此外，计算机13可以包括和/或被通信地连接到一个或多个其他计算装置，该一个或多个其他计算装置被包括在车辆中，用于监控和/或控制各种车辆部件。计算机13通常被编程并且设置用于在控制器局域网(CAN)总线等上通信。

计算机13也可以具有与车载诊断连接器(OBD-II)、CAN(控制器局域网)总线、和/或其他有线或无线机构的连接。通过一个或多个这样的通信机构，计算机13可以将消息传送到车辆中的各种装置和/或接收来自各种装置的消息，各种装置是例如，控制器、致动器、传感器等，包括数据收集器11和控制器14。供选择地或另外，在计算机13实际上包括多个装置的情况下，CAN总线等可以用于在表示为本发明中的计算机13的装置之间的通信。此外，计算机13可以被配置用于通过各种有线和/或无线网络技术，例如，蜂窝、蓝牙、通用串行总线(USB)、有线和/或无线包交换网络等与其他装置进行通信。

计算机13的存储器通常存储收集的数据。收集的数据可以包括通过数据收集器11在车辆中收集的和/或从中得出的各种数据。数据收集器11示例可以包括，例如，关于一个或多个车辆的驾驶行为的数据，例如，随时间而变化的车辆的位置(例如，地理坐标，到车辆的距离等)、随时间而变化的车辆的速度、行驶方向、在不同时间点的方向和速度的变化的数量和幅度等。收集的数据可以进一步包括，例如，信息，比如一个或多个车辆的类型(例如，轻型卡车、客车，小型货车等)、尺寸、品牌、型号等。收集的数据可以额外地包括由从计算机13中的数据收集器11接收的数据计算出的数据。通常，收集的数据可以包括可以通过数据收集器11收集的、通过车辆与车辆间(V2V)或车辆与基础设施间(V2I)通信接收到的、从其它源收集的或接收的任何数据、和/或从这样的数据计算出的任何数据。

计算机13可以被编程为接收来自数据收集器11的数据和关于目标的数据，例如，车辆的目的地、路线、到达时间等。计算机13可以进一步被编程为收集关于车辆的目标的数据和与车辆有关的其它数据，例如车辆正在运行的区域的地图。例如，计算机13可以通过用户界面接收来自用户的输入，该输入表示用户的目的地、用户想要采取的路线、驾驶风格(保守的、运动式)等。计算机13可以进一步包括或接收例如来自全球定位系统(GPS系统)或来自存储器的例如区域的地图。基于接收到的数据，计算机13可以执行所谓的“任务计划”，即，依据道路网络地图上的驾驶方向计划前往目的地的路径。计算机13可以进一步被编程为将该数据存储在存储器中，用于进一步使用，例如，用于在确定驾驶策略和/或驾驶车辆中使用。

基于策略和任务计划数据，计算机13可以确定并且发送命令到车辆控制器14以根据策略和计划任务来控制车辆。

通常，每个控制器14可以包括处理器，该处理器被编程为接收来自计算机13的指令、执行该指令、并且将消息发送到计算机13。电子控制单元(ECU)——比如已知的，并且此外具有如本文所述的用于操作的程序设计——是控制器14的示例。此外，每个控制器14可以包括或被通信地连接到设置为使车辆部件，例如，制动器、转向器、节气门等致动的致动器等等。例如，制动控制器可以包括处理器和用于调整制动液的压力的泵。在这个示例中，一经接收到来自计算机13的指令，处理器就可以激活泵以便提供动力辅助或启动制动操作。

此外，控制器14可以各自包括传感器或以其他方式操作为数据收集器11，以提供关于车辆速度、车辆转向角、悬架的高度等的数据到计算机13。例如，可以将对应于通过制动控制器14施加的制动压力的数据发送到计算机13。

数据收集器11可以包括各种装置，例如，数据收集器11可以包括用于感测环境并且例如追踪车辆的激光雷达、雷达、视频摄像机、超声波传感器、红外传感器。数据收集器11可以进一步包括收集动态车辆的数据——比如速度、横摆率、转向角等——的部件。此外，上述示例不旨在进行限制。其他类型的数据收集器11，例如加速度计、陀螺仪、压力传感器、温度计、气压计、高度计等可以用来提供数据给计算机13。

道路网络定义文件可以包括其中车辆可以操作的道路网络的编码拓扑度量地图。拓扑度量地图包括用于道路特征和环境中的其他对象的纬度和经度坐标并且基于RNFD文件格式的衍生物进行编码。道路网络定义文件可以供应地图数据例如给计算机13实现轨迹规划信息。

计算机13可以被编程为存储与车辆有关的数据。如上所述，该数据可以包括表示数据点的历史的数据，例如，随时间而变化的车辆的位姿，随时间而变化的车辆的速度、行驶方向、在不同时间点方向和速度的变化的数量和幅度等。在历史点的最大允许数量的情况下，历史可以被周期性地采样，例如，每0.3秒。历史点的最大允许数量可以是，例如，可以显示出每个车辆的驾驶行为的前两分钟。

计算机的存储器进一步通常存储策略。每个策略被设计为捕获不同的高级行为和意图，并且可以包括计划轨迹。示例策略可以包括跟随车道、变换车道、或者在十字路口转弯。策略可以表示车辆可以采取的支持策略的一个或多个动作。例如，对于车道的轨迹跟踪，可以执行策略的一个或多个动作。

以上所指出的问题在通用的出行场景中具有普遍适用性。可以看出，现有自动驾驶轨迹跟踪算法对网络时延、数据丢包和轨迹曲率突变问题考虑不足，导致进出弯道控制精度低、鲁棒性差的问题。为解决这些问题，本申请的实施例分别提出一种轨迹参考曲率确定方法、一种轨迹参考曲率确定装置、一种电子设备、一种计算机可读存储介质以及一种计算机程序产品，以下将对这些实施例进行详细描述。

请参阅图2，图2是本申请的一示例性实施例示出的轨迹参考曲率确定方法的流程图。该方法可以应用于图1所示的实施环境，并由该实施环境中的智能终端具体执行。应理解的是，该方法也可以适用于其它的示例性实施环境，并由其它实施环境中的设备具体执行，本实施例不对该方法所适用的实施环境进行限制。

示例性的，本实施例揭示的轨迹参考曲率确定方法所适用在车辆上，本实施例揭示的方法具体实现为该车辆提供的一项或多项功能。

如图2所示，在一示例性的实施例中，是本申请的一示例性实施例示出的轨迹参考曲率确定方法的流程图，详细介绍如下：

步骤S210，获取车辆的目标轨迹参数以及车速信息；

其中，所述目标轨迹参数包括横向偏差、航向角、道路曲率和道路曲率变化率，而车速信息是利用车辆底盘传感器采集所得，例如，通过车辆上的车载传感器采集感测数据从而获得车速信息。

在此，车辆包括但不限于燃油汽车、增程式电动车、纯电动汽车、混合动力汽车、氢能源汽车等。

步骤S220，根据所述目标轨迹参数与所述车速信息确定车辆的前视预瞄点、所述车辆当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率以及所述前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率；

其中，利用车辆当前的车速信息与预瞄时间就可确定前视预瞄点，而通过目标轨迹参数中的道路曲率确定车辆当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率，以及通过预瞄距离、所述目标轨迹参数的道路曲率变化率、以及第一曲率的关联关系确定前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率。

例如，预瞄理论可以准确地反映驾驶员的控制行为，并且结构简单，适应性强，因此在轨迹跟踪领域应用较广，通过预瞄理论采用固定预瞄时间的办法来计算预瞄距离，即，前视预瞄点。

步骤S230，计算所述第一曲率的绝对值与所述第二曲率的绝对值的最大曲率值，基于所述最大曲率值进行滤波处理，确定所述车辆的轨迹参考曲率。

其中，分别计算所述第一曲率的绝对值与所述第二曲率的绝对值，通过最值计算处理所述第一曲率的绝对值与所述第二曲率的绝对值得到最大曲率值，采用滤波处理最大曲率值，确定所述车辆的轨迹参考曲率。

例如，滤波，就是从混合在一起的诸多信号中提取出所需要的信号。滤波可以表示为确定的时间函数，确定其在任何时刻的量值，一般可通过低通、高通、带通、带阻等模拟滤波器或其他常规滤波算法实现。

通过上述方式，计算车辆当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率以及所述前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率；计算所述第一曲率的绝对值与所述第二曲率的绝对值的最大曲率值，基于所述最大曲率值进行滤波处理，确定所述车辆的轨迹参考曲率，通过轨迹参考曲率能够提前获得进弯过程信息和滞后获得出弯过程信息，使得轨迹跟踪控制在进弯前提前减小预瞄距离，在出弯后才逐步增大预瞄距离，从而提高了进出弯的控制精度。

请参阅图3，是本申请在图2所示实施例中的步骤S220之前的变速率采集流程图；所述获取车辆的目标轨迹参数以及车速信息之前，还包括：

步骤S310，对所述车速信息进行积分处理，得到所述车辆当前车速下行程所对应的积分值；

具体地，通过积分处理实际计算车辆当前时刻当前速度下的行驶距离，即，行程。通过积分处理能够反映任何时刻任何速度的行驶距离，有利于确定车辆的变速率。

步骤S320，将所述积分值与所述车辆预设积分阈值进行比较，根据比较结果输出控制所述轨迹参考曲率进行计算的使能信号。

请参阅图4，是图3所示实施例中的步骤S320在一示例性的实施例中的流程图，详述如下：

步骤S410，将所述积分值与所述车辆预设积分阈值进行比较；其中，所述使能信号包括第一使能信号与第二使能信号，即，使能信号包括电平状态不同的第一使能信号与第二使能信号，第一使能信号为高电平，所述第二使能信号为低电平；

具体地，利用积分值与所述车辆预设积分阈值的分值大小进行比较，其中，使能信号是不仅仅指控制，例如，使能信号是芯片的一个输入引脚，或者电路的一个输入端口，只有该引脚激活，例如，置于高电平时，被控制的某个模块才能正常工作。

步骤S420，若所述积分值超过所述车辆预设积分阈值，则输出控制所述轨迹参考曲率进行计算的第一使能信号，并初始化所述积分值；

具体地，若积分值大于所述车辆预设积分阈值，则确定所述积分值超过所述车辆预设积分阈值，其中，初始化积分值代表当前所得积分值清零。

步骤S430，若所述积分值未超过所述车辆预设积分阈值，则输出控制所述轨迹参考曲率进行计算的第二使能信号，并不初始化所述积分值；

具体地，若积分值小于等于所述车辆预设积分阈值，则确定所述积分值未超过所述车辆预设积分阈值。

在本实施例中，首先，进行车速积分运算，积分结果为车辆在当前车速下的行驶距离，然后，判断该积分结果是否超过设定的阈值(车辆预设积分阈值)，若超过所设定的阈值，则将积分初始化，同时，给使能信号Trigger_Enb赋值为1，即为第一使能信号，若没有超过所设定的阈值，则将积分不初始化，同时给使能信号Trigger_Enb赋值为0，即，第二使能信号。如此循环往复，从而实现使能信号Trigger_Enb随车辆在不同车速下行驶距离阈值而交替输出0与1的变速率采样结果。

通过上述方式，能够实时采集变速率，进而输出不同的使能信号，确定后续的参考曲率确定模块是否被激活，根据激活状态不同输出当前轨迹参考曲率还是上一次的轨迹参考曲率，达到轨迹跟踪的精准控制目的。

请参阅图5，是图2所示实施例中的步骤S220在一示例性的实施例中的流程图；所述根据所述目标轨迹参数与所述车速信息确定车辆的前视预瞄点、所述车辆当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率以及所述前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率，包括：

步骤S510，利用所述车辆的车速信息与预瞄时间计算所述车辆的预瞄距离为前视预瞄点；

步骤S520，根据所述道路曲率确定所述车辆当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率；

步骤S530，计算所述预瞄距离与所述目标轨迹参数的道路曲率变化率的乘积，基于所述乘积与所述第一曲率确定所述前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率。

具体地，利用目标轨迹参数和来自车辆底盘传感信息模块(车辆底盘传感器)输出的车速信息，来计算前视预瞄点所对应的目标轨迹上的曲率，计算车辆当前位置所对应的目标轨迹上的曲率，并将前视预瞄点和车辆当前位置所对应的目标轨迹上的曲率进行输出。目标轨迹参数LanePars包括横向偏差、航向角、道路曲率和道路曲率变化率这四个方面的信息，目标轨迹为三次多项式表达形式，其表达式如下：

y＝A₀+A₁x+A₂x²+A₃x³ (1)

式(1)中，x为目标轨迹的纵坐标，y为目标轨迹的横坐标，A₀、A₁、A₂、A₃依次为横向偏差、航向角、二分之一的道路曲率和道路曲率变化率。

根据车速信息和预设的预瞄时间以及目标轨迹参数计算出预瞄距离，即，前视预瞄点，其表达式如下：

d_prv＝v_x×t_prv

式(2)中，d_prv为预瞄距离，v_x为车速信息，t_prv为预瞄时间。

根据车辆前视预瞄点所对应的目标轨迹上的曲率Rho_Far和车辆当前位置所对应的目标轨迹上的曲率Rho_Near可分别表示为：

式(3)中，ρ_far和ρ_near分别为车辆前视预瞄点所对应的目标轨迹上的第二曲率Rho_Far、车辆当前位置所对应的目标轨迹上的第一曲率Rho Near。

在本实施例中，输入信号包括是否触发激活的使能信号Trigger_Enb、前视预瞄点对应的目标轨迹上的第二曲率Rho_Far和车辆当前位置所对应的目标轨迹上的第一曲率Rho_Near，输出信号为轨迹参考曲率Rho_Ref。根据使能信号Trigger_Enb激活当前的曲率鲁棒预测核心算法(即，曲率计算算法)，根据前视预瞄点所对应的目标轨迹上的第二曲率Rho_Far和车辆当前位置所对应的目标轨迹上第一曲率Rho_Near计算轨迹参考曲率Rho_Ref。

通过上述方式，集合车辆当前位置所对应的目标轨迹上第一曲率与前视预瞄点所对应的目标轨迹上的第二曲率，方便后续计算轨迹参考曲率。

请参阅图6，是图2所示实施例中的步骤S230在一示例性的实施例中的流程图；所述计算所述第一曲率的绝对值与所述第二曲率的绝对值的最大曲率值，基于所述最大曲率值进行滤波处理，确定所述车辆的轨迹参考曲率，包括：

步骤S610，分别计算所述第一曲率的绝对值、所述第二曲率的绝对值；

例如，利用绝对值符合计算所述第一曲率的绝对值、所述第二曲率的绝对值。

步骤S620，对所述第一曲率的绝对值和所述第二曲率的绝对值进行最值计算，得到最大曲率值；

例如，构建由第一曲率的绝对值与第二曲率的绝对值的集合，通过求取集合内对最大值得到最大曲率值。

步骤S630，对所述最大曲率值进行低通滤波处理，确定所述车辆的轨迹参考曲率。

具体地，当使能信号Trigger_Enb＝1时，激活轨迹参考曲率计算的算法逻辑，首先，计算前视预瞄点对应的目标轨迹上的第二曲率Rho_Far的绝对值和车辆当前位置所对应的目标轨迹上的第一曲率Rho_Near的绝对值中的最大值，然后，通过低通滤波得到轨迹参考曲率，表达式如下：

式(4)中，ρ_temp为中间变量，ρ_templast为上一次激活时的中间变量，即上一次激活时所对应绝对值最大值，ρ_ref为当前时刻计算的参考曲率，α为低通滤波参数，满足0＜α＜1。

当使能信号Trigger_Enb＝0时，不激活轨迹参考曲率计算的算法逻辑，且保持上一次激活时的计算结果，输出上一次激活时的轨迹参考曲率Rho_Ref。

通过上述方式，一方面，不需要复杂的模型参数，计算量小、实时性更优；另一方面，提供目标轨迹有效范围内的稳定无突变且准确的轨迹曲率信息，能够解决由于网络时延、数据丢包带来的目标轨迹不准问题；通过轨迹参考曲率能够提前稳定预测车辆前视传感感知范围内的道路曲率信息，提高轨迹跟踪控制器进出弯道的跟踪精度；能够应对轨迹曲率突变问题，提高轨迹跟踪控制器的鲁棒性。

详见图8，为本申请的一示例性实施例示出的轨迹参考曲率确定逻辑控制的示意图；

利用使能信号Trigger_Enb进行触发激活和保持动作，再利用低通滤波实现轨迹参考曲率的低频、稳定输出，不会产生突变，为轨迹跟踪控制器提供了稳定的低频参考曲率信息(轨迹参考曲率)，也提高了轨迹跟踪控制器的鲁棒性。

通过计算前视预瞄点对应的目标轨迹上的曲率Rho_Far和车辆当前位置所对应的对应的目标轨迹上的曲率Rho_Near的绝对值的最大值，然后，采用低通滤波得到参考曲率的方法，实现了车辆提前获得进弯过程信息和滞后获得出弯过程信息，使得轨迹跟踪控制器在进弯前提前减小预瞄距离，而在出弯后才逐步增大预瞄距离，以此提高进出弯控制精度，同时，解决了由于网络时延、数据丢包带来的目标轨迹不准问题。

请参阅图7，为本申请在图2所示实施例中的步骤S230之后的轨迹控制流程图所述确定所述车辆的轨迹参考曲率之后，还包括：

步骤S710，判断所述车辆当前位置处于出弯状态或进弯状态；

其中，需要说明的是，判断车辆是否处于出弯状态或进弯状态，可以根据车辆上的传感器采集的传感数据进行判断，例如，传感数据包括但不限于信息传感信息可以检测车辆的转向角、车辆的车轮速度、车辆是否加速、车辆是否制动以及车辆是否变速中的一个或多个。或/和，将一个或多个传感信息与数据库存储的道路信息进行检测，根据道路信息确定车辆是否处于出弯状态或进弯状态。

步骤S720，若所述车辆当前位置处于进弯状态，根据所述轨迹参考曲率的平稳特性使其与前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率保持一致，在进弯前提前减小预瞄距离以提高所述车辆进弯的控制精度；

具体地，在进弯过程中，(轨迹参考曲率)参考曲率Rho_Ref的平稳特性与前视预瞄点对应的目标轨迹上的(第二曲率)曲率Rho_Far保持一致，轨迹跟踪控制器能够提前获得进弯过程信息，使得轨迹跟踪控制器在进弯前能够提前减小预瞄距离，以此提高所述车辆进弯的控制精度。

步骤S730，若所述车辆当前位置处于出弯状态，根据所述轨迹参考曲率的平稳特性使其与当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率保持一致，在出弯后逐步增大预瞄距离以提高所述车辆出弯的控制精度。

具体地，在出弯过程中，(轨迹参考曲率)参考曲率Rho_Ref的平稳特性与车辆当前位置对应的目标轨迹上的曲率(第一曲率)Rho_Near保持一致，轨迹跟踪控制器能够滞后获得出弯过程信息，而在出弯后才逐步增大预瞄距离，以此提高所述车辆出弯的控制精度。

请参阅图9，是本申请的一示例性实施例示出的轨迹参考曲率确定的效果图；其中，Rho_Near为第一曲率，Rho_Far为第二曲率，Rho_Ref为轨迹参考曲率，例如，在0～10秒，第一曲率、第二曲率与轨迹参考曲率都缓慢变化，不存在突变，波动不大；而在10～15秒，轨迹参考曲率的平稳特性与前视预瞄点对应的目标轨迹上的第二曲率保持一致，利用变速率进行滤波得到目标轨迹有效范围内的稳定无突变且准确的轨迹参考曲率信息，在进弯之前，提前获悉轨迹参考曲率，即，在10秒之前，提前减小预瞄距离，进而提高了所述车辆进弯的横向控制精度。

在20～30秒，根据变化曲率确定开始出弯，轨迹参考曲率的平稳特性使其与当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率(Rho_Near)保持一致，利用变速率进行滤波得到目标轨迹有效范围内的稳定无突变且准确的轨迹曲率信息，通过滞后获取出弯过程信息，即，在出弯(20秒)后才逐步增大预瞄距离，以此提高所述车辆出弯的横向控制精度。

在此，需要说明的是，通过得到目标轨迹有效范围内的稳定无突变且准确的轨迹曲率，即，轨迹参考曲率，大大提高了轨迹追踪控制的精度。

图10是本申请的一示例性实施例示出的轨迹参考曲率确定装置的结构框图。该装置可以应用于图1所示的实施环境，并具体配置在车辆计算机内。该装置也可以适用于其它的示例性实施环境，并具体配置在其它设备中，本实施例不对该装置所适用的实施环境进行限制。

如图10所示，该示例性的轨迹参考曲率确定装置包括：

获取模块1001，用于获取车辆的目标轨迹参数以及车速信息；

曲率计算模块1002，用于根据所述目标轨迹参数与所述车速信息确定车辆的前视预瞄点、所述车辆当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率以及所述前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率；

参考曲率确定模块1003，用于计算所述第一曲率的绝对值与所述第二曲率的绝对值的最大曲率值，基于所述最大曲率值进行滤波处理，确定所述车辆的轨迹参考曲率。

在该示例性的轨迹参考曲率确定装置采用模块化架构，方便算法更新和移植；同时，不需要复杂的模型参数，计算量小、实时性更优；另外，提供目标轨迹有效范围内的稳定无突变且准确的轨迹曲率信息，能够解决由于网络时延、数据丢包带来的目标轨迹不准问题；通过轨迹参考曲率能够提前稳定预测车辆前视传感感知范围内的道路曲率信息，提高轨迹跟踪控制器进出弯道的跟踪精度；能够应对轨迹曲率突变问题，提高轨迹跟踪控制器的鲁棒性。

在另一示例性的实施例中，所述获取模块1001之前，轨迹参考曲率确定装置还包括：

积分处理模块，配置为对所述车速信息进行积分处理，得到所述车辆当前车速下的积分值；变速率确定模块，配置为将所述积分值与所述车辆预设积分阈值进行比较，根据比较结果输出控制所述轨迹参考曲率进行计算的使能信号。

在另一示例性的实施例中，所述变速率确定模块还包括：

比较单元，配置为将所述积分值与所述车辆预设积分阈值进行比较；第一变速率确定单元，配置为若所述积分值超过所述车辆预设积分阈值，则输出控制所述轨迹参考曲率进行计算的第一使能信号，并初始化所述积分值；第二变速率确定单元，配置为若所述积分值未超过所述车辆预设积分阈值，则输出控制所述轨迹参考曲率进行计算的第二使能信号，并不初始化所述积分值；其中，所述使能信号包括第一使能信号与第二使能信号，所述第一使能信号为高电平，所述第二使能信号为低电平。

在另一示例性的实施例中，所述目标轨迹参数包括横向偏差、航向角、道路曲率和道路曲率变化率。

在另一示例性的实施例中，所述目标轨迹对应的表达式为：

y＝A₀+A₁x+A₂x²+A₃x³

式中，x为目标轨迹的纵坐标，y为目标轨迹的横坐标，A₀、A₁、A₂、A₃依次为横向偏差、航向角、二分之一的道路曲率和道路曲率变化率。

在另一示例性的实施例中，所述曲率计算模块1002包括：

预瞄点计算单元，配置为利用所述车辆的车速信息与预瞄时间计算所述车辆的预瞄距离为前视预瞄点；第一曲率计算单元，配置为将所述道路曲率确定为所述车辆当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率；第二曲率计算单元，配置计算所述预瞄距离与所述目标轨迹参数的道路曲率变化率的乘积，基于所述乘积与所述第一曲率确定所述前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率。

在另一示例性的实施例中，所述参考曲率确定模块1003包括：

绝对值确定单元，配置为分别计算所述第一曲率的绝对值、所述第二曲率的绝对值；最值计算单元，配置为对所述第一曲率的绝对值和所述第二曲率的绝对值进行最值计算，得到最大曲率值；参考曲率确定单元，配置为对所述最大曲率值进行低通滤波处理，确定所述车辆的轨迹参考曲率。

在另一示例性的实施例中，所述参考曲率确定模块1003之后，轨迹参考曲率确定装置还包括：

轨迹控制模块，配置为判断所述车辆当前位置处于出弯状态或进弯状态；若所述车辆当前位置处于进弯状态，根据所述轨迹参考曲率的平稳特性使其与前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率保持一致，在进弯前提前减小预瞄距离以提高所述车辆进弯的控制精度；若所述车辆当前位置处于出弯状态，根据所述轨迹参考曲率的平稳特性使其与当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率保持一致，在出弯后逐步增大预瞄距离以提高所述车辆出弯的控制精度。

需要说明的是，上述实施例所提供的轨迹参考曲率确定与上述实施例所提供的轨迹参考曲率确定方法属于同一构思，其中各个模块和单元执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。上述实施例所提供的路况刷新装置在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能，本处也不对此进行限制。

本申请的实施例还提供了一种电子设备，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时，使得所述电子设备实现上述各个实施例中提供的轨迹参考曲率确定方法。

图11示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。需要说明的是，图11示出的电子设备的计算机系统1100仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图11所示，计算机系统1100包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)1101，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)1102中的程序或者从储存部分1108加载到随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)1103中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的方法。在RAM 1103中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 1101、ROM 1102以及RAM 1103通过总线1104彼此相连。输入/输出(Input/Output，I/O)接口1105也连接至总线1104。

以下部件连接至I/O接口1105：包括键盘、鼠标等的输入部分1106；包括诸如阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等以及扬声器等的输出部分1107；包括硬盘等的储存部分1108；以及包括诸如LAN(Local AreaNetwork，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1109。通信部分1109经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1110也根据需要连接至I/O接口1105。可拆卸介质1111，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1110上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入储存部分1108。

特别地，根据本申请的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1109从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1111被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1101执行时，执行本申请中限定的各种功能。

需要说明的是，本申请实施例所示的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或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是电、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可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，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计算机程序。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计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

本申请的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如前所述的轨迹参考曲率确定方法。该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的，也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

本申请的另一方面还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各个实施例中提供的轨迹参考曲率确定方法。

上述实施例仅示例性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种轨迹参考曲率确定方法，其特征在于，包括：

获取车辆的目标轨迹参数以及车速信息；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标轨迹参数与所述车速信息确定车辆的前视预瞄点之前，还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述积分值与所述车辆预设积分阈值进行比较，根据比较结果输出激活参考曲率进行计算的使能信号，包括：

将所述积分值与所述车辆预设积分阈值进行比较；

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述目标轨迹参数包括横向偏差、航向角、道路曲率和道路曲率变化率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标轨迹对应的表达式为：

y＝A₀+A₁x+A₂x²+A₃x³

6.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标轨迹参数与所述车速信息确定车辆的前视预瞄点、所述车辆当前位置所对应目标轨迹上的第一曲率以及所述前视预瞄点所对应目标轨迹上的第二曲率，包括：

7.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述计算所述第一曲率的绝对值与所述第二曲率的绝对值的最大曲率值，基于所述最大曲率值进行滤波处理，确定所述车辆的轨迹参考曲率，包括：

分别计算所述第一曲率的绝对值、所述第二曲率的绝对值；

8.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述确定所述车辆的轨迹参考曲率之后，还包括：

判断所述车辆当前位置处于出弯状态或进弯状态；

9.一种轨迹参考曲率确定装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取车辆的目标轨迹参数以及车速信息；

10.一种电子设备，其特征在于，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时，使得所述电子设备实现如权利要求1至8中任一项所述的方法。

11.一种车辆设备，其特征在于，包括权利要求10所述的电子设备。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行权利要求1至8中任一项所述的方法。

13.一种计算机程序产品或计算机程序，其特征在于，所述计算机程序产品或所述计算机程序包括计算机指令，所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中，电子设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该电子设备执行权利要求1至8中任一项所述的方法。