CN117341731A - 一种可通行区域避障的路径规划方法、系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种可通行区域避障的路径规划方法、系统及车辆，所述可通行区域避障的路径规划方法包括：获取自车行驶路线中的环境信息和地图信息；将所述环境信息与所述地图信息进行匹配，得到自车行驶路线中的当前道路信息，其中，所述当前道路信息包括自车在行驶车道的边界线信息以及位于行驶车道中的障碍物信息；若根据所述障碍物信息确定在行驶车道中存在障碍物，根据所述边界线信息和所述障碍物信息，生成自车在行驶车道内的路径规划方案；控制自车按照所述路径规划方案行驶，以在行驶车道中避让所述障碍物。本申请能够有效避免车辆在遇到障碍物时偏离车道，保证自车不偏离原本行驶车道绕开障碍物行驶，提高了行车安全性。

Description

一种可通行区域避障的路径规划方法、系统及车辆

技术领域

本申请涉及车辆自动驾驶技术领域，尤其涉及一种可通行区域避障的路径规划方法、系统及车辆。

背景技术

在自动驾驶车辆的行驶过程中，遇到路面上的障碍物时，需要通过路径规划的方式来避让障碍物，确保车辆的安全行驶。

现有的路径规划方案通常采取变道的方式进行避障，然而，在道路两侧设置例如护栏的障碍物时，车辆需要绕开障碍物行驶，但是又不能偏离车道进入行驶车道相邻的同向车道，否则会对行车安全造成威胁。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种可通行区域避障的路径规划方法、系统及车辆，旨在解决现有技术中障碍物出现在自车所在行驶车道时，常规的路径规划通常采用变道方式，不能约束自车换道导致行车存在较大安全隐患的问题。

本申请第一方面实施例提供一种可通行区域避障的路径规划方法，包括以下步骤：获取自车行驶路线中的环境信息和地图信息；将所述环境信息与所述地图信息进行匹配，得到自车行驶路线中的当前道路信息，其中，所述当前道路信息包括自车在行驶车道的边界线信息以及位于行驶车道中的障碍物信息；若根据所述障碍物信息确定在行驶车道中存在障碍物，根据所述边界线信息和所述障碍物信息，生成自车在行驶车道内的路径规划方案；控制自车按照所述路径规划方案行驶，以在行驶车道中避让所述障碍物。

根据上述技术手段，本申请实施例可以识别自车在行驶车道中自车能够在行驶车道绕开行驶的障碍物，并相应制定的路径规划方案，从而按照路径规划方案控制自车在行驶车道中避让障碍物行驶，能够有效避免车辆在遇到障碍物时偏离车道，保证自车不偏离原本行驶车道绕开障碍物行驶，从而不会与旁侧的同向车道内的车辆产生影响，提高了行车安全性。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述获取自车行驶路线中的环境信息和地图信息，具体包括：接收自车传感器采集的点云数据，并对所述点云数据进行处理，得到自车行驶路线中的道路边缘的离散点集合；获取自车的行驶轨迹和定位信息，并根据所述行驶轨迹和所述定位信息，生成自车行驶路线中的地图车道。

根据上述技术手段，本申请实施例能够在自车行驶车道行驶时获取包括道路边缘的离散点集合，配合获取的高精度地图车道，便于后续可以对离散点集合筛选出可通行区域的点云集，以及对路障进行判断是否为障碍物进行分析。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述将所述环境信息与所述地图信息进行匹配，得到自车行驶路线中的当前道路信息，具体包括：根据所述离散点集合和所述地图车道，筛选出行驶车道中的待通行区域的目标点集合和目标车道；根据所述目标点集合和所述目标车道，确定自车在行驶车道的车道边界和障碍边界。

根据上述技术手段，本申请实施例将环境信息与地图信息进行精准匹配后，能够得到行驶车道和同向车道实时的道路情况，以确定自车待通行区域的行驶车道的车道边界和路障的障碍边界，便于后续判断该路障是否为自车能够绕开通行的障碍物，从而保证自车在行驶车道的行驶安全。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述定位信息包括车体位置；所述根据所述边界线信息和所述障碍物信息，生成自车在行驶车道内的路径规划方案，具体包括：根据所述车体位置、所述车道边界和所述障碍边界，确定所述障碍物沿行驶车道的方向的第一位置和第二位置；根据所述第一位置、所述第二位置和所述车道边界，得到所述第一位置对应的第一横向距离以及所述第二位置对应的第二横向距离；若所述第一横向距离大于所述第二横向距离，确定自车在行驶车道中偏移所述障碍物的方向。

根据上述技术手段，本申请实施例能够判断进入行驶车道的路障为防护设施或其他自车绕开在行驶车道继续通行的障碍物，从而确定自车无需变道即可继续行驶，避免自车偏离车道绕开障碍物导致存在安全隐患的情况。在判断路障为障碍物后，实时探测自车前方一定距离的探测间距两端的横向距离，自车在行驶车道中行驶时，根据第一横向距离和第二横向距离的大小进行路径规划，以使自车行驶到行驶车道上第一位置、第二位置时绕开障碍物行驶，且保证自车不会偏离行驶车道，提高了自车的行车安全性。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述若所述第一横向距离小于所述第二横向距离，确定自车在行驶车道中朝向背离障碍物的方向偏移，之后还包括：对自车在行驶车道的所述车体位置、所述车道边界和所述障碍边界分别进行更新，得到更新后的车体当前位置、车道当前边界和障碍当前边界；根据所述车体当前位置、所述车道当前边界和所述障碍当前边界，确定所述障碍物沿行驶车道的方向的第三位置和第四位置；根据所述第三位置、所述第四位置和所述车道边界，得到所述第三位置对应的第三横向距离以及所述第四位置对应的第四横向距离；若所述第三横向距离小于所述第四横向距离，确定自车在行驶车道中朝向所述障碍物存在的一侧方向。

根据上述技术手段，本申请实施例的自车在按照障碍物出现或障碍物进入行驶车道区域增加时制定的路径规划方案行驶后，再次制定障碍区消失或障碍物进入行驶车道区域减小时的路径规划方式，也就是说路径规划方案根据自车探测前方的距离实时进行调整，以确保自车绕过障碍物并在车道内行驶，从而不偏离原本车道，降低安全隐患，提高了行车安全性。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述若所述第一横向距离大于所述第二横向距离，确定自车在行驶车道中朝向背离所述障碍物的方向偏移，具体包括：计算所述第一横向距离和所述第二横向距离的差值；根据所述第一位置、所述第二位置和所述差值，确定自车在行驶车道中偏移所述障碍物的方向的偏移量。

根据上述技术手段，本申请实施例可以确定自车在行驶车道中需要控制方向盘的偏移量，以保证自车在到达行驶车道第一位置之前进行方向偏转，避免与障碍物碰撞，使得自车避让障碍物的同时保证自车不偏离行驶车道。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述当前道路信息还包括位于自车旁侧的同向车道内的旁车的旁车位置、旁车方向、旁车车速；所述可通行区域避障的路径规划方法还包括：根据所述离散点集合和所述地图车道，筛选出位于行驶车道旁侧的同向车道内的旁车的动态点集合；根据所述动态点集合，得到同向车道内的旁车的旁车位置、旁车方向和旁车车速；根据所述旁车位置、所述旁车方向和所述旁车车速，生成旁车的预测轨迹；获取自车的当前车速，并根据自车的所述车体位置、所述当前车速、所述偏移量以及旁车的所述预测轨迹，确定自车在行驶车道中偏移所述障碍物的方向时的规划车速。

根据上述技术手段，本申请实施例能够对同向车道中的车辆轨迹进行推测，从而便于后续路径规划中自车车速的变化调整，以防止避让障碍物时的自车与同向车辆发生碰撞的情形，提高了自车的行车安全性；考虑到同向车道的旁车方向、车速及位置，预测旁车在横向经过障碍物时的位置和时间，并根据自车当前车速判断速度不变时是否会与旁车产生影响，从而确定自车速度变化情况，以保证自车避让障碍物、不偏离行驶车道，以及不会与同向车道的旁车产生安全隐患，从而提高了自车行车安全性。

本申请第二方面实施例提供一种可通行区域避障的路径规划系统，所述可通行区域避障的路径规划系统包括：数据采集模块，用于获取自车行驶路线中的环境信息和地图信息；信息匹配模块，用于将所述环境信息与所述地图信息进行匹配，得到自车行驶路线中的当前道路信息，其中，所述当前道路信息包括自车在行驶车道的边界线信息以及位于行驶车道中的障碍物信息；路径生成模块，用于若根据所述障碍物信息确定在行驶车道中存在障碍物，根据所述边界线信息和所述障碍物信息，生成自车在行驶车道内的路径规划方案；避障行驶模块，用于控制自车按照所述路径规划方案行驶，以在行驶车道中避让所述障碍物。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述数据采集模块包括：点云处理单元、地图获取单元；其中，点云处理单元，用于接收自车传感器采集的点云数据，并对所述点云数据进行处理，得到自车行驶路线中的道路边缘的离散点集合。地图获取单元，用于获取自车的行驶轨迹和定位信息，并根据所述行驶轨迹和所述定位信息，生成自车行驶路线中的地图车道。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述信息匹配模块包括：目标筛选单元和边界确定单元；其中，目标筛选单元，用于根据所述离散点集合和所述地图车道，筛选出行驶车道中的待通行区域的目标点集合和目标车道；边界确定单元，用于根据所述目标点集合和所述目标车道，确定自车在行驶车道的车道边界和障碍边界。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述定位信息包括车体位置；所述路径生成模块包括：位置确定单元、距离计算单元和路径规划单元；其中，位置确定单元，用于根据所述车体位置、所述车道边界和所述障碍边界，确定所述障碍物沿行驶车道的方向的第一位置和第二位置；距离计算单元，用于根据所述第一位置、所述第二位置和所述车道边界，得到所述第一位置对应的第一横向距离以及所述第二位置对应的第二横向距离；路径规划单元，用于若所述第一横向距离大于所述第二横向距离，确定自车在行驶车道中偏移所述障碍物的方向。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述可通行区域避障的路径规划系统还包括信息更新单元、位置当前确定单元、距离当前计算单元和路径当前规划单元；所述信息更新单元，用于对自车在行驶车道的所述车体位置、所述车道边界和所述障碍边界分别进行更新，得到更新后的车体当前位置、车道当前边界和障碍当前边界；所述位置当前确定单元，用于根据所述车体当前位置、所述车道当前边界和所述障碍当前边界，确定所述障碍物沿行驶车道的方向的第三位置和第四位置；所述距离当前计算单元，用于根据所述第三位置、所述第四位置和所述车道边界，得到所述第三位置对应的第三横向距离以及所述第四位置对应的第四横向距离；所述路径当前规划单元，用于若所述第三横向距离小于所述第四横向距离，确定自车在行驶车道中朝向所述障碍物存在的一侧方向。可选地，在本申请的一个实施例中，所述路径规划单元包括：差值计算子单元和偏移设计子单元；其中，所述差值计算子单元，用于计算所述第一横向距离和所述第二横向距离的差值；所述偏移设计子单元，用于根据所述第一位置、所述第二位置和所述差值，确定自车在行驶车道中偏移所述障碍物的方向的偏移量；可选地，在本申请的一个实施例中，所述当前道路信息还包括位于自车旁侧的同向车道内的旁车的旁车位置、旁车方向和旁车车速；所述可通行区域避障的路径规划系统还包括旁车确定单元、旁车位置单元、旁车预测单元和速度规划单元；其中，所述旁车确定单元，用于根据所述离散点集合和所述地图车道，筛选出位于行驶车道旁侧的同向车道内的旁车的动态点集合；所述旁车位置单元，用于根据所述动态点集合，得到同向车道内的旁车的旁车位置、旁车方向和旁车车速；所述旁车预测单元，用于根据所述旁车位置、所述旁车方向和所述旁车车速，生成旁车的预测轨迹；所述速度规划单元，用于获取自车的当前车速，并根据自车的所述车体位置、所述当前车速、所述偏移量以及旁车的所述预测轨迹，确定自车在行驶车道中偏移所述障碍物的方向时的规划车速。

本申请第三方面实施例提供一种车辆，所述车辆包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的路径规划程序，所述路径规划程序被所述处理器执行时实现如上述实施例所述的可通行区域避障的路径规划方法的步骤。

本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有路径规划程序，所述路径规划程序被处理器执行时实现如上述实施例所述的可通行区域避障的路径规划方法的步骤。

本申请的有益效果：

（1）本申请实施例能够判断进入行驶车道的路障为防护设施或其他自车绕开在行驶车道继续通行的障碍物，从而确定自车无需变道即可继续行驶，避免自车偏离车道绕开障碍物导致存在安全隐患的情况。在判断路障为障碍物后，实时探测自车前方一定距离的探测间距两端的横向距离，自车在行驶车道中行驶时，根据第一横向距离和第二横向距离的大小进行路径规划，以使自车行驶到行驶车道上第一位置、第二位置时绕开障碍物行驶，且保证自车不会偏离行驶车道，提高了自车的行车安全性。

（2）本申请实施例的自车在按照障碍物出现或障碍物进入行驶车道区域增加时制定的路径规划方案行驶后，再次制定障碍区消失或障碍物进入行驶车道区域减小时的路径规划方式，也就是说路径规划方案根据自车探测前方的距离实时进行调整，以确保自车绕过障碍物并在车道内行驶，从而不偏离原本车道，降低安全隐患，提高了行车安全性。

（3）本申请实施例能够对同向车道中的车辆轨迹进行推测，从而便于后续路径规划中自车车速的变化调整，以防止避让障碍物时的自车与同向车辆发生碰撞的情形，提高了自车的行车安全性。考虑到同向车道的旁车方向、车速及位置，预测旁车在横向经过障碍物时的位置和时间，并根据自车当前车速判断速度不变时是否会与旁车产生影响，从而确定自车速度变化情况，以保证自车避让障碍物、不偏离行驶车道，以及不会与同向车道的旁车产生安全隐患，从而提高了自车行车安全性。

（4）本申请实施例可以识别自车在行驶车道中自车能够在行驶车道绕开行驶的障碍物，并相应制定的路径规划方案，从而按照路径规划方案控制自车在行驶车道中避让障碍物行驶，能够有效避免车辆在遇到障碍物时偏离车道，保证自车不偏离原本行驶车道绕开障碍物行驶，从而不会与旁侧的同向车道内的车辆产生影响，提高了行车安全性。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本申请可通行区域避障的路径规划方法的较佳实施例的流程图；

图2是本申请可通行区域避障的路径规划方法的较佳实施例中自车和目标车辆同时往中间车道进行变道的示意图；

图3是本申请路径规划系统的较佳实施例的结构示意图；

图4为本申请车辆的较佳实施例的结构示意图。

其中，10-路径规划系统；100-数据采集模块、200-信息匹配模块、300-路径生成模块、400-避障行驶模块；501-存储器、502-处理器、503-通信接口。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在自动驾驶车辆的行驶过程中，遇到路面上的障碍物时，需要通过路径规划的方式来避让障碍物，确保车辆的安全行驶。现有的路径规划方案通常采取变道的方式进行避障，然而，在道路两侧设置的护栏是特殊障碍物时，车辆需要绕开障碍物行驶，但是又不能偏离车道，否则会对行车安全造成威胁。可以理解的是，该障碍物可以是如护栏等的防护设施，在行驶车道设置护栏的作用是安全防护，并非是为了限制车辆在行驶车道中行进，反而如果自动驾驶车辆为了避让障碍物而换道时，容易产生安全隐患；障碍物不限于护栏等防护设施，也可以是其他不影响车辆在行驶车道前进的障碍物，即能够在行驶车道中绕开继续行驶的普通障碍物。

下面参考附图描述本申请实施例的可通行区域避障的路径规划方法、系统及车辆。针对上述背景技术中提到的相关技术中障碍物出现在自车所在行驶车道时，常规的路径规划通常采用变道方式，不能约束自车换道导致行车安全性有待提高的问题，本申请提供了一种可通行区域避障的路径规划方法，在该方法中，可以识别自车在行驶车道中自车能够在行驶车道绕开行驶的障碍物，并相应制定的路径规划方案，从而按照路径规划方案控制自车在行驶车道中避让障碍物行驶，能够有效避免车辆在遇到障碍物时偏离车道，保证自车不偏离原本行驶车道绕开障碍物行驶，从而不会与旁侧的同向车道内的车辆产生影响，提高了行车安全性。由此，解决了相关技术中障碍物出现在自车所在行驶车道时，常规的路径规划通常采用变道方式，不能约束自车换道导致行车安全性有待提高的技术问题。

本申请实施例中，自车在行驶车道中行驶过程中，将自车采集的信息与高精度地图车道相匹配，得到在行驶车道和同向车道的实时信息（探测自车前方一定距离，还可包括自车后方一定距离），其中与行驶车道相邻的同向车道中的其他车辆和自车的行驶方向相同，如果实时信息中识别到能够在行驶车道绕开行驶的障碍物（如特殊障碍物护栏或普通障碍物），根据自车位置和行驶车道的待通行区域来制定路径规划方案，使得控制自车方向盘在待通行区域中偏移避让障碍物行驶，并且能够在背离障碍物偏移后回正方向继续行驶，避免影响同向车道内的车辆行驶，提高了行车避让安全性。

具体而言，图1为本申请实施例所提供的一种可通行区域避障的路径规划方法的流程示意图。

如图1所示，该可通行区域避障的路径规划方法包括以下步骤：

在步骤S101中，获取自车行驶路线中的环境信息和地图信息。

需要说明的是，本申请实施例的路径规划系统工作场景是自车在行驶车道行驶过程中，且行驶车道相邻有同向车道，同向车道内可以行驶的车辆与自车均沿地图车道方向前进；如图2所示，自车为Ego car，自车所在车道为行驶车道，相邻的为同向车道，同向车道内可行驶有车辆。

在一种实现方式中，所述环境信息为离散点集合，所述地图信息为地图车道；自车在行驶车道内行驶过程中，通过自车的车载传感器对车道方向预设高度范围内前后左右等多方位的车道和路障进行环境感知，也就是设置在自车周侧的车载传感器采集行驶车道、同向车道及位于行驶车道内的路障对应的点云数据（路障包括自车在行驶车道能绕开通行的障碍物、自车无法在本车道避让通行的阻碍物），路径规划系统接收自车传感器采集的点云数据（对应行驶车道、同向车道及位于行驶车道内路障），并对所述点云数据进行处理，得到自车行驶路线中的道路边缘（如障碍物进入行驶车道中的边缘、行驶车道的边缘）的离散点集合；获取自车的行驶轨迹和定位信息（通过如车辆GPS定位系统获取），并根据所述行驶轨迹和所述定位信息，生成自车行驶路线中的地图车道（该地图车道为高精度地图，能够精准识别行驶车道、同向车道的车道线位置、车道宽度、车道方向）。

进一步，通过车载传感器进行环境感知，也就是通过自车上设置的如摄像头、激光雷达、毫米波雷达中的至少一种传感器感知车辆周围的环境，首先第一次筛选出高度高于地平线预定高度的点云，生成包括道路和障碍物的点云数据，通过深度学习等算法对点云数据进行分割和训练生成包括行驶车道、同向车道及行驶车道中路障对应的离散点集合。

进一步，可以使用4D毫米波雷达，探测范围更广且能够实现障碍物在高度上的区分，且XYZ的三坐标障碍物位置输出模式，便于车辆能够分辨护栏等防护设施。

也就是说，本申请实施例能够在自车行驶车道行驶时获取包括道路边缘（即行驶车道、同向车道及行驶车道中路障）的离散点集合，配合获取的高精度地图车道，便于后续可以对离散点集合筛选出可通行区域的点云集，以及对路障进行判断是否为障碍物（能够使自车在本车道绕开通行）进行分析。

在步骤S102中，将所述环境信息与所述地图信息进行匹配，得到自车行驶路线中的当前道路信息，其中，所述当前道路信息包括自车在行驶车道的边界线信息以及位于行驶车道中的障碍物信息。

在一种实现方式中，所述边界线信息包括车道边界，所述障碍物信息包括障碍边界；根据所述离散点集合和所述地图车道，进行环境重构，将自车周围（传感器能够采集到的最远位置至自车）的环境重构为环境模型，该环境模型包括道路模型（行驶车道及同向车道的道路和边界）和路障模型，基于重构环境模型，通过FreeSpace生成算法，生成待通行区域（可行驶区域FreeSpace离散的障碍物点数据集合，自车坐标系的点集，位于自车前方包括行驶车道及同向车道预设距离范围内的区域，如图2右半部分纵向距离S内的区域），筛选出行驶车道中的待通行区域的目标点集合（即图2中所有的有效fs点）和目标车道（即自车前方预设距离范围的行驶车道和同向车道），也就是说，对离散点集合进行筛选，得到行驶车道中待通行区域的目标点集合，并根据目标点集合对地图车道进行筛选，得到目标车道；然后根据所述目标点集合和所述目标车道，确定自车在行驶车道的车道边界和所述障碍物的障碍边界，从而能够判断对应车道边界与障碍边界的距离是否能够允许自车（具有一定宽度）通行。

进一步，将第一次筛选后的点云与高精度地图中行驶车道的水平范围进行比对，再二次筛选出水平坐标位于行驶车道内的障碍物点云，对二次筛选后的障碍物点云中，与地图车道中行驶车道进行对比，进入行驶车道中的障碍物点云进行标记，对标记后的障碍物点云进行融合，得到行驶车道中的路障。通过第一次筛选和第二次筛选在高度上对障碍物进行初步筛选，利用高精度地图数据形成道路范围的匹配。

需要说明的是，本申请实施例将环境信息与地图信息进行精准匹配后，能够得到行驶车道和同向车道实时的道路情况（车道、路障），以确定自车待通行区域的行驶车道的车道边界和路障的障碍边界，便于后续判断该路障是否为自车能够绕开通行的障碍物，从而保证自车在行驶车道的行驶安全。

在一种实现方式中，所述当前道路信息还包括位于自车旁侧的同向车道内的旁车的旁车位置、旁车方向、旁车车速，也就是能够识别待通行区域中同向车道的车辆行驶情况；根据所述离散点集合和所述地图车道，将第一次筛选后的点云与高精度地图中行驶车道的水平范围进行比对，再二次筛选出水平坐标位于同向车道内的旁车点云，对二次筛选后的旁车点云中，与自车的相对速度低于本车辆实际车速的障碍物点云进行标记，通过障碍物和本车之间的相对速度，与本车车速之间进行对比，来排除其他驾驶中的车辆，筛选出位于行驶车道旁侧的同向车道内的旁车的动态点集合；根据所述动态点集合，对标记后的障碍物点云进行融合，也就是将坐标处于横纵向预定范围内、且速度相同障碍物点云进行融合得到旁车，对旁车进行推算与自车的相对速度和其中心，并对连续预定帧数中，旁车的加速度进行测算，得到同向车道内的旁车的旁车位置、旁车行驶方向和旁车车速。

需要说明的是，本申请实施例能够对同向车道中的车辆轨迹进行推测，从而便于后续路径规划中自车车速的变化调整，以防止避让障碍物时的自车与同向车辆发生碰撞的情形，提高了自车的行车安全性。

在步骤S103中，若根据所述障碍物信息确定在行驶车道中存在障碍物，根据所述边界线信息和所述障碍物信息，生成自车在行驶车道内的路径规划方案。

可以理解的是，基于FreeSpace路径规划，在生成的FreeSpace中，利用路径规划算法，生成可行驶路径，横向规划车辆将要行驶的轨迹，按该轨迹行驶。

在一种实现方式中，将路障与防护设施（如护栏）进行比对，确定所述路障为障碍物；或，若行驶车道的车道边界与路障的障碍边界之间的距离大于预设宽度（大于自车的宽度，如1.2倍车宽）时，确定所述路障为障碍物。

需要说明的是，本申请实施例能够判断进入行驶车道的路障为防护设施（如护栏）或其他自车绕开在行驶车道继续通行的障碍物，从而确定自车无需变道即可继续行驶，避免自车偏离车道绕开障碍物导致存在安全隐患的情况。

在一种实现方式中，所述定位信息包括车体位置；根据所述车体位置、所述车道边界和所述障碍边界，确定所述障碍物沿行驶车道的方向的第一位置和第二位置；根据所述第一位置、所述第二位置和所述车道边界，得到所述第一位置对应的第一横向距离以及所述第二位置对应的第二横向距离；若所述第一横向距离大于所述第二横向距离，确定自车在行驶车道中偏离所述障碍物的方向。

具体的，在判断出路障为障碍物后，沿自车行驶车道的方向（如图2纵向上方，即前方），确定车道边界上的第一位置（该第一位置可以再车道边界上或者障碍边界上）和障碍边界第二位置（第二位置在第一位置前方），且第一位置与第二位置的纵向距离为设定的探测间距，在障碍边界或车道边界的第一位置对应行驶车道的车道边界的位置与第一位置的距离为第一横向距离（与行驶车道方向垂直），在第二位置对应行驶车道的车道边界的位置与第二位置的距离为第二横向距离，在判断第一横向距离大于第二横向距离时，说明此时自车前方刚出现障碍物或障碍物进入行驶车道的区域增大，从而确定路径规划方案为自车在行驶车道中朝向背离所述障碍物的方向偏移，以使自车在经过该障碍物第一位置和第二位置时绕开障碍物行驶。

也就是说，在判断路障为障碍物后，实时探测自车前方一定距离的探测间距两端的横向距离（第一横向距离、第二横向距离），自车在行驶车道中行驶时，根据第一横向距离和第二横向距离的大小进行路径规划，以使自车行驶到行驶车道上第一位置、第二位置时绕开障碍物行驶，且保证自车不会偏离行驶车道，提高了自车的行车安全性。

在一种实现方式中，计算所述第一横向距离和所述第二横向距离的差值；根据所述第一位置、所述第二位置和所述差值，确定自车在行驶车道中偏移所述障碍物的方向的偏移量。

进一步，在确定第一横向距离大于第二横向距离后，计算两个横向距离的差值，然后根据自车当前车体位置、差值、第一位置和第二位置，来确定自车在行驶车道中需要控制方向盘的偏移量，以保证自车在到达行驶车道第一位置之前进行方向偏转，避免与障碍物碰撞，使得自车避让障碍物的同时保证自车不偏离行驶车道。

在一种实现方式中，根据所述旁车位置、所述旁车方向和所述旁车车速，生成旁车的预测轨迹；获取自车的当前车速，并根据自车的所述车体位置、所述当前车速、所述偏移量以及旁车的所述预测轨迹，确定自车在行驶车道中偏移所述障碍物的方向时的规划车速。

具体的，在识别到同向车道行驶有车辆（旁车），且确定该旁车位置、旁车方向（车头方向）和旁车车速后，形成旁车的预测轨迹，判断旁车横向经过行驶车道障碍物时的时间和位置，在自车当前车速下偏移避让障碍物时是否可能与旁车产生影响，若确定可能产生影响后，控制自车车速减慢。

也就是说，考虑到同向车道的旁车方向、车速及位置，预测旁车在横向经过（在同向车道正常行驶，且与行驶车道垂直方向通过）障碍物时的位置和时间，并根据自车当前车速判断速度不变时是否会与旁车产生影响（即两车距离较近），从而确定自车速度变化情况（自车车速不变或减速），以保证自车避让障碍物、不偏离行驶车道，以及不会与同向车道的旁车产生安全隐患，从而提高了自车行车安全性。

在一种实现方式中，对自车在行驶车道的所述车体位置、所述车道边界和所述障碍边界分别进行更新，得到更新后的车体当前位置、车道当前边界和障碍当前边界；根据所述车体当前位置、所述车道当前边界和所述障碍当前边界，确定所述障碍物沿行驶车道的方向的第三位置和第四位置；根据所述第三位置、所述第四位置和所述车道边界，得到所述第三位置对应的第三横向距离以及所述第四位置对应的第四横向距离；若所述第三横向距离小于所述第四横向距离，确定自车在行驶车道中朝向所述障碍物存在的一侧方向。

具体的，在经过障碍物进入行驶车道横向距离最大的位置后，需要控制自车方向回正以及回正偏移，使得自车与避让障碍物之前的路径基本相同，需要注意回正的时间点可实时回正（对应自车实时偏离）或者继续驶离障碍物之后再进行一次回正。

在判断出路障为障碍物后，沿自车行驶车道的方向（如图2纵向上方，即前方），确定障碍边界上的第三位置和障碍边界第四位置（第四位置在第三位置前方，该第四位置可以再车道边界上或者障碍边界上），且第三位置与第四位置的纵向距离为设定的探测间距，在障碍边界的第三位置对应行驶车道的车道边界的位置与第三位置的距离为第三横向距离，在第四位置对应行驶车道的车道边界或障碍边界的位置与第四位置的距离为第四横向距离，在判断第三横向距离小于第四横向距离时，说明此时自车前方障碍物消失或障碍物进入行驶车道的区域减小，从而确定路径规划方案为自车在行驶车道中朝向所述障碍物出现的一侧方向偏移，以使自车在经过该障碍物第三位置和第四位置时绕开障碍物行驶，且保证自车与同向车道之间的横向距离减少，进而保证自车行驶安全。

可以理解的是，本实施例中所述第二位置与所述第一位置的纵向距离等于所述第四位置与所述第三位置的纵向距离（该纵向距离就是设定的探测间距）。

需要说明的是，本申请实施例的自车在按照障碍物出现或障碍物进入行驶车道区域增加时制定的路径规划方案行驶后，再次制定障碍区消失或障碍物进入行驶车道区域减小时的路径规划方式，也就是说路径规划方案根据自车探测前方的距离实时进行调整，以确保自车绕过障碍物（如护栏）并在车道内行驶，从而不偏离原本车道，降低安全隐患，提高了行车安全性。

在步骤S104中，控制自车按照所述路径规划方案行驶，以在行驶车道中避让所述障碍物。

可以理解的是，在自车每次确定路径规划方案后，自车按照路径规划方案控制自车车速和方向盘偏转，在自车需要经过一个障碍物的过程中，至少需要制定两次路径规划方案，即方向偏移避让障碍物以及方向回正的过程，确保自车在行驶车道中的行车安全。

综上，本申请实施例可以识别自车在行驶车道中自车能够在行驶车道绕开行驶的障碍物，并相应制定的路径规划方案，从而按照路径规划方案控制自车在行驶车道中避让障碍物行驶，能够有效避免车辆在遇到障碍物时偏离车道，保证自车不偏离原本行驶车道绕开障碍物行驶，从而不会与旁侧的同向车道内的车辆产生影响，提高了行车安全性。

其次参照附图描述根据本申请实施例提出的路径规划系统。

图3是本申请实施例的路径规划系统的方框示意图。

如图3所示，该路径规划系统10包括：数据采集模块100、信息匹配模块200、路径生成模块300和避障行驶模块400。

具体地，数据采集模块100，用于获取自车行驶路线中的环境信息和地图信息；

信息匹配模块200，用于将所述环境信息与所述地图信息进行匹配，得到自车行驶路线中的当前道路信息，其中，所述当前道路信息包括自车在行驶车道的边界线信息以及位于行驶车道中的障碍物信息；

路径生成模块300，用于若根据所述障碍物信息确定在行驶车道中存在障碍物，根据所述边界线信息和所述障碍物信息，生成自车在行驶车道内的路径规划方案；

避障行驶模块400，用于控制自车按照所述路径规划方案行驶，以在行驶车道中避让所述障碍物。

可选地，在本申请的一个实施例中，数据采集模块100包括：点云处理单元、地图获取单元。

其中，点云处理单元，用于接收自车传感器采集的点云数据，并对所述点云数据进行处理，得到自车行驶路线中的道路边缘的离散点集合。

地图获取单元，用于获取自车的行驶轨迹和定位信息，并根据所述行驶轨迹和所述定位信息，生成自车行驶路线中的地图车道。

可选地，在本申请的一个实施例中，信息匹配模块200包括：目标筛选单元和边界确定单元。

其中，目标筛选单元，用于根据所述离散点集合和所述地图车道，筛选出行驶车道中的待通行区域的目标点集合和目标车道。

边界确定单元，用于根据所述目标点集合和所述目标车道，确定自车在行驶车道的车道边界和障碍边界。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述定位信息包括车体位置；路径生成模块300包括：位置确定单元、距离计算单元和路径规划单元。

其中，位置确定单元，用于根据所述车体位置、所述车道边界和所述障碍边界，确定所述障碍物沿行驶车道的方向的第一位置和第二位置。

距离计算单元，用于根据所述第一位置、所述第二位置和所述车道边界，得到所述第一位置对应的第一横向距离以及所述第二位置对应的第二横向距离。

路径规划单元，用于若所述第一横向距离大于所述第二横向距离，确定自车在行驶车道中偏移所述障碍物的方向。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述可通行区域避障的路径规划系统还包括信息更新单元、位置当前确定单元、距离当前计算单元和路径当前规划单元；

其中，所述信息更新单元，用于对自车在行驶车道的所述车体位置、所述车道边界和所述障碍边界分别进行更新，得到更新后的车体当前位置、车道当前边界和障碍当前边界；

所述位置当前确定单元，用于根据所述车体当前位置、所述车道当前边界和所述障碍当前边界，确定所述障碍物沿行驶车道的方向的第三位置和第四位置；

所述距离当前计算单元，用于根据所述第三位置、所述第四位置和所述车道边界，得到所述第三位置对应的第三横向距离以及所述第四位置对应的第四横向距离；

所述路径当前规划单元，用于若所述第三横向距离小于所述第四横向距离，确定自车在行驶车道中朝向所述障碍物存在的一侧方向。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述路径规划单元包括：差值计算子单元和偏移设计子单元；

其中，差值计算子单元，用于计算所述第一横向距离和所述第二横向距离的差值；

偏移设计子单元，用于根据所述第一位置、所述第二位置和所述差值，确定自车在行驶车道中偏移所述障碍物的方向的偏移量。可选地，在本申请的一个实施例中，所述当前道路信息还包括位于自车旁侧的同向车道内的旁车的旁车位置、旁车方向和旁车车速；所述可通行区域避障的路径规划系统还包括旁车确定单元、旁车位置单元、旁车预测单元和速度规划单元；

其中，旁车确定单元，用于根据所述离散点集合和所述地图车道，筛选出位于行驶车道旁侧的同向车道内的旁车的动态点集合；

旁车位置单元，用于根据所述动态点集合，得到同向车道内的旁车的旁车位置、旁车行驶方向和旁车车速；

旁车预测单元，用于根据所述旁车位置、所述旁车方向和所述旁车车速，生成旁车的预测轨迹

速度规划单元，用于获取自车的当前车速，并根据自车的所述车体位置、所述当前车速、所述偏移量以及旁车的所述预测轨迹，确定自车在行驶车道中偏移所述障碍物的方向时的规划车速。

需要说明的是，前述对可通行区域避障的路径规划方法实施例的解释说明也适用于该实施例的路径规划系统，此处不再赘述。

根据本申请实施例提出的路径规划系统，可以识别自车在行驶车道中自车能够在行驶车道绕开行驶的障碍物，并相应制定的路径规划方案，从而按照路径规划方案控制自车在行驶车道中避让障碍物行驶，能够有效避免车辆在遇到障碍物时偏离车道，保证自车不偏离原本行驶车道绕开障碍物行驶，从而不会与旁侧的同向车道内的车辆产生影响，提高了行车安全性。

由此，解决了相关技术中障碍物出现在自车所在行驶车道时，常规的路径规划通常采用变道方式，不能约束自车换道导致行车安全性有待提高的技术问题。

图4为本申请实施例提供的车辆的结构示意图。该车辆可以包括：

存储器501、处理器502及存储在存储器501上并可在处理器502上运行的计算机程序。

处理器502执行程序时实现上述实施例中提供的可通行区域避障的路径规划方法。

进一步地，车辆还包括：

通信接口503，用于存储器501和处理器502之间的通信。

存储器501，用于存放可在处理器502上运行的计算机程序。

存储器501可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。

如果存储器501、处理器502和通信接口503独立实现，则通信接口503、存储器501和处理器502可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构（Industry Standard Architecture，简称为ISA）总线、外部设备互连（PeripheralComponent，简称为PCI）总线或扩展工业标准体系结构（Extended IndustryStandardArchitecture，简称为EIS）总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选地，在具体实现上，如果存储器501、处理器502及通信接口503，集成在一块芯片上实现，则存储器501、处理器502及通信接口503可以通过内部接口完成相互间的通信。

处理器502可能是一个中央处理器（Central Processing Unit，简称为CPU），或者是特定集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称为ASIC），或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的可通行区域避障的路径规划方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读存储介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读存储介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读存储介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或N个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读存储介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，N个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

Claims (10)

1.一种可通行区域避障的路径规划方法，其特征在于，所述可通行区域避障的路径规划方法包括：

获取自车行驶路线中的环境信息和地图信息；

将所述环境信息与所述地图信息进行匹配，得到自车行驶路线中的当前道路信息，其中，所述当前道路信息包括自车在行驶车道的边界线信息以及位于行驶车道中的障碍物信息；

若根据所述障碍物信息确定在行驶车道中存在障碍物，根据所述边界线信息和所述障碍物信息，生成自车在行驶车道内的路径规划方案；

控制自车按照所述路径规划方案行驶，以在行驶车道中避让所述障碍物。

2.根据权利要求1所述的可通行区域避障的路径规划方法，其特征在于，

所述获取自车行驶路线中的环境信息和地图信息，具体包括：

接收自车传感器采集的点云数据，并对所述点云数据进行处理，得到自车行驶路线中的道路边缘的离散点集合；

获取自车的行驶轨迹和定位信息，并根据所述行驶轨迹和所述定位信息，生成自车行驶路线中的地图车道。

3.根据权利要求2所述的可通行区域避障的路径规划方法，其特征在于，

所述将所述环境信息与所述地图信息进行匹配，得到自车行驶路线中的当前道路信息，具体包括：

根据所述离散点集合和所述地图车道，筛选出行驶车道中的待通行区域的目标点集合和目标车道；

根据所述目标点集合和所述目标车道，确定自车在行驶车道的车道边界和障碍边界。

4.根据权利要求3所述的可通行区域避障的路径规划方法，其特征在于，所述定位信息包括车体位置；

所述根据所述边界线信息和所述障碍物信息，生成自车在行驶车道内的路径规划方案，具体包括：

根据所述车体位置、所述车道边界和所述障碍边界，确定所述障碍物沿行驶车道的方向的第一位置和第二位置；

根据所述第一位置、所述第二位置和所述车道边界，得到所述第一位置对应的第一横向距离以及所述第二位置对应的第二横向距离；

若所述第一横向距离大于所述第二横向距离，确定自车在行驶车道中偏移所述障碍物的方向。

5.根据权利要求4所述的可通行区域避障的路径规划方法，其特征在于，所述若所述第一横向距离小于所述第二横向距离，确定自车在行驶车道中朝向背离障碍物的方向偏移，之后还包括：

对自车在行驶车道的所述车体位置、所述车道边界和所述障碍边界分别进行更新，得到更新后的车体当前位置、车道当前边界和障碍当前边界；

根据所述车体当前位置、所述车道当前边界和所述障碍当前边界，确定所述障碍物沿行驶车道的方向的第三位置和第四位置；

根据所述第三位置、所述第四位置和所述车道边界，得到所述第三位置对应的第三横向距离以及所述第四位置对应的第四横向距离；

若所述第三横向距离小于所述第四横向距离，确定自车在行驶车道中朝向所述障碍物存在的一侧方向。

6.根据权利要求4所述的可通行区域避障的路径规划方法，其特征在于，所述若所述第一横向距离大于所述第二横向距离，确定自车在行驶车道中朝向背离所述障碍物的方向偏移，具体包括：

计算所述第一横向距离和所述第二横向距离的差值；

根据所述第一位置、所述第二位置和所述差值，确定自车在行驶车道中偏移所述障碍物的方向的偏移量。

7.根据权利要求6所述的可通行区域避障的路径规划方法，其特征在于，所述当前道路信息还包括位于自车旁侧的同向车道内的旁车的旁车位置、旁车方向和旁车车速；

所述可通行区域避障的路径规划方法还包括：

根据所述离散点集合和所述地图车道，筛选出位于行驶车道旁侧的同向车道内的旁车的动态点集合；

根据所述动态点集合，得到同向车道内的旁车的旁车位置、旁车方向和旁车车速；

根据所述旁车位置、所述旁车方向和所述旁车车速，生成旁车的预测轨迹；

获取自车的当前车速，并根据自车的所述车体位置、所述当前车速、所述偏移量以及旁车的所述预测轨迹，确定自车在行驶车道中偏移所述障碍物的方向时的规划车速。

8.一种可通行区域避障的路径规划系统，其特征在于，所述路径规划系统包括：

数据采集模块，用于获取自车行驶路线中的环境信息和地图信息；

信息匹配模块，用于将所述环境信息与所述地图信息进行匹配，得到自车行驶路线中的当前道路信息，其中，所述当前道路信息包括自车在行驶车道的边界线信息以及位于行驶车道中的障碍物信息；

路径生成模块，用于若根据所述障碍物信息确定在行驶车道中存在障碍物，根据所述边界线信息和所述障碍物信息，生成自车在行驶车道内的路径规划方案；

避障行驶模块，用于控制自车按照所述路径规划方案行驶，以在行驶车道中避让所述障碍物。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的路径规划程序，所述路径规划程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的可通行区域避障的路径规划方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有路径规划程序，所述路径规划程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的可通行区域避障的路径规划方法的步骤。