CN117755300A - 一种循迹倒车路径提取方法、装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种循迹倒车路径提取方法、装置、存储介质及电子设备，上述方法包括获取当前车辆的历史轨迹和可行驶区域，上述多边形的顶点坐标在车身坐标系下表示，基于上述历史轨迹生成参考线，根据上述参考线生成曲线坐标系，基于上述曲线坐标系，根据上述可行驶区域和上述当前车辆的后轴中心构建目标边界，根据上述目标边界，将上述循迹倒车路径生成问题建模成二次规划问题并求解，得到上述循迹倒车路径。本公开通过实时感知的可行驶区域和历史轨迹融合使用，得到循迹倒车路径的目标边界，不完全依赖于历史路径，能够随机应变从而提高安全性，基于上述目标边界，使用基于优化算法生成循迹倒车路径，计算时间少并且路径平滑保证舒适性。

Description

一种循迹倒车路径提取方法、装置、存储介质及电子设备

技术领域

本公开涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种循迹倒车路径提取方法、装置、存储介质及电子设备。

背景技术

自动驾驶技术已覆盖驾驶场景中的绝大多数，为了实现驾驶的完全自动化，一些辅助功能作为高阶自动驾驶功能的补充被开发出来。循迹倒车功能是一种辅助驾驶功能，通过记录倒车之前所走的道路，能够自动循迹倒回原来的位置，而无需驾驶者手动控制车辆的方向盘、油门和刹车。

目前的循迹倒车方案大多基于历史位置数据来生成倒车轨迹，控制模块根据上述倒车轨迹控制车辆自动倒车，这种方案只能沿原路返回，无法实现绕行障碍物的功能,一些使用图搜索方法得到倒车轨迹的方案对复杂环境和算法的计算需求较高，导致响应时间较长，存在安全性问题。

发明内容

为了解决上述提出的目前的循迹倒车方案安全性较低的技术问题，本公开提出了一种循迹倒车路径提取方法、装置、存储介质及电子设备，能够得到兼顾舒适性和安全性的路径，实现兼顾安全性和舒适性的循迹倒车。

本公开提供了一种循迹倒车路径提取方法，包括：

获取当前车辆的历史轨迹和可行驶区域，所述可行驶区域为封闭多边形，所述多边形的顶点坐标在车身坐标系下表示，所述车身坐标系为以所述当前车辆的后轴中心为原点的坐标系；

基于所述历史轨迹生成参考线，根据所述参考线生成曲线坐标系，所述参考线用于以循迹倒车路径的起点为原点，沿所述历史轨迹连向所述循迹倒车路径的终点；

基于所述曲线坐标系，根据所述可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心构建目标边界，所述目标边界用于表示所述循迹倒车路径的范围；

根据所述目标边界，将所述循迹倒车路径生成问题建模成二次规划问题；

求解所述二次规划问题，得到所述循迹倒车路径。

在进一步的实施例中，所述基于所述曲线坐标系，根据所述可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心构建目标边界，包括：

将所述可行驶区域的顶点坐标和所述车身坐标系的原点转换到所述曲线坐标系下表示；

根据所述可行驶区域的所述顶点坐标，确定第一边界点，所述第一边界点为临近所述循迹倒车路径的终点的顶点，用于表示所述当前车辆沿所述参考线向所述循迹倒车的终点方向可行驶的最远距离；

根据所述第一边界点和所述当前车辆的后轴中心，确定第二边界点，所述第二边界点为与所述第一边界点相邻的所述可行驶区域的顶点，并且所述第一边界点和所述第二边界点分别位于所述当前车辆的后轴中心的相对位置的两侧；

根据所述第一边界点和所述第二边界点重新构建所述可行驶区域；

根据所述重新构建的可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心，构建所述目标边界。

在进一步的实施例中，所述根据所述第一边界点和所述第二边界点重新构建所述可行驶区域，包括：

根据所述第一边界点和所述第二边界点，将所述可行驶区域的所述顶点分为第一顶点集合和第二顶点集合；

将各所述第一顶点依次连接，得到第一边界；

将所述第二顶点集合中满足预设条件的所述第二顶点剔除，将剩余的各所述第二顶点依次连接，得到第二边界，所述满足预设条件的所述第二顶点为所述当前车辆沿所述参考线向所述循迹倒车路径的终点方向可行驶的距离大于所述第二边界点的第二顶点；

将所述第一边界和所述第二边界连接，得到所述重新构建的所述可行驶区域。

在进一步的实施例中，所述根据所述重新构建的可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心，构建所述目标边界之前，包括：

根据所述第一边界点和所述第二边界点，确定目标距离，所述目标距离用于表示所述循迹倒车路径沿所述参考线向所述循迹倒车的终点方向可行驶的最远距离。

在进一步的实施例中，所述根据所述重新构建的可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心，构建所述目标边界,包括：

在所述当前车辆的后轴中心和所述目标距离之间等间距取采样点，得到采样点集合，所述采样点用于表示所述当前车辆沿所述参考线向所述循迹倒车的终点方向行驶的距离；

遍历所述采样点集合，基于所述采样点作垂直于所述参考线的直线，所述直线与所述第一边界和所述第二边界分别相交得到第一交点和第二交点，得到所述第一交点集合和第二交点集合，所述第一交点和所述第二交点用于表示所述当前车辆位于所述采样点位置时与所述参考线可行驶的横向偏移量的最大值和最小值；

根据所述第一交点集合和所述第二交点集合，得到所述目标边界。

在进一步的实施例中，所述根据所述第一交点集合和所述第二交点集合，得到所述目标边界，包括：

针对所述第一交点集合中的各所述第一交点，将所述第一交点的值与所述当前车辆的半车宽进行相加或相减，得到第一目标边界点；

针对所述第二交点集合中的各所述第二交点，将所述第二交点的值与所述当前车辆的半车宽进行相加或相减，得到第二目标边界点；

将各所述第一目标边界点连接得到第一目标边界，将各所述第二目标边界点连接得到第二目标边界，所述第一目标边界和所述第二目标边界共同构成所述目标边界。

在进一步的实施例中，所述将所述可行驶区域的顶点坐标和所述车身坐标系的原点转换到所述曲线坐标系下表示，包括：

将所述顶点坐标和所述车身坐标系的原点转换为与所述参考线上参考点的同一直角坐标系后，再将所述顶点坐标和所述车身坐标系的原点转换到所述曲线坐标系下,得到所述可行驶区域和所述当前车辆后轴中心在所述曲线坐标下的表示。

本公开还提供了一种循迹倒车路径提取装置，所述装置应用于上述的循迹倒车路径提取方法，包括：

获取模块，用于获取当前车辆的历史轨迹和可行驶区域，所述可行驶区域为封闭多边形，所述多边形的顶点坐标在车身坐标系下表示，所述车身坐标系为以所述当前车辆的后轴中心为原点的坐标系；

参考线生成模块，用于基于所述历史轨迹生成参考线，根据所述参考线生成曲线坐标系，所述参考线用于以循迹倒车路径的起点为原点，沿所述历史轨迹连向所述循迹倒车路径的终点；

目标边界构建模块，用于基于所述曲线坐标系，根据所述可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心构建目标边界，所述目标边界用于表示所述循迹倒车路径的范围；

循迹倒车路径生成模块：用于根据所述目标边界，将所述循迹倒车路径生成问题建模成二次规划问题；以及用于求解所述二次规划问题，得到所述循迹倒车路径。

本公开还提供了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中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现上述的循迹倒车路径提取方法。

本公开还提供了一种电子设备，其特征在于，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，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现上述的循迹倒车路径提取方法。

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，而非限制本公开。

实施本公开，具有以下有益效果：

本公开通过将实时感知的可行驶区域转换到根据历史轨迹生成的参考线的曲线坐标系上，结合可行驶区域和历史轨迹提取循迹倒车路径，可以帮助避免过于贴合历史轨迹而导致与障碍物或不可行驶区域的碰撞，保证循迹倒车的安全性，通过利用可行驶区域和根据历史轨迹生成的参考线来构建循迹倒车路径的边界，以所述边界作为约束条件并输入二次规划模型中，然后使用优化算法来求解该模型，生成平滑的循迹倒车路径，能够提供更好的控制体验和乘坐舒适性，并且采用基于优化的方法生成循迹倒车路径，相比于基于图搜索的方法，具有更高的计算效率，时间消耗可降至10-20ms，提高了系统的实时性，本公开还可以接入超声波测距传感器作为兜底方案，超声波传感器可以提供车辆周围的障碍物距离信息，以便在规划路径时进行有效的避让和碰撞预防，从而进一步保证安全性。同时，本公开采用的算法框架与城市行车规划算法相同，可以节省开发与维护的成本。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案和优点，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1示出根据本公开实施例的循迹倒车路径提取方法的流程示意图；

图2示出根据本公开实施例的构建目标边界的流程示意图；

图3示出根据本公开实施例的可行驶区域和当前车辆的后轴中心在参考线的曲线坐标系下的示意图；

图4示出根据本公开实施例的顶点坐标划分完成后的所述可行驶区域在所述曲线坐标系下的示意图；

图5示出根据本公开实施例的重新构建的可行驶区域和当前车辆的后轴中心在参考线的曲线坐标系下的示意图；

图6示出根据本公开实施例的在s＝sample_s时的可行驶区域的左右边界；

图7示出根据本公开实施例的循迹倒车路径的示意图；

图8示出根据本公开实施例的循迹倒车路径提取装置的结构框图。

其中，110-获取模块；120-参考线生成模块；130-目标边界构建模块；140-循迹倒车路径生成模块。

具体实施方式

下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出根据本公开实施例的循迹倒车路径提取方法的流程示意图，如图1，上述方法包括：

S101、获取当前车辆的历史轨迹和可行驶区域，所述可行驶区域为封闭多边形，所述多边形的顶点坐标在车身坐标系下表示，所述车身坐标系为以所述当前车辆的后轴中心为原点的坐标系。

所述历史轨迹可以通过激光雷达、摄像头记录或从导航系统中获取，所述可行驶区域可以通过激光雷达、高精度地图、GPS定位、车载传感器以及环视摄像头感知车辆周围的环境并生成。示例地，为获取更大范围的环境信息，本公开实施例中通过所述环视摄像头感知环境并生成可行驶区域，所述环视摄像头可以由四个主要摄像头组成，所述主要摄像头通常安装在当前车辆的正前方、正后方和两侧，每个摄像头都会覆盖一定的角度和范围，以确保全景视图的完整性，在一些实施例中，还可以安装额外的摄像头来提供更多的覆盖范围，例如，在后视镜下方或车顶上安装额外的摄像头来捕捉更广阔的视野。具体的，使用环视摄像头采集当前车辆周围的图像数据，所述图像数据中包括道路、行人、交通标志等信息，对采集到的图像进行图像增强、去噪、分割等处理步骤，使用图像处理算法和计算机视觉算法从所述处理后的图像中提取出道路线、车辆、障碍物等特征，所述图像处理算法可以是边缘检测、特征点提取等，据所述提取的特征，使用几何图形(如多边形、线段)或点云等形式来表示环境中的各个元素，如道路线、障碍物等，建立环境模型，基于所述环境模型，使用几何碰撞检测算法或基于点云的碰撞检测算法来判断车辆当前位置和轨迹是否与障碍物相交，从而确定车辆可行驶的区域，所述可行驶区域是一个封闭多边形，所述多边形的顶点按逆时针排序，顶点坐标在以当前车辆后轴中心为原点，车头方向为x轴，车身左侧为y轴的坐标系中表示。

可以理解的是，所述生成可行驶区域需要综合考虑多个因素，如光照条件、天气情况、路面状况等。由于环视摄像头的视野有限，有时候可能无法准确感知到障碍物，因此还需要结合其他传感器，如雷达和激光雷达，来提高所述可行驶区域的准确性，确保循迹倒车路径的安全性。示例地，本公开实施例中，为了保证最终的安全性，接入车载的超声波测距传感器信息为安全性兜底，所述超声波测距传感器可以用于辅助生成所述循迹倒车路径，以及当检测到障碍物距离过近时紧急停车。

需要注意的是，随着车辆的行驶，环境会发生变化，需要实时更新所述可行驶区域。本公开实施例中，当自车向前行进一段距离后自车的姿态会根据所述可行驶区域的边界进行调整，实时感知更新更准确的环境信息，生成实时的可行驶区域并且实时规划所述循迹倒车路径，保证了所述循迹倒车的安全性。在进一步的实施例中，可以使用连续图像处理技术，对连续的图像进行处理，生成实时的可行驶区域。

S102、基于所述历史轨迹生成参考线，根据所述参考线生成曲线坐标系，所述参考线用于以循迹倒车路径的起点为原点，沿所述历史轨迹连向所述循迹倒车路径的终点。

具体的，可以从所述历史轨迹中筛选出多个轨迹点，通过线性插值、样条插值或曲线拟合等技术，将所述多个轨迹点连接起来，形成光滑的参考线，需要注意的是，所述多个轨迹点应当能够代表当前车辆行驶过的路径，可以选择一些具有显著转折或变化的关键点。在一些实施例中，可以根据实际需求和可用的数据选择合适的方法和算法来生成所述参考线，还可以通过调整插值或拟合的阶数、平滑参数等进行参数的调整和优化，获得更符合实际的倒车参考线。所述参考线以循迹倒车的起始位置为起点，沿着历史轨迹连向所述循迹倒车的终点位置，能够指明所述循迹倒车路径的大致方向。

S103、基于所述曲线坐标系，根据所述可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心构建目标边界，所述目标边界用于表示所述循迹倒车路径的范围。

示例地，图2示出根据本公开实施例的构建目标边界的流程示意图，如图2所示，本公开实施例中构建目标边界的步骤包括：

S201、将所述可行驶区域的顶点坐标和所述车身坐标系的原点转换到所述曲线坐标系下表示。

可以理解的是，所述循迹倒车路径规划需要在所述参考线的坐标系下进行，使用所述曲线坐标系可以更好地描述所述参考线的路径，提供一种直观的参数化表示方法，因此，在构建所述循迹倒车路径的边界时，将所述可行驶区域和当前车辆的后轴中心转换到所述曲线坐标系下表示。

具体地，根据所述参考线上的参考点的直角坐标与所述顶点及所述车身坐标系的原点的直角坐标，可以分别计算出所述顶点坐标和所述车身坐标系的原点相对于所述参考线起点的横向偏移量和纵向偏移量，从而将所述顶点坐标和所述车身坐标系的原点转换到参考线上的同一直角坐标系内，通过坐标变换公式，可以将所述直角坐标系下的所述顶点坐标和所述车身坐标系的原点转换到所述曲线坐标系下表示，具体的坐标变换公式可能因具体的所述曲线坐标系定义而有所不同。在一些实施例中，还可以使用所述参考线的切线向量和法向量，将所述直角坐标系上的点映射到所述曲线坐标系上。

图3示出根据本公开实施例的可行驶区域和当前车辆的后轴中心在参考线的曲线坐标系下的示意图，如图3所示，在所述曲线坐标系中，所述参考线被分解为两个相互垂直的坐标轴：纵向偏移量(s轴)和横向偏移量(l轴)。其中，s轴表示相对于所述参考线起点的路径长度，l轴表示相对于所述参考线的横向偏移，adc_s表示当前车辆的后轴中心在所述曲线坐标系上的s分量，adc_l表示当前车辆的后轴中心在所述曲线坐标系上的l分量。

S202、根据所述可行驶区域的所述顶点坐标，确定第一边界点，本公开实施例中，所述第一边界点记为max_s，请参考图3，所述点max_s为所有顶点中s方向排在最前面的点，即临近所述循迹倒车路径的终点的顶点，所述点max_s在所述曲线坐标系上的s分量可以表示当前车辆沿所述参考线向所述循迹倒车的终点方向可行驶的最远距离。

S203、根据所述第一边界点和所述当前车辆的后轴中心，确定第二边界点，所述第二边界点为与所述第一边界点相邻的所述可行驶区域的顶点，并且所述第一边界点和所述第二边界点分别位于所述当前车辆的后轴中心的相对位置的两侧，示例地，如图3所示，本公开实施例中所述点max_s位于所述当前车辆的后轴中心相对位置的右侧，将所述点max_s记为right_max_s，选定所述点max_s的左侧相邻点为第二边界点，将所述第二边界点记为left_max_s，所述点right_max_s和所述点left_max_s分别位于当前车辆倒车前进方向的两侧；

S204、根据所述第一边界点和所述第二边界点重新构建所述可行驶区域。

首先，根据所述第一边界点和所述第二边界点，将所述可行驶区域的所有顶点分为第一顶点集合和第二顶点集合；

本公开实施例中，可以根据所述可行驶区域的所述顶点坐标，确定点min_s，如图3所示，所述点min_s为所有顶点中s方向排在最后的点，沿顺时针方向，将所述点min_s至点left_max_s之间的顶点划分为左侧顶点，沿逆时针方向，将所述点min_s至所述点right_max_s之间的顶点划分为右侧顶点，请参考图4，其示出了根据本公开实施例的顶点坐标划分完成后的所述可行驶区域在所述曲线坐标系下的示意图。需要注意的是，这里的顺时针和逆时针方向的划分是根据所述车身坐标系的设定来决定的,目的是将所述可行驶区域的所有顶点划分为在当前车辆前进方向左侧和右侧的顶点，以方便后面根据这些点的连线确定所述循迹倒车路径的边界，在其他的实施例中，还可以利用向量叉乘的性质来确定每个顶点相对于当前车辆前进方向的位置关系。

将各所述第一顶点依次连接，得到第一边界，本公开实施例中，所述第一边界即为所述可行驶区域的右边界；

将所述第二顶点集合中满足预设条件的所述第二顶点剔除，将剩余的各所述第二顶点依次连接，得到第二边界，本公开实施例中，所述第二边界即为所述可行驶区域的左边界。请参考图4，所述点right_max_s为s方向排在最前面的点，所述点right_max_s的s分量代表当前车辆沿参考线方向能达到的最远距离，即生成的所述循迹倒车路径应有将自车引向所述点right_max_s的趋势，由于左侧顶点中大于所述点left_max_s的点相对于所述点right_max_s来说，与所述参考线的方向的距离更远，如果保留这些点会导致车辆偏离所述参考线，无法达到沿所述参考线方向的最远距离，为确保生成的所述循迹倒车路径具有将车辆引向所述点right_max_s的趋势，从而使车辆能够沿着参考线方向前进并达到最远距离，将所述左侧顶点中s方向排在所述点left_max_s前面的顶点判定为无效点并剔除；

将所述右边界和所述左边界连接，得到所述重新构建的所述可行驶区域，请参考图5，其示出了根据本公开实施例的重新构建的可行驶区域和当前车辆的后轴中心在参考线的曲线坐标系下的示意图。

S205、根据所述重新构建的可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心，构建所述目标边界。

具体地，根据所述第一边界点和所述第二边界点，确定目标距离，所述目标距离用于表示所述循迹倒车路径沿所述参考线向所述循迹倒车的终点方向可行驶的最远距离。

如图5所示，本公开实施例中可以根据所述点right_max_s和所述点left_max_s，确定所述点right_max_s和所述点left_max_s能够共同到达的最远距离，记为end_s，所述end_s代表所述循迹倒车路径沿所述参考线向所述循迹倒车的终点方向可行驶的最远距离。

在所述当前车辆的后轴中心和所述目标距离之间等间距取采样点，得到采样点集合，所述采样点用于表示所述当前车辆沿所述参考线向所述循迹倒车的终点方向行驶的距离。

示例地，本公开实施例在所述adc_s和所述end_s之间等间距取采样点s＝sample_s，得到采样点s的集合，所述采样点s表示所述当前车辆沿所述参考线向所述循迹倒车的终点方向行驶的距离，请参考图6，其示出了根据本公开实施例的车辆在s＝sample_s时的可行驶区域的左右边界。

遍历所述采样点集合，基于所述采样点作垂直于所述参考线的直线，所述直线与所述第一边界和所述第二边界分别相交得到第一交点和第二交点，得到所述第一交点集合和第二交点集合，所述第一交点和所述第二交点用于表示所述当前车辆位于所述采样点位置时与所述参考线可行驶的横向偏移量的最大值和最小值。

本公开实施例中，遍历s∈[adc_s,end_s]，分别基于所述s作垂直于所述参考线的直线，如图6所示，当s＝s＝sample_s时，所述直线与所述可行驶区域的左右边界分别相交得到左右交点，将所述左右交点的l值分别记为left_l和right_l，所述left_l和right_l表示所述当前车辆位于该采样点位置时与所述参考线可行驶的横向偏移量的最大值和最小值，具体来说，所述左交点表示当前车辆能够向左最大偏离所述参考线的位置，所述右交点表示当前车辆能够向右最大偏离所述参考线的位置。

进一步地，所述可行驶区域提供了当前车辆能够行驶的范围，但在所述循迹倒车路径生成时会以当前车辆的后轴中心将矩形的车辆简化为一个点。由上可知，当车辆处于s＝sample_s位置时，所述可行驶区域使得当前车辆左边能够向左最大偏离所述参考线的位置是left_l，为确保在实际循迹倒车过程中整个车辆始终在所述可行驶区域内，则所述当前车辆的后轴中心能向左达到的最远距离应当减去当前车辆的半车宽，所述半车宽记为half_width，也就是说在s＝sample_s处时，所述循迹倒车路径的左边界点的值应为left_l-half_width，相应的，所述循迹倒车路径的右边界点的值应为right_l+half_width，需要注意的是，在计算所述循迹倒车路径的左边界和右边界时，需要根据具体的几何运算规则和坐标系来判断加减的情况，以确保得到正确的结果。

将各所述第一目标边界点连接得到第一目标边界，将各所述第二目标边界点连接得到第二目标边界，所述第一目标边界和所述第二目标边界共同构成所述目标边界，示例地，本公开实施例中，所述第一目标边界为所述循迹倒车路径的右边界，所述第二目标边界为所述循迹倒车路径的左边界。

S104、根据所述目标边界，将所述循迹倒车路径生成问题建模成二次规划问题，并求解所述二次规划问题，得到所述循迹倒车路径。

二次规划问题是一类常见的优化问题，通常以目标函数和约束条件的形式表示，将路径生成问题转化为二次规划问题时，包括定义目标函数、设置约束条件、建立优化模型和求解优化问题等步骤。所述目标函数的设计通常根据具体的要求和优化目标而确定。例如，可以最小化路径的长度、时间或能耗，或者最大化路径的安全性或舒适性，根据具体需求，本公开实施例将所述目标函数设计成最大化舒适性，以生成平滑的循迹倒车路径，提高控制体感。所述约束条件可以包括起点和终点的限制、避免障碍物碰撞或占据禁止区域，以及遵守交通规则等，本公开实施例以所述循迹倒车路径可行驶的边界作为约束条件，从而确保生成的路径的安全性，避免与障碍物碰撞。将所述目标函数和所述约束条件以数学形式表达，建立二次规划优化模型，利用二次规划求解器对建立的二次规划模型选择进行求解，找到满足约束条件的最优解。常见的二次规划求解器包括商业软件如Gurobi、MOSEK、CPLEX，以及开源软件如OSQP、CVXOPT、qpOASES、IPOPT等。

本公开实施例中，可以使用Python调用OSQP求解器，将二次规划问题输入求解器，调用OSQP求解器求解上述二次规划问题，得到最优的平滑的循迹倒车路径，可以理解的是，除了Python，还可以使用其他编程语言进行类似的操作来调用OSQP求解器，如C/C++、MATLAB、Julia等。请参考图7，其示出了根据本公开实施例的循迹倒车路径的示意图，如图7所示，在车辆当前位置规划的实时路径能保证近端的无碰撞，不能保证远端无碰撞，但本公开实施例中，随着车辆向前行驶，可以感知到更新和更准确的环境信息，这些信息可以用于调整车辆的姿态、重新规划路径以避免远端的障碍物。因此，尽管在当前时刻远端的无碰撞不能得到保证，但通过感知和动态调整，车辆可以在行驶过程中持续优化路径并确保远端的安全。

图8示出根据本公开实施例的循迹倒车路径提取装置的结构框图，如图8所示，所述装置包括：

获取模块(110)，用于获取当前车辆的历史轨迹和可行驶区域。

参考线生成模块(120)，用于基于所述历史轨迹生成参考线，以及用于根据所述参考线生成曲线坐标系。

目标边界构建模块(130)，用于基于所述曲线坐标系，根据所述可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心构建目标边界

循迹倒车路径生成模块(140)，用于根据所述目标边界，将所述循迹倒车路径生成问题建模成二次规划问题；以及用于求解所述二次规划问题，得到所述循迹倒车路径。

在一些实施例中，本公开实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法，其具体实现可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。

本公开实施例还提出一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质中存储有至少一条指令或至少一段程序，上述至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行时实现上述方法。计算机可读存储介质可以是非易失性计算机可读存储介质。

本公开实施例还提出一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，上述处理器被配置为上述方法。

电子设备可以被提供为终端、服务器或其它形态的设备。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种循迹倒车路径提取方法，其特征在于，所述方法包括：

获取当前车辆的历史轨迹和可行驶区域，所述可行驶区域为封闭多边形，所述多边形的顶点坐标在车身坐标系下表示，所述车身坐标系为以所述当前车辆的后轴中心为原点的坐标系；

基于所述历史轨迹生成参考线，根据所述参考线生成曲线坐标系，所述参考线用于以循迹倒车路径的起点为原点，沿所述历史轨迹连向所述循迹倒车路径的终点；

基于所述曲线坐标系，根据所述可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心构建目标边界，所述目标边界用于表示所述循迹倒车路径的范围；

根据所述目标边界，将所述循迹倒车路径生成问题建模成二次规划问题；

求解所述二次规划问题，得到所述循迹倒车路径。

2.根据权利要求1所述的循迹倒车路径提取方法，其特征在于，所述基于所述曲线坐标系，根据所述可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心构建目标边界，包括：

将所述可行驶区域的顶点坐标和所述车身坐标系的原点转换到所述曲线坐标系下表示；

根据所述可行驶区域的所述顶点坐标，确定第一边界点，所述第一边界点为临近所述循迹倒车路径的终点的顶点，用于表示所述当前车辆沿所述参考线向所述循迹倒车的终点方向可行驶的最远距离；

根据所述第一边界点和所述当前车辆的后轴中心，确定第二边界点，所述第二边界点为与所述第一边界点相邻的所述可行驶区域的顶点，并且所述第一边界点和所述第二边界点分别位于所述当前车辆的后轴中心的相对位置的两侧；

根据所述第一边界点和所述第二边界点重新构建所述可行驶区域；

根据所述重新构建的可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心，构建所述目标边界。

3.根据权利要求2所述的循迹倒车路径提取方法，其特征在于，所述根据所述第一边界点和所述第二边界点重新构建所述可行驶区域，包括：

根据所述第一边界点和所述第二边界点，将所述可行驶区域的所述顶点分为第一顶点集合和第二顶点集合；

将各所述第一顶点依次连接，得到第一边界；

将所述第二顶点集合中满足预设条件的所述第二顶点剔除，将剩余的各所述第二顶点依次连接，得到第二边界，所述满足预设条件的所述第二顶点为所述当前车辆沿所述参考线向所述循迹倒车路径的终点方向可行驶的距离大于所述第二边界点的第二顶点；

将所述第一边界和所述第二边界连接，得到所述重新构建的所述可行驶区域。

4.根据权利要求2所述的循迹倒车路径提取方法，其特征在于，所述根据所述重新构建的可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心，构建所述目标边界之前，包括：

根据所述第一边界点和所述第二边界点，确定目标距离，所述目标距离用于表示所述循迹倒车路径沿所述参考线向所述循迹倒车的终点方向可行驶的最远距离。

5.根据权利要求4所述的循迹倒车路径提取方法，其特征在于，所述根据所述重新构建的可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心，构建所述目标边界,包括：

在所述当前车辆的后轴中心和所述目标距离之间等间距取采样点，得到采样点集合，所述采样点用于表示所述当前车辆沿所述参考线向所述循迹倒车的终点方向行驶的距离；

遍历所述采样点集合，基于所述采样点作垂直于所述参考线的直线，所述直线与所述第一边界和所述第二边界分别相交得到第一交点和第二交点，得到所述第一交点集合和第二交点集合，所述第一交点和所述第二交点用于表示所述当前车辆位于所述采样点位置时与所述参考线可行驶的横向偏移量的最大值和最小值；

根据所述第一交点集合和所述第二交点集合，得到所述目标边界。

6.根据权利要求5所述的循迹倒车路径提取方法，其特征在于，所述根据所述第一交点集合和所述第二交点集合，得到所述目标边界，包括：

针对所述第一交点集合中的各所述第一交点，将所述第一交点的值与所述当前车辆的半车宽进行相加或相减，得到第一目标边界点；

针对所述第二交点集合中的各所述第二交点，将所述第二交点的值与所述当前车辆的半车宽进行相加或相减，得到第二目标边界点；

将各所述第一目标边界点连接得到第一目标边界，将各所述第二目标边界点连接得到第二目标边界，所述第一目标边界和所述第二目标边界共同构成所述目标边界。

7.根据权利要求2所述的循迹倒车路径提取方法，其特征在于，所述将所述可行驶区域的顶点坐标和所述车身坐标系的原点转换到所述曲线坐标系下表示，包括：

将所述顶点坐标和所述车身坐标系的原点转换为与所述参考线上参考点的同一直角坐标系后，再将所述顶点坐标和所述车身坐标系的原点转换到所述曲线坐标系下,得到所述可行驶区域和所述当前车辆后轴中心在所述曲线坐标下的表示。

8.一种循迹倒车路径提取装置，其特征在于，所述装置应用于权利要求1至7中任意一项所述的循迹倒车路径提取方法，包括：

获取模块，用于获取当前车辆的历史轨迹和可行驶区域，所述可行驶区域为封闭多边形，所述多边形的顶点坐标在车身坐标系下表示，所述车身坐标系为以所述当前车辆的后轴中心为原点的坐标系；

参考线生成模块，用于基于所述历史轨迹生成参考线，根据所述参考线生成曲线坐标系，所述参考线用于以循迹倒车路径的起点为原点，沿所述历史轨迹连向所述循迹倒车路径的终点；

目标边界构建模块，用于基于所述曲线坐标系，根据所述可行驶区域和所述当前车辆的后轴中心构建目标边界，所述目标边界用于表示所述循迹倒车路径的范围；

循迹倒车路径生成模块，用于根据所述目标边界，将所述循迹倒车路径生成问题建模成二次规划问题；以及用于求解所述二次规划问题，得到所述循迹倒车路径。

9.一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中存储有至少一条指令或至少一段程序，所述至少一条指令或至少一段程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1-7中任意一项所述的循迹倒车路径提取方法。

10.一种电子设备，其特征在于，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，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现如权利要求1-7中任意一项所述的循迹倒车路径提取方法。