CN110647151A - 坐标转换方法及装置、计算机可读存储介质、电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例是关于一种坐标转换方法及装置、计算机可读存储介质、电子设备，涉及无人驾驶技术领域，该方法包括：获取目标车辆在待行驶路线上的多个有序航路点，并计算由各有序航路点组成的目标路段的长度；根据目标车辆在目标路段上的额定行驶速度以及目标路段的长度，计算目标车辆在目标路段上的额定行驶时间；根据额定行驶速度、额定行驶时间以及各有序航路点构建多个约束条件，并根据各约束条件得到目标车辆在目标路段上的参数化指引线；基于参数化指引线，将目标车辆在目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，以使得目标车辆根据目标坐标以及障碍物的实时坐标，避开障碍物。本发明实施例提高了目标坐标的准确率。

Description

坐标转换方法及装置、计算机可读存储介质、电子设备
技术领域
本发明实施例涉及车辆自动驾驶技术领域，具体而言，涉及一种坐标转换方法、坐标转换装置、计算机可读存储介质以及电子设备。
背景技术
指引线是结构化道路中车辆决策规划的重要基础，高质量的指引线有利于决策规划的准确实现。在曲率容许的范围内，一段指引线的形状可以是任意弯曲变化的，即便在指引线两侧宽度相等的一段稍有弯曲的路上行驶，相应的碰撞躲避约束条件也难以在笛卡尔坐标系下轻松地描述。因此，为了解决这个问题，将Frenet坐标系的概念引入道路上的自动驾驶决策规划中。
在具体的将笛卡尔坐标系中的坐标点转换至Frenet坐标系的过程中，可以基于给定的指引线，将笛卡尔坐标系上的点(x,y)投射在Frenet坐标系中，并表示为(s,l)。如何迅速地将笛卡尔坐标系上的点向Frenet坐标系映射，并确定其坐标，是在结构化道路上实现自动驾驶的重要基础。
但是，在将点(x,y)在相应Frenet坐标系中寻找对应坐标时，现有技术方案往往无法准确找到匹配点，导致连续多次双向进行坐标系转换后，坐标值不断变化，即坐标系转换过程不可靠、不稳定，转换结果的准确率较低。
因此，需要提供一种新的坐标转换方法及装置。
需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种坐标转换方法、坐标转换装置、计算机可读存储介质以及电子设备，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的转换结果的准确率较低的问题。
根据本公开的一个方面，提供一种坐标转换方法，包括：
获取目标车辆在待行驶路线上的多个有序航路点，并计算由各所述有序航路点组成的目标路段的长度；
根据所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶速度以及所述目标路段的长度，计算所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶时间；
根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间以及各所述有序航路点构建多个约束条件，并根据各所述约束条件得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线；
基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，以使得所述目标车辆根据所述目标坐标以及障碍物的实时坐标，避开所述障碍物。
在本公开的一种示例性实施例中，所述多个有序航路点包括初始航路点、多个中间有序航路点以及终止航路点；
其中，所述坐标转换方法还包括：
根据所述初始航路点以及所述终止航路点分别计算所述目标车辆在所述目标路段上的初始额定姿态角以及终止额定姿态角。
在本公开的一种示例性实施例中，所述多个约束条件包括第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件以及第四约束条件；
其中，根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间以及各所述有序航路点构建多个约束条件包括：
根据所述目标车辆在所述目标路段上的当前行驶速度、当前姿态角、当前偏转角、当前角速度以及当前加速度构建所述第一约束条件；
根据所述初始额定姿态角、初始航路点以及额定行驶速度构建第二约束条件；
根据所述终止额定姿态角以及所述额定行驶速度构建第三约束条件；
根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间、各所述有序航路点构建第四约束条件。
在本公开的一种示例性实施例中，根据各所述约束条件得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线包括：
根据所述当前角速度、所述当前加速度、各所述有序航路点以及与各所述有序航路点对应的当前航路点构建目标函数；
基于所述第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件以及第四约束条件对所述目标函数进行最小化运算；
根据所述最小化运算的运算结果得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线。
在本公开的一种示例性实施例中，基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的当前坐标转换为目标坐标包括：
基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于笛卡尔坐标系中的当前坐标，转换为处于Frenet坐标系中的目标坐标；或者
基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于 Frenet坐标系中的当前坐标，转换为处于笛卡尔坐标系中的目标坐标。
在本公开的一种示例性实施例中，基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于笛卡尔坐标系中的当前坐标，转换为处于 Frenet坐标系中的目标坐标包括：
计算所述目标车辆在所述目标路段上的处于笛卡尔坐标系中的当前坐标在所述参数化指引线上的第一投影点；
根据所述第一投影点以及所述当前坐标构建欧式距离；其中，所述欧式距离垂直于所述参数化指引线在所述第一投影点处的切线；
在所述参数化指引线中对所述投影点进行采样得到多个采样点，并对所述欧式距离进行二阶拟合得到二阶拟合函数；
计算所述二阶拟合函数的第一极值，并根据各所述采样点以及所述第一极值得到所述当前坐标在所述Frenet坐标系中的初始纵向位移；
根据所述初始纵向位移以及所述欧式距离，得到所述当前坐标在所述 Frenet坐标系中的初始横向位移；
根据所述初始纵向位移以及所述初始横向位移，得到初始目标坐标。
在本公开的一种示例性实施例中，所述坐标转换方法还包括：
在确定所述纵向位移与任一所述采样点之间的偏差小于预设阈值时，计算所述欧式距离的一阶导数以及二阶导数；
根据所述一阶导数以及所述二阶导数得到标准纵向位移，并根据所述标准纵向位移以及所述欧式距离得到标准横向位移，并根据所述标准横向位移以及标准纵向位移得到标准目标坐标。
在本公开的一种示例性实施例中，基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于Frenet坐标系中的当前坐标，转换为处于笛卡尔坐标系中的目标坐标包括：
计算所述目标车辆在所述目标路段上的处于Frenet坐标系中的当前坐标在所述参数化指引线上的第二投影点；
计算所述参数化指引线以及所述参数化指引线在所述第二投影点处的切线之间的夹角；
根据所述夹角、所述第二投影点以及所述当前坐标得到所述当前坐标在所述笛卡尔坐标系中的目标坐标。
根据本公开的一个方面，提供一种坐标转换装置，包括：
第一计算模块，用于获取目标车辆在待行驶路线上的多个有序航路点，并计算由各所述有序航路点组成的目标路段的长度；
第二计算模块，用于根据所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶速度以及所述目标路段的长度，计算所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶时间；
约束条件构建模块，用于根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间以及各所述有序航路点构建多个约束条件，并根据各所述约束条件得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线；
坐标转换模块，用于基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，以使得所述目标车辆根据所述目标坐标以及障碍物的实时坐标，避开所述障碍物。
根据本公开的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的坐标转换方法。
根据本公开的一个方面，提供一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述的坐标转换方法。
本发明实施例提供的一种坐标转换方法及装置，一方面，通过计算由各有序航路点组成的目标路段的长度，并根据目标车辆在目标路段上的额定行驶速度以及目标路段的长度，计算目标车辆在目标路段上的额定行驶时间；再根据额定行驶速度、额定行驶时间以及各有序航路点构建多个约束条件，并根据各约束条件得到目标车辆在目标路段上的参数化指引线；最后基于参数化指引线，将目标车辆在目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，以使得目标车辆根据目标坐标以及障碍物的实时坐标，避开障碍物；解决了现有技术中由于无法准确找到匹配点，导致连续多次双向进行坐标系转换后，坐标值不断变化，使得坐标系转换过程不可靠、不稳定，转换结果的准确率较低的问题，提高了坐标系转换过程的可靠性以及稳定性，同时提高了目标坐标的准确率；另一方面，根据额定行驶速度、额定行驶时间以及各有序航路点构建多个约束条件，并根据各约束条件得到目标车辆在目标路段上的参数化指引线；最后基于参数化指引线，将目标车辆在目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，以使得目标车辆根据目标坐标以及障碍物的实时坐标，避开障碍物，避免了由于目标坐标的准确率较低进而使得目标车辆未能避开障碍物进而对目标车辆造成的损失；再一方面，根据额定行驶速度、额定行驶时间以及各有序航路点构建多个约束条件，并根据各约束条件得到目标车辆在目标路段上的参数化指引线；最后基于参数化指引线，将目标车辆在目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，提高了从当前坐标到目标坐标的转换的速度。
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，并不能限制本发明。
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，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。
图1示意性示出根据本发明示例实施例的一种坐标转换方法的流程图。
图2示意性示出根据本发明示例实施例的一种根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间以及各所述有序航路点构建多个约束条件的方法流程图。
图3示意性示出根据本发明示例实施例的一种自由度车辆运动模型 (目标车辆运动模型)示例图。
图4示意性示出根据本发明示例实施例的一种限制目标车辆在按比例划分的时刻上与相应的航路点之间的偏差限定示例图。
图5示意性示出根据本发明示例实施例的一种根据各所述约束条件得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线的方法流程图。
图6示意性示出根据本发明示例实施例的一种基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路径上的处于笛卡尔坐标系中的当前坐标，转换为处于Frenet坐标系中的目标坐标的方法流程图。
图7示意性示出根据本发明示例实施例的一种当前坐标点在指引线上的匹配点的选择原则示意图。
图8示意性示出根据本发明示例实施例的另一种坐标转换方法的流程图。
图9示意性示出根据本发明示例实施例的一种基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路径上的处于Frenet坐标系中的当前坐标，转换为处于笛卡尔坐标系中的目标坐标的方法流程图。
图10示意性示出根据本发明示例实施例的一种坐标转换装置的框图。
图11示意性示出根据本发明示例实施例的一种用于实现上述坐标转换方法的电子设备。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本发明将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。
此外，附图仅为本发明的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
本示例实施方式中首先提供了一种坐标转换方法，该方法可以运行于服务器、服务器集群或云服务器等，也可以运行于设备终端；当然，本领域技术人员也可以根据需求在其他平台运行本发明的方法，本示例性实施例中对此不做特殊限定。参考图1所示，该坐标转换方法可以包括以下步骤：
步骤S110.获取目标车辆在待行驶路线上的多个有序航路点，并计算由各所述有序航路点组成的目标路段的长度。
步骤S120.根据所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶速度以及所述目标路段的长度，计算所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶时间。
步骤S130.根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间以及各所述有序航路点构建多个约束条件，并根据各所述约束条件得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线。
步骤S140.基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，以使得所述目标车辆根据所述目标坐标以及障碍物的实时坐标，避开所述障碍物。
上述坐标转换方法中，一方面，通过计算由各有序航路点组成的目标路段的长度，并根据目标车辆在目标路段上的额定行驶速度以及目标路段的长度，计算目标车辆在目标路段上的额定行驶时间；再根据额定行驶速度、额定行驶时间以及各有序航路点构建多个约束条件，并根据各约束条件得到目标车辆在目标路段上的参数化指引线；最后基于参数化指引线，将目标车辆在目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，以使得目标车辆根据目标坐标以及障碍物的实时坐标，避开障碍物；解决了现有技术中由于无法准确找到匹配点，导致连续多次双向进行坐标系转换后，坐标值不断变化，使得坐标系转换过程不可靠、不稳定，转换结果的准确率较低的问题，提高了坐标系转换过程的可靠性以及稳定性，同时提高了目标坐标的准确率；另一方面，根据额定行驶速度、额定行驶时间以及各有序航路点构建多个约束条件，并根据各约束条件得到目标车辆在目标路段上的参数化指引线；最后基于参数化指引线，将目标车辆在目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，以使得目标车辆根据目标坐标以及障碍物的实时坐标，避开障碍物，避免了由于目标坐标的准确率较低进而使得目标车辆未能避开障碍物进而对目标车辆造成的损失；再一方面，根据额定行驶速度、额定行驶时间以及各有序航路点构建多个约束条件，并根据各约束条件得到目标车辆在目标路段上的参数化指引线；最后基于参数化指引线，将目标车辆在目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，提高了从当前坐标到目标坐标的转换的速度。
以下，将结合附图对本发明示例实施例坐标转换方法中的各步骤进行详细的解释以及说明。
首先，对指引线进行解释以及说明。指引线是结构化道路中车辆决策规划的重要基础，高质量的指引线有利于决策规划的准确实现。一般认为，指引线应是车辆在当前车道为净空状态下(即当前车道内不存在任何其他运动或静止车辆或行人等障碍物)，能够由底层控制器完美跟踪的行驶路径。
进一步的，指引线的生成依赖一系列航路点(waypoint)的坐标位置信息，指引线的生成任务即生成一条尽量抵近航路点且充分平滑的路径。为了“定制化”地生成指引线，可以虚构一辆与当前车辆运动学模型相同的目标车辆，并规划一条令该目标车辆尽量抵近一系列航路点行驶且平滑性能较好的路径。将这一问题构建为一个使车辆在名义车速下行驶的轨迹规划最优控制问题，并将最优轨迹中的路径部分输出为指引线。
在步骤S110中，获取目标车辆在待行驶路线上的多个有序航路点，并计算由各所述有序航路点组成的目标路段的长度。
在本示例实施例中，首先，可以从导航模块获取目标车辆i在待行驶路线(route)上的(Nwaypoints+1)个有序航路点；其中，该多个有序航路点可以包括初始航路点、多个中间有序航路点以及终止航路点；然后，再将各有序航路点记录于点集{(xwk,ywk),k＝0,...,Nwaypoints}中；然后，计算由上述各有序航路点顺次衔接所构成的目标路段的长度swaypoints。其中：
Figure RE-GDA0002279090920000091
其中，Nwaypoints为上述有序航路点的个数；(xwk,ywk)为第k各有序航路点的坐标。
在步骤S120中，根据所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶速度以及所述目标路段的长度，计算所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶时间。
在本示例实施例中，首先，确定目标车辆i在上述目标路段上的额定行驶速率vnominal；然后，根据所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶速度以及所述目标路段的长度，计算所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶时间。具体的，目标车辆在上述目标路段上的额定行驶时间 testimated可以如下所示：
Figure RE-GDA0002279090920000092
在步骤S130中，根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间以及各所述有序航路点构建多个约束条件，并根据各所述约束条件得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线。
在本示例实施例中，首先，为了可以便于构建多个约束条件，还需要计算目标车辆在目标路段上的初始额定姿态角以及终止额定姿态角。具体的可以包括：根据所述初始航路点以及所述终止航路点分别计算所述目标车辆在所述目标路段上的初始额定姿态角以及终止额定姿态角。
首先，可以通过上述初始航路点(xw0,yw0)以及与初始航路点对应的下一个有序航路点(xw1,yw1)可以确定目标车辆i在初始时刻t＝0的初始额定姿态角θ(0)。其中：
tan(θ(0))·(xw1-xw0)＝yw1-yw0； (3a)
类似地，可以根据终止航路点以及与终止航路点对应的上一个有序航路点
Figure RE-GDA0002279090920000102
可以确定目标车辆i在终止时刻t＝tf的终止额定姿态角θi(tf)：
Figure RE-GDA0002279090920000103
进一步的，当得到初始额定姿态角以及终止额定姿态角后，可以根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间以及各所述有序航路点构建多个约束条件；其中，该多个约束条件包括第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件以及第四约束条件。具体的，参考图2所示，根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间以及各所述有序航路点构建多个约束条件可以包括步骤S210-步骤S240，以下进行详细说明。
在步骤S210中，根据所述目标车辆在所述目标路段上的当前行驶速度、当前姿态角、当前偏转角、当前角速度以及当前加速度构建所述第一约束条件。
在本示例实施例中，第一约束条件例如可以是***动态方程约束，具体可以如下所示：
Figure RE-GDA0002279090920000104
其中，参考图3所示，在上述公式(4)中，t∈[0,tf]代表运动时域， (xi(t),yi(t))为目标车辆i的后轮轴中点坐标，vi(t)及ai(t)分别代表沿车体纵轴方向的当前行驶速度及当前加速度，以使车辆前进的方向为正方向；φi(t)为车辆前轮偏转角(当前偏转角)，以左转方向为正方向；ωi(t)为前轮偏转角速度(当前角速度)；θi(t)则代表车辆在当前坐标系中的姿态角 (当前姿态角)，即坐标系X轴正方向与车体纵轴方向形成的夹角。其中，t0、tf分别为目标车辆i在目标路段上的起始运动时刻及终止运动时刻，t0已知，但tf未固定，tf与testimated之间的差值不大于预设值。
此外，图3中还定义了车辆i的四个几何尺寸相关参数。其中，Lw代表前后轮轴距，Lf代表车辆前悬距离，Lr代表后悬距离，Lb代表车宽。并且，由于xi(t)、yi(t)、φi(t)、θi(t)以及vi(t)属于状态变量x(t)，而ai(t)、ωi(t)属于控制变量u(t)。对此，可直观地理解为：如果给定车辆i在初始时刻t0的运动状态x(t0)以及运动时域[t0,tf]上的u(t)，那么可以(通过积分运算)唯一确定该时域上的运动状态x(t)，对应车辆i唯一的行驶轨迹。
在步骤S220中，根据所述初始额定姿态角、初始航路点以及额定行驶速度构建第二约束条件。
在步骤S230中，根据所述终止额定姿态角以及所述额定行驶速度构建第三约束条件。
以下，对步骤S220以及步骤S230进行解释以及说明。首先，该第二约束条件以及第三约束条件例如可以是边值约束。具体的，第二约束条件例如可以是初始值约束，第三约束条件例如可以是终止值约束。具体的，初始值约束例如可以是：
tan(θ(0))·(xw1-xw0)＝yw1-yw0； (3a)
以及
[xi(0),yi(0),vi(0),ai(0),ωi(0)]＝[xw0,yw0,vnominal,0,0]； (5a)
其中，xi(0)以及yi(0)为t＝0时刻时目标车辆i的后轮轴中点坐标，vi(0)、 ai(0)以及ωi(0)为t＝0时刻时目标车辆i的当前行驶速度、当前加速度以及当前角速度。
进一步的，终止值约束例如可以是：
Figure RE-GDA0002279090920000111
[vi(tf),ai(tf),ωi(tf)]＝[vnominal,0,0]； (5b)
其中，vi(tf)、ai(tf)以及ωi(tf)分别为t＝tf时刻时目标车辆i的当前行驶速度、当前加速度以及当前角速度。进一步的，在上述初始值约束以及终止值约束中，没有对φi(0)、φi(tf)、xi(tf)以及yi(tf)设置等式约束，可以防止过分限制车辆运动行为，导致问题无解或路径扭曲。
在步骤S240中，根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间、各所述有序航路点构建第四约束条件。
在本示例实施例中，第四约束条件例如可以是流形约束。其中，流形约束包含限制各个时刻的当前车速在vnominal微小范围内浮动的条件：
|vi(t)-vnominal|≤εvelocity,t∈[0,tf]； (6a)
以及限制行驶所述目标路段的实际行驶时间tf在testimated一定范围内浮动的不等式约束：
|tf-testimated|≤εtime； (6b)
以及限制目标车辆在按比例划分的时刻
Figure RE-GDA0002279090920000121
上与相应的航路点(xwk,ywk)之间的偏差不超过一定阈值：
Figure RE-GDA0002279090920000122
其中，限制目标车辆在按比例划分的时刻上与相应的航路点之间的偏差限定具体可以参考图4所示。
此外，还包括目标车辆i内在的机械特性对应着状态/控制变量的容许作用区间，针对车辆i应设置：
|φi(t)|≤Φmax； (6d)
|ai(t)|≤amax； (6e)
|vi(t)|≤vmax； (6f)
|ωi(t)|≤Ωmax； (6g)
其中，t∈[0,tf]；Φmax、amax、vmax以及Ωmax分别为各个区间幅值参数。Φmax代表车辆前轮转角φi(t)的最大允许偏转角度值；vmax并非车辆的设计速度极限，而是在低速场景中专门设置的安全速度上限；为保证乘客舒适性，amax与Ωmax分别为线加速度、前轮转角速度设置了幅值。另外，如需加速度变量变化得平缓，应补充加速度的微分变量jerki(t)并对其设置幅值。
进一步的，当得到上述各所述约束条件以后，可以根据各所述约束条件得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线。具体的，参考图 5所示，根据各所述约束条件得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线可以包括步骤S510-步骤S530，以下进行详细说明。
在步骤S510中，根据所述当前角速度、所述当前加速度、各所述有序航路点以及与各所述有序航路点对应的当前航路点构建目标函数。
在步骤S520中，基于所述第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件以及第四约束条件对所述目标函数进行最小化运算。
在步骤S530中，根据所述最小化运算的运算结果得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线。
以下，将对步骤S510-步骤S530进行解释以及说明。首先，根据所述当前角速度、所述当前加速度、各所述有序航路点以及与各所述有序航路点对应的当前航路点构建目标函数。具体的，可以将目标函数J设置为使得行车轨迹尽量贴近给定的各个路途航迹点，且行驶过程尽量平稳。譬如，该目标函数可以如下所示：
其中，w1、w2、w3为大于0的权重，w1、w2以及w3之和为1。进一步的，当得到上述目标函数后，可以得到如下的最优控制命题：
最小化(7),
s.t.***动态方程约束(4)
初始时刻约束(3a)、(5a)； (8)
终止时刻约束(3b)、(5b)
流形约束(6)
更进一步的，可以通过常用的数值优化方法(例如内点算法或者SQP 算法)即可求解命题(8)，从而得到一段平滑的指引线。在数值求解过程中，航路点所构成的路径连同这一路径匹配的名义速度值vnominal即可构成一个初始解，使用这一初始轨迹进行初始化使得上述数值求解过程迅速完成。一般生成指引线不依赖真实复杂的行车环境，因而可离线完成或在线间歇性地触发，其计算时效性往往不构成技术困难。
在步骤S140中，基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，以使得所述目标车辆根据所述目标坐标以及障碍物的实时坐标，避开所述障碍物。
在本示例实施例中，基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的当前坐标转换为目标坐标可以包括：基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于笛卡尔坐标系中的当前坐标，转换为处于Frenet坐标系中的目标坐标；或者基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于Frenet坐标系中的当前坐标，转换为处于笛卡尔坐标系中的目标坐标。
具体的，首先，参考图6所示，基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于笛卡尔坐标系中的当前坐标，转换为处于 Frenet坐标系中的目标坐标可以包括步骤S610-步骤S650，以下进行详细说明。
在步骤S610中，计算所述目标车辆在所述目标路段上的处于笛卡尔坐标系中的当前坐标在所述参数化指引线上的第一投影点。
在本示例实施例中，首先，假设有笛卡尔坐标系下的一段长度为L的参数化指引线，将其进一步简记为：
Γ(x(s),y(s)),s∈[0,L]； (9)
其中，s代表里程。已知点P0在笛卡尔坐标系中的坐标为(x0,y0)，为了确定P0点在Frenet坐标系中的坐标值，需要计算在曲线段Γ上与P0匹配的第一投影点P＝(x(s*),y(s*))，并使线段P0P长度最短，即：
Figure RE-GDA0002279090920000141
在步骤S620中，根据所述第一投影点以及所述当前坐标构建欧式距离；其中，所述欧式距离垂直于所述参数化指引线在所述第一投影点处的切线。
在本示例实施例中，当得到上述第一投影点后，可以投建欧氏距离D(s)。其中，
D(s)＝(x(s)-x0)2+(y(s)-y0)2； (11)
此处需要补充说明的是，符合条件的P点能够使曲线在该点处的切线方向与P0P方向垂直，具体可以参考图7所示，P0在Frenet坐标系中的坐标可确定为(s*,l*)。
在步骤S630中，在所述参数化指引线中对所述投影点进行采样得到多个采样点，并对所述欧式距离进行二阶拟合得到二阶拟合函数。
在步骤S640中，计算所述二阶拟合函数的第一极值，并根据各所述采样点以及所述第一极值得到所述当前坐标在所述Frenet坐标系中的初始纵向位移。
在步骤S650中，根据所述初始纵向位移以及所述欧式距离，得到所述当前坐标在所述Frenet坐标系中的初始横向位移，并根据所述初始纵向位移以及所述初始横向位移，得到初始目标坐标。
以下，将对步骤S630-步骤S650进行解释以及说明。首先，可以通过最小二阶方法计算
Figure RE-GDA0002279090920000151
其核心思想是通过多点采样对D(s)进行二阶拟合，将拟合而成的二次函数
Figure RE-GDA0002279090920000152
视为D(s)的估计，随后寻找使取最小值的闭合解。具体而言，首先，在曲线上对s*形成三个不同的初步估算值，分别将其记为s1、s2以及s3。其次，应针对D(s)实施二阶拟合，由于此时可以求出D(s)在s1、s2以及s3处的函数值，可据此确定D(s)的二阶拟合函数为：
Figure RE-GDA0002279090920000154
进一步的，由于
Figure RE-GDA0002279090920000155
是二次函数，可通过初等数学知识对其求取极值
Figure RE-GDA0002279090920000156
Figure RE-GDA0002279090920000157
最后，需将s1、s2、s3以及
Figure RE-GDA0002279090920000158
四个里程数值分别代入
Figure RE-GDA0002279090920000159
选取对应函数值较大的三个里程值，将其重新记为s1、s2、s3并重复第二步，迭代至收敛时将收敛值记为s*，至此可确定P0在Frenet坐标系中的坐标为 (s*,D(s*))。在工程实践中，往往通过历史数据提前缩小s*的存在范围，这种做法在曲线里程L较大时意义显著。假设我们限定s∈[sk,sk+1]，则可将s* 的三个初始估计值设置为sk、sk+1以及
Figure RE-GDA0002279090920000162
此时，如果最终s*收敛至区间[sk,sk+1]之外，则认为区间选取有偏差，应相应在相邻区间中重新进行 s*的迭代求解。
进一步的，也可以通过牛顿迭代法计算
Figure RE-GDA0002279090920000163
其核心思想是以牛顿方法迭代求取使D′(s)＝0成立的极值s＝s*。具体的，可以在提供 s*的某一初始值sinit后，进行以下迭代：
Figure RE-GDA0002279090920000164
然后，使用
Figure RE-GDA0002279090920000165
对sinit赋值并继续重复(14)，直至取值收敛时将收敛值记为s*。
此处需要补充说明的是：虽然最小二阶方法收敛速度快，但采用二阶拟合会造成求解精度损失；牛顿迭代法因利用D(s)二阶导数信息而具有较高求解精度，但收敛速度显然不快。因此，在工程实践中可首先利用最小二阶方法获取粗略解，随后在其微小邻域内采用牛顿迭代方法进行精细计算。因此，参考图8所示，该坐标转换方法还可以包括步骤S810-步骤S820，以下进行详细说明。
在步骤S810中，在确定所述纵向位移与任一所述采样点之间的偏差小于预设阈值时，计算所述欧式距离的一阶导数以及二阶导数。
在步骤S820中，根据所述一阶导数以及所述二阶导数得到标准纵向位移，并根据所述标准纵向位移以及所述欧式距离得到标准横向位移。
在步骤S830中，根据所述标准横向位移以及标准纵向位移得到标准目标坐标。
在图8示出的示例性实施例中，一方面，可以提高目标坐标的计算速度；另一方面，还可以提高目标坐标的准确率。
进一步的，参考图9所示，基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于Frenet坐标系中的当前坐标，转换为处于笛卡尔坐标系中的目标坐标可以包括步骤S910-步骤S930，以下进行详细说明。
在步骤S910中，计算所述目标车辆在所述目标路段上的处于Frenet 坐标系中的当前坐标在所述参数化指引线上的第二投影点。
在步骤S920中，计算所述参数化指引线以及所述参数化指引线在所述第二投影点处的切线之间的夹角。
在步骤S930中，根据所述夹角、所述第二投影点以及所述当前坐标得到所述当前坐标在所述笛卡尔坐标系中的目标坐标。
以下，将对步骤S910-步骤S930进行解释以及说明。首先，已知笛卡尔坐标系下的一段参数化指引线Γ(x(s),y(s))，以及点P0在Frenet坐标系中的坐标(s*,l*)，为确定P0点在笛卡尔坐标系中的坐标值，首先需确定P0点在指引线上的投影点(s*,0)处的指引线切线方向θ*：
Figure RE-GDA0002279090920000171
随后即可确定P0点在笛卡尔坐标系中的坐标为：
Figure RE-GDA0002279090920000172
最后，当得到目标坐标后，可以根据目标车辆i的目标坐标以及障碍物的实时坐标，为目标车辆规划好路径，以使得所述目标车辆根据所述目标坐标以及障碍物的实时坐标，避开所述障碍物。
通过本发明示例实施例提供的坐标转换方法，可以快速的计算出目标车辆在任意时刻的目标坐标，由此可以在任何的情况下，根据目标坐标以及障碍物的实时坐标尽可能的避开障碍物，保证目标车辆的顺利行驶，为无人驾驶技术做出了巨大的贡献。
本发明示例实施例还提供了一种坐标转换装置。参考图10所示，该坐标转换装置可以包括第一计算模块1010、第二计算模块1020、约束条件构建模块1030以及坐标转换模块1040。其中：
第一计算模块1010可以用于获取目标车辆在待行驶路线上的多个有序航路点，并计算由各所述有序航路点组成的目标路段的长度。
第二计算模块1020可以用于根据所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶速度以及所述目标路段的长度，计算所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶时间。
约束条件构建模块1030可以用于根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间以及各所述有序航路点构建多个约束条件，并根据各所述约束条件得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线。
坐标转换模块1040可以用于基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，以使得所述目标车辆根据所述目标坐标以及障碍物的实时坐标，避开所述障碍物。
在本公开的一种示例性实施例中，所述多个有序航路点包括初始航路点、多个中间有序航路点以及终止航路点；
其中，所述坐标转换装置还包括：
第三计算模块，可以用于根据所述初始航路点以及所述终止航路点分别计算所述目标车辆在所述目标路段上的初始额定姿态角以及终止额定姿态角。
在本公开的一种示例性实施例中，所述多个约束条件包括第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件以及第四约束条件。
其中，根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间以及各所述有序航路点构建多个约束条件包括：
根据所述目标车辆在所述目标路段上的当前行驶速度、当前姿态角、当前偏转角、当前角速度以及当前加速度构建所述第一约束条件；根据所述初始额定姿态角、初始航路点以及额定行驶速度构建第二约束条件；根据所述终止额定姿态角以及所述额定行驶速度构建第三约束条件；根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间、各所述有序航路点构建第四约束条件。
在本公开的一种示例性实施例中，根据各所述约束条件得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线包括：
根据所述当前角速度、所述当前加速度、各所述有序航路点以及与各所述有序航路点对应的当前航路点构建目标函数；基于所述第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件以及第四约束条件对所述目标函数进行最小化运算；根据所述最小化运算的运算结果得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线。
在本公开的一种示例性实施例中，基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的当前坐标转换为目标坐标包括：
基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于笛卡尔坐标系中的当前坐标，转换为处于Frenet坐标系中的目标坐标；或者基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于Frenet 坐标系中的当前坐标，转换为处于笛卡尔坐标系中的目标坐标。
在本公开的一种示例性实施例中，基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于笛卡尔坐标系中的当前坐标，转换为处于 Frenet坐标系中的目标坐标包括：
计算所述目标车辆在所述目标路段上的处于笛卡尔坐标系中的当前坐标在所述参数化指引线上的第一投影点；根据所述第一投影点以及所述当前坐标构建欧式距离；其中，所述欧式距离垂直于所述参数化指引线在所述第一投影点处的切线；在所述参数化指引线中对所述投影点进行采样得到多个采样点，并对所述欧式距离进行二阶拟合得到二阶拟合函数；计算所述二阶拟合函数的第一极值，并根据各所述采样点以及所述第一极值得到所述当前坐标在所述Frenet坐标系中的初始纵向位移；根据所述初始纵向位移以及所述欧式距离，得到所述当前坐标在所述Frenet坐标系中的初始横向位移，并根据所述初始纵向位移以及所述初始横向位移，得到初始目标坐标。
在本公开的一种示例性实施例中，所述坐标转换装置还包括：
第四计算模块，可以用于在确定所述纵向位移与任一所述采样点之间的偏差小于预设阈值时，计算所述欧式距离的一阶导数以及二阶导数；
第五计算模块，可以用于根据所述一阶导数以及所述二阶导数得到标准纵向位移，并根据所述标准纵向位移以及所述欧式距离得到标准横向位移。
坐标确定模块，可以用于根据所述标准横向位移以及标准纵向位移得到标准目标坐标。
在本公开的一种示例性实施例中，基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于Frenet坐标系中的当前坐标，转换为处于笛卡尔坐标系中的目标坐标包括：
计算所述目标车辆在所述目标路段上的处于Frenet坐标系中的当前坐标在所述参数化指引线上的第二投影点；计算所述参数化指引线以及所述参数化指引线在所述第二投影点处的切线之间的夹角；根据所述夹角、所述第二投影点以及所述当前坐标得到所述当前坐标在所述笛卡尔坐标系中的目标坐标。
上述坐标转换装置中各模块的具体细节已经在对应的坐标转换方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
在本发明的示例性实施例中，还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。
所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为***、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“***”。
下面参照图11来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备1100。图11显示的电子设备1100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11所示，电子设备1100以通用计算设备的形式表现。电子设备 1100的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元1110、上述至少一个存储单元1120、连接不同***组件(包括存储单元1120和处理单元 1110)的总线1130。
其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元1110执行，使得所述处理单元1110执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元1110可以执行如图1中所示的步骤S110：获取目标车辆在待行驶路线上的多个有序航路点，并计算由各所述有序航路点组成的目标路段的长度；步骤S120：根据所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶速度以及所述目标路段的长度，计算所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶时间；步骤S130：根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间以及各所述有序航路点构建多个约束条件，并根据各所述约束条件得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线；步骤S140：基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，以使得所述目标车辆根据所述目标坐标以及障碍物的实时坐标，避开所述障碍物。
存储单元1120可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)11201和/或高速缓存存储单元11202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)11203。
存储单元1120还可以包括具有一组(至少一个)程序模块11205的程序/实用工具11204，这样的程序模块11205包括但不限于：操作***、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。
总线1130可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、***总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备1100也可以与一个或多个外部设备1200(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备 1100交互的设备通信，和/或与使得该电子设备1100能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、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1150进行。并且，电子设备1100还可以通过网络适配器1160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1160通过总线1130与电子设备1100的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备1100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***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是 CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本发明实施方式的方法。
在本发明的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，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***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。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。
计算机可读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，其中承载了可读程序代码。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。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
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、有线、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的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，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设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其他实施例。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。

Claims (11)

1.一种坐标转换方法，其特征在于，包括：
获取目标车辆在待行驶路线上的多个有序航路点，并计算由各所述有序航路点组成的目标路段的长度；
根据所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶速度以及所述目标路段的长度，计算所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶时间；
根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间以及各所述有序航路点构建多个约束条件，并根据各所述约束条件得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线；
基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，以使得所述目标车辆根据所述目标坐标以及障碍物的实时坐标，避开所述障碍物。
2.根据权利要求1所述的坐标转换方法，其特征在于，所述多个有序航路点包括初始航路点、多个中间有序航路点以及终止航路点；
其中，所述坐标转换方法还包括：
根据所述初始航路点以及所述终止航路点分别计算所述目标车辆在所述目标路段上的初始额定姿态角以及终止额定姿态角。
3.根据权利要求2所述的坐标转换方法，其特征在于，所述多个约束条件包括第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件以及第四约束条件；
其中，根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间以及各所述有序航路点构建多个约束条件包括：
根据所述目标车辆在所述目标路段上的当前行驶速度、当前姿态角、当前偏转角、当前角速度以及当前加速度构建所述第一约束条件；
根据所述初始额定姿态角、初始航路点以及额定行驶速度构建第二约束条件；
根据所述终止额定姿态角以及所述额定行驶速度构建第三约束条件；
根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间、各所述有序航路点构建第四约束条件。
4.根据权利要求3所述的坐标转换方法，其特征在于，根据各所述约束条件得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线包括：
根据所述当前角速度、所述当前加速度、各所述有序航路点以及与各所述有序航路点对应的当前航路点构建目标函数；
基于所述第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件以及第四约束条件对所述目标函数进行最小化运算；
根据所述最小化运算的运算结果得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线。
5.根据权利要求1所述的坐标转换方法，其特征在于，基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的当前坐标转换为目标坐标包括：
基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于笛卡尔坐标系中的当前坐标，转换为处于Frenet坐标系中的目标坐标；或者
基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于Frenet坐标系中的当前坐标，转换为处于笛卡尔坐标系中的目标坐标。
6.根据权利要求5所述的坐标转换方法，其特征在于，基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于笛卡尔坐标系中的当前坐标，转换为处于Frenet坐标系中的目标坐标包括：
计算所述目标车辆在所述目标路段上的处于笛卡尔坐标系中的当前坐标在所述参数化指引线上的第一投影点；
根据所述第一投影点以及所述当前坐标构建欧式距离；其中，所述欧式距离垂直于所述参数化指引线在所述第一投影点处的切线；
在所述参数化指引线中对所述投影点进行采样得到多个采样点，并对所述欧式距离进行二阶拟合得到二阶拟合函数；
计算所述二阶拟合函数的第一极值，并根据各所述采样点以及所述第一极值得到所述当前坐标在所述Frenet坐标系中的初始纵向位移；
根据所述初始纵向位移以及所述欧式距离，得到所述当前坐标在所述Frenet坐标系中的初始横向位移，并根据所述初始纵向位移以及所述初始横向位移，得到初始目标坐标。
7.根据权利要求6所述的坐标转换方法，其特征在于，所述坐标转换方法还包括：
在确定所述纵向位移与任一所述采样点之间的偏差小于预设阈值时，计算所述欧式距离的一阶导数以及二阶导数；
根据所述一阶导数以及所述二阶导数得到标准纵向位移，并根据所述标准纵向位移以及所述欧式距离得到标准横向位移；
根据所述标准横向位移以及标准纵向位移得到标准目标坐标。
8.根据权利要求5所述的坐标转换方法，其特征在于，基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的处于Frenet坐标系中的当前坐标，转换为处于笛卡尔坐标系中的目标坐标包括：
计算所述目标车辆在所述目标路段上的处于Frenet坐标系中的当前坐标在所述参数化指引线上的第二投影点；
计算所述参数化指引线以及所述参数化指引线在所述第二投影点处的切线之间的夹角；
根据所述夹角、所述第二投影点以及所述当前坐标得到所述当前坐标在所述笛卡尔坐标系中的目标坐标。
9.一种坐标转换装置，其特征在于，包括：
第一计算模块，用于获取目标车辆在待行驶路线上的多个有序航路点，并计算由各所述有序航路点组成的目标路段的长度；
第二计算模块，用于根据所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶速度以及所述目标路段的长度，计算所述目标车辆在所述目标路段上的额定行驶时间；
约束条件构建模块，用于根据所述额定行驶速度、所述额定行驶时间以及各所述有序航路点构建多个约束条件，并根据各所述约束条件得到所述目标车辆在所述目标路段上的参数化指引线；
坐标转换模块，用于基于所述参数化指引线，将所述目标车辆在所述目标路段上的当前坐标转换为目标坐标，以使得所述目标车辆根据所述目标坐标以及障碍物的实时坐标，避开所述障碍物。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8任一项所述的坐标转换方法。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；
其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1-8任一项所述的坐标转换方法。
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