CN111443709B - 车辆变道路线规划方法、装置、终端和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了车辆变道路线规划方法、装置、车辆变道路线规划终端和存储介质，涉及自动驾驶领域。具体实现方案为：在对车辆的变道路径进行规划时，结合与路径规划的障碍物信息对目标车道的参考线上采样点的横向位置的初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开障碍物，并根据各个采样点的纵向位置以及横向位置的当前取值范围，确定车辆的变道路径。由此，在避开障碍物的同时，实现了车辆的变道路径规划，提高了变道路径规划的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，具体涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及车辆变道路线规划方法、装置、车辆变道路线规划终端和存储介质。
背景技术
随着科技的发展，自动驾驶车辆成为未来汽车的重要发展方向。自动驾驶车辆不仅能够帮助提高人们的出行便利性和出行体验，还能极大提升人们出行的效率。
相关技术中，在生成自动驾驶车辆的变道路径时，所采用的方案是变道起始点坐标、目标点坐标进行曲线拟合，求解获得曲线参数，进而得到从起始点坐标到目标点坐标的变道路径。然而，基于上述方式所生成的变道路径并不准确，无法保证车辆高效地完成变道。
发明内容
本申请提出一种车辆变道路线规划方法、装置、车辆变道路线规划终端和存储介质，在避开障碍物的同时，实现了车辆的变道路径规划，提高了变道路径规划的准确性。
本申请第一方面实施例提出了一种车辆变道路线规划方法，包括：接收指示所述车辆从当前所在的车道变道为目标车道的变道指令；确定所述目标车道的参考线上的多个采样点的纵向位置，其中，每个所述采样点的纵向位置为所述采样点与所述参考线的初始点之间所述参考线的长度；获取每个采样点的横向位置的初始取值范围，所述初始取值范围为对应采样点沿参考线的法线方向向左和向右的初始横向距离；根据所述车辆周边障碍物的位置信息，对采样点集合中的每个采样点的横向位置的所述初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开所述障碍物，其中，所述采样点集合中的采样点为所述多个采样点中纵向位置位于所述障碍物沿所述参考线的方向所覆盖的范围内的采样点；根据所述采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及所述多个采样点中不在所述采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，确定所述车辆的变道路径。
在本申请的一个实施例中，所述获取每个采样点的横向位置的初始取值范围，包括：在所述车辆的变道方向为向右变道时，根据所述参考线到道路左边界的横向距离以及所述参考线到所述目标车道的车道右边界的横向距离，确定每个采样点的横向位置的初始取值范围；在所述车辆的变道方向为向左变道时，根据所述参考线到所述目标车道的车道左边界的横向距离以及所述参考线到道路右边界的横向距离，确定每个采样点的横向位置的初始取值范围。
在本申请的一个实施例中，在所述障碍物的类型为静态障碍物时，所述位置信息包括所述障碍物的横向位置信息，所述根据所述车辆周边障碍物的位置信息，对采样点集合中的每个采样点的横向位置的所述初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开所述障碍物，包括：根据所述障碍物的横向位置信息，确定避开所述障碍物所需要的第一横向距离；根据所述第一横向距离和所述车辆对所述障碍物所采用的避让方式，对所述采样点集合中的每个采样点的横向位置的初始取值范围进行调整。
在本申请的一个实施例中，在所述障碍物的类型为动态障碍物时，所述位置信息包括：在所述障碍物中心的纵向位置和所述采样点的纵向位置相同时所述障碍物所对应的横向位置信息，所述根据所述车辆周边障碍物的位置信息，对采样点集合中的每个采样点的横向位置的所述初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开所述障碍物，包括：根据所述障碍物的横向位置信息和所述变道方向，确定所述障碍物施加的横向位置约束值；根据所述横向位置约束值，对所述采样点集合中的纵向位置与所述障碍物中心的纵向位置相同的采样点的横向位置的取值范围进行调整。
在本申请的一个实施例中，所述根据所述障碍物的横向位置信息和所述变道方向，确定所述障碍物施加的横向位置约束值，包括：根据所述障碍物的横向位置信息，确定所述障碍物的预设边界到所述目标车道的预设边界的第二横向距离，其中，所述预设边界与所述变道方向对应；将所述第二横向距离与预设的横向距离阈值进行比较，并根据比较结果，确定所述障碍物施加的横向位置约束值。
在本申请的一个实施例中，所述根据所述采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及所述多个采样点中不在所述采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，确定所述车辆的变道路径，包括：根据所述采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及所述多个采样点中不在所述采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，基于路径平滑度和路径长度，确定所述车辆的变道路径。
在本申请的一个实施例中，在所述根据所述采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及所述多个采样点中不在所述采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，确定所述车辆的变道路径之前，所述方法还包括：针对所述多采样点中的每个采样点，根据所述车辆当前所对应的车头朝向角以及车速信息，确定所述车辆从当前位置到所述采样点时，所述车辆转向最大允许的横向距离；根据所述车辆转向最大允许的横向距离，调整对应采样点的横向位置的取值范围；所述根据所述采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及所述多个采样点中不在所述采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，确定所述车辆的变道路径，包括：根据所述多个采样点中每个采样点的纵向位置和纵向位置的当前取值范围，确定所述车辆的变道路径。
本申请实施例的车辆变道路线规划方法，在对车辆的变道路径进行规划时，结合与路径规划的障碍物信息对目标车道的参考线上采样点的横向位置的初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开障碍物，并根据各个采样点的纵向位置以及横向位置的当前取值范围，确定车辆的变道路径。由此，在避开障碍物的同时，实现了车辆的变道路径规划，提高了变道路径规划的准确性。
本申请第二方面实施例提出了一种车辆变道路线规划装置，包括：接收模块，用于接收指示所述车辆从当前所在的车道变道为目标车道的变道指令；第一确定模块，用于确定所述目标车道的参考线上的多个采样点的纵向位置，其中，每个所述采样点的纵向位置为所述采样点与所述参考线的初始点之间所述参考线的长度；获取模块，用于获取每个采样点的横向位置的初始取值范围，所述初始取值范围为对应采样点沿参考线的法线方向向左和向右的初始横向距离；第一调整模块，用于根据所述车辆周边障碍物的位置信息，对采样点集合中的每个采样点的横向位置的所述初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开所述障碍物，其中，所述采样点集合中的采样点为所述多个采样点中纵向位置位于所述障碍物沿所述参考线的方向所覆盖的范围内的采样点；路径生成模块，用于根据所述采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及所述多个采样点中不在所述采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，确定所述车辆的变道路径。
在本申请的一个实施例中，所述获取模块，具体用于：在所述车辆的变道方向为向右变道时，根据所述参考线到道路左边界的横向距离以及所述参考线到所述目标车道的车道右边界的横向距离，确定每个采样点的横向位置的初始取值范围；在所述车辆的变道方向为向左变道时，根据所述参考线到所述目标车道的车道左边界的横向距离以及所述参考线到道路右边界的横向距离，确定每个采样点的横向位置的初始取值范围。
在本申请的一个实施例中，在所述障碍物的类型为静态障碍物时，所述位置信息包括所述障碍物的横向位置信息，所述第一调整模块，具体用于：根据所述障碍物的横向位置信息，确定避开所述障碍物所需要的第一横向距离；根据所述第一横向距离和所述车辆对所述障碍物所采用的避让方式，对所述采样点集合中的每个采样点的横向位置的初始取值范围进行调整。
在本申请的一个实施例中，在所述障碍物的类型为动态障碍物时，所述位置信息包括：在所述障碍物中心的纵向位置和所述采样点的纵向位置相同时所述障碍物所对应的横向位置信息，所述第一调整模块，包括：确定单元，用于根据所述障碍物的横向位置信息和所述变道方向，确定所述障碍物施加的横向位置约束值；调整单元，用于根据所述横向位置约束值，对所述采样点集合中的纵向位置与所述障碍物中心的纵向位置相同的采样点的横向位置的取值范围进行调整。
在本申请的一个实施例中，所述确定单元，具体用于：根据所述障碍物的横向位置信息，确定所述障碍物的预设边界到所述目标车道的预设边界的第二横向距离，其中，所述预设边界与所述变道方向对应；将所述第二横向距离与预设的横向距离阈值进行比较，并根据比较结果，确定所述障碍物施加的横向位置约束值。
在本申请的一个实施例中，所述路径生成模块，具体用于：根据所述采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及所述多个采样点中不在所述采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，基于路径平滑度和路径长度，确定所述车辆的变道路径。
在本申请的一个实施例中，所述装置还包括：第二确定模块，用于针对所述多采样点中的每个采样点，根据所述车辆当前所对应的车头朝向角以及车速信息，确定所述车辆从当前位置到所述采样点时，所述车辆转向最大允许的横向距离；第二调整模块，用于根据所述车辆转向最大允许的横向距离，调整对应采样点的横向位置的取值范围；所述路径生成模块，具体用于：根据所述多个采样点中每个采样点的纵向位置和纵向位置的当前取值范围，确定所述车辆的变道路径。
本申请实施例的车辆变道路线规划装置，在对车辆的变道路径进行规划时，结合与路径规划的障碍物信息对目标车道的参考线上采样点的横向位置的初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开障碍物，并根据各个采样点的纵向位置以及横向位置的当前取值范围，确定车辆的变道路径。由此，在避开障碍物的同时，实现了车辆的变道路径规划，提高了变道路径规划的准确性。
本申请第三方面实施例提出了一种车辆变道路线规划终端，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，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本申请实施例的车辆变道路线规划方法。
本申请第四方面实施例提出了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本申请实施例公开的车辆变道路线规划方法。
上述申请中的一个实施例具有如下优点或有益效果：在避开障碍物的同时，实现了车辆的变道路径规划，提高了变道路径规划的准确性。因为采用结合与路径规划的障碍物信息对目标车道的参考线上采样点的横向位置的初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开障碍物，并根据各个采样点的纵向位置以及横向位置的当前取值范围，确定车辆的变道路径的技术手段，所以克服了相关技术中变道路径规划不准确的技术问题，从而达到了在避开障碍物的同时，实现了车辆的变道路径规划，提高了变道路径规划的准确性的技术效果。
上述可选方式所具有的其他效果将在下文中结合具体实施例加以说明。
附图说明
附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：
图1是根据本申请第一实施例的示意图；
图2是车辆变道的示例图一；
图3是车辆变道的示例图二；
图4是车辆变道的示例图三；
图5是根据本申请第二实施例的示意图；
图6是根据本申请第三实施例的示意图；
图7是用来实现本申请实施例的车辆变道路线规划终端的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
下面参考附图描述本申请实施例的车辆变道路线规划方法、装置、车辆变道路线规划终端和存储介质。
图1是根据本申请第一实施例的示意图。其中，需要说明的是，本实施例的车辆变道路线规划方法的执行主体为车辆变道路线规划装置，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以配置在车辆变道路线规划终端中，车辆变道路线规划终端可以配置在车辆中。
如图1所示，该车辆变道路线规划方法可以包括：
步骤101，接收指示将车辆从当前所在的车道变道为目标车道的变道指令。
其中，本实施例中的车辆可以为普通车辆，也可以为无人驾驶车辆，本实施例以车辆为无人驾驶车辆(自动驾驶车辆)为例进行描述。
其中，车辆当前所在的车道和目标车道为车辆当前所在道路上相邻的两个车道。其中，目标车道可以为车辆当前所在车道左边或者右边的车道，该实施例对此不作限定。
步骤102，确定目标车道的参考线上的多个采样点的纵向位置，其中，每个采样点的纵向位置为采样点与参考线的初始点之间参考线的长度。
其中，参考线是用于自动驾驶车辆的导引线，可以由车辆上的终端或是服务器等，基于道路信息生成参考线。参考线例如可以是车道的中心线。
在本申请的一个实施例中，为了易于驾驶策略和规划算法的设计和实现，可获取车辆所在的当前位置，并将当前位置投影到目标车道的参考线上，以得到初始采样点，以及结合车辆的当前速度，确定出车辆在参考线的预设长度内完成变道，根据初始采样点和预设长度，确定出结束采样点，其中，结束采样点与初始采样点之间参考线的长度等于预设长度。
对应地，在确定出初始采样点和结束采样点后，可按照预设间隔弧长对初始采样点和结束采样点之间的长度进行划分，以得到对应采样点。
其中，参考线初始点是参考线上预先设置的初始点。
在本实施例中，为了方便后续进行路径规划，可将车辆的当前位置投影到参考线的点作为参考线初始点，也就是说，可将初始采样点作为参考线初始点。
其中，参考线可以为直线或者曲线，本实施例以参考线为直线进行示意说明。
步骤103，获取每个采样点的横向位置的初始取值范围，初始取值范围为对应采样点沿参考线的法线方向向左和向右的初始横向距离。
在本实施例中，步骤103的具体方式可以为：结合车辆的变道方向，获取每个采样点的横向位置的初始取值范围。
具体地，在车辆的变道方向为向右变道时，根据参考线到道路左边界的横向距离以及参考线到目标车道的车道右边界的横向距离，确定每个采样点的横向位置的初始取值范围。
举例而言，车辆变道的示例图一，如图2所示，图2中以车辆的变道方向为向右变道为例，假设参考线左侧的点横向距离为正，右侧为负，参考线左侧和右侧是以车辆的行驶方向为参照，在目标车道的参考线上按纵向位置s＝si(i＝0,1,…,n)采样，对于第i个采样点而言，第i个采样点的横向位置的初始取值范围为lub_i>＝li>＝llb_i，li表示第i采样点的横向位置，lub_i初始化为左侧道路边界rlb，llb_i初始化为右侧车道边界lrb，其中，图2中的A表示车辆。
另外，在车辆的变道方向为向左变道时，根据参考线到目标车道的车道左边界的横向距离以及参考线到道路右边界的横向距离，确定每个采样点的横向位置的初始取值范围。也就是说，根据参考线到目标车道的车道左边界的横向距离以及参考线到道路右边界的横向距离，确定样本点横向位置的上限值以及下限值。
步骤104，根据车辆周边障碍物的位置信息，对采样点集合中的每个采样点的横向位置的初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开障碍物，其中，采样点集合中的采样点为多个采样点中纵向位置位于障碍物沿参考线的方向所覆盖的范围内的采样点。
其中，本实施例中的障碍物的位置信息是基于参考线进行表达而得到的位置坐标。也就是说，障碍物的位置信息包括：障碍物沿参考线的方向所覆盖的纵向位置范围，以及障碍物的横向位置信息。
其中，本实施例的障碍物的类型可以包括动态和静态，也就是说，本实施例中的障碍物可以包括动态障碍物和静态障碍物。
在本实施例中，在障碍物的类型为静态障碍物时，位置信息包括障碍物的横向位置信息，步骤104的具体实现方式为：根据障碍物的横向位置信息，确定避开障碍物所需要的第一横向距离；根据第一横向距离和车辆对障碍物所采用的避让方式，对采样点集合中的每个采样点的的横向位置的初始取值范围进行调整。
其中，避让方式可以包括左侧避让以及右侧避让。
其中，采样点集合中采样点的数量可以为一个或者多个。
举例而言，车辆变道的示例图，如图3所示，其中，图3中的A表示车辆，B表示静态障碍物，图3中以车辆向右变道为例进行示意，对于落在B的纵向位置取值范围的采样点有一个，采样点si，假设对障碍物B采用右侧避让方式(即右侧躲避)，对该采样点si横向位置的初始取值范围进行调整，更新该点的约束为lub_i＝min(lub_i,lobs)，其中lobs表示为了避开障碍物B所需要的横向距离。反之，如果对障碍物B从左侧躲避，更新B点的约束为llb_i＝max(llb_i,lobs)。
在障碍物的类型为动态障碍物时，位置信息包括：在障碍物中心的纵向位置和采样点的纵向位置相同时障碍物所对应的横向位置信息，根据车辆周边障碍物的位置信息，对采样点集合中的每个采样点的横向位置的初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开障碍物的具体实现方式为：根据障碍物的横向位置信息和变道方向，确定障碍物施加的横向位置约束值；根据横向位置约束值，对采样点集合中的纵向位置与所述障碍物中心的纵向位置相同的采样点的横向位置的取值范围进行调整。
在本实施例中，根据障碍物的横向位置信息和变道方向，确定障碍物施加的横向位置约束值的具体方式，可以为：根据障碍物的横向位置信息，确定障碍物的预设边界到目标车道的预设边界的第二横向距离，其中，预设边界与变道方向对应。将第二横向距离与横向距离阈值进行比较，并根据比较结果，确定障碍物施加的横向位置约束值。
其中，在变道方向为向左变道时，预设边界为左边界。也就是说，在车辆的变道方向为向左变道时，确定障碍物的左边界到目标车道的左边界的第二横向距离。
在变道方向为向右变道时，预设边界为右边界。也就是说，在车辆的变道方向为向右变道时，确定障碍物的右边界到目标车道的右边界的第二横向距离。
其中，本实施例的横向距离阈值有多个，横向距离阈值可以包括车辆通行宽度、正的以及负的障碍物宽度、正的以及负的第一横向距离阈值，(其中，第一横向距离阈值是障碍物宽度的一半)、基于车道左边界和障碍物宽度的一半所确定的第二横向距离阈值，基于车道右边界和障碍物宽度的一半所确定的第三横向距离阈值、以及基于车道左边界以及左边界的横向位置、障碍物宽度以及车辆通行宽度所确定的第四横向距离阈值。
为了使得本领域的技术人员能够更加清楚地了解本申请，下面结合图4对基于动态障碍物，对采样点的初始取值范围进行调整的过程进行描述。
其中，需要说明的是，图4中以车辆的变道方向为向变道为例，假设参考线左侧的点横向距离为正，左侧为负，参考线左侧和左侧是以车辆的行驶方向为参照，在目标车道的参考线上按纵向位置s＝si(i＝0,1,…,n)采样，假设车辆的速度信息和动态障碍物的速度信息，确定后续在障碍物和车辆具有相同纵向位置时，所对应的采样点为第i个采样点，在障碍物中心的纵向位置和采样点的纵向位置相同时障碍物所对应的横向位置，然后，根据障碍物所对应的横向位置，确定出障碍物右边界与车道右边界lrb的第二横向距离mobs，其中，用mobs表示障碍物右边界与车道右边界lrb的距离，cl和cr表示动态障碍物施加的左侧和右侧横向位置约束，llb表示车道左边界，rlb表示道路左边界，rrb表示道路右边界，wpass表示车辆通行宽度(车宽加通行安全距离),wobs表示障碍物宽度。
cl的计算方式如下，根据障碍物的横向位置将mobs的取值划分为5个区域：
(a)mobs>＝wpass
(b)wpass>mobs>＝-lrb-wobs/2
(c)-lrb-wobs/2>mobs>＝-wobs/2
(d)-wobs/2>mobs>＝-wobs
(e)mobs<-wobs
如果mobs位于区间(a)，cl＝lrb+mobs，变道策略是：完全从右侧横向躲避障碍物；
如果mobs位于区间(b)，根据障碍物的横向位置，cl逐步从cl＝lrb+wpass过渡到cl＝llb，变道策略是：当障碍物逐渐靠近目标车道中心，路径规划逐渐不考虑横向躲避；
如果mobs位于区间(c)，cl＝llb，变道策略是：在障碍物中心位于车道右边界左侧时，考虑到障碍物有可能长时间行驶在目标车道内，不允许自动驾驶汽车通过长时间骑线躲避障碍物；
如果mobs位于区间(d)，根据障碍物的横向位置，cl逐步从cl＝llb过渡到cl＝rlb，变道策略是：当障碍物中心逐渐向右离开车道右边界时，变道规划约束逐渐放松到左侧道路边界；
如果mobs位于区间(e)，cl＝rlb，变道策略是：当障碍物完全离开车道右边界时，变道规划约束采用左侧道路边界。
cr的计算方式如下，根据障碍物的横向位置将mobs的取值划分为4个区域：
(a)mobs>＝-lrb-wobs/2
(b)-lrb-wobs/2>mobs>＝llb-lrb-wpass-wobs
(c)llb-lrb-wpass-wobs>mobs>＝-wobs
(d)mobs<-wobs
如果mobs位于区间(a)，cr＝lrb，变道策略是：横向上从右侧躲避障碍物；
如果mobs位于区间(b)，根据障碍物的横向位置，cr逐步从cr＝lrb过渡到cr＝llb-wpass，变道策略是：当障碍物逐渐向右偏离目标车道中心，路径规划逐渐完全横向躲避障碍物；
如果mobs位于区间(c)，cr＝lrb+mobs+wobs，变道策略是：完全从左侧横向躲避障碍物；
如果mobs位于区间(d)，cr＝lrb，变道策略是：当障碍物完全离开车道右边界后，变道规划约束采用右侧道路边界。
基于动态障碍物约束cl和cr，可对第i个采样点横向位置取值范围端点值进行调整，假设第i个采样点的横向位置的初始取值范围为lub_i>＝li>＝llb_i，则调后第i个采样点的横向位置的取值范围，lub_i＝min(lub_i,cl)，llb_i＝max(llb_i,cr)。
步骤105，根据采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及多个采样点中不在采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，确定车辆的变道路径。
在本实施例中，在获取各个采样点的纵向位置以及横向位置的当前取值范围后，步骤105的具体实现方式可以为：根据采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及多个采样点中不在采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，基于路径平滑度和路径长度，确定车辆的变道路径。
具体而言，在获取各个采样点的纵向位置以及横向位置的当前取值范围后，可基于平滑度以及路径长度对待规划变道路径进行评价，以得到路径评价值最小的变道路径，并将该径评价值最小的变道路径作为车辆的变道路径。
作为一种示例，在获取待生成变道路径上采样点横向位置的当前取值范围后，可通过下述路径评价函数，确定出获取路径评价评价值最小的路径。
minJ(l0,l1,…,ln)
lub_i>＝li>＝llb_i,i＝0,1,…,n
其中，J(l0,l1,…,ln)是对变道路径的评价函数
其中，变道路径的评价函数主要是从平滑性、路径长度等方面对变道路径进行评价。
本申请实施例的车辆变道路线规划方法，在对车辆的变道路径进行规划时，结合与路径规划的障碍物信息对目标车道的参考线上采样点的横向位置的初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开障碍物，并根据各个采样点的纵向位置以及横向位置的当前取值范围，确定车辆的变道路径。由此，在避开障碍物的同时，实现了车辆的变道路径规划，提高了变道路径规划的准确性。
在实际应用中，在车辆高速运动时，为了避免规划出不安全、不舒适的变道路径，在本实施例中，可结合车辆当前所对应的车头朝向角以及车速信息，对采样点的横向位置的取值范围再次进行调整。下面结合图5对本实施例的变道路径规划方法进行描述。
如图5所示，该车辆变道路线规划方法可以包括：
步骤501，接收指示将车辆从当前所在的车道变道为目标车道的变道指令。
步骤502，确定目标车道的参考线上的多个采样点的纵向位置，其中，每个采样点的纵向位置为采样点与参考线的初始点之间参考线的长度。
步骤503，获取每个采样点的横向位置的初始取值范围，所述初始取值范围为对应采样点沿参考线的法线方向向左和向右的初始横向距离。
步骤504，根据车辆周边障碍物的位置信息，对采样点集合中的每个采样点的横向位置的初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开障碍物，其中，采样点集合中的采样点为多个采样点中纵向位置位于障碍物沿参考线的方向所覆盖的范围内的采样点。
其中，关于上述步骤501-504的相关描述可参见上述实施例中的相应描述，该实施例对此不再赘述。
步骤505，针对多个采样点中的每个采样点，根据车辆当前所对应的车头朝向角以及车速信息，确定车辆从当前位置到采样点时，车辆转向最大允许的横向距离。
作为一种示例性的实施方式，以向右变道为例，对于第i个采样点而言，转向最大允许的横向距离计算为csafety＝h(θ，v，si)，h(θ，v，si)是计算转向最大允许的横向距离的函数，然后，根据csafety放松左侧约束lub_i＝max(lub_i,csafety)。
也就是说，在本实施例中，结合车辆的变道方向，以及车辆从当前位置到采样点时，车辆转向最大允许的横向距离，对采样点的横向位置调整的上限值或者下限值进行调整。
具体而言，如果车辆的变道方向为向右变道，则根据车辆从当前位置到采样点时，车辆转向最大允许的横向距离，对采样点的上限值进行调整，例如，可将第i个采样点的当前上限值和车辆转向最大允许的横向距离进行比较，并将两者中较大的取值作为第i个采样点的当前上限值。
另外，如果车辆的变道方向为向左变道，则根据车辆从当前位置到采样点时，车辆转向最大允许的横向距离，对采样点的下限值进行调整，例如，车辆的变道为向左变道，针对第i个采样点，可将第i个采样点的当前下限值和车辆转向最大允许的横向距离进行比较，并将两者中较小的取值作为第i个采样点的当前下限值。
步骤506，根据车辆转向最大允许的横向距离，调整对应采样点的横向位置的取值范围。
步骤507，根据各个采样点的纵向位置以及横向位置的当前取值范围，确定车辆的变道路径。
本实施例，在确定出待生成路径上每个采样点的横向位置的初始取值范围后，结合障碍物信息以及每个采样点上车辆转向所允许最大的横向距离，对采样点的横向位置的取值范围进行调整，并根据每个采样点的纵向位置以及横向位置的当前取值范围，确定车辆的变道路径。由此，使得所提供的变道路径更加满足车辆的变道需求。
为了实现上述实施例，本申请实施例还提供一种车辆变道路线规划装置。
图6是根据本申请第四实施例的示意图。
如图6所示，该车辆变道路线规划装置100包括接收模块110、第一确定模块120、获取模块130、第一调整模块140和路径生成模块150，其中：
接收模块110，用于接收指示车辆从当前所在的车道变道为目标车道的变道指令。
第一确定模块120，用于确定目标车道的参考线上的多个采样点的纵向位置，其中，每个采样点的纵向位置为采样点与参考线的初始点之间参考线的长度。
获取模块130，用于获取每个采样点的横向位置的初始取值范围，初始取值范围为对应采样点沿参考线的法线方向向左和向右的初始横向距离。
第一调整模块140，用于根据车辆周边障碍物的位置信息，对采样点集合中的每个采样点的横向位置的初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开障碍物，其中，采样点集合中的采样点为多个采样点中纵向位置位于障碍物沿参考线的方向所覆盖的范围内的采样点。
路径生成模块150，用于根据采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及多个采样点中不在采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，确定车辆的变道路径。
在本申请的一个实施例中，获取模块130，具体用于：在车辆的变道方向为向右变道时，根据参考线到道路左边界的横向距离以及参考线到目标车道的车道右边界的横向距离，确定每个采样点的横向位置的初始取值范围。在车辆的变道方向为向左变道时，根据参考线到目标车道的车道左边界的横向距离以及参考线到道路右边界的横向距离，确定每个采样点的横向位置的初始取值范围。
在本申请的一个实施例中，在障碍物的类型为静态障碍物时，位置信息包括障碍物的横向位置信息，第一调整模块140，具体用于：根据障碍物的横向位置信息，确定避开障碍物所需要的第一横向距离。根据第一横向距离和车辆对障碍物所采用的避让方式，对采样点集合中的每个采样点的横向位置的初始取值范围进行调整。
在本申请的一个实施例中，在障碍物的类型为动态障碍物时，位置信息包括：在障碍物中心的纵向位置和采样点的纵向位置相同时障碍物所对应的横向位置信息，
第一调整模块140，可以包括：
确定单元，用于根据障碍物的横向位置信息和变道方向，确定障碍物施加的横向位置约束值。
调整单元，用于根据横向位置约束值，对采样点集合中的纵向位置与所述障碍物中心的纵向位置相同的采样点的横向位置的取值范围进行调整。
在本申请的一个实施例中，确定单元，具体用于：根据障碍物的横向位置信息，确定障碍物的预设边界到目标车道的预设边界的第二横向距离，其中，预设边界与变道方向对应。将第二横向距离与预设的横向距离阈值进行比较，并根据比较结果，确定障碍物施加的横向位置约束值。
在本申请的一个实施例中，路径生成模块150，具体用于：根据采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及多个采样点中不在采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，基于路径平滑度和路径长度，确定车辆的变道路径。
在本申请的一个实施例中，基于上述实施例的基础上，该装置还包括：
第二确定模块(图中未示出)，用于针对多采样点中的每个采样点，根据车辆当前所对应的车头朝向角以及车速信息，确定车辆从当前位置到采样点时，车辆转向最大允许的横向距离。
第二调整模块(图中未示出)，用于根据车辆转向最大允许的横向距离，调整对应采样点的横向位置的取值范围。
路径生成模块150，具体用于：根据多个采样点中每个采样点的纵向位置和纵向位置的当前取值范围，确定车辆的变道路径。
其中，需要说明的是，前述对车辆变道路线规划方法的解释说明也适用于本实施例的车辆变道路线规划装置，此处不再赘述。
本申请实施例的车辆变道路线规划装置，在对车辆的变道路径进行规划时，结合与路径规划的障碍物信息对待生成变道路径上的采样点的横向位置的初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开障碍物，并根据各个采样点的纵向位置以及横向位置的当前取值范围，选择路径评价数值最小的路径作为车辆的变道路径。由此，在避开障碍物的同时，实现了车辆的变道路径规划，提高了变道路径规划的准确性。
根据本申请的实施例，本申请还提供了一种车辆变道路线规划终端和一种可读存储介质。
如图7所示，是根据本申请实施例的车辆变道路线规划终端的框图。车辆变道路线规划终端旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机和其它适合的计算机。车辆变道路线规划终端还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。
如图7所示，该车辆变道路线规划终端包括：一个或多个处理器71、存储器72，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在车辆变道路线规划终端内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在其它实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个车辆变道路线规划终端，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器***)。图7中以一个处理器71为例。
存储器72即为本申请所提供的非瞬时计算机可读存储介质。其中，存储器存储有可由至少一个处理器执行的指令，以使至少一个处理器执行本申请所提供的车辆变道路线规划方法。本申请的非瞬时计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使计算机执行本申请所提供的车辆变道路线规划方法。
存储器72作为一种非瞬时计算机可读存储介质，可用于存储非瞬时软件程序、非瞬时计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的车辆变道路线规划方法对应的程序指令/模块。处理器71通过运行存储在存储器72中的非瞬时软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的车辆变道路线规划方法。
存储器72可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据车辆变道路线规划终端的使用所创建的数据等。此外，存储器72可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些实施例中，存储器72可选包括相对于处理器71远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆变道路线规划终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
车辆变道路线规划终端还可以包括：输入装置73和输出装置74。处理器71、存储器72、输入装置73和输出装置74可以通过总线或者其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
输入装置73可接收输入的数字或字符信息，以及产生与车辆变道路线规划终端的用户设置以及功能控制有关的键信号输入，例如触摸屏、小键盘、鼠标、轨迹板、触摸板、指示杆、一个或者多个鼠标按钮、轨迹球、操纵杆等输入装置。输出装置74可以包括显示设备、辅助照明装置(例如，LED)和触觉反馈装置(例如，振动电机)等。该显示设备可以包括但不限于，液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器和等离子体显示器。在一些实施方式中，显示设备可以是触摸屏。
此处描述的***和技术的各种实施方式可以在数字电子电路***、集成电路***、专用ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程***上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储***、至少一个输入装置和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储***、该至少一个输入装置和该至少一个输出装置。
这些计算程序(也称作程序、软件、软件应用、或者代码)包括可编程处理器的机器指令，并且可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。如本文使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何计算机程序产品、设备和/或装置(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑装置(PLD))，包括，接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指的是用于将机器指令和/或数据提供给可编程处理器的任何信号。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的***和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的***和技术实施在包括后台部件的计算***(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算***(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算***(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的***和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算***中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将***的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。
计算机***可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。
Claims (16)
1.一种车辆变道路线规划方法，其特征在于，所述方法包括：
接收指示所述车辆从当前所在的车道变道为目标车道的变道指令；
确定所述目标车道的参考线上的多个采样点的纵向位置，其中，每个所述采样点的纵向位置为所述采样点与所述参考线的初始点之间所述参考线的长度；
获取每个采样点的横向位置的初始取值范围，所述初始取值范围为对应采样点沿参考线的法线方向向左和向右的初始横向距离；
根据所述车辆周边障碍物的位置信息，对采样点集合中的每个采样点的横向位置的所述初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开所述障碍物，其中，所述采样点集合中的采样点为所述多个采样点中纵向位置位于所述障碍物沿所述参考线的方向所覆盖的范围内的采样点；
根据所述采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及所述多个采样点中不在所述采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，确定所述车辆的变道路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取每个采样点的横向位置的初始取值范围，包括：
在所述车辆的变道方向为向右变道时，根据所述参考线到道路左边界的横向距离以及所述参考线到所述目标车道的车道右边界的横向距离，确定每个采样点的横向位置的初始取值范围；所述道路左边界为所述车辆当前所在车道的左边界；
在所述车辆的变道方向为向左变道时，根据所述参考线到所述目标车道的车道左边界的横向距离以及所述参考线到道路右边界的横向距离，确定每个采样点的横向位置的初始取值范围；所述道路右边界为所述车辆当前所在车道的右边界。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述障碍物的类型为静态障碍物时，所述位置信息包括所述障碍物的横向位置信息，所述根据所述车辆周边障碍物的位置信息，对采样点集合中的每个采样点的横向位置的所述初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开所述障碍物，包括：
根据所述障碍物的横向位置信息，确定避开所述障碍物所需要的第一横向距离；
根据所述第一横向距离和所述车辆对所述障碍物所采用的避让方式，对所述采样点集合中的每个采样点的横向位置的初始取值范围进行调整。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述障碍物的类型为动态障碍物时，所述位置信息包括：在所述障碍物中心的纵向位置和所述采样点的纵向位置相同时所述障碍物所对应的横向位置信息，
所述根据所述车辆周边障碍物的位置信息，对采样点集合中的每个采样点的横向位置的所述初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开所述障碍物，包括：
根据所述障碍物的横向位置信息和所述变道方向，确定所述障碍物施加的横向位置约束值；
根据所述横向位置约束值，对所述采样点集合中的纵向位置与所述障碍物中心的纵向位置相同的采样点的横向位置的取值范围进行调整。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述障碍物的横向位置信息和所述变道方向，确定所述障碍物施加的横向位置约束值，包括：
根据所述障碍物的横向位置信息，确定所述障碍物的预设边界到所述目标车道的预设边界的第二横向距离，其中，所述预设边界与所述变道方向对应；
将所述第二横向距离与预设的横向距离阈值进行比较，并根据比较结果，确定所述障碍物施加的横向位置约束值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及所述多个采样点中不在所述采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，确定所述车辆的变道路径，包括：
根据所述采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及所述多个采样点中不在所述采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，基于路径平滑度和路径长度，确定所述车辆的变道路径。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述根据所述采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及所述多个采样点中不在所述采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，确定所述车辆的变道路径之前，所述方法还包括：
针对所述多个采样点中的每个采样点，根据所述车辆当前所对应的车头朝向角以及车速信息，确定所述车辆从当前位置到所述采样点时，所述车辆转向最大允许的横向距离；
根据所述车辆转向最大允许的横向距离，调整对应采样点的横向位置的取值范围；
所述根据所述采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及所述多个采样点中不在所述采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，确定所述车辆的变道路径，包括：
根据所述多个采样点中每个采样点的纵向位置和横向位置的当前取值范围，确定所述车辆的变道路径。
8.一种车辆变道路线规划装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于接收指示所述车辆从当前所在的车道变道为目标车道的变道指令；
第一确定模块，用于确定所述目标车道的参考线上的多个采样点的纵向位置，其中，每个所述采样点的纵向位置为所述采样点与所述参考线的初始点之间所述参考线的长度；
获取模块，用于获取每个采样点的横向位置的初始取值范围，所述初始取值范围为对应采样点沿参考线的法线方向向左和向右的初始横向距离；
第一调整模块，用于根据所述车辆周边障碍物的位置信息，对采样点集合中的每个采样点的横向位置的所述初始取值范围进行调整，以使调整后的横向位置的取值范围可避开所述障碍物，其中，所述采样点集合中的采样点为所述多个采样点中纵向位置位于所述障碍物沿所述参考线的方向所覆盖的范围内的采样点；
路径生成模块，用于根据所述采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及所述多个采样点中不在所述采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，确定所述车辆的变道路径。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于：
在所述车辆的变道方向为向右变道时，根据所述参考线到道路左边界的横向距离以及所述参考线到所述目标车道的车道右边界的横向距离，确定每个采样点的横向位置的初始取值范围；所述道路左边界为所述车辆当前所在车道的左边界；
在所述车辆的变道方向为向左变道时，根据所述参考线到所述目标车道的车道左边界的横向距离以及所述参考线到道路右边界的横向距离，确定每个采样点的横向位置的初始取值范围；所述道路右边界为所述车辆当前所在车道的右边界。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，在所述障碍物的类型为静态障碍物时，所述位置信息包括所述障碍物的横向位置信息，所述第一调整模块，具体用于：
根据所述障碍物的横向位置信息，确定避开所述障碍物所需要的第一横向距离；
根据所述第一横向距离和所述车辆对所述障碍物所采用的避让方式，对所述采样点集合中的每个采样点的横向位置的初始取值范围进行调整。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，在所述障碍物的类型为动态障碍物时，所述位置信息包括：在所述障碍物中心的纵向位置和所述采样点的纵向位置相同时所述障碍物所对应的横向位置信息，
所述第一调整模块，包括：
确定单元，用于根据所述障碍物的横向位置信息和所述变道方向，确定所述障碍物施加的横向位置约束值；
调整单元，用于根据所述横向位置约束值，对所述采样点集合中的纵向位置与所述障碍物中心的纵向位置相同的采样点的横向位置的取值范围进行调整。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述确定单元，具体用于：
根据所述障碍物的横向位置信息，确定所述障碍物的预设边界到所述目标车道的预设边界的第二横向距离，其中，所述预设边界与所述变道方向对应；
将所述第二横向距离与预设的横向距离阈值进行比较，并根据比较结果，确定所述障碍物施加的横向位置约束值。
13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述路径生成模块，具体用于：
根据所述采样点集合中每个采样点的纵向位置和调整后取值范围以及所述多个采样点中不在所述采样点集合中的每个采样点的纵向位置和初始取值范围，基于路径平滑度和路径长度，确定所述车辆的变道路径。
14.根据权利要求8-13中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二确定模块，用于针对所述多个采样点中的每个采样点，根据所述车辆当前所对应的车头朝向角以及车速信息，确定所述车辆从当前位置到所述采样点时，所述车辆转向最大允许的横向距离；
第二调整模块，用于根据所述车辆转向最大允许的横向距离，调整对应采样点的横向位置的取值范围；
所述路径生成模块，具体用于：
根据所述多个采样点中每个采样点的纵向位置和横向位置的当前取值范围，确定所述车辆的变道路径。
15.一种车辆变道路线规划终端，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，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的方法。
16.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1-7任一项所述的方法。
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