CN112020014A - 一种换道轨迹规划方法、装置、服务器及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种换道轨迹规划方法、装置、服务器及存储介质，获取驾驶车辆的全局路点信息和周围车辆的环境感知信息，根据全局路点信息生成驾驶车辆的局部参考轨迹，并在生成换道轨迹之前确定是否生成换道决策信息，如果生成换道决策信息，基于局部参考轨迹和环境感知信息生成换道轨迹。通过上述方式，对于实际的工程应用和实车测验来说，该方法简单有效，可满足***的实时性要求。如果在换道规划失效的情况下，可以生成条备选轨迹，用于控制驾驶车辆减速或保持跟车状态。

Description

一种换道轨迹规划方法、装置、服务器及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及车辆技术，尤其涉及一种换道轨迹规划方法、装置、服务器及存储介质。
背景技术
近年来，自动驾驶技术得到了越来越多的关注，智能汽车成为汽车服务和交通领域研究的热点。与人类驾驶员相比，智能驾驶***由于其强大的感知和快速处理能力，能够显著提高驾驶的安全性和道路的流通性。变更车道是常见的驾驶行为，而换道轨迹的生成是完成变更车道行为的前提，换道轨迹的质量决定了智能汽车在换道过程中的舒适性。
目前，针对智能汽车换道的轨迹规划，一般情况下采用基于数值优化的方法，具体方式是构建障碍约束、起终点约束、边界约束和目标函数，根据目标函数去顶车辆换道的最优平滑轨迹。但是这种方法在本质上属于多个非线性约束的高维优化问题，需要大量资源才能找到解决方案，并且存在规划失败的可能性，在智能汽车应用方面，也存在***超时，不满足实时性要求。
可见，现有技术中汽车换道的轨迹规划过程复杂且实时性较差。
发明内容
本发明实施例提供了一种换道轨迹规划方法、装置、服务器及存储介质，以实现简化换道轨迹规划过程并提高换道轨迹规划的实时性。
第一方面，本发明实施例提供了一种换道轨迹规划方法，包括：
获取驾驶车辆的全局路点信息和周围车辆的环境感知信息，其中，所述全局路点信息至少包括各路点的经纬度信息和航向信息，所述环境感知信息至少包括障碍信息和道路信息；
根据所述全局路点信息生成驾驶车辆的局部参考轨迹，其中，所述局部参考轨迹包括所述驾驶车辆所在的行驶车道的路点位置信息、路点曲率信息、路点期望航向以及轨迹长度中的至少一种；
如果生成所述驾驶车辆的换道决策信息，基于所述局部参考轨迹和所述环境感知信息生成换道轨迹。
第二方面，本发明实施例还提供了一种换道轨迹规划装置，包括：
信息获取模块，用于获取驾驶车辆的全局路点信息和周围车辆的环境感知信息，其中，所述全局路点信息至少包括各路点的经纬度信息和航向信息，所述环境感知信息至少包括障碍信息和道路信息；
局部参考轨迹生成模块，用于根据所述全局路点信息生成驾驶车辆的局部参考轨迹，其中，所述局部参考轨迹包括所述驾驶车辆所在的行驶车道的路点位置信息、路点曲率信息、路点期望航向以及轨迹长度中的至少一种；
换道轨迹生成模块，用于如果生成所述驾驶车辆的换道决策信息，基于所述局部参考轨迹和所述环境感知信息生成换道轨迹。
第三方面，本发明实施例还提供了一种服务器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面中任一项所述的换道轨迹规划方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时实现如第一方面中任一项所述的换道轨迹规划方法。
本实施例提供的技术方案，获取驾驶车辆的全局路点信息和周围车辆的环境感知信息，根据全局路点信息生成驾驶车辆的局部参考轨迹，并在生成换道轨迹之前确定是否生成换道决策信息，如果生成换道决策信息，基于局部参考轨迹和环境感知信息生成换道轨迹。通过上述方式，对于实际的工程应用和实车测验来说，该方法简单有效，可满足***的实时性要求。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种换道轨迹规划方法的流程示意图；
图2为本发明实施例一提供的生成的换道轨迹的示意图；
图3为本发明实施例一提供的轨迹规划的示意图；
图4为本发明实施例一提供的换道轨迹生成方法的逻辑示意图；
图5为本发明实施例一提供的换道轨迹生成方法的模块示意图；
图6为本发明实施例二提供的一种换道轨迹规划装置的结构示意图；
图7为本发明实施例三提供的一种服务器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种换道轨迹规划方法的流程示意图，本实施例可适用于驾驶车辆在自动驾驶的情况下，自动生成换道轨迹的情况，该方法可以由换道轨迹规划装置来执行，其中该装置可由软件和/或硬件实现，并一般集成在驾驶车辆或服务器中。具体参见图1所示，该方法可以包括如下步骤：
S110，获取驾驶车辆的全局路点信息和周围车辆的环境感知信息。
其中，所述全局路点信息至少包括各路点的经纬度信息和航向信息，所述环境感知信息至少包括障碍信息和道路信息。可选地，环境感知信息和全局路点信息均可以通过安装在驾驶车辆上的传感器获取得到。可以理解的是，所述经纬度信息可以是驾驶车辆在行驶车道上的位置信息，航向信息可以是驾驶车辆在行驶车道上的行驶方向；障碍信息可以包括周围车辆的个数、每辆周围车的行驶速度、行驶方向等信息，道路信息可以包括周围车辆的行驶车道。
S120，根据全局路点信息生成驾驶车辆的局部参考轨迹。
其中，局部参考轨迹包括行驶车道的路点位置信息、路点曲率信息、路点期望航向以及轨迹长度中的至少一种。
可以理解的是，服务器接收到的全局路点信息和环境感知信息通常较为稀疏，服务器对全局路点信息和环境感知信息进行处理之前，可以对全局路点信息和环境感知信息进行插值，根据插值后的路点信息生成局部参考轨迹，并根据插值后的环境感知信息执行后续换道轨迹的规划操作。需要说明的是，本实施例中的插值方式可以是线性插值、拉格朗日插值、多项式插值或贝塞尔阶乘法插值等。
可选地，所述路点位置信息的确定方法，包括：将全局路点信息输入至贝塞尔阶乘方程，得到路点位置信息。具体地，贝塞尔阶乘方程的表达式是：
Figure BDA0002647654210000051
Figure BDA0002647654210000052
其中，[Xbsr，Ybsr]是插值后每个路点的坐标信息，[x，y]是插值前的每个路点的坐标信息，k是插值点的个数，n是线性间距向量的维度，该维度可以是一次插值的全局路点的个数，由全局路点中待插值的路径长度L决定，待插值的路径长度通L常与车速v成正比，待插值的路径长度通L常与车速v的表达式是：
L＝Lmin+α*v 公式(3)
其中，Lmin是预设的最小规划长度，α是正比系数。
通过上述方式，可以得到插值后的路点位置信息。
可选地，路点曲率信息的确定公式可以是：
Figure BDA0002647654210000053
其中，x是插值后的每个路点的横坐标(即Xbsr)，y是插值后的每个路点的纵坐标(即Ybsr)，x′、x″分别是每个路点插值后的横坐标的一阶导数和二阶导数，y′、y″分别是每个路点插值后的纵坐标的一阶导数和二阶导数。
可以理解的是，贝塞尔曲线属于平均通过式曲线，因此插值后的路点本身具备各处连续且平滑的特性，路点连接处的曲率平滑算法采用如下线性曲率平滑公式：
Figure BDA0002647654210000054
其中，κ′i是平滑后的曲率数据，κi为原始曲率数据，κs和κf分别代表平滑路段上的起点位置和终点位置的路径曲率，xs和xf分别代表平滑路段上的起点位置和终点位置，xi代表当前位置。
可以理解的是，根据公式(5)得到的曲率数据后，可以计算曲率数据的导数，将曲率数据的导数作为曲线在t′处的期望航向正切值，曲线在t′处的期望航向正切值的计算公式是：
Figure BDA0002647654210000061
其中，t′是路径点，x是插值后的每个路点的横坐标，y是插值后的每个路点的纵坐标，将通过公式(5)确定的平滑后的路径点曲线通过公式(6)确定的路径点期望航向。
可选地，可以将确定的行驶车道的所有路径点依次连接，并根据每个路径点的坐标信息计算轨迹长度。
S130，如果生成驾驶车辆的换道决策信息，基于局部参考轨迹和环境感知信息生成换道轨迹。
可选地，可以根据环境感知信息和全局路点信息确定是否生成换道决策信息。具体地，可以根据环境感知信息确定周围车辆的行驶速度、行驶方向等信息，根据全局路点信息确定驾驶车辆的行驶速度、行驶方向等信息，并根据周围车辆的行驶速度、行驶方向以及驾驶车辆的行驶速度、行驶方向确定是否生成决策信息。例如，如果周围车辆为前方车辆，且前方车辆正在减速行驶，则驾驶车辆不适合换道；如果周围车辆为左边车辆，且坐标车辆与驾驶车辆的距离较近，则驾驶车辆不适合换道。
可选地，生成所述换道轨迹的方法，包括：根据所述局部参考轨迹确定驾驶车辆在行驶车道上的局部路点数据，并根据所述环境感知信息获取所述行驶车道的相邻车道的中心线路点数据；基于所述局部路点数据、所述中心线路点数据以及驾驶车辆的行驶信息，生成所述换道轨迹。可以理解的是，服务器可以根据局部参考轨迹确定每个路径点的路径点数据，根据环境感知信息中的路点位置信息确定相邻车道的中心点路点信息。
可选地，生成所述换道轨迹的具体方法，包括：根据所述局部路点数据和所述行驶信息在所述局部参考轨迹上截取第一行驶路段；根据所述中心线路点数据和所述行驶信息在所述相邻车道的中心线上截取第二行驶路段；以所述第一行驶路段的终点作为过渡行驶路段的起点，以所述第二行驶路段的起点作为所述过渡行驶路段的终点，基于所述过渡行驶路段的起点和所述过渡行驶路段的终点并采用三阶贝塞尔曲线计算所述过渡行驶路段；依次连接所述第一行驶路段、所述过渡行驶路段和所述第二行驶路段，得到所述换道轨迹；其中，所述局部路点数据通过将高斯平面直角坐标系转化为车辆坐标系后确定的。
可以理解的是，障碍物信息和道路信息通常是基于车辆坐标系确定的，而全局路点信息是基于高斯平面直角坐标系确定的，为了方便截取一定长度的路径，首先将高斯平面直角坐标系转化成车辆坐标系，在车辆坐标系中，驾驶车辆航向信息始终为90°，驾驶车辆的当前位置在车辆坐标系原点。具体地，设驾驶车辆的局部路点数据在高斯平面直角坐标系下的坐标数据为(xv，yv，tv)，坐标转换公式为：
Figure BDA0002647654210000071
其中，x′和y′分别为转换后的横坐标和纵坐标，即x′和y′为局部路点数据在车辆坐标系的位置坐标，tv为车辆当前时刻的航向，xv和yv分别为车辆当前的高斯坐标系下的横纵坐标。
具体地，结合图2解释生成换道轨迹的具体过程：
第一步：根据局部路点数据和行驶信息确定驾驶车辆的局部参考路径；
第二步：在局部参考路径[Xref，Yref]上截取长度为L1的路点序列作为换道轨迹的第一段，即第一行驶路段，并以第一行驶路段的终点作为过渡行驶路段(换道轨迹的第二段)的起点，提取该点的位置坐标，记为[x0，y0，t0]；
第三步：根据中心线路点数据和行驶信息在相邻车道中心线[Xadj，Yadj]上找到满足距相邻车道起点L2长度的路点，提取该点的位置坐标，记为[xT，yT，tT]，将路点[xT，yT，tT]作为过渡行驶路段的终点，并基于路点[xT，yT，tT]在相邻车道的中心线上截取换道轨迹的第三段，即第二行驶路段；
第四步：以第一行驶路段的终点[x0，y0，t0]作为过渡行驶路段的起点，以第二行驶路段的起点[xT，yT，tT]作为过渡行驶路段的终点，基于过渡行驶路段的起点和过渡行驶路段的终点并采用三阶贝塞尔曲线计算过渡行驶路段。
可选地，三阶贝塞尔曲线的参数化表达式为：
P(t)＝P0(1-t)3+3P1(1-t)2t+3P2(1-t)t2+P3t3，t∈[0，1] 公式(8)
其中，P0＝[x0，y0]是第一行驶路段的起点，P1＝[x0-d1sint0，y0+d1cost0]，d1＝k1(yT-y0)是过渡行驶路段的起点，P2＝[xT+d2sintT，yT-d2costT]，d2＝k2(yT-y0)是过渡行驶路段的终点，曲线的终点P3＝[xT，yT]是第二行驶路段的终点，k1、k2是标定值，可以控制所生成轨迹的形状，一般可设k1为0.1，k2为0.4。上述方式利用贝塞尔曲线生成的轨迹具有连续曲率的特性，可快速生成连续换道轨迹，满足底层轨迹跟踪控制的实时性要求。
需要说明的是，如果在简单换道工况下，即本车道的驾驶车辆之前没有障碍，参数L1和L2的取值和驾驶车辆的车速有关；在避障换道工况下，即本车道的驾驶车辆前方有障碍物，参数L1和L2的取值除与前述信息相关之外，还与前方的障碍物的距离、位置以及大小相关，一般情况下，L2的取值应小于驾驶车辆与本车道的障碍物的纵向距离，这样可以避免驾驶车辆在换道过程中与前方障碍物发生碰撞。
可选地，确定局部参考轨迹和相邻车道线的路径点序列之后，可以基于欧式距离计算局部参考轨迹和相邻车道线上确定任意两点距离。可选地，欧式距离的表达式是：
(x1-x2)2+(y1-y2)2＝d2 公式(9)
因此，局部参考路径上的路径点序列[Xref，Yref]和相邻车道中心线上的路径点序列[Xadj，Yadj]一旦确定，以局部参考路径上的路点序列[Xref，Yref]或相邻车道中心线上的路径点序列[Xadj，Yadj]的起点作为路径原点，局部参考路径上的路点序列内各路点与起点之间的距离均可用上式求得，记为d(i)，i∈N+。当参数L1和L2确定，可通过以下公式确定位于局部参考轨迹上的与相邻参考线上的待截取路径的固定长度的最近点，在确定局部参考轨迹的同时，可以获得行驶过程中的更多数，其中，确定近点序列值kmin：
Figure BDA0002647654210000091
可以理解的是，前述步骤是在生成换道决策信息时，生成换道轨迹的情况。结合图3，如果未生成所述换道决策信息，该方法还包括：将所述局部参考轨迹发送至驾驶车辆的发动机，以使所述发动机按照所述局部参考轨迹控制驾驶车辆的行驶状态。也就是说，如果未生成换道决策信息，则不允许驾驶车辆换道，驾驶车辆根据图3中的局部参考轨迹进行行驶。
可选地，如果生成所述换道决策信息且未生成所述换道轨迹，该方法还包括：根据所述局部参考轨迹、驾驶车辆的行驶信息以及与驾驶车辆距离最近的前方行驶车辆的行驶信息，生成备选轨迹；将所述备选轨迹发送至驾驶车辆的发动机，以使所述发动机按照所述备选轨迹控制车辆的行驶状态，其中，备选轨迹的长度小于所述驾驶车辆和与驾驶车辆距离最近的前方行驶车辆的纵向距离。
具体地，服务器可以根据局部参考轨迹确定大致行驶方向，根据驾驶车辆的行驶信息确定驾驶车辆的行驶速度，以及根据与驾驶车辆距离最近的前方行驶车辆的行驶信息确定前方车辆的行驶速度，根据驾驶车辆的行驶速度差，可以计算驾驶车辆与前方车辆在不同时间段内的纵向距离，并将小于纵向距离的一段路径作为驾驶车辆的备选轨迹。可选地，所述驾驶车辆与前方车辆在不同时间段内的纵向距离可以根据欧式距离计算。
如图4所示为换道轨迹生成方法的逻辑示意图，图5所示为换道轨迹生成方法的模块示意图，结合图4和图5具体的解释上述过程。首先，通过环境感知模块获取环境感知信息并通过全局规划模块获取全局路点信息，环境感知模块对环境感知信息进行融合处理，全局规划模块对全局路点信息进行融合处理，同时，决策模块根据环境感知信息和全局路点信息确定是否生成换道决策信息；局部规划模块根据贝塞尔插值法对融合后的全局路点信息进行插值处理，并进行曲率计算以及航向计算；如果生成换道决策信息，局部规划模块根据插值后的全局路点信息生成规划局部参考轨迹，并根据插值后的全局路点信息、环境感知信息和换道决策信息，采用贝塞尔曲线规划换道轨迹；如果生成换道决策信息，但局部规划模块出现未成功生成换道轨迹或者超时，根据所述局部参考轨迹、驾驶车辆的行驶信息以及与驾驶车辆距离最近的前方行驶车辆的行驶信息，生成备选轨迹；如果未生成换道决策信息，则直接输出局部参考轨迹；进一步地，将局部参考轨迹、换道轨迹或备选轨迹输出至轨迹跟踪模块，通过轨迹跟踪模块控制驾驶车辆的行驶状态。
本实施例提供的技术方案，获取驾驶车辆的全局路点信息和周围车辆的环境感知信息，根据全局路点信息生成驾驶车辆的局部参考轨迹，并在生成换道轨迹之前确定是否生成换道决策信息，如果生成换道决策信息，基于局部参考轨迹和环境感知信息生成换道轨迹。通过上述方式，对于实际的工程应用和实车测验来说，该方法简单有效，可满足***的实时性要求，如果在换道规划失效的情况下，可以生成条备选轨迹，用于控制驾驶车辆减速或保持跟车状态。
实施例二
图6为本发明实施例二提供的一种换道轨迹规划装置的结构示意图。参见图6所示，该装置包括：信息获取模块210、局部参考轨迹生成模块220以及换道轨迹生成模块230。
其中，信息获取模块210，用于获取驾驶车辆的全局路点信息和周围车辆的环境感知信息，其中，所述全局路点信息至少包括各路点的经纬度信息和航向信息，所述环境感知信息至少包括障碍信息和道路信息；
局部参考轨迹生成模块220，用于根据所述全局路点信息生成驾驶车辆的局部参考轨迹，其中，所述局部参考轨迹包括所述驾驶车辆所在的行驶车道的路点位置信息、路点曲率信息、路点期望航向以及轨迹长度中的至少一种；
换道轨迹生成模块230，用于如果生成所述驾驶车辆的换道决策信息，基于所述局部参考轨迹和所述环境感知信息生成换道轨迹。
在上述各技术方案的基础上，换道轨迹生成模块230还用于，根据所述局部参考轨迹确定驾驶车辆在行驶车道上的局部路点数据，并根据所述环境感知信息获取所述行驶车道的相邻车道的中心线路点数据；
基于所述局部路点数据、所述中心线路点数据以及驾驶车辆的行驶信息，生成所述换道轨迹。
在上述各技术方案的基础上，换道轨迹生成模块230还用于，根据所述局部路点数据和所述行驶信息在所述局部参考轨迹上截取第一行驶路段；
根据所述中心线路点数据和所述行驶信息在所述相邻车道的中心线上截取第二行驶路段；
以所述第一行驶路段的终点作为过渡行驶路段的起点，以所述第二行驶路段的起点作为所述过渡行驶路段的终点，基于所述过渡行驶路段的起点和所述过渡行驶路段的终点并采用三阶贝塞尔曲线计算所述过渡行驶路段；
依次连接所述第一行驶路段、所述过渡行驶路段和所述第二行驶路段，得到所述换道轨迹；
其中，所述局部路点数据通过将高斯平面直角坐标系转化为车辆坐标系后确定的。
在上述各技术方案的基础上，局部参考轨迹生成模块220还用于，将所述全局路点信息输入至贝塞尔阶乘方程，得到所述路点位置信息。
在上述各技术方案的基础上，换道生成决策信息确定模块；其中，换道决策信息生成模块，用于根据所述环境感知信息和所述全局路点信息确定是否生成所述换道决策信息。
在上述各技术方案的基础上，该装置还包括：局部参考轨迹发送模块；其中，局部参考轨迹发送模块，用于如果未生成所述换道决策信息，将所述局部参考轨迹发送至驾驶车辆的发动机，以使所述发动机按照所述局部参考轨迹控制驾驶车辆的行驶状态。
在上述各技术方案的基础上，该装置还包括：备选轨迹生成和发送模块；其中，备选轨迹生成和发送模块，用于根据所述局部参考轨迹、驾驶车辆的行驶信息以及与驾驶车辆距离最近的前方行驶车辆的行驶信息，生成备选轨迹；
将所述备选轨迹发送至驾驶车辆的发动机，以使所述发动机按照所述备选轨迹控制车辆的行驶状态，其中，备选轨迹的长度小于所述驾驶车辆和与驾驶车辆距离最近的前方行驶车辆的纵向距离。
本实施例提供的技术方案，获取驾驶车辆的全局路点信息和周围车辆的环境感知信息，根据全局路点信息生成驾驶车辆的局部参考轨迹，并在生成换道轨迹之前确定是否生成换道决策信息，如果生成换道决策信息，基于局部参考轨迹和环境感知信息生成换道轨迹。通过上述方式，对于实际的工程应用和实车测验来说，该方法简单有效，可满足***的实时性要求，如果在换道规划失效的情况下，可以生成条备选轨迹，用于控制驾驶车辆减速或保持跟车状态。
实施例三
图7为本发明实施例三提供的一种服务器的结构示意图。图7示出了适于用来实现本发明实施方式的示例***器12的框图。图7显示的服务器12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7所示，服务器12以通用计算设备的形式表现。服务器12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，***存储器28，连接不同***组件(包括***存储器28和处理单元16)的总线18。
总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，***总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及***组件互连(PCI)总线。
服务器12典型地包括多种计算机***可读介质。这些介质可以是任何能够被服务器12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
***存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机***可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。服务器12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机***存储介质。仅作为举例，存储***34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图7未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图7中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如换道轨迹规划装置的信息获取模块210、局部参考轨迹生成模块220以及换道轨迹生成模块230)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(例如换道轨迹规划装置的信息获取模块210、局部参考轨迹生成模块220以及换道轨迹生成模块230)程序模块46的程序/实用工具44，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块46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。程序模块46通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
服务器12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该服务器12交互的设备通信，和/或与使得该服务器12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，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22进行。并且，服务器12还可以通过网络适配器20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20通过总线18与服务器12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合服务器12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。
处理单元16通过运行存储在***存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的一种换道轨迹规划方法，包括：
获取驾驶车辆的全局路点信息和周围车辆的环境感知信息，其中，所述全局路点信息至少包括各路点的经纬度信息和航向信息，所述环境感知信息至少包括障碍信息和道路信息；
根据所述全局路点信息生成驾驶车辆的局部参考轨迹，其中，所述局部参考轨迹包括所述驾驶车辆所在的行驶车道的路点位置信息、路点曲率信息、路点期望航向以及轨迹长度中的至少一种；
如果生成所述驾驶车辆的换道决策信息，基于所述局部参考轨迹和所述环境感知信息生成换道轨迹。
处理单元16通过运行存储在***存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的一种换道轨迹规划方法。
当然，本领域技术人员可以理解，处理器还可以实现本发明任意实施例所提供的一种换道轨迹规划方法的技术方案。
实施例四
本发明实施例四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，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例所提供的一种换道轨迹规划方法，包括：
获取驾驶车辆的全局路点信息和周围车辆的环境感知信息，其中，所述全局路点信息至少包括各路点的经纬度信息和航向信息，所述环境感知信息至少包括障碍信息和道路信息；
根据所述全局路点信息生成驾驶车辆的局部参考轨迹，其中，所述局部参考轨迹包括所述驾驶车辆所在的行驶车道的路点位置信息、路点曲率信息、路点期望航向以及轨迹长度中的至少一种；
如果生成所述驾驶车辆的换道决策信息，基于所述局部参考轨迹和所述环境感知信息生成换道轨迹。
当然，本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质，其上存储的计算机程序不限于如上的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的一种换道轨迹规划方法中的相关操作。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。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。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、***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(非穷举的列表)包括：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、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机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***、***或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在全局路点信息、环境感知信息、局部参考轨迹以及换道轨迹等，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的全局路点信息、环境感知信息、局部参考轨迹以及换道轨迹等形式。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***、***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程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、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或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，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机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
值得注意的是，上述换道轨迹规划装置的实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种换道轨迹规划方法，其特征在于，包括：
获取驾驶车辆的全局路点信息和周围车辆的环境感知信息，其中，所述全局路点信息至少包括各路点的经纬度信息和航向信息，所述环境感知信息至少包括障碍信息和道路信息；
根据所述全局路点信息生成驾驶车辆的局部参考轨迹，其中，所述局部参考轨迹包括所述驾驶车辆所在的行驶车道的路点位置信息、路点曲率信息、路点期望航向以及轨迹长度中的至少一种；
如果生成所述驾驶车辆的换道决策信息，基于所述局部参考轨迹和所述环境感知信息生成换道轨迹。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述局部参考轨迹和所述环境感知信息生成换道轨迹，包括：
根据所述局部参考轨迹确定驾驶车辆在行驶车道上的局部路点数据，并根据所述环境感知信息获取所述行驶车道的相邻车道的中心线路点数据；
基于所述局部路点数据、所述中心线路点数据以及驾驶车辆的行驶信息，生成所述换道轨迹。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述局部路点数据、所述中心线路点数据以及驾驶车辆的行驶信息，生成所述换道轨迹，包括：
根据所述局部路点数据和所述行驶信息在所述局部参考轨迹上截取第一行驶路段；
根据所述中心线路点数据和所述行驶信息在所述相邻车道的中心线上截取第二行驶路段；
以所述第一行驶路段的终点作为过渡行驶路段的起点，以所述第二行驶路段的起点作为所述过渡行驶路段的终点，基于所述过渡行驶路段的起点和所述过渡行驶路段的终点并采用三阶贝塞尔曲线计算所述过渡行驶路段；
依次连接所述第一行驶路段、所述过渡行驶路段和所述第二行驶路段，得到所述换道轨迹；
其中，所述局部路点数据通过将高斯平面直角坐标系转化为车辆坐标系后确定的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述全局路点信息生成路点位置信息，包括：
将所述全局路点信息输入至贝塞尔阶乘方程，得到所述路点位置信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于所述局部参考轨迹和所述环境感知信息生成换道轨迹之前，所述方法还包括：
根据所述环境感知信息和所述全局路点信息确定是否生成所述换道决策信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果未生成所述换道决策信息，所述方法还包括：
将所述局部参考轨迹发送至驾驶车辆的发动机，以使所述发动机按照所述局部参考轨迹控制驾驶车辆的行驶状态。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果生成所述换道决策信息且未生成所述换道轨迹，所述方法还包括：
根据所述局部参考轨迹、驾驶车辆的行驶信息以及与驾驶车辆距离最近的前方行驶车辆的行驶信息，生成备选轨迹；
将所述备选轨迹发送至驾驶车辆的发动机，以使所述发动机按照所述备选轨迹控制车辆的行驶状态，其中，备选轨迹的长度小于所述驾驶车辆和与驾驶车辆距离最近的前方行驶车辆的纵向距离。
8.一种换道轨迹规划装置，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于获取驾驶车辆的全局路点信息和周围车辆的环境感知信息，其中，所述全局路点信息至少包括各路点的经纬度信息和航向信息，所述环境感知信息至少包括障碍信息和道路信息；
局部参考轨迹生成模块，用于根据所述全局路点信息生成驾驶车辆的局部参考轨迹，其中，所述局部参考轨迹包括所述驾驶车辆所在的行驶车道的路点位置信息、路点曲率信息、路点期望航向以及轨迹长度中的至少一种；
换道轨迹生成模块，用于如果生成所述驾驶车辆的换道决策信息，基于所述局部参考轨迹和所述环境感知信息生成换道轨迹。
9.一种服务器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的换道轨迹规划方法。
10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的换道轨迹规划方法。
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