CN115071761B - 车辆控制方法、装置、电子设备及车辆 - Google Patents

车辆控制方法、装置、电子设备及车辆 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种车辆控制方法、装置、电子设备及车辆，涉及车辆技术领域。其中，所述方法包括：获取目标车辆与障碍物之间的第一相对速度与第一相对距离；基于所述第一相对速度与所述第一相对距离确定所述目标车辆所属的目标状态区域，所述目标状态区域为多个状态区域中的一个，所述多个状态区域中每个状态区域对应设置有期望相对速度曲线，所述期望相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线；以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标，确定目标行驶参数；基于所述目标行驶参数控制所述目标车辆行驶。本申请能够提高自动驾驶控制的灵活性。

Description

车辆控制方法、装置、电子设备及车辆
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆控制方法、装置、电子设备及车辆。
背景技术
随着自动驾驶技术的日益完善，自动驾驶车辆受到人们的广泛关注。自动驾驶车辆能够减少因为人为错误而导致的问题，也能够减轻车辆驾驶者的工作强度。目前，在车辆自动驾驶过程中遭遇障碍物时，在各种场景下均采用相同的策略控制车辆自动行驶，灵活性较差。
发明内容
本申请提供了一种车辆控制方法、装置、电子设备及车辆。
根据本申请的第一方面，提供了一种车辆控制方法，所述方法包括：
获取目标车辆与障碍物之间的第一相对速度与第一相对距离；
基于所述第一相对速度与所述第一相对距离确定所述目标车辆所属的目标状态区域，所述目标状态区域为多个状态区域中的一个，所述多个状态区域中每个状态区域对应设置有期望相对速度曲线，所述期望相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线；
以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标，确定目标行驶参数；
基于所述目标行驶参数控制所述目标车辆行驶。
根据本申请的第二方面，提供了一种车辆控制装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取目标车辆与障碍物之间的第一相对速度与第一相对距离；
第一确定模块，用于基于所述第一相对速度与所述第一相对距离确定所述目标车辆所属的目标状态区域，所述目标状态区域为多个状态区域中的一个，所述多个状态区域中每个状态区域对应设置有期望相对速度曲线，所述期望相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线；
第二确定模块，用于以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标，确定目标行驶参数；
控制模块，用于基于所述目标行驶参数控制所述目标车辆行驶。
根据本申请的第三方面，提供了一种电子设备，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的第一方面所述的方法。
根据本申请的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行本申请的第一方面所述的方法。
根据本申请的第五方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现本申请的第一方面所述的方法。
根据本申请的第六方面，提供了一种车辆，被配置为执行本申请的第一方面所述的方法。
本申请实施例中，通过获取目标车辆与障碍物之间的第一相对速度与第一相对距离，基于所述第一相对速度与所述第一相对距离确定所述目标车辆所属的目标状态区域，从而能够以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标确定目标行驶参数，进而根据目标行驶参数控制所述目标车辆行驶，这样，车辆在自动驾驶过程中遭遇障碍物时，能够根据不同状态区域自适应地确定行驶参数，使得行驶参数能够贴合当前状态下的期望相对速度曲线，能够更灵活地适应于各种场景，从而能够提高自动驾驶控制的灵活性。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种车辆控制方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的一种状态区域的划分示意图；
图3是本申请实施例提供的一种车辆控制装置的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种车辆的结构示意图。
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。
请参见图1，图1是本申请实施例提供的一种车辆控制方法的流程图。本申请实施例的车辆控制方法可以由车辆执行，具体可以由车辆的车机执行，也可以由车辆的相关控制器执行，例如专用于车辆控制的控制器执行，具体可根据实际情况确定。为方便理解，本申请实施例中以车机执行为例，对该车辆控制方法进行说明，并不作具体限定。
如图1所示，车辆控制方法包括以下步骤：
步骤101、获取目标车辆与障碍物之间的第一相对速度与第一相对距离。
其中，第一相对速度可以为当前相对速度。第一相对距离可以为当前相对距离。第一相对速度可以是目标车辆的速度与障碍物的速度的差值。第一相对距离可以是目标车辆所在的位置点与障碍物所在的位置点之间的距离，示例地，第一相对距离可以是目标车辆所在的位置点与障碍物所在的位置点之间的直线距离。
另外，障碍物可以是车辆，例如目标车辆以外的其他车辆；或者，障碍物可以是车辆以外的其他物体，例如，车道上处于停止状态的物体。
步骤102、基于所述第一相对速度与所述第一相对距离确定所述目标车辆所属的目标状态区域，所述目标状态区域为多个状态区域中的一个，所述多个状态区域中每个状态区域对应设置有期望相对速度曲线，所述期望相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线。
其中，该多个状态区域可以通过标定获得的所述目标车辆的第一相对速度曲线确定，第一相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线。示例地，可以基于所述第一相对速度曲线确定至少一条参考相对速度曲线，所述参考相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线，基于所述第一相对速度曲线及所述至少一条参考相对速度曲线划分所述多个状态区域。
另外，参考相对速度曲线的数量可以为一条，两条，三条，或者四条，等等，本实施例对参考相对速度曲线的数量不进行限定。参考相对速度曲线的数量不同，划分的状态区域的数量不同。示例地，划分的状态区域的数量为参考相对速度曲线的数量加2。
一种实施方式中，如图2所示，可以基于第一相对速度曲线201及至少一条参考相对速度曲线划分得到该多个状态区域，示例地，该多个状态区域可以包括第一状态区域、第二状态区域、第三状态区域及第四状态区域，该四个状态区域分别对应不同的期望相对速度曲线。
另外，如图2所示，所述至少一条参考相对速度曲线可以包括第二相对速度曲线202及第三相对速度曲线203，在相同的相对速度下，所述第一相对速度曲线201对应的相对距离小于所述第二相对速度曲线202对应的相对距离，且所述第一相对速度曲线201对应的相对距离大于所述第三相对速度曲线203对应的相对距离。示例地，第一状态区域对应的期望相对速度曲线为第二相对速度曲线202，第二状态区域对应的期望相对速度曲线为第一相对速度曲线201，第三状态区域对应的期望相对速度曲线为第一相对速度曲线201，第四状态区域对应的期望相对速度曲线为第三相对速度曲线203。
一种实施方式中，在所述第一状态区域所需的速度变化趋势为加速；在所述第二状态区域所需的速度变化趋势为速度保持；在所述第三状态区域所需的速度变化趋势为减速；在所述第四状态区域所需的速度变化趋势为快速减速。
步骤103、以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标，确定目标行驶参数。
其中，可以基于所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线，确定所述目标状态区域对应的第一子函数，基于所述第一子函数，确定所述目标状态区域对应的目标函数，所述目标函数为所述第一子函数、第二子函数及第三子函数的和值，所述第一子函数为相对速度的函数，所述第二子函数为纵向加速度的函数，所述第三子函数为纵向加加速度的函数，所述目标函数为以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标的优化问题的目标函数；可以根据所述目标状态区域对应的目标函数确定目标行驶参数。
另外，目标行驶参数可以包括速度，和/或加速度，和/或加加速度，等与车辆行驶相关的参数。示例地，目标行驶参数可以包括纵向速度，和/或纵向加速度，和/或纵向加加速度。
步骤104、基于所述目标行驶参数控制所述目标车辆行驶。
一种实施方式中，所述目标状态区域可以用于确定目标函数，所述目标函数可以用于确定目标行驶参数。所述目标函数为以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标的优化问题的目标函数。
需要说明的是，该目标函数可以是自动驾驶速度规划算法中的目标函数，自动驾驶速度规划算法通过多项式曲线拟合和优化确定车辆的行驶参数，其中，目标函数可以是自动驾驶速度规划算法中的优化函数，通过求解目标函数使得目标函数的值最小化，获取车辆的行驶参数。
一种实施方式中，即实施方式1，目标函数的设计公式如下：
Figure 409359DEST_PATH_IMAGE001
Figure 264183DEST_PATH_IMAGE002
其中，
Figure 981603DEST_PATH_IMAGE003
Figure 314495DEST_PATH_IMAGE004
Figure 272743DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 829626DEST_PATH_IMAGE006
表示的是障碍物和车辆的相对距离，
Figure 34342DEST_PATH_IMAGE007
表示的是车辆的纵向速度，
Figure 905346DEST_PATH_IMAGE008
表示的是车辆的参考速度，即用于为车辆下一时刻的速度提供参考的速度。
Figure 511908DEST_PATH_IMAGE009
表示的是障碍物的纵向速度，
Figure 239693DEST_PATH_IMAGE010
表示的是当前的期望跟车时距，
Figure 603809DEST_PATH_IMAGE011
表示的是纵向加速度，
Figure 278504DEST_PATH_IMAGE012
表示的是纵向加加速度。
Figure 536310DEST_PATH_IMAGE013
和
Figure 900908DEST_PATH_IMAGE014
分别表示的是车辆纵向速度的最大值和最小值，
Figure 814637DEST_PATH_IMAGE015
和
Figure 27444DEST_PATH_IMAGE016
分别表示的是车辆纵向加速度的最大值和最小值，
Figure 608598DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 678185DEST_PATH_IMAGE018
分别表示的是车辆纵向加加速度的最大值和最小值。W1，W2，W3，W4分别为第一项、第二项、第三项及第四项的权重参数，第一项为相对距离的函数，第二项为速度的函数，第三项为加速度的函数，第四项为加加速度项的函数。
需要说明的是，可以通过调节目标函数的第一项、第二项、第三项及第四项的权重参数，使得自动驾驶速度规划算法能够在大量场景下，均能够规划出舒适安全的速度曲线。然而，由于实施方式1中目标函数的第一项及第二项均包含车辆的纵向速度
Figure 548052DEST_PATH_IMAGE007
，所以在调节目标函数的权重参数时，会导致由于第一项及第二项之间相互影响，从而造成权重参数的计算复杂繁琐，容易导致规划出来的速度曲线无法适应大量场景。
在另一种实施方式中，即实施方式2，基于所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线，确定所述目标状态区域对应的第一子函数，基于所述第一子函数，确定所述目标状态区域对应的目标函数，所述目标函数为第一子函数、第二子函数及第三子函数的和值，所述第一子函数为相对速度的函数，所述第二子函数为纵向加速度的函数，所述第三子函数为纵向加加速度的函数，从而能够将实施方式1中目标函数的第一项及第二项进行合并，降低目标函数的权重参数的计算复杂繁琐程度，使得通过目标函数能够在大量场景下均能够规划出舒适安全的速度曲线。
本申请实施例中，通过获取目标车辆与障碍物之间的第一相对速度与第一相对距离，基于所述第一相对速度与所述第一相对距离确定所述目标车辆所属的目标状态区域，从而能够以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标确定目标行驶参数，进而根据目标行驶参数控制所述目标车辆行驶，这样，车辆在自动驾驶过程中遭遇障碍物时，能够根据不同状态区域自适应地确定行驶参数，使得行驶参数能够贴合当前状态下的期望相对速度曲线，能够更灵活地适应于各种场景，从而能够提高自动驾驶控制的灵活性。
可选地，所述以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标，确定目标行驶参数，包括：
基于所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线，确定所述目标状态区域对应的第一子函数；
基于所述第一子函数，确定所述目标状态区域对应的目标函数，所述目标函数为所述第一子函数、第二子函数及第三子函数的和值，所述第一子函数为相对速度的函数，所述第二子函数为纵向加速度的函数，所述第三子函数为纵向加加速度的函数，所述目标函数为以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标的优化问题的目标函数；
根据所述目标状态区域对应的目标函数确定目标行驶参数。
其中，目标函数可以为：
Figure 361287DEST_PATH_IMAGE019
其中：
Figure 531369DEST_PATH_IMAGE004
Figure 37436DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 940406DEST_PATH_IMAGE020
为第一子函数，
Figure 760595DEST_PATH_IMAGE021
为第二子函数，
Figure 785183DEST_PATH_IMAGE022
为第三子函数。
Figure 665414DEST_PATH_IMAGE011
表示的是纵向加速度，
Figure 837769DEST_PATH_IMAGE012
表示的是纵向加加速度。
Figure 930490DEST_PATH_IMAGE015
和
Figure 137481DEST_PATH_IMAGE016
分别表示的是纵向加速度的最大值和最小值，
Figure 923034DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 582686DEST_PATH_IMAGE018
分别表示的是纵向加加速度的最大值和最小值。W3，W4分别为第二子函数及第三子函数的权重参数。
从而能够通过状态区域将目标函数的第一项和第二项合并成第一子函数，避免由于第一项和第二项均包含变量速度，使得在调整权重参数时第一项和第二项相互影响，造成权重参数的计算复杂繁琐，容易导致规划出来的速度曲线无法在所有场景下，都能够使无人车行使的既安全又舒适。
该实施方式中，通过不同的状态区域确定不同的目标函数的第一子函数，从而能够通过状态区域将目标函数划分为第一子函数、第二子函数和第三子函数，第一子函数为速度的函数，第二子函数为加速度的函数，第三子函数为加加速度的函数，从而在通过目标函数确定目标行驶参数时，各个子函数之间互不影响，能够降低目标函数的权重参数的计算复杂繁琐程度，使得规划出来的行驶参数能够在大量场景下控制车辆行驶地较为安全且舒适。
可选地，所述基于所述第一相对速度与所述第一相对距离确定所述目标车辆所属的目标状态区域之前，所述方法还包括：
标定获得所述目标车辆的第一相对速度曲线，所述第一相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线；
基于所述第一相对速度曲线确定至少一条参考相对速度曲线，所述参考相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线；
基于所述第一相对速度曲线及所述至少一条参考相对速度曲线划分所述多个状态区域，其中，所述第一相对速度曲线及所述至少一条参考相对速度曲线均为期望相对速度曲线。
其中，该标定获得的第一相对速度曲线可以是最佳的期望相对速度曲线。标定获得所述目标车辆的第一相对速度曲线可以是，实车标定获得第一相对速度曲线，或者可以是通过实验模拟等方式获得第一相对速度曲线；等等，本实施例对此不进行限定。
一种实施方式中，可以通过采样划分车辆和障碍物之间的相对距离以及相对速度，通过实车标定的方式获取所述目标车辆的第一相对速度曲线。对于不同的相对距离，可以通过大量实验测试确定不同的相对距离下较优的相对速度，使得车辆的行驶状态较佳。示例地，在与前车的相对距离为30米时，通过实验测试相对速度为0，能够使得车辆行驶的较为安全及舒适。
应理解，所述第一相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线，相对距离可以作为第一相对速度曲线的横坐标值，相对速度可以作为第一相对速度曲线的纵坐标值。
另外，所述至少一条参考相对速度曲线可以包括第二相对速度曲线及第三相对速度曲线，或者还可以包括其他的相对速度曲线，本实施例对此不进行限定。该至少一条参考相对速度曲线可以用于划分所述多个状态区域。
一种实施方式中，所述至少一条参考相对速度曲线包括第二相对速度曲线及第三相对速度曲线。第二相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线。第三相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线。
该实施方式中，基于第一相对速度曲线确定至少一条参考相对速度曲线，并基于所述第一相对速度曲线及所述至少一条参考相对速度曲线划分所述多个状态区域，从而能够根据划分的多个状态区域确定行驶参数，使得行驶参数能够贴合当前状态下的期望相对速度曲线，能够提高自动驾驶控制的灵活性。
可选地，所述至少一条参考相对速度曲线包括第二相对速度曲线及第三相对速度曲线，其中，在相同的相对速度下，所述第一相对速度曲线对应的相对距离小于所述第二相对速度曲线对应的相对距离，且所述第一相对速度曲线对应的相对距离大于所述第三相对速度曲线对应的相对距离。
其中，第二相对速度曲线的获得方式可以为：对第一相对速度曲线上的每个点进行处理，将第一相对速度曲线上的每个点的相对距离（即横坐标值）保持不变，每个点的相对速度（即纵坐标值）除以第二预设值，处理后的点构成第二相对速度曲线。第二预设值可以为2，或者2.5，或者3，等等，本实施例对此不进行限定。一种实施方式中，第二预设值为2。
另外，第三相对速度曲线的获得方式可以为：获取目标车辆允许的最大减速度值a_max，对第一相对速度曲线上的每个点进行处理，将第一相对速度曲线上的每个点的相对速度（即纵坐标值）保持不变，每个点的相对距离（即横坐标值）变更为dv_safe_curve，处理后的点构成第三相对速度曲线，其中，dv_safe_curve为：sqrt（2 * a_max * dist_relative），sqrt为平方根计算函数，a_max为目标车辆允许的最大减速度值，dist_relative为每个点在第一相对速度曲线上的相对距离值。
需要说明的是，相对于第一相对速度曲线，第二相对速度曲线表征了对于相同的相对速度值，车辆与障碍物之间的相对距离大于期望跟车距离，从而车辆无需加速也无需减速，第二相对速度曲线可以认为是一条无需加速也无需减速的参考相对速度曲线，即最经济实用的期望相对速度曲线。通过目标车辆允许的最大减速度值a_max确定的第三相对速度曲线可以认为是一条安全的参考相对速度曲线。
该实施方式中，通过设计第二相对速度曲线及第三相对速度曲线，能够基于第一相对速度曲线、第二相对速度曲线及第三相对速度曲线划分得到多个状态区域，不同的状态区域对应不同的期望相对速度曲线，从而使得行驶参数能够贴合当前状态下的期望相对速度曲线，能够提高自动驾驶控制的灵活性。
可选地，所述基于所述第一相对速度曲线及所述至少一条参考相对速度曲线划分所述多个状态区域，包括：
基于所述第一相对速度曲线、所述第二相对速度曲线及所述第三相对速度曲线划分得到第一状态区域、第二状态区域、第三状态区域及第四状态区域；
其中，在相同的相对速度下，所述第一状态区域对应的相对距离大于所述第二相对速度曲线对应的相对距离，所述第二状态区域对应的相对距离大于所述第一相对速度曲线对应的相对距离且小于所述第二相对速度曲线对应的相对距离，所述第三状态区域对应的相对距离小于所述第一相对速度曲线对应的相对距离且大于所述第三相对速度曲线对应的相对距离，所述第四状态区域对应的相对距离小于所述第三相对速度曲线对应的相对距离。
如图2所示，第二相对速度曲线202远离第一相对速度曲线201的一侧为第一状态区域，第二相对速度曲线202与第一相对速度曲线201之间为第二状态区域，第三相对速度曲线203与第一相对速度曲线201之间为第三状态区域，第三相对速度曲线203远离第一相对速度曲线201的一侧为第四状态区域。
另外，第一状态区域对应的期望相对速度曲线为第二相对速度曲线202，第二状态区域对应的期望相对速度曲线为第一相对速度曲线201，第三状态区域对应的期望相对速度曲线为第一相对速度曲线201，第四状态区域对应的期望相对速度曲线为第三相对速度曲线203。
该实施方式中，基于所述第一相对速度曲线、所述第二相对速度曲线及所述第三相对速度曲线划分得到第一状态区域、第二状态区域、第三状态区域及第四状态区域，该四个状态区域分别对应不同的期望相对速度曲线，从而能够在该四个状态区域中根据目标车辆与障碍物之间的第一相对速度与第一相对距离确定目标车辆所属的目标状态区域，并根据目标状态区域自适应地确定目标函数，使得通过目标函数计算得到的行驶参数能够贴合当前状态下的期望相对速度曲线。
可选地，在所述目标状态区域为所述第一状态区域的情况下，所述第一子函数与第一差值正相关，所述第一差值为当前相对速度与第一期望相对速度的差值，所述第一期望相对速度为当前相对距离下所述第二相对速度曲线对应的相对速度；和/或
在所述目标状态区域为所述第二状态区域的情况下，所述第一子函数的值为0；和/或
在所述目标状态区域为所述第三状态区域的情况下，所述第一子函数与第二差值正相关且与第三差值负相关，所述第二差值为当前相对速度与第二期望相对速度的差值，所述第二期望相对速度为当前相对距离下所述第一相对速度曲线对应的相对速度，所述第三差值为当前相对速度与第三期望相对速度的差值，所述第三期望相对速度为当前相对距离下所述第三相对速度曲线对应的相对速度；和/或
在所述目标状态区域为所述第四状态区域的情况下，所述第一子函数与第四差值正相关，所述第四差值为当前相对速度与所述第三期望相对速度的差值。
其中，所述第一期望相对速度可以是所述第二相对速度曲线上当前相对距离（即第一相对距离）所在的坐标点的相对速度值。所述第二期望相对速度可以是所述第一相对速度曲线上当前相对距离所在的坐标点的相对速度值。所述第三期望相对速度可以是所述第三相对速度曲线上当前相对距离所在的坐标点的相对速度值。
另外，可以将当前相对速度（即第一相对速度）与第一期望相对速度dv_economic_ref进行比较，若当前相对速度小于第一期望相对速度dv_economic_ref，则说明目标状态区域为所述第一状态区域，在第一状态区域下目标车辆处于需要加速的状态。所述第一子函数与第一差值正相关，示例地，第一子函数可以是第一差值的平方与第一权重参数的乘积；或者，第一子函数可以是第一差值的四次方与第一权重参数的乘积；或者，第一子函数可以是第一差值的六次方与第一权重参数的乘积；等等，本实施例对此不进行限定。
另外，可以将当前相对速度与第二期望相对速度dv_best_ref及第一期望相对速度dv_economic_ref进行比较，若当前相对速度小于第二期望相对速度dv_best_ref，且大于第一期望相对速度dv_economic_ref，则说明目标状态区域为所述第二状态区域，在第二状态区域下目标车辆处于无需加速且无需减速的状态。在所述目标状态区域为所述第二状态区域的情况下，所述第一子函数的值为0。
另外，可以将当前相对速度与第二期望相对速度dv_best_ref及第三期望相对速度dv_safe_ref进行比较，若当前相对速度大于第二期望相对速度dv_best_ref，且小于第三期望相对速度dv_safe_ref，则说明目标状态区域为所述第三状态区域，在第三状态区域下目标车辆处于需要减速的状态。所述第一子函数与第二差值正相关且与第三差值负相关，示例地，所述第一子函数为第一乘积与所述第三差值的商值，所述第一乘积为所述第二差值的平方与第一权重参数的乘积；或者，所述第一子函数为第一乘积与第三差值的商值，所述第一乘积为第二差值的四次方与第一权重参数的乘积；等等，本实施例对此不进行限定。
另外，可以将当前相对速度与第三期望相对速度dv_safe_ref进行比较，若当前相对速度大于第三期望相对速度dv_safe_ref，则说明目标状态区域为所述第四状态区域，在第四状态区域下目标车辆处于需要快速减速的状态。第一子函数与第四差值正相关，示例地，第一子函数可以为第四差值的平方与第一权重参数的乘积；或者，第一子函数可以为第四差值的立方与第一权重参数的乘积；或者，第一子函数可以为第四差值的四次方与第一权重参数的乘积；等等，本实施例对此不进行限定。
该实施方式中，根据第一相对速度曲线、第二相对速度曲线及第三相对速度曲线，第一状态区域、第二状态区域、第三状态区域及第四状态区域对应设计有不同的目标函数的第一子函数，使得第一子函数的设计能够符合不同状态区域对应的期望相对速度曲线，从而通过设计的目标函数计算得到的行驶参数能够与状态区域对应的期望相对速度曲线匹配，能够更灵活地适应于各种场景，从而能够提高自动驾驶控制的灵活性。
可选地，在所述目标状态区域为所述第一状态区域的情况下，所述第一子函数为所述第一差值的平方与第一权重参数的乘积；
在所述目标状态区域为所述第三状态区域的情况下，所述第一子函数为第一乘积与所述第三差值的商值，所述第一乘积为所述第二差值的平方与第一权重参数的乘积；
在所述目标状态区域为所述第四状态区域的情况下，所述第一子函数为所述第四差值的平方与第一权重参数的乘积。
其中，在所述目标状态区域为所述第一状态区域的情况下，所述第一子函数dv_cost为w1_1*(dv_now - dv_economic_ref)^ 2，w1_1为第一权重参数，dv_now为当前相对速度，dv_economic_ref为第一期望相对速度。
另外，在所述目标状态区域为所述第三状态区域的情况下，所述第一子函数dv_cost为w1_2*(dv_now - dv_best_ref)^2/(dv_now - dv_safe_ref)，w1_2为第一权重参数，dv_now为当前相对速度，dv_best_ref为第二期望相对速度，dv_safe_ref为第三期望相对速度。
另外，在所述目标状态区域为所述第四状态区域的情况下，所述第一子函数dv_cost为w1_3*(dv_now - dv_safe_ref)^2，w1_3为第一权重参数，dv_now为当前相对速度，dv_safe_ref为第三期望相对速度。
该实施方式中，提供了一种第一状态区域、第三状态区域及第四状态区域对应的第一子函数的具体设计实现，使得设计的目标函数能够较好地确定目标行驶参数。
可选地，所述目标函数如下：
Figure 741747DEST_PATH_IMAGE019
所述目标函数的边界约束条件如下：
Figure 475348DEST_PATH_IMAGE023
Figure 697382DEST_PATH_IMAGE024
其中，
Figure 47592DEST_PATH_IMAGE025
为所述第一子函数，
Figure 810011DEST_PATH_IMAGE021
为所述第二子函数，
Figure 929277DEST_PATH_IMAGE022
为所述第三子函数，
Figure 791054DEST_PATH_IMAGE011
表示纵向加速度，
Figure 506856DEST_PATH_IMAGE012
表示纵向加加速度，
Figure 10649DEST_PATH_IMAGE026
和
Figure 46738DEST_PATH_IMAGE027
分别表示纵向加速度的最大值和最小值，
Figure 344996DEST_PATH_IMAGE028
和
Figure 873060DEST_PATH_IMAGE029
分别表示纵向加加速度的最大值和最小值，W3和W4分别为所述第二子函数及所述第三子函数的权重参数，n为第一预设值。
另外，i可以表征采样点，对于每一个采样点计算相对速度、纵向加速度及纵向加加速度，n可以表征计算的采样点的总个数，通过n个采样点对目标函数求解计算最优的行驶参数。
需要说明的是，通过对目标函数的第一项和第二项进行合并，得到第一子函数dv_cost。从而能够避免目标函数的第一项及第二项之间相互影响，降低权重参数的计算复杂繁琐程度，从而规划出来的速度曲线能够适应大量场景，从而能够带来更舒适的自动驾驶体验。
参见图3，图3是本申请实施例提供的车辆控制装置的结构图。
如图3所示，车辆控制装置300包括：
获取模块301，用于获取目标车辆与障碍物之间的第一相对速度与第一相对距离；
第一确定模块302，用于基于所述第一相对速度与所述第一相对距离确定所述目标车辆所属的目标状态区域，所述目标状态区域为多个状态区域中的一个，所述多个状态区域中每个状态区域对应设置有期望相对速度曲线，所述期望相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线；
第二确定模块303，用于以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标，确定目标行驶参数；
控制模块304，用于基于所述目标行驶参数控制所述目标车辆行驶。
可选地，所述第二确定模块具体用于：
基于所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线，确定所述目标状态区域对应的第一子函数；
基于所述第一子函数，确定所述目标状态区域对应的目标函数，所述目标函数为所述第一子函数、第二子函数及第三子函数的和值，所述第一子函数为相对速度的函数，所述第二子函数为纵向加速度的函数，所述第三子函数为纵向加加速度的函数，所述目标函数为以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标的优化问题的目标函数；
根据所述目标状态区域对应的目标函数确定目标行驶参数。
可选地，所述装置还包括：
第三确定模块，用于标定获得所述目标车辆的第一相对速度曲线，所述第一相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线；
第四确定模块，用于基于所述第一相对速度曲线确定至少一条参考相对速度曲线，所述参考相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线；
划分模块，用于基于所述第一相对速度曲线及所述至少一条参考相对速度曲线划分所述多个状态区域，其中，所述第一相对速度曲线及所述至少一条参考相对速度曲线均为期望相对速度曲线。
可选地，所述至少一条参考相对速度曲线包括第二相对速度曲线及第三相对速度曲线，其中，在相同的相对速度下，所述第一相对速度曲线对应的相对距离小于所述第二相对速度曲线对应的相对距离，且所述第一相对速度曲线对应的相对距离大于所述第三相对速度曲线对应的相对距离。
可选地，所述划分模块具体用于：
基于所述第一相对速度曲线、所述第二相对速度曲线及所述第三相对速度曲线划分得到第一状态区域、第二状态区域、第三状态区域及第四状态区域；
其中，在相同的相对速度下，所述第一状态区域对应的相对距离大于所述第二相对速度曲线对应的相对距离，所述第二状态区域对应的相对距离大于所述第一相对速度曲线对应的相对距离且小于所述第二相对速度曲线对应的相对距离，所述第三状态区域对应的相对距离小于所述第一相对速度曲线对应的相对距离且大于所述第三相对速度曲线对应的相对距离，所述第四状态区域对应的相对距离小于所述第三相对速度曲线对应的相对距离。
可选地，在所述目标状态区域为所述第一状态区域的情况下，所述第一子函数与第一差值正相关，所述第一差值为当前相对速度与第一期望相对速度的差值，所述第一期望相对速度为当前相对距离下所述第二相对速度曲线对应的相对速度；和/或
在所述目标状态区域为所述第二状态区域的情况下，所述第一子函数的值为0；和/或
在所述目标状态区域为所述第三状态区域的情况下，所述第一子函数与第二差值正相关且与第三差值负相关，所述第二差值为当前相对速度与第二期望相对速度的差值，所述第二期望相对速度为当前相对距离下所述第一相对速度曲线对应的相对速度，所述第三差值为当前相对速度与第三期望相对速度的差值，所述第三期望相对速度为当前相对距离下所述第三相对速度曲线对应的相对速度；和/或
在所述目标状态区域为所述第四状态区域的情况下，所述第一子函数与第四差值正相关，所述第四差值为当前相对速度与所述第三期望相对速度的差值。
可选地，在所述目标状态区域为所述第一状态区域的情况下，所述第一子函数为所述第一差值的平方与第一权重参数的乘积；
在所述目标状态区域为所述第三状态区域的情况下，所述第一子函数为第一乘积与所述第三差值的商值，所述第一乘积为所述第二差值的平方与第一权重参数的乘积；
在所述目标状态区域为所述第四状态区域的情况下，所述第一子函数为所述第四差值的平方与第一权重参数的乘积。
车辆控制装置300能够实现上述方法实施例的各个过程，以及达到相同的有益效果，为避免重复，这里不再赘述。
本申请的技术方案中，所涉及的用户个人信息的获取，存储和应用等，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
根据本申请的实施例，本申请还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。
图4示出了可以用来实施本申请的实施例的示例电子设备400的示意性框图。电子设备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。电子设备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4所示，电子设备400包括计算单元401，其可以根据存储在只读存储器（ROM）402中的计算机程序或者从存储单元408加载到随机访问存储器（RAM）403中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 403中，还可存储电子设备400操作所需的各种程序和数据。计算单元401、ROM 402以及RAM 403通过总线404彼此相连。输入/输出（I/O）接口405也连接至总线404。
电子设备400中的多个部件连接至I/O接口405，包括：输入单元406，例如键盘、鼠标等；输出单元407，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元408，例如磁盘、光盘等；以及通信单元409，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元409允许电子设备400通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
计算单元401可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元401的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元401执行上文所描述的各个方法和处理，例如车辆控制方法。例如，在一些实施例中，车辆控制方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元408。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 402和/或通信单元409而被载入和/或安装到电子设备400上。当计算机程序加载到RAM 403并由计算单元401执行时，可以执行上文描述的车辆控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元401可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行车辆控制方法。
本文中以上描述的***和技术的各种实施方式可以在数字电子电路***、集成电路***、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上***的***（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、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。
用于实施本申请的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本申请的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读存储介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体***、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
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。服务器可以是云服务器，也可以为分布式***的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
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，本公开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。
根据本申请的实施例，本申请还提供了一种车辆，其被配置为执行本申请实施例提供的车辆控制方法，可选地，如图5所示，该车辆500可以包括计算单元501、ROM502、RAM503、总线504、I/O接口505、输入单元506、输出单元507、存储单元508和通信单元509。上述各部分的具体实施方式可以参照上述实施例中对电子设备的各部分的说明，为避免重复，在此不再赘述。
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 (8)

1.一种车辆控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取目标车辆与障碍物之间的第一相对速度与第一相对距离；
基于所述第一相对速度与所述第一相对距离确定所述目标车辆所属的目标状态区域，所述目标状态区域为多个状态区域中的一个，所述多个状态区域中每个状态区域对应设置有期望相对速度曲线，所述期望相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线；
以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标，确定目标行驶参数；
基于所述目标行驶参数控制所述目标车辆行驶；
所述以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标，确定目标行驶参数，包括：
基于所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线，确定所述目标状态区域对应的第一子函数；
基于所述第一子函数，确定所述目标状态区域对应的目标函数，所述目标函数为所述第一子函数、第二子函数及第三子函数的和值，所述目标函数为以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标的优化问题的目标函数；
根据所述目标状态区域对应的目标函数确定目标行驶参数；
所述基于所述第一相对速度与所述第一相对距离确定所述目标车辆所属的目标状态区域之前，所述方法还包括：
标定获得所述目标车辆的第一相对速度曲线，所述第一相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线；
基于所述第一相对速度曲线确定至少一条参考相对速度曲线，所述参考相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线；
基于所述第一相对速度曲线及所述至少一条参考相对速度曲线划分所述多个状态区域，其中，所述第一相对速度曲线及所述至少一条参考相对速度曲线均为期望相对速度曲线；
所述至少一条参考相对速度曲线包括第二相对速度曲线及第三相对速度曲线；
所述基于所述第一相对速度曲线及所述至少一条参考相对速度曲线划分所述多个状态区域，包括：
基于所述第一相对速度曲线、所述第二相对速度曲线及所述第三相对速度曲线划分得到第一状态区域、第二状态区域、第三状态区域及第四状态区域；
其中，在相同的相对速度下，所述第一状态区域对应的相对距离大于所述第二相对速度曲线对应的相对距离，所述第二状态区域对应的相对距离大于所述第一相对速度曲线对应的相对距离且小于所述第二相对速度曲线对应的相对距离，所述第三状态区域对应的相对距离小于所述第一相对速度曲线对应的相对距离且大于所述第三相对速度曲线对应的相对距离，所述第四状态区域对应的相对距离小于所述第三相对速度曲线对应的相对距离；
其中，在所述目标状态区域为所述第一状态区域的情况下，所述第一子函数与第一差值正相关，所述第一差值为当前相对速度与第一期望相对速度的差值，所述第一期望相对速度为当前相对距离下所述第二相对速度曲线对应的相对速度；
在所述目标状态区域为所述第二状态区域的情况下，所述第一子函数的值为0；
在所述目标状态区域为所述第三状态区域的情况下，所述第一子函数与第二差值正相关且与第三差值负相关，所述第二差值为当前相对速度与第二期望相对速度的差值，所述第二期望相对速度为当前相对距离下所述第一相对速度曲线对应的相对速度，所述第三差值为当前相对速度与第三期望相对速度的差值，所述第三期望相对速度为当前相对距离下所述第三相对速度曲线对应的相对速度；
在所述目标状态区域为所述第四状态区域的情况下，所述第一子函数与第四差值正相关，所述第四差值为当前相对速度与所述第三期望相对速度的差值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一子函数为相对速度的函数，所述第二子函数为纵向加速度的函数，所述第三子函数为纵向加加速度的函数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在相同的相对速度下，所述第一相对速度曲线对应的相对距离小于所述第二相对速度曲线对应的相对距离，且所述第一相对速度曲线对应的相对距离大于所述第三相对速度曲线对应的相对距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述目标状态区域为所述第一状态区域的情况下，所述第一子函数为所述第一差值的平方与第一权重参数的乘积；
在所述目标状态区域为所述第三状态区域的情况下，所述第一子函数为第一乘积与所述第三差值的商值，所述第一乘积为所述第二差值的平方与第一权重参数的乘积；
在所述目标状态区域为所述第四状态区域的情况下，所述第一子函数为所述第四差值的平方与第一权重参数的乘积。
5.一种车辆控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取目标车辆与障碍物之间的第一相对速度与第一相对距离；
第一确定模块，用于基于所述第一相对速度与所述第一相对距离确定所述目标车辆所属的目标状态区域，所述目标状态区域为多个状态区域中的一个，所述多个状态区域中每个状态区域对应设置有期望相对速度曲线，所述期望相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线；
第二确定模块，用于以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标，确定目标行驶参数；
控制模块，用于基于所述目标行驶参数控制所述目标车辆行驶；
所述第二确定模块具体用于：
基于所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线，确定所述目标状态区域对应的第一子函数；
基于所述第一子函数，确定所述目标状态区域对应的目标函数，所述目标函数为所述第一子函数、第二子函数及第三子函数的和值，所述目标函数为以所述目标状态区域对应的期望相对速度曲线为目标的优化问题的目标函数；
根据所述目标状态区域对应的目标函数确定目标行驶参数；
所述装置还包括：
第三确定模块，用于标定获得所述目标车辆的第一相对速度曲线，所述第一相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线；
第四确定模块，用于基于所述第一相对速度曲线确定至少一条参考相对速度曲线，所述参考相对速度曲线为相对速度与相对距离的关系曲线；
划分模块，用于基于所述第一相对速度曲线及所述至少一条参考相对速度曲线划分所述多个状态区域，其中，所述第一相对速度曲线及所述至少一条参考相对速度曲线均为期望相对速度曲线；
所述至少一条参考相对速度曲线包括第二相对速度曲线及第三相对速度曲线；
所述划分模块具体用于：
基于所述第一相对速度曲线、所述第二相对速度曲线及所述第三相对速度曲线划分得到第一状态区域、第二状态区域、第三状态区域及第四状态区域；
其中，在相同的相对速度下，所述第一状态区域对应的相对距离大于所述第二相对速度曲线对应的相对距离，所述第二状态区域对应的相对距离大于所述第一相对速度曲线对应的相对距离且小于所述第二相对速度曲线对应的相对距离，所述第三状态区域对应的相对距离小于所述第一相对速度曲线对应的相对距离且大于所述第三相对速度曲线对应的相对距离，所述第四状态区域对应的相对距离小于所述第三相对速度曲线对应的相对距离；
其中，在所述目标状态区域为所述第一状态区域的情况下，所述第一子函数与第一差值正相关，所述第一差值为当前相对速度与第一期望相对速度的差值，所述第一期望相对速度为当前相对距离下所述第二相对速度曲线对应的相对速度；
在所述目标状态区域为所述第二状态区域的情况下，所述第一子函数的值为0；
在所述目标状态区域为所述第三状态区域的情况下，所述第一子函数与第二差值正相关且与第三差值负相关，所述第二差值为当前相对速度与第二期望相对速度的差值，所述第二期望相对速度为当前相对距离下所述第一相对速度曲线对应的相对速度，所述第三差值为当前相对速度与第三期望相对速度的差值，所述第三期望相对速度为当前相对距离下所述第三相对速度曲线对应的相对速度；
在所述目标状态区域为所述第四状态区域的情况下，所述第一子函数与第四差值正相关，所述第四差值为当前相对速度与所述第三期望相对速度的差值。
6.一种电子设备，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1-4中任一项所述的方法。
7.一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根据权利要求1-4中任一项所述的方法。
8.一种车辆，其特征在于，被配置为执行如权利要求1-4中任一项所述的方法。
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