CN115183793B - 一种障碍物膨胀的规划方法、***、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及路径规划技术领域，公开一种障碍物膨胀的规划方法、***、电子设备及存储介质，所述一种障碍物膨胀的规划方法包括：根据采集的障碍物数据，确定左右两侧的初始障碍物边界；将所述初始障碍物边界的跳变沿顶点沿纵向膨胀预设长度，获得各个障碍物的纵向膨胀终点；根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个膨胀边界；根据所述各个膨胀边界，确定左右两侧的虚拟障碍物边界；根据所述左右两侧的虚拟障碍物边界，构建自车的绕障规划路径。旨在解决自车卡障碍物边界所造成的绕障行驶卡顿问题，以及提高自车在进行绕障过程中的安全性和平滑性。

Description

一种障碍物膨胀的规划方法、***、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及路径规划技术领域，特别是涉及一种障碍物膨胀的规划方法、***、电子设备及存储介质。

背景技术

路径规划作为运动规划的重要组成部分，主要作用是接收上游感知、地图、定位和决策数据，通过对当前环境的整合，实时规划出局部范围内安全和平滑的可行路径点序列。当前在结构化道路中的路径规划算法，通常基于Frenet坐标系设计，这类路径规划算法会先根据道路结构生成一条道路引导线，将这条引导线作为原图始的参考路径，同时将障碍物边界进行膨胀生成一个凸空间，然后将路径规划问题转换为在凸空间内的二次规划（Quadratic Program，QP）问题。

常用的QP代价函数一般包括两项：光滑项和引导项，约束条件为横向上的障碍物上下边界和车辆动力学限制。该类算法的效果是在规划路径时，会在保证自车安全避障的前提下，使自车尽量贴近道路引导线行驶。当前算法的难点在于：为了达到控制自车尽快回到道路引导线这一目的，在绕障场景下的自车的规划路径会非常贴近障碍物经过初始膨胀后获得的初始障碍物边界，此情况下若感知和定位模块出现轻微的角度、位置波动，自车将会与障碍物的初始障碍物边界发生碰撞（如图1所示），造成路径求解失败，从而导致自车卡障碍物边界出现绕障行驶卡顿。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种障碍物膨胀的规划方法、***、电子设备及存储介质。旨在解决自车卡障碍物边界所造成的绕障行驶卡顿问题，以及提高自车在进行绕障过程中的安全性和平滑性。

本发明提供的一种障碍物膨胀的规划方法，所述规划方法包括：

根据采集的障碍物数据，确定左右两侧的初始障碍物边界；

将所述初始障碍物边界的跳变沿顶点沿纵向膨胀预设长度，获得各个障碍物的纵向膨胀终点；

根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个膨胀边界；

根据所述各个膨胀边界，确定左右两侧的虚拟障碍物边界；

根据所述左右两侧的虚拟障碍物边界，构建自车的绕障规划路径。

可选地，所述根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个膨胀边界，包括：

根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个障碍物的插值起点；

通过在各个纵向膨胀终点和与所述各个纵向膨胀终点分别对应的插值起点的区间内进行线性插值，获得各个膨胀边界的边；

通过将相临的膨胀边界的边相连，获得各个膨胀边界。

可选地，所述根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个膨胀边界，包括：

确定属于不同障碍物的两个相临纵向膨胀终点的位置关系；

在所述位置关系满足第一设定条件时，从所述两个相临纵向膨胀终点中确定第一纵向膨胀终点；

根据预设膨胀边界角度和所述第一纵向膨胀终点，确定第一插值起点；

通过在所述第一纵向膨胀终点和所述第一插值起点的区间内进行线性插值，获得膨胀边界的边；

在所述位置关系不满足所述第一设定条件时，根据预设膨胀边界角度和所述两个相临纵向膨胀终点，确定所述两个相临纵向膨胀终点各自对应的插值起点；

通过在所述两个相临纵向膨胀终点和各自对应的插值起点的区间内进行线性插值，获得所述两个相临纵向膨胀终点各自对应的膨胀边界的边；

通过将相临的膨胀边界的边相连，获得各个膨胀边界。

可选地，所述规划方法还包括：

确定相临的两个膨胀边界的两个跳变沿之间的纵向距离；

在所述纵向距离满足第二设定条件时，确定所述两个膨胀边界中远离自车的膨胀边界中的第二纵向膨胀终点，以及确定所述两个膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中的第三纵向膨胀终点；

通过在所述第二纵向膨胀终点和所述第三纵向膨胀终点的区间内进行线性插值，替换所述第二纵向膨胀终点和所述第三纵向膨胀终点之间的膨胀边界点，以将所述两个膨胀边界进行融合。

可选地，确定所述两个膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中的第三纵向膨胀终点，包括：

确定所述两个膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中的各个纵向膨胀终点的跳变程度，以及构建各个纵向膨胀终点分别与所述第二纵向膨胀终点的直线方程；

将跳变程度最高，且构建的直线方程包含构建该直线方程的两个纵向膨胀终点之间的膨胀边界点的纵向膨胀终点确定为第三纵向膨胀终点。

可选地，所述规划方法还包括：

确定所述左右两侧的虚拟障碍物边界是否发生交叉；

在确定左右两侧的膨胀边界的边发生交叉时，终止通过所述左右两侧的膨胀边界的边构建膨胀边界。

可选地，所述根据所述左右两侧的虚拟障碍物边界，构建自车的绕障规划路径，包括：

提取所述左右两侧的虚拟障碍物边界的中点；

通过提取的所述中点，构建自车的绕障规划路径。

针对在先技术，本发明具备如下优点：

本发明所提供的一种障碍物膨胀的规划方法，通过对经过初始膨胀后的初始障碍物边界进行二次膨胀，以解决基于道路引导线的路径规划算法在连续障碍物场景下由于上游定位误差导致的自车卡障碍物边界所造成的绕障行驶卡顿问题。对于各个膨胀边界的确定过程中纵向膨胀终点和预设膨胀边界角度均根据障碍物的实际尺寸大小进行动态设置，以提高自车在进行绕障过程中的安全性和平滑性。

本发明第二方面提供一种障碍物膨胀的规划***。旨在解决自车卡障碍物边界所造成的绕障行驶卡顿问题，以及提高自车在进行绕障过程中的安全性和平滑性。

本发明提供的一种障碍物膨胀的规划***，所述***包括：

初始障碍物边界确定模块，用于根据采集的障碍物数据，确定左右两侧的初始障碍物边界；

纵向膨胀终点确定模块，用于将所述初始障碍物边界的跳变沿顶点沿纵向膨胀预设长度，获得各个障碍物的纵向膨胀终点；

膨胀边界创建模块，用于根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个膨胀边界；

虚拟障碍物边界生成模块，用于根据所述各个膨胀边界，确定左右两侧的虚拟障碍物边界；

绕障规划路径构建模块，用于根据所述左右两侧的虚拟障碍物边界，构建自车的绕障规划路径。

本发明第三方面提供一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述第一方面中的一种障碍物膨胀的规划方法中的步骤。

本发明第四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第一方面中的一种障碍物膨胀的规划方法中的步骤。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法中自车沿绕障规划路径行驶与初始障碍物边界发生碰撞的示意图；

图2是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法中的初始障碍物边界的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法中膨胀边界的示意图；

图5是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法中虚拟障碍物边界的示意图；

图6是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法中膨胀边界的边的示意图；

图7是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法中膨胀边界发生冲突的示意图；

图8是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法中膨胀边界的边的另一示意图；

图9是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法中膨胀边界的另一示意图；

图10是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法中第二纵向膨胀终点和第三纵向膨胀终点的示意图；

图11是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法中膨胀边界融合的示意图；

图12是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法中膨胀边界融合的另一示意图；

图13是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法中膨胀边界的边发生交叉的示意图；

图14是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法中膨胀边界的构建示意图；

图15是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法中绕障规划路径的示意图；

图16是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划***的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图2是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划方法的流程图，如图2所示，该方法包括：

步骤S101：根据采集的障碍物数据，确定左右两侧的初始障碍物边界；

步骤S102：将所述初始障碍物边界的跳变沿顶点沿纵向膨胀预设长度，获得各个障碍物的纵向膨胀终点；

步骤S103：根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个膨胀边界；

步骤S104：根据所述各个膨胀边界，确定左右两侧的虚拟障碍物边界；

步骤S105：根据所述左右两侧的虚拟障碍物边界，构建自车的绕障规划路径。

在本实施例中，通过自车的传感器采集自车周围的障碍物数据，通过对障碍物数据进行分析处理，获得自车左右两侧的初始障碍物边界。如图3所示，图中斜线矩形框为通过采集自车周围的障碍物数据，得到的障碍物实际尺寸和位置，而图中灰色虚线为通过对障碍物数据进行分析处理，获得的自车左右两侧的初始障碍物边界。在自车前方不存在障碍物时，自车左右两侧的初始障碍物边界线为一条直线；而在存在障碍物的位置，初始障碍物边界将会向道路内侧发生跳变，也就是会形成一个向道路内侧进行膨胀，以包围障碍物的边界线。图3中点划线为自车的道路引导线，在道路中不存在障碍物时，自车将沿道路引导线进行行驶，在存在障碍干涉了自车沿道路引导线行驶时，自车将进行避障。

在本实施例中，在描述各个目标的位置信息时，都以Frenet坐标系进行表示，也就是沿道路路径方向为纵轴S轴，与道路路径垂直的方向为横轴L轴。自车车头的中间位置为Frenet坐标系的坐标原点。

在本实施例中，由于初始障碍物边界是经过对障碍物实际尺寸的边界进行初始膨胀获得的，而目前算法为了达到控制自车尽快回到道路引导线这一目的，自车的规划路径会非常贴近障碍物的初始障碍物边界，此情况下若感知和定位模块出现轻微的角度、位置波动，自车将会与初始障碍物边界发生碰撞，导致路径求解失败。为解决这一问题，本发明通过对经过初始膨胀后得到自车左右两侧的初始障碍物边界进行二次膨胀，具体实施方式如下。

首先获取到初始障碍物边界中的所有跳变沿顶点，对于所有跳变沿顶点均沿纵向膨胀预设长度，以获得各个障碍物的纵向膨胀终点。其中，跳变沿顶点表征的是初始障碍物边界上的边界点的横轴坐标发生跳变后的最高点。如图4所示，图中以点F表示的各个点即为初始障碍物边界中的各个跳变沿顶点；图中以点E表示的各个点即为各个跳变沿顶点在沿纵向膨胀预设长度后得到的各个纵向膨胀终点；图中线型A为车道线；线型B为初始障碍物边界；线型D为道路引导线。

在道路中存在障碍物时，初始障碍物边界将会发生跳变，如图4所示，道路中每存在一个障碍物，初始障碍物边界就会发生两次跳变，初始障碍物边界上的点的L轴的取值会先增大后减小，或先减小后增大。因此，如图4所示，一个障碍物存在对应的两个跳变沿顶点，同时存在对应的两个纵向膨胀终点。应当理解的是，每个跳变沿顶点沿纵向膨胀时，跳变沿顶点是沿纵向，并与初始障碍物边界的方向相反进行膨胀。

在本实施例中，所述预设长度与障碍物的实际尺寸成正比，其具体取值可根据实际应用场景进行取值，在此不做具体限定。在障碍物的实际尺寸越大时，该障碍物相对于自车而言危险系数将更高，此时为该障碍物对应的预设长度设置为更大的取值，这样可以让自车在绕障过程中离实际尺寸更大的障碍物更远，从而降低自车的危险系数。其中，同一个障碍物对应的两个纵向膨胀终点对应的预设长度取值相同。

在获得各个障碍物的纵向膨胀终点后，通过对得到的各个障碍物的纵向膨胀终点和提前预设的预设膨胀边界角度β进行计算获得各个膨胀边界。如图4所示，图中线型C围成的各个区域即为膨胀边界。

根据获得的各个膨胀边界，通过将各个膨胀边界和初始障碍物边界进行融合，过滤掉初始障碍物边界中与各个膨胀边界范围重叠的边界点，获得虚拟障碍物边界。如图5所示，通过将各个膨胀边界和初始障碍物边界进行融合，过滤掉初始障碍物边界中与各个膨胀边界范围重叠的边界点，获得只由线型C构成的虚拟障碍物边界。其中，初始障碍物边界是由大量边界点构成的。

根据创建的自车左右两侧的虚拟障碍物边界，构建自车的绕障规划路径，自车沿着绕障规划路径进行行驶将有效避免与障碍物发生碰撞。

在本实施例中，所述预设膨胀边界角度与障碍物的实际尺寸成反比，其具体取值在此不做具体限定。在障碍物的实际尺寸越大时，该障碍物相对于自车而言危险系数将更高，此时为该障碍物对应的预设膨胀边界角度设置为更小的取值，这样膨胀边界将在纵向上膨胀得更远，从而使自车在绕障过程中可以更加提前地对该障碍物进行绕障，从而降低自车的危险系数，同时也提升了自车在绕障过程中的行驶平滑性。例如障碍物越大，β取值越小，此时纵向膨胀的距离越长且越平缓，此时自车进行绕障时可以更加平滑地对该障碍物进行绕障。其中，同一个障碍物对应的两个纵向膨胀终点对应的预设膨胀边界角度取值相同。

本发明所提供的一种障碍物膨胀的规划方法，通过对经过初始膨胀后的初始障碍物边界进行二次膨胀，以解决基于道路引导线的路径规划算法在连续障碍物场景下由于上游定位误差导致的自车卡障碍物边界所造成的绕障行驶卡顿问题。对于各个膨胀边界的确定过程中纵向膨胀终点和预设膨胀边界角度均根据障碍物的实际尺寸大小进行动态设置，以提高自车在进行绕障过程中的安全性和平滑性。

在本发明中，所述根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个膨胀边界，包括：根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个障碍物的插值起点；通过在各个纵向膨胀终点和与所述各个纵向膨胀终点分别对应的插值起点的区间内进行线性插值，获得各个膨胀边界的边；通过将相临的膨胀边界的边相连，获得各个膨胀边界。

在本实施例中，所述根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个膨胀边界的第一种实施方式如下。

如图6所示，根据障碍物的纵向膨胀终点的坐标信息可以确定到该纵向膨胀终点在横轴L方向上到未发生跳变的初始障碍物边界的距离h，根据该障碍物的实际尺寸确定到该障碍物对应的预设膨胀边界角度β，根据距离h和预设膨胀边界角度β，通过公式w=h/tanβ，计算获得该纵向膨胀终点到未发生跳变的初始障碍物边界上的偏移距离w，通过该w确定到该纵向膨胀终点对应的插值起点p。如图6所示，通过相同的实施方式可以确定到该障碍物的另一个纵向膨胀终点对应的插值起点p’。通过在纵向膨胀终点和与该纵向膨胀终点对应的插值起点的区间内进行线性插值，将获得一条膨胀边界的边，对于一个障碍物的两个纵向膨胀终点将可获得两条膨胀边界的边（如图6中由线型C构成的两条线段），通过将该两条相临的膨胀边界的边相连将获得膨胀边界，如图6中，由p-a1-a2-p’围成的区域即为一个膨胀边界。

在本实施例中，对于任意一个纵向膨胀终点对应的插值起点的确定均以上述实施方式进行确定，在此不再赘述。同时对于任意一个膨胀边界的确定均以上述实施方式进行确定，在此不再赘述。

在本发明中，所述根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个膨胀边界，包括：确定属于不同障碍物的两个相临纵向膨胀终点的位置关系；在所述位置关系满足第一设定条件时，从所述两个相临纵向膨胀终点中确定第一纵向膨胀终点；根据预设膨胀边界角度和所述第一纵向膨胀终点，确定第一插值起点；通过在所述第一纵向膨胀终点和所述第一插值起点的区间内进行线性插值，获得膨胀边界的边；在所述位置关系不满足所述第一设定条件时，根据预设膨胀边界角度和所述两个相临纵向膨胀终点，确定所述两个相临纵向膨胀终点各自对应的插值起点；通过在所述两个相临纵向膨胀终点和各自对应的插值起点的区间内进行线性插值，获得所述两个相临纵向膨胀终点各自对应的膨胀边界的边；通过将相临的膨胀边界的边相连，获得各个膨胀边界。

在本实施例中，在构建膨胀边界的过程中，在障碍物之间的距离相距较远时，一般可以针对每个障碍物构建一个对应的膨胀边界。而在实际应用过程中，发现在障碍物之间的距离过近时，如果针对一个障碍物创建一个对应的膨胀边界时，膨胀边界之间将会相互冲突，如图7所示，这种情况下，对于跳变程度更小的跳变沿对应的纵向膨胀终点，构建该纵向膨胀终点对应的膨胀边界的边将不具有任何意义，因为这一膨胀边界的边将被包含在另一更大范围的膨胀边界的边的内部，针对其构建膨胀边界的边只会浪费计算资源。为解决这一问题，本发明提出第二种实施方式来构建膨胀边界，具体实施方式如下。

确定属于不同障碍物的两个相临纵向膨胀终点的位置关系，在两个相临纵向膨胀终点的位置关系满足第一设定条件时，从该两个相临纵向膨胀终点中确定出一个跳变程度更大的跳变沿对应的纵向膨胀终点，将其作为第一纵向膨胀终点。对于该两个相临纵向膨胀终点，只针对该第一纵向膨胀终点构建膨胀边界的边。如图8所示，图中的纵向膨胀终点a和b属于不同障碍物的两个相临纵向膨胀终点，而纵向膨胀终点b属于两者中跳变程度更大的跳变沿对应的纵向膨胀终点，因此只针对纵向膨胀终点b构建膨胀边界的边。具体构建过程如下。

根据该第一纵向膨胀终点和根据该第一纵向膨胀终点对应的障碍物的实际尺寸确定的预设膨胀边界角度，确定到该第一纵向膨胀终点对应的第一插值起点。具体的，该第一插值起点的确定实施方式与所述根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个障碍物的插值起点的实施方式相同，在此不再赘述。

在获得该第一纵向膨胀终点和该第一纵向膨胀终点对应的第一插值起点后，通过在第一纵向膨胀终点和该第一纵向膨胀终点对应的第一插值起点的区间内进行线性插值，获得膨胀边界的边。具体的，在通过在第一纵向膨胀终点和该第一纵向膨胀终点对应的第一插值起点的区间内进行线性插值，获得膨胀边界的边的过程中，只在该两个相临纵向膨胀终点的横轴取值范围内进行线性插值，这样做的目的是防止过度插值，造成计算资源的浪费。如图8所示，在第一纵向膨胀终点b和该第一纵向膨胀终点b对应的第一插值起点的区间内进行线性插值时，只在该两个相临纵向膨胀终点a和b的横轴取值范围内进行线性插值，以避免过度插值，造成计算资源的浪费。

在本实施例中，第一预设条件表征的是两个相临纵向膨胀终点中的其中一个纵向膨胀终点位于另一个纵向膨胀终点对应的初始障碍物边界的跳变沿内部，如图8所示，纵向膨胀终点a位于纵向膨胀终点b对应的初始障碍物边界的跳变沿内部，此时由纵向膨胀终点a和b组成的属于不同障碍物的两个相临纵向膨胀终点的位置关系满足第一设定条件。

对于图8所示的情况，此时三个膨胀边界的边（如图8中示出的由线型C构成的三条线段）彼此相临，通过将这3个相临的膨胀边界的边相连，将获得一个膨胀边界，如图9中由线型C构成的范围。

在本实施例中，对于属于不同障碍物的两个相临纵向膨胀终点的位置关系不满足第一设定条件时，对于该两个相临纵向膨胀终点均可构建对应的膨胀边界的边，同时构建方式与上述第一种实施方式中构建膨胀边界的边的实施方式相同，也就是对于该两个相临纵向膨胀终点中的每个纵向膨胀终点，直接在纵向膨胀终点和对应的插值起点的区间内进行线性插值，得到对应的膨胀边界的边即可，在此不再赘述。

在本发明中，所述规划方法还包括：确定相临的两个膨胀边界的两个跳变沿之间的纵向距离；在所述纵向距离满足第二设定条件时，确定所述两个膨胀边界中远离自车的膨胀边界中的第二纵向膨胀终点，以及确定所述两个膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中的第三纵向膨胀终点；通过在所述第二纵向膨胀终点和所述第三纵向膨胀终点的区间内进行线性插值，替换所述第二纵向膨胀终点和所述第三纵向膨胀终点之间的膨胀边界点，以将所述两个膨胀边界进行融合。

在本实施例中，为解决相临且距离较近的多个膨胀边界的存在所导致的自车回绕或连续问题（如图10所示，自车在绕障时，将在第一个膨胀边界和第二个膨胀边界之间发生回绕。如图12所示，自车在绕障时，将在第一个膨胀边界位置发生连续回绕），本发明对于相临且距离较近的多个膨胀边界进行融合处理，具体实施方式如下。

确定相临的两个膨胀边界的两个跳变沿之间的纵向距离，在该相临的两个膨胀边界的两个跳变沿之间的纵向距离满足第二设定条件时，从该两个膨胀边界中的远离自车的膨胀边界中确定到第二纵向膨胀终点，以及从该两个膨胀边界中的靠近自车的膨胀边界中确定到第三纵向膨胀终点。通过在该第二纵向膨胀终点和该第三纵向膨胀终点的区间内进行线性插值，替换该第二纵向膨胀终点和该第三纵向膨胀终点之间的膨胀边界点，以将该两个膨胀边界进行融合。

如图10所示，对于相临的两个膨胀边界的两个相临跳变沿c1和c2，确定到该两个跳变沿c1和c2之间的纵向距离满足第二设定条件，此时从该两个膨胀边界中的远离自车的膨胀边界中确定到最靠近自车的一个纵向膨胀终点，确定为第二纵向膨胀终点，如图10中的d2，以及，从该两个膨胀边界中的靠近自车的膨胀边界中确定到第三纵向膨胀终点，如图10中的d1。通过在该第二纵向膨胀终点d2和该第三纵向膨胀终点d1的区间内进行线性插值，得到新的膨胀边界的边，以该新的膨胀边界的边替换该第二纵向膨胀终点d2和该第三纵向膨胀终点d1之间的膨胀边界点，以将该两个膨胀边界进行融合，如图11所示，图中d1-d2的连线即为以新的膨胀边界的边替换该第二纵向膨胀终点d1和该第三纵向膨胀终点d2之间的膨胀边界点所得到的结果，图中的两个跳变沿c1和c2的膨胀边界点将会被替换掉。其中，膨胀边界点指的构成膨胀边界的各个点，膨胀边界是由大量的膨胀边界点构成；膨胀边界的边也是由大量的膨胀边界点构成的。

对于靠近自车的膨胀边界中的第三纵向膨胀终点的确定将在后续实施方式中进行说明。

在本发明中，确定所述两个膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中的第三纵向膨胀终点，包括：确定所述两个膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中的各个纵向膨胀终点的跳变程度，以及构建各个纵向膨胀终点分别与所述第二纵向膨胀终点的直线方程；将跳变程度最高，且构建的直线方程包含构建该直线方程的两个纵向膨胀终点之间的膨胀边界点的纵向膨胀终点确定为第三纵向膨胀终点。

在本实施例中，本发明为解决在一个膨胀边界是由多个障碍物构成的情况下，避免自车出现多次回绕的问题，在将两个相临的膨胀边界进行融合时，通过确定靠近自车的膨胀边界中的第三纵向膨胀终点，将其与相临的另一个膨胀边界的第二纵向膨胀终点结合来对两个相临的膨胀边界进行融合。靠近自车的膨胀边界中的第三纵向膨胀终点的确定实施方式具体如下。

首先确定相临的两个膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中的各个纵向膨胀终点的跳变程度，也就是各个纵向膨胀终点向道路内部的L轴取值的变化程度，如图12所示，图中e1和e2跳变程度最高，同时相同，图中e4跳变程度最低。

同时构建靠近自车的膨胀边界中的各个纵向膨胀终点分别与该两个相临的膨胀边界中远离自车的膨胀边界中的第二纵向膨胀终点之间的直线方程。将靠近自车的膨胀边界中的所有纵向膨胀终点中跳变程度最高，且构建的直线方程包含构建该直线方程的两个纵向膨胀终点之间的膨胀边界点的纵向膨胀终点确定为第三纵向膨胀终点。

如图12中的e5即为该两个相临的膨胀边界中远离自车的膨胀边界中的第二纵向膨胀终点，e1与e5的连线即为对应的两者的直线方程，e2与e5的连线即为对应的两者的直线方程，e3与e5的连线即为对应的两者的直线方程，e4与e5的连线即为对应的两者的直线方程。

虽然e1为跳变程度最高的纵向膨胀终点，但由于纵向膨胀终点e2位于e1与e5的直线方程之外，因此e1与e5的直线方程并未包含两者之间的膨胀边界点，其不能被确定为该两个相临的膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中的第三纵向膨胀终点。然后确定e2，由于e2是剩下的跳变程度最高的纵向膨胀终点，同时e2与e5的直线方程包含两者之间的膨胀边界点，因此确定e2为该两个相临的膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中的第三纵向膨胀终点。

在本实施例中，在相临的两个膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中只有一个障碍物时，确定其中的第三纵向膨胀终点的实施方式与上述相临的两个膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中具有多个障碍物时，确定其中的第三纵向膨胀终点的实施方式相同，在此不再赘述。

在本发明中，所述规划方法还包括：确定所述左右两侧的虚拟障碍物边界是否发生交叉；在确定左右两侧的膨胀边界的边发生交叉时，终止通过所述左右两侧的膨胀边界的边构建膨胀边界。

在本实施例中，由于自车行驶的车道的左右两侧都会进行初始障碍物边界的二次膨胀，而在自车行驶的车道的左右两侧的膨胀边界的边发生交叉时，为避免发生交叉导致的道路被截断的情况出现，需要终止以这两个发生交叉的膨胀边界的边构建膨胀边界。如图13所示，在自车行驶的车道的左右两侧的膨胀边界的边发生交叉时，为避免发生交叉导致的道路被截断的情况出现，在构建膨胀边界时，不再考虑这两个发生交叉的两个膨胀边界的边，而以剩余的膨胀边界的边和初始障碍物边界构建膨胀边界，最终的膨胀边界的构建结果，如图14所示。

在本发明中，所述根据所述左右两侧的虚拟障碍物边界，构建自车的绕障规划路径，包括：提取所述左右两侧的虚拟障碍物边界的中点；通过提取的所述中点，构建自车的绕障规划路径。

在本实施例中，在获得自车行驶车道的左右两侧的虚拟障碍物边界后，提取左右边界之间的中点。在虚拟障碍物边界影响到自车沿道路引导线行驶的路段，将该路段中的各个中点按顺序进行连接，以构造绕障规划路径，而对于虚拟障碍物边界未影响到自车沿道路引导线行驶的路段，将继续以道路引导线构造绕障规划路径。如图15所示，图中线型G即为构造的自车的绕障规划路径。自车沿该绕障规划路径进行行驶，将有效避免自车卡障碍物边界所造成的绕障行驶卡顿问题的发生。同时以提高自车在进行绕障过程中的安全性和平滑性。

本发明还提供了一种障碍物膨胀的规划***200。图16是本发明实施例提供的一种障碍物膨胀的规划***的示意图。参照图16，本发明提供的障碍物膨胀的规划***200包括：

初始障碍物边界确定模块201，用于根据采集的障碍物数据，确定左右两侧的初始障碍物边界；

纵向膨胀终点确定模块202，用于将所述初始障碍物边界的跳变沿顶点沿纵向膨胀预设长度，获得各个障碍物的纵向膨胀终点；

膨胀边界创建模块203，用于根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个膨胀边界；

虚拟障碍物边界生成模块204，用于根据所述各个膨胀边界，确定左右两侧的虚拟障碍物边界；

绕障规划路径构建模块205，用于根据所述左右两侧的虚拟障碍物边界，构建自车的绕障规划路径。

可选地，所述膨胀边界创建模块203，包括：

插值起点确定模块，用于根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个障碍物的插值起点；

线性插值模块，用于通过在各个纵向膨胀终点和与所述各个纵向膨胀终点分别对应的插值起点的区间内进行线性插值，获得各个膨胀边界的边；

膨胀边界创建子模块，用于通过将相临的膨胀边界的边相连，获得各个膨胀边界。

可选地，所述膨胀边界创建模块203，包括：

位置关系确定模块，用于确定属于不同障碍物的两个相临纵向膨胀终点的位置关系；

第一纵向膨胀终点确定模块，用于在所述位置关系满足第一设定条件时，从所述两个相临纵向膨胀终点中确定第一纵向膨胀终点；

第一插值起点确定模块，用于根据预设膨胀边界角度和所述第一纵向膨胀终点，确定第一插值起点；

第一线性插值模块，用于通过在所述第一纵向膨胀终点和所述第一插值起点的区间内进行线性插值，获得膨胀边界的边；

插值起点确定子模块，用于在所述位置关系不满足所述第一设定条件时，根据预设膨胀边界角度和所述两个相临纵向膨胀终点，确定所述两个相临纵向膨胀终点各自对应的插值起点；

第二线性插值模块，用于通过在所述两个相临纵向膨胀终点和各自对应的插值起点的区间内进行线性插值，获得所述两个相临纵向膨胀终点各自对应的膨胀边界的边；

第一膨胀边界创建模块，用于通过将相临的膨胀边界的边相连，获得各个膨胀边界。

可选地，所述***200还包括：

纵向距离确定模块，用于确定相临的两个膨胀边界的两个跳变沿之间的纵向距离；

第三纵向膨胀终点确定模块，用于在所述纵向距离满足第二设定条件时，确定所述两个膨胀边界中远离自车的膨胀边界中的第二纵向膨胀终点，以及确定所述两个膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中的第三纵向膨胀终点；

膨胀边界融合模块，用于通过在所述第二纵向膨胀终点和所述第三纵向膨胀终点的区间内进行线性插值，替换所述第二纵向膨胀终点和所述第三纵向膨胀终点之间的膨胀边界点，以将所述两个膨胀边界进行融合。

可选地，所述第三纵向膨胀终点确定模块，包括：

跳变程度及直线方程构建模块，用于确定所述两个膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中的各个纵向膨胀终点的跳变程度，以及构建各个纵向膨胀终点分别与所述第二纵向膨胀终点的直线方程；

第三纵向膨胀终点确定子模块，用于将跳变程度最高，且构建的直线方程包含构建该直线方程的两个纵向膨胀终点之间的膨胀边界点的纵向膨胀终点确定为第三纵向膨胀终点。

可选地，所述***200还包括：

虚拟障碍物边界交叉确定模块，用于确定所述左右两侧的虚拟障碍物边界是否发生交叉；

膨胀边界终止构建模块，用于在确定左右两侧的膨胀边界的边发生交叉时，终止通过所述左右两侧的膨胀边界的边构建膨胀边界。

可选地，所述绕障规划路径构建模块205，包括：

中点提取模块，用于提取所述左右两侧的虚拟障碍物边界的中点；

绕障规划路径构建子模块，用于通过提取的所述中点，构建自车的绕障规划路径。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现所述的一种障碍物膨胀的规划方法中的步骤。

本发明实施例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，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种障碍物膨胀的规划方法中的步骤。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于***实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种障碍物膨胀的规划方法，其特征在于，所述规划方法包括：

根据采集的障碍物数据，确定左右两侧的初始障碍物边界，其中，所述初始障碍物边界是经过对障碍物实际尺寸的边界进行初始膨胀获得的边界；

将所述初始障碍物边界的跳变沿顶点沿纵向膨胀预设长度，获得各个障碍物的纵向膨胀终点，其中，跳变沿顶点表征的是初始障碍物边界上的边界点的横轴坐标发生跳变后的最高点；

根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个膨胀边界；

根据所述各个膨胀边界，确定左右两侧的虚拟障碍物边界；

根据所述左右两侧的虚拟障碍物边界，构建自车的绕障规划路径。

2.根据权利要求1所述的一种障碍物膨胀的规划方法，其特征在于，所述根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个膨胀边界，包括：

根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个障碍物的插值起点；

通过在各个纵向膨胀终点和与所述各个纵向膨胀终点分别对应的插值起点的区间内进行线性插值，获得各个膨胀边界的边；

通过将相临的膨胀边界的边相连，获得各个膨胀边界。

3.根据权利要求1所述的一种障碍物膨胀的规划方法，其特征在于，所述根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个膨胀边界，包括：

确定属于不同障碍物的两个相临纵向膨胀终点的位置关系；

在所述位置关系满足第一设定条件时，从所述两个相临纵向膨胀终点中确定第一纵向膨胀终点；

根据预设膨胀边界角度和所述第一纵向膨胀终点，确定第一插值起点；

通过在所述第一纵向膨胀终点和所述第一插值起点的区间内进行线性插值，获得膨胀边界的边；

在所述位置关系不满足所述第一设定条件时，根据预设膨胀边界角度和所述两个相临纵向膨胀终点，确定所述两个相临纵向膨胀终点各自对应的插值起点；

通过在所述两个相临纵向膨胀终点和各自对应的插值起点的区间内进行线性插值，获得所述两个相临纵向膨胀终点各自对应的膨胀边界的边；

通过将相临的膨胀边界的边相连，获得各个膨胀边界。

4.根据权利要求1所述的一种障碍物膨胀的规划方法，其特征在于，所述规划方法还包括：

确定相临的两个膨胀边界的两个跳变沿之间的纵向距离；

在所述纵向距离满足第二设定条件时，确定所述两个膨胀边界中远离自车的膨胀边界中的第二纵向膨胀终点，以及确定所述两个膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中的第三纵向膨胀终点；

通过在所述第二纵向膨胀终点和所述第三纵向膨胀终点的区间内进行线性插值，替换所述第二纵向膨胀终点和所述第三纵向膨胀终点之间的膨胀边界点，以将所述两个膨胀边界进行融合。

5.根据权利要求4所述的一种障碍物膨胀的规划方法，其特征在于，确定所述两个膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中的第三纵向膨胀终点，包括：

确定所述两个膨胀边界中靠近自车的膨胀边界中的各个纵向膨胀终点的跳变程度，以及构建各个纵向膨胀终点分别与所述第二纵向膨胀终点的直线方程；

将跳变程度最高，且构建的直线方程包含构建该直线方程的两个纵向膨胀终点之间的膨胀边界点的纵向膨胀终点确定为第三纵向膨胀终点。

6.根据权利要求1所述的一种障碍物膨胀的规划方法，其特征在于，所述规划方法还包括：

确定所述左右两侧的虚拟障碍物边界是否发生交叉；

在确定左右两侧的膨胀边界的边发生交叉时，终止通过所述左右两侧的膨胀边界的边构建膨胀边界。

7.根据权利要求1所述的一种障碍物膨胀的规划方法，其特征在于，所述根据所述左右两侧的虚拟障碍物边界，构建自车的绕障规划路径，包括：

提取所述左右两侧的虚拟障碍物边界的中点；

通过提取的所述中点，构建自车的绕障规划路径。

8.一种障碍物膨胀的规划***，其特征在于，所述规划***包括：

初始障碍物边界确定模块，用于根据采集的障碍物数据，确定左右两侧的初始障碍物边界，其中，所述初始障碍物边界是经过对障碍物实际尺寸的边界进行初始膨胀获得的边界；

纵向膨胀终点确定模块，用于将所述初始障碍物边界的跳变沿顶点沿纵向膨胀预设长度，获得各个障碍物的纵向膨胀终点，其中，跳变沿顶点表征的是初始障碍物边界上的边界点的横轴坐标发生跳变后的最高点；

膨胀边界创建模块，用于根据预设膨胀边界角度和所述各个障碍物的纵向膨胀终点，确定各个膨胀边界；

虚拟障碍物边界生成模块，用于根据所述各个膨胀边界，确定左右两侧的虚拟障碍物边界；

绕障规划路径构建模块，用于根据所述左右两侧的虚拟障碍物边界，构建自车的绕障规划路径。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-7任一所述的一种障碍物膨胀的规划方法中的步骤。

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如权利要求1-7中任一所述的一种障碍物膨胀的规划方法中的步骤。

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