本公开实施例涉及自动驾驶技术领域，特别涉及一种变道路径规划方法、装置、电子设备和计算机可读介质。
背景技术：
随着计算机技术和人工智能的发展，自动驾驶车辆在交通、军事、物流仓储、日常生活等方面具有广阔的应用前景。
路径规划是自动驾驶技术中关键的部分，其基于感知系统的环境数据，车辆需要在复杂的道路环境中基于一定的性能指标规划出一条安全可靠、从起始位置到目标位置的最短无碰撞路径。并且，在车辆行驶过程中，需要保证车辆距离障碍物有一定的安全距离。
技术实现要素：
本公开实施例提供一种变道路径规划方法、装置、电子设备和计算机可读介质，能够在路径行驶过程中，保证距离障碍物有一定的安全距离。
第一方面，本公开实施例提供一种变道路径规划方法，包括：根据检测到的障碍物的位置，确定车辆绕行障碍物时需要通过的障碍物参考位置；通过车辆和障碍物之间的位置关系，预估车辆绕行障碍物的终点位置；基于车辆的当前位置，障碍物参考位置和终点位置，确定车辆绕行障碍物的路径。
第二方面，本公开实施例提供一种变道路径规划装置，包括：参考位置确定模块，用于根据检测到的障碍物的位置，确定车辆绕行障碍物时需要通过的障碍物参考位置；终点位置预估模块，用于通过车辆和障碍物之间的位置关系，预估车辆绕行障碍物的终点位置；行驶路径选取模块，用于基于车辆的当前位置，障碍物参考位置和终点位置，确定车辆绕行障碍物的路径。
第三方面，本公开实施例提供一种电子设备，其包括：一个或多个处理器；存储器，其上存储有一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器上述任意一种变道路径规划方法；一个或多个i/o接口，连接在处理器与存储器之间，配置为实现处理器与存储器的信息交互。
第四方面，本公开实施例提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现上述任意一种变道路径规划方法。
本公开实施例提供的变道路径规划方法、装置、电子设备和计算机可读介质，计算车辆绕行障碍物时需要通过的障碍物参考位置，并根据车辆和障碍物之间的位置关系，预估车辆绕行所述障碍物的终点位置，从而规划该车辆绕行障碍物的路径，在行驶过程中与检测到的障碍物保持安全距离。
附图说明
附图用来提供对本公开实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本公开的实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。通过参考附图对详细示例实施例进行描述，以上和其它特征和优点对本领域技术人员将变得更加显而易见，在附图中：
图1为本公开实施例提供的自动驾驶车辆在变道过程中绕行障碍物的场景示意图；
图2为本公开实施例提供的一种变道路径规划方法的流程图；
图3为本公开实施例提供的一种变道路径规划装置的组成框图；
图4为本公开实施例提供的一种电子设备的组成框图；
图5为本公开实施例提供的一种计算机可读介质的组成框图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的变道路径规划方法、装置、电子设备和计算机可读介质进行详细描述。
在下文中将参考附图更充分地描述示例实施例，但是所述示例实施例可以以不同形式来体现且不应当被解释为限于本文阐述的实施例。反之，提供这些实施例的目的在于使本公开透彻和完整，并将使本领域技术人员充分理解本公开的范围。在不冲突的情况下，本公开各实施例及实施例中的各特征可相互组合。
在本文实施例中描述的车辆，可以是自动驾驶汽车(autonomousvehicles)或无人驾驶汽车(self-drivingautomobile)。该车辆可以被配置为处于自动驾驶模式，在自动驾驶模式下该车辆可以在极少或没有来自驾驶员的输入的情况下导航通过环境。在下述实施例中，该车辆也可以称为主车(egocar)，即可以使用本车角度感知环境，并以本车为中心进行变道路径规划的车辆。
图1为本公开实施例的自动驾驶车辆在变道过程中绕行障碍物的场景示意图。在图1所示的场景中，示意性地示出了自动驾驶车辆主车11在变道过程中的当前车道12、目标车道13、位于目标车道13的障碍物1。
在本公开实施例中，主车11在行驶过程中，可以对主车11自身的位置信息和运行状态进行检测，并可以对障碍物的位置信息和障碍物的运行状态进行检测。示例性地，该运动状态可以包括运动方向和运动速度等信息。
在一个实施例中，可以根据车辆行驶过程中沿道路中线的方向(视为纵向)和垂直于道路中线的方向(视为横向)构建坐标系，从而确定主车11和检测到的障碍物在构建的该坐标系中的位置信息。
参考图1，示例性地示出主车11的当前位置t1(s0，l0)，主车11绕行第一障碍物1时的障碍物参考位置t2(s1，l1)，预估的车辆绕行第一障碍物1的终点位置t3(st，lt)。
其中，第一障碍物1包括两条车辆边界：靠近主车11的车辆边界和远离主车11的车辆边界。并且其中，主车11与第一障碍物1的靠近主车11的车辆边界之间，在垂直于道路中线的方向上应保持预定偏移距离。
本发明实施例提供一种变道路径规划方法、装置、电子设备和计算机可读介质，可以利用障碍物参考点位置，确定能够躲避障碍物的行驶终点位置，并规划能够躲避障碍物的行驶路径。
需要说明的是，图1示出的路径规划的实际变道场景，可以是高速公路或中低速的公路上进行变道路径规划的应用场景，或其他应用场景，本文实施例中对此不做具体限定。
图2为本公开实施例提供的变道路径规划方法的流程图。如图2所示，该变道路径规划方法可以包括如下步骤。
s110，根据检测到的障碍物的位置，确定车辆绕行障碍物时需要通过的障碍物参考位置。
s120，通过车辆和障碍物之间的位置关系，预估车辆绕行障碍物的终点位置。
s130，基于车辆的当前位置，障碍物参考位置和终点位置，确定车辆绕行障碍物的路径。
在本公开实施例的方案中，可以根据障碍物与主车之间的位置关系，预估车辆绕行障碍物的终点位置，从而规划从车辆的当前位置开始，经过障碍物参考位置和终点位置的路径，在行驶过程中与检测到的障碍物保持安全距离。
在一个实施例中，在根据检测到的障碍物的位置，确定车辆绕行障碍物时需要通过的障碍物参考位置之前，还包括：在车辆变道开始之前，检测障碍物的位置信息和障碍物的运动状态。
本公开实施例的方案可以应用与自动驾驶过程变道过程中，在开始变道之前，检测障碍物的位置信息和障碍物的运动状态，利用障碍物位置信息估计变道结束位置，规划能够躲避障碍物的变道路径。
在一个实施例中，步骤s110，具体可以包括：s21，从检测到的障碍物的位置信息中，获取障碍物的靠近车辆侧的车辆边界的位置信息；s22，计算与车辆边界的位置间隔预定偏移距离的位置，得到车辆绕行障碍物时需要通过的障碍物参考位置。
在一个实施例中，预定偏移距离，为预先设定的与障碍物在垂直与道路中线方向的间隔距离，且预定偏移距离大于0。
作为一个示例，利用检测的障碍物信息估算的需要绕行(nudge)通过的位置点的位置信息可以表示为下述表达式(1)：
(s1，l1)＝(scenter，l_center nudge_buffer)(1)
在上述表达式(1)中，scenter表示障碍物在沿道路中线方向的位置信息，l_center表示障碍物在垂直于道路中线方向的位置信息，nudge_buffer表示在垂直于道路中线方向主车与障碍物的偏移距离。
通过上述表达式(1)可知，在该实施例中，通过设置预定的偏移距离，可以调整自动驾驶车辆与障碍物之间保持安全距离的程度，从而保证正常行车或变道过程中能够躲避障碍物。
在一个实施例中，该变道路径规划方法还可以包括：根据检测的车辆的当前位置和车辆运动状态，以及检测的障碍物的位置和障碍物运动状态，预估车辆绕行障碍物的终点位置。
在该实施例中，预估车辆绕行障碍物的终点位置的步骤，具体可以包括：s31，根据车辆的当前位置和车辆运动状态，以及障碍物的位置和障碍物运动状态，确定车辆和障碍物之间在车辆行驶过程中的位置关系；s41，利用车辆行驶过程中的位置关系，预估车辆能够绕行障碍物的终点位置。
在本公开实施例的变道路径规划方法中，当障碍物为静态，障碍物的位置固定不变且障碍物运动状态为静止状态；当障碍物为动态时，车辆和障碍物之间的位置关系，随车辆行驶过程动态变化，根据主车与障碍物之间动态变化的位置关系，预估能够躲避障碍物的变道终点位置。
在一个实施例中，预估的能够躲避障碍物的变道终点位置，可以预先利用车辆的位置、车辆运动状态、障碍物的位置和障碍物运动状态，对进行车辆绕行障碍物的终点位置进行预估的模型进行训练，并利用训练得到的该模型，预估车辆能够躲避障碍物的终点位置。
在一个实施例中，步骤s130具体可以包括：s41，将车辆的当前位置、障碍物参考位置和终点位置的路径，作为车辆绕行障碍物的路径的轨迹点；s42，沿道路中线方向，计算车辆从当前位置到终点位置的行驶角速度；s43，构建以行驶角速度通过轨迹点的路径，作为车辆绕行障碍物的路径。
在一个实施例中，步骤s32，具体可以包括：s51，根据车辆的当前位置和预估的终点距离，在沿道路中线方向，计算车辆从当前位置到终点位置的行驶路径长度；s52，根据车辆的行驶状态和行驶路径长度，计算车辆的行驶线速度；s53，利用行驶线速度和行驶角速度之间的转换关系，计算得到车辆从当前位置到终点位置的行驶角速度。
作为一个示例，构建的主车绕行障碍物的曲线可以表示为下述表达式(2)：
在上述表达式(2)中，f(s)＝a(1 cos(bs c))为构建的主车绕行障碍物的曲线函数，其中，a、b和c分别为该曲线函数的参数；并且，该曲线函数需要满足：f(s0)＝l0，表示该曲线函数应通过主车的起始位置点t1(s0，l0))；f(s1)＝l1，表示该曲线函数应通过主车绕行障碍物时的障碍物参考位置t2(s1，l1)；以及f(st)＝lt，表示该曲线函数应通过预估的车辆绕行障碍物的终点位置t3(st，lt)。
并且，在上述表达式(2)中，st-s0表示在沿道路中线方向，计算得到的车辆从当前位置到终点位置的行驶路径长度，b表示车辆从当前位置到终点位置的行驶角速度。
在一个实施例中，根据上述表达式(2)求解得到构建的主车绕行障碍物的曲线中的参数a、b和c。
其中，
通过上述描述可知，b为车辆绕行障碍物是的行驶角速度，且该行驶角速度可以用于衡量车辆行驶时的体感和线性的稳定程度，且b的取值决定于车辆与障碍物之间的位置关系，该位置关系既包括车辆与障碍物之间在沿道路中线方向上的位置关系和在垂直于道路中线方向上的位置关系。
因此，根据本发明实施例的变道路径规划方法，可以在变道开始时利用障碍物位置信息估计变道距离，结合障碍物与主车的位置关系规划变道路径，从而躲避障碍物，保证变道过程安全性，并实现体感最优和线型稳定。
图3示出本公开实施例提供的路径规划组成框图。如图3所示，变道路径规划装置包括如下模块。
参考位置确定模块310，用于根据检测到的障碍物的位置，确定车辆绕行障碍物时需要通过的障碍物参考位置。
终点位置预估模块320，用于通过车辆和障碍物之间的位置关系，预估车辆绕行障碍物的终点位置。
行驶路径选取模块330，用于基于车辆的当前位置，障碍物参考位置和终点位置，确定车辆绕行障碍物的路径。
根据本公开实施例的变道路径规划装置，根据障碍物与主车之间的位置关系，预估车辆绕行障碍物的终点位置，从而规划从车辆的当前位置开始，经过障碍物参考位置和终点位置的路径，在行驶过程中与检测到的障碍物保持安全距离。
在一个实施例中，变道路径规划装置还可以包括：信息检测模块，用于在车辆变道开始之前，检测障碍物的位置信息和障碍物的运动状态。
在一个实施例中，参考位置确定模块310，具体可以包括：边界位置获取单元，用于从检测到的障碍物的位置中，获取障碍物的靠近车辆侧的车辆边界的位置；参考位置计算单元，用于计算与车辆边界的位置间隔预定偏移距离的位置，得到车辆绕行障碍物时需要通过的障碍物参考位置。
在一个实施例中，预定偏移距离，为预先设定的与障碍物在垂直与道路中线方向的间隔距离，且预定偏移距离大于0。
在一个实施例中，终点位置预估模块320，具体还可以用于：根据检测的车辆的当前位置和车辆运动状态，以及检测的障碍物的位置和障碍物运动状态，预估车辆绕行障碍物的终点位置。
在该实施例中，终点位置预估模块320具体可以包括：位置关系确定单元，用于根据车辆的当前位置和车辆运动状态，以及障碍物的位置和障碍物运动状态，确定车辆和障碍物之间在车辆行驶过程中的位置关系；终点位置预估模块320，具体还用于利用车辆行驶过程中的位置关系，预估车辆能够绕行障碍物的终点位置。
在一个实施例中，行驶路径选取模块330，具体可以包括：轨迹点确定单元，用于将车辆的当前位置、障碍物参考位置和终点位置的路径，作为车辆绕行障碍物的路径的轨迹点；角速度计算单元，用于沿道路中线方向，计算车辆从当前位置到终点位置的行驶角速度；路径构建单元，用于构建以行驶角速度通过轨迹点的路径，作为车辆绕行障碍物的路径。
在一个实施例中，角速度计算单元，具体可以包括：行驶长度计算子单元，用于根据车辆的当前位置和预估的终点距离，在沿道路中线方向，计算车辆从当前位置到终点位置的行驶路径长度；线速度计算子单元，用于根据车辆的行驶状态和行驶路径长度，计算车辆的行驶线速度；角速度计算单元，具体还可以利用行驶线速度和行驶角速度之间的转换关系，计算得到车辆从当前位置到终点位置的行驶角速度。
根据本发明实施例的变道路径规划装置，可以在变道开始时利用障碍物位置信息估计变道距离，结合障碍物与主车的位置关系规划变道路径，从而躲避障碍物，保证变道过程安全性，并实现体感最优和线型稳定。
图4示出本公开实施例提供的一种电子设备的组成框图；如图4所示，本公开实施例提供一种电子设备400，包括：一个或多个处理器501；存储器402，其上存储有一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现上述任意一项的变道路径规划方法；一个或多个i/o接口403，连接在处理器与存储器之间，配置为实现处理器与存储器的信息交互。
其中，处理器401为具有数据处理能力的器件，其包括但不限于中央处理器(cpu)等；存储器402为具有数据存储能力的器件，其包括但不限于随机存取存储器(ram，更具体如sdram、ddr等)、只读存储器(rom)、带电可擦可编程只读存储器(eeprom)、闪存(flash)；i/o接口(读写接口)403连接在处理器401与存储器402间，能实现处理器401与存储器402的信息交互，其包括但不限于数据总线(bus)等。
在一些实施例中，处理器401、存储器402和i/o接口403通过总线404相互连接，进而与电子设备800的其他组件连接。
图5示出本公开实施例提供的一种计算机可读介质的组成框图。如图5所示，本公开实施例提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，程序被处理器执行时实现上述任意一种变道路径规划方法。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其它存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其它光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其它的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其它传输机制之类的调制数据信号中的其它数据，并且可包括任何信息递送介质。
本文已经公开了示例实施例，并且虽然采用了具体术语，但它们仅用于并仅应当被解释为一般说明性含义，并且不用于限制的目的。在一些实例中，对本领域技术人员显而易见的是，除非另外明确指出，否则可单独使用与特定实施例相结合描述的特征、特性和/或元素，或可与其它实施例相结合描述的特征、特性和/或元件组合使用。因此，本领域技术人员将理解，在不脱离由所附的权利要求阐明的本公开的范围的情况下，可进行各种形式和细节上的改变。
1.一种变道路径规划方法，包括：
根据检测到的障碍物的位置，确定车辆绕行所述障碍物时需要通过的障碍物参考位置；
通过所述车辆和所述障碍物之间的位置关系，预估所述车辆绕行所述障碍物的终点位置；
基于所述车辆的当前位置，所述障碍物参考位置和所述终点位置，确定所述车辆绕行所述障碍物的路径。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在根据检测到的障碍物的位置，确定车辆绕行所述障碍物时需要通过的障碍物参考位置之前，还包括：
在车辆变道开始之前，检测障碍物的位置信息和所述障碍物的运动状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据检测到的障碍物的位置，确定车辆绕行所述障碍物时需要通过的障碍物参考位置，包括：
从检测到的所述障碍物的位置中，获取所述障碍物的靠近所述车辆侧的车辆边界的位置；
计算与所述车辆边界的位置间隔预定偏移距离的位置，得到所述车辆绕行所述障碍物时需要通过的障碍物参考位置；其中，
所述预定偏移距离，为预先设定的与所述障碍物在垂直于道路中线方向的间隔距离，且所述预定偏移距离大于0。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：
根据检测的所述车辆的当前位置和车辆运动状态，以及检测的所述障碍物的位置和障碍物运动状态，预估所述车辆绕行所述障碍物的终点位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预估所述车辆绕行所述障碍物的终点位置，包括：
根据所述车辆的当前位置和所述车辆运动状态，以及所述障碍物的位置和所述障碍物运动状态，确定所述车辆和所述障碍物之间在车辆行驶过程中的位置关系；
利用所述车辆行驶过程中的位置关系，预估所述车辆能够绕行所述障碍物的终点位置。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的方法，其中，所述基于所述车辆的当前位置，所述障碍物参考位置和所述终点位置，确定所述车辆绕行所述障碍物的路径，包括：
将所述车辆的当前位置、所述障碍物参考位置和所述终点位置的路径，作为所述车辆绕行所述障碍物的路径的轨迹点；
沿道路中线方向，计算所述车辆从所述当前位置到所述终点位置的行驶角速度；
构建以行驶角速度通过所述轨迹点的路径，作为所述车辆绕行所述障碍物的路径。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述沿道路中线方向，计算所述车辆从所述当前位置到所述终点位置的行驶角速度，包括：
根据所述车辆的当前位置和预估的终点距离，在沿道路中线方向，计算所述车辆从所述当前位置到所述终点位置的行驶路径长度；
根据所述车辆的行驶状态和所述行驶路径长度，计算所述车辆的行驶线速度；
利用所述行驶线速度和行驶角速度之间的转换关系，计算得到所述车辆从所述当前位置到所述终点位置的行驶角速度。
8.一种变道路径规划装置，包括：
参考位置确定模块，用于根据检测到的障碍物的位置，确定车辆绕行所述障碍物时需要通过的障碍物参考位置；
终点位置预估模块，用于通过所述车辆和所述障碍物之间的位置关系，预估所述车辆绕行所述障碍物的终点位置；
行驶路径选取模块，用于从所述车辆的当前位置开始，选取经过所述障碍物参考位置和所述终点位置的路径，作为所述车辆绕行所述障碍物的路径。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述装置还包括：
信息检测模块，用于在车辆变道开始之前，检测障碍物的位置信息和所述障碍物的运动状态。
10.根据权利要求8所述的装置，其中，所述参考位置确定模块包括：
边界位置获取单元，用于从检测到的所述障碍物的位置中，获取所述障碍物的靠近所述车辆侧的车辆边界的位置；
参考位置计算单元，用于计算与所述车辆边界的位置间隔预定偏移距离的位置，得到所述车辆绕行所述障碍物时需要通过的障碍物参考位置；
其中，所述预定偏移距离，为预先设定的与所述障碍物在垂直于道路中线方向的间隔距离，且所述预定偏移距离大于0。
11.根据权利要求8所述的装置，其中，
所述终点位置预估模块，还用于根据检测的所述车辆的当前位置和车辆运动状态，以及检测的所述障碍物的位置和障碍物运动状态，预估所述车辆绕行所述障碍物的终点位置。
12.根据权利要求8所述的装置，其中，所述终点位置预估模块包括：
位置关系确定单元，用于根据所述车辆的当前位置和所述车辆运动状态，以及所述障碍物的位置和所述障碍物运动状态，确定所述车辆和所述障碍物之间在车辆行驶过程中的位置关系；
所述终点位置预估模块，具体用于利用所述车辆行驶过程中的位置关系，预估所述车辆能够绕行所述障碍物的终点位置。
13.根据权利要求8-12任意一项所述的装置，其中，所述行驶路径选取模块包括：
轨迹点确定单元，用于将所述车辆的当前位置、所述障碍物参考位置和所述终点位置的路径，作为所述车辆绕行所述障碍物的路径的轨迹点；
角速度计算单元，用于沿道路中线方向，计算所述车辆从所述当前位置到所述终点位置的行驶角速度；
路径构建单元，用于构建以行驶角速度通过所述轨迹点的路径，作为所述车辆绕行所述障碍物的路径。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述角速度计算单元包括：
行驶长度计算子单元，用于根据所述车辆的当前位置和预估的终点距离，在沿道路中线方向，计算所述车辆从所述当前位置到所述终点位置的行驶路径长度；
线速度计算子单元，用于根据所述车辆的行驶状态和所述行驶路径长度，计算所述车辆的行驶线速度；
所述角速度计算单元，具体用于利用所述行驶线速度和行驶角速度之间的转换关系，计算得到所述车辆从所述当前位置到所述终点位置的行驶角速度。
15.一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，其上存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现根据权利要求1-7任意一项所述的变道路径规划方法；
一个或多个i/o接口，连接在所述处理器与存储器之间，配置为实现所述处理器与存储器的信息交互。
16.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现根据权利要求1-7任意一项所述的变道路径规划方法。
技术总结