轨迹规划方法、装置、车辆、电子设备及可读存储介质与流程

1.本技术属于车辆技术领域，尤其涉及一种轨迹规划方法、装置、车辆、电子设备及可读存储介质。


背景技术：

2.轨迹规划是自动驾驶技术重要组成部分，对安全性和舒适性起着重要作用。目前轨迹规划方法大多是不考虑道路曲率(即向心加速度)的约束，导致规划出轨迹舒适性较差。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种轨迹规划方法、轨迹规划装置、车辆、电子设备及可读存储介质，以提高轨迹规划的舒适性。
4.第一方面，本技术实施例提供一种轨迹规划方法，方法包括：
5.获取车辆状态信息，车辆状态信息包括车辆坐标系下的车辆位置、航向角、车辆速度、车辆加速度，frenet坐标系下沿第一方向的第一位移、第一速度和第一加速度，以及frenet坐标系下沿第二方向的第二位移、第二速度和第二加速度；
6.根据车辆状态信息，在frenet坐标系下分别对第一方向和第二方向进行轨迹规划，得到第一方向对应的第一轨迹和第二方向对应的第二轨迹；
7.合并第一轨迹和第二轨迹，得到第三轨迹；
8.将第三轨迹从frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到目标轨迹。
9.第二方面，本技术实施例提供了一种轨迹规划装置，包括：
10.获取模块，用于获取车辆状态信息，车辆状态信息包括车辆坐标系下的车辆位置、航向角、车辆速度、车辆加速度，frenet坐标系下沿第一方向的第一位移、第一速度和第一加速度，以及frenet坐标系下沿第二方向的第二位移、第二速度和第二加速度；
11.规划模块，用于根据车辆状态信息，在frenet坐标系下分别对第一方向和第二方向进行轨迹规划，得到第一方向对应的第一轨迹和第二方向对应的第二轨迹；
12.合并模块，用于合并第一轨迹和第二轨迹，得到第三轨迹；
13.转化模块，用于将第三轨迹从frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到目标轨迹。
14.第三方面，本技术实施例提供了一种车辆，车辆包括轨迹规划装置，其中轨迹规划装置用于实现如第一方面的方法。
15.第四方面，本技术实施例提供了一种电子设备，设备包括：
16.处理器以及存储有程序或指令的存储器；
17.所述处理器执行所述程序或指令时实现上述的方法。
18.第五方面，本技术实施例提供了一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现上述的方法。
19.第六方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品中的
指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备执行上述方法。
20.本技术实施例的轨迹规划方法、装置、车辆、电子设备及可读存储介质，能够获取车辆状态信息，车辆状态信息包括车辆坐标系下的车辆位置、航向角、车辆速度、车辆加速度，frenet坐标系下沿第一方向的第一位移、第一速度和第一加速度，以及frenet坐标系下沿第二方向的第二位移、第二速度和第二加速度；根据车辆状态信息，在frenet坐标系下分别对第一方向和第二方向进行轨迹规划，得到第一方向对应的第一轨迹和第二方向对应的第二轨迹；合并第一轨迹和第二轨迹，得到第三轨迹；将第三轨迹从frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到目标轨迹。这样，目标轨迹需考虑向心加速度的约束，从而可以包含道路曲率特征，有效提高了舒适性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本技术一个实施例提供的轨迹规划方法的流程示意图；
23.图2是本技术实施例提供的轨迹规划方法的场景示意图；
24.图3a是本技术实施例提供的轨迹规划方法中仿真实验验证的第四轨迹示意图；
25.图3b是图3a的第四轨迹的曲率示意图；
26.图3c是图3a的第四轨迹的切线夹角示意图；
27.图4a是图3a至图3c中第四轨迹的定速巡航场景的速度曲线结果；
28.图4b是图3a至图3c中第四轨迹的定速巡航场景的加速度曲线结果；
29.图4c是图3a至图3c中第四轨迹的定速巡航场景的加速度变化率曲线结果；
30.图5a是图3a至图3c中第四轨迹的跟车巡航场景的速度曲线结果；
31.图5b是图3a至图3c中第四轨迹的跟车巡航场景的加速度曲线结果；
32.图5c是图3a至图3c中第四轨迹的跟车巡航场景的加速度变化率曲线结果；
33.图6a是图3a至图3c中第四轨迹的定点停车场景的速度曲线结果；
34.图6b是图3a至图3c中第四轨迹的定点停车场景的加速度曲线结果；
35.图6c是图3a至图3c中第四轨迹的定点停车场景的加速度变化率曲线结果；
36.图7是本技术另一个实施例提供的轨迹规划装置的结构示意图；
37.图8是本技术又一个实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
38.下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本技术，而不是限定本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本技术的示例来提供对本技术更好的理解。
39.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
……”
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。
40.为了解决现有技术问题，本技术实施例提供了一种轨迹规划方法、装置、车辆、电子设备及可读存储介质。下面首先对本技术实施例所提供的轨迹规划方法进行介绍。
41.图1示出了本技术一个实施例提供的轨迹规划方法的流程示意图。如图1所示，轨迹规划方法可以包括：
42.步骤101，获取车辆状态信息，车辆状态信息包括车辆坐标系下的车辆位置、航向角、车辆速度、车辆加速度，frenet坐标系下沿第一方向的第一位移、第一速度和第一加速度，以及frenet坐标系下沿第二方向的第二位移、第二速度和第二加速度。
43.在步骤101中，请参阅图2，可以获取车辆状态信息，车辆状态信息可以包括两个维度，一个是车辆坐标系下的车辆位置(x,y)、航向角(θ)、车辆速度(v)和车辆加速度(a)，另一个是frenet坐标系下沿第一方向的第一位移(s)、第一速度和第一加速度以及沿第二方向的第二位移(d)、第二速度和第二加速度其中，第一方向可以为沿道路延伸的方向，第二方向可以为垂直于道路的方向。
44.步骤102，根据车辆状态信息，在frenet坐标系下分别对第一方向和第二方向进行轨迹规划，得到第一方向对应的第一轨迹和第二方向对应的第二轨迹。
45.在步骤102中，请参阅图2，可以根据车辆状态信息，在frenet坐标系下，基于时间分别对第一方向和第二方向进行轨迹规划，得到第一方向对应的第一轨迹和第二方向对应的第二轨迹。
46.步骤103，合并第一轨迹和第二轨迹，得到第三轨迹。
47.在步骤103中，可以将第一轨迹和第二轨迹进行合并，得到合并后的第三轨迹。
48.步骤104，将第三轨迹从frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到目标轨迹。
49.在步骤104中，请参阅图2，可以将第三轨迹从frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到目标轨迹。这样目标轨迹可以直接包含道路曲率特征。
50.在本技术实施例中，轨迹规划方法能够获取车辆状态信息，车辆状态信息包括车辆坐标系下的车辆位置、航向角、车辆速度、车辆加速度，frenet坐标系下沿第一方向的第一位移、第一速度和第一加速度，以及frenet坐标系下沿第二方向的第二位移、第二速度和第二加速度；根据车辆状态信息，在frenet坐标系下分别对第一方向和第二方向进行轨迹规划，得到第一方向对应的第一轨迹和第二方向对应的第二轨迹；合并第一轨迹和第二轨迹，得到第三轨迹；将第三轨迹从frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到目标轨迹。这样，目标轨迹需考虑向心加速度的约束，从而可以包含道路曲率特征，有效提高了舒适性。
51.在一些实施例中，上述步骤102可以包括：
52.根据车辆状态信息，在frenet坐标系下基于时间规划第一方向的第一轨迹点和第二方向的第二轨迹点；
53.对第一轨迹点分段，确定多段第一曲线以及每段第一曲线的最优曲线切线角，并
对第二轨迹点分段，确定多段第二曲线以及每段第二曲线的最优曲线切线角；
54.基于每段第一曲线的最优曲线切线角确定每段第一曲线的最优曲率，并基于每段第二曲线的最优曲线切线角确定每段第二曲线的最优曲率；
55.基于每段第一曲线的最优曲率，连接多段第一曲线，得到第一方向对应的第一轨迹，并基于每段第二曲线的最优曲率，连接多段第二曲线，得到第二方向对应的第二轨迹。
56.在本实施例中，可以根据车辆状态信息，在frenet坐标系下基于时间规划第一方向的第一轨迹点和第二方向的第二轨迹点，其中第一方向的第一轨迹点可以为第二方向的第二轨迹点可以为
57.可以理解的是，在后续处理过程中，生成第一轨迹和第二轨迹的处理方法一致，基于此，下文将以生成第一轨迹为例进行说明。
58.可以对第一轨迹点分段，确定多段第一曲线以及每段第一曲线的最优曲线切线角，然后基于每段第一曲线的最优曲线切线角确定每段第一曲线的最优曲率，再基于每段第一曲线的最优曲率，连接多段第一曲线，得到第一方向对应的第一轨迹。示例地，可以基于多项式螺旋曲线轨迹分段，并使用五次多项式对轨迹点分段连接处理，如下公式所示：
[0059][0060]
其中，θ为曲线切线角；为曲率k，为曲率k，为曲率变化率，
[0061]
例如，可以利用公式求解五次多项式系数，得到每段第一曲线的最优曲线切线角，再利用公式计算每段第一曲线的最优曲率，其中cj为多项式系数。基于每段第一曲线的最优曲率，连接多段第一曲线，得到第一方向对应的第一轨迹。
[0062]
同理可知，可以对第二轨迹点分段，确定多段第二曲线以及每段第二曲线的最优曲线切线角，然后基于每段第二曲线的最优曲线切线角确定每段第二曲线的最优曲率，再基于每段第二曲线的最优曲率，连接多段第二曲线，得到第二方向对应的第二轨迹。具体可参见上述第一轨迹生成步骤，此处不作赘述。
[0063]
在一些实施例中，基于每段第一曲线的最优曲率，连接多段第一曲线，得到第一方向对应的第一轨迹，并基于每段第二曲线的最优曲率，连接多段第二曲线，得到第二方向对应的第二轨迹，可以包括：
[0064]
基于每段第一曲线的最优曲率，连接多段第一曲线，得到第一方向对应的第一初始轨迹，并基于每段第二曲线的最优曲率，连接多段第二曲线，得到第二方向对应的第二初始轨迹；
[0065]
基于时间分别对第一初始轨迹和第二初始轨迹进行离散化；
[0066]
分别对离散化后的第一初始轨迹和第二初始轨迹进行平滑处理，得到第一方向对应的第一轨迹和第二方向对应的第二轨迹。
[0067]
在本实施例中，为了进一步保证舒适性，还可以对生成的轨迹离散化后进行平滑
处理。可以理解的是，离散化及平滑处理过程对于第一轨迹和第二轨迹而言方法一致，基于此，下文将以生成第一轨迹为例进行说明。
[0068]
示例地，可以基于每段第一曲线的最优曲率，连接多段第一曲线，得到第一方向对应的第一初始轨迹，并基于时间分别对第一初始轨迹进行离散化，然后对离散化后的第一初始轨迹进行平滑处理，得到第一方向对应的第一轨迹。
[0069]
例如，基于时间分别对第一初始轨迹进行离散化可以如下公式所示：
[0070][0071]
其中，s为沿第一方向的第一位移，为沿第一方向的第一速度，为沿第一方向的第一加速度。
[0072]
可以对离散化后的第一初始轨迹进行平滑处理，得到第一方向对应的第一轨迹。例如，可以采用现有的平滑算法对第一初始轨迹进行平滑处理，为了平滑处理更精准，还可以是将第一初始轨迹划分为多段曲线，然后分别对每段曲线进行平滑处理后，再将平滑处理过的曲线进行组合，进而得到平滑后的第一轨迹。
[0073]
同理可知，可以基于每段第二曲线的最优曲率，连接多段第二曲线，得到第二方向对应的第二初始轨迹，并基于时间分别对第二初始轨迹进行离散化，然后对离散化后的第二初始轨迹进行平滑处理，得到第二方向对应的第二轨迹。具体可参见上述第一初始轨迹的平滑处理步骤，此处不作赘述。
[0074]
在一些实施例中，分别对离散化后的第一初始轨迹和第二初始轨迹进行平滑处理，得到第一方向对应的第一轨迹和第二方向对应的第二轨迹，可以包括：
[0075]
基于时间建立分段轨迹优化代价方程和分段轨迹连接点约束方程；
[0076]
根据分段轨迹优化代价方程和分段轨迹连接点约束方程，分别对离散化后的第一初始轨迹和第二初始轨迹进行平滑处理，得到第一方向对应的第一轨迹和第二方向对应的第二轨迹。
[0077]
在本实施例中，平滑处理可以是基于时间建立分段轨迹优化代价方程和分段轨迹连接点约束方程，并根据分段轨迹优化代价方程和分段轨迹连接点约束方程，分别对离散化后的第一初始轨迹和第二初始轨迹进行平滑处理，得到第一方向对应的第一轨迹和第二方向对应的第二轨迹。
[0078]
在一些实施例中，分段轨迹优化代价方程可以为：
[0079][0080]
其中，为第一方向或第二方向的沿轨迹切线方向加速度权重，为第一方向或第二方向的沿轨迹切线方向加速度变化率权重，为第一方向或第二方向的曲率权重，为第一方向或第二方向的沿轨迹切线方向速度偏差权重，为第一方向或第二方向的速度，为第一方向或第二方向的加速度，为第一方向或第二方向的加速度变化
率，t为时间；
[0081]
分段轨迹连接点约束方程可以为：
[0082][0083][0084][0085]
其中，为第一方向或第二方向的速度，为第一方向或第二方向的加速度，为第一方向或第二方向的加速度变化率，δt为离散化时间间隔，i为分段后的序号。
[0086]
可以理解的是，对于第一方向对应的第一初始轨迹，以及第二方向对应的第二初始轨迹，离散化后均可以采用上述分段轨迹优化代价方程和分段轨迹连接点约束方程进行平滑处理，以对第一初始轨迹和第二初始轨迹进行优化，生成舒适性更高的第一轨迹和第二轨迹。另外，采用分段式规划方式，可以将高维优化问题降为两段低维优化问题，降低优化难度。
[0087]
在一些实施例中，上述步骤104可以包括：
[0088]
将第三轨迹从frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到第四轨迹；
[0089]
对第四轨迹进行实验验证；
[0090]
在实验验证通过的情况下，将第四轨迹确定为目标轨迹。
[0091]
在本实施例中，将合并后的第三轨迹从frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到第四轨迹。可以通过仿真实验，对第四轨迹进行验证。
[0092]
示例地，仿真实验的场景可以为：108
°
的u型调头路径，转弯半径10m，第四轨迹的相关参数(轨迹、曲率、切线夹角)如图3a至图3c所示。仿真实验的车辆运动状态可以为初始车速15m/s，参考车速设定为20m/s，设定车辆动力学性能参数如下表所示：
[0093] minmax速度030加速度-42加速度变化率-44向心加速度-22
[0094]
基于上述场景和车辆运动状态，分别进行定速巡航、跟车巡航和定点停车等场景的仿真实验。
[0095]
针对定速巡航场景，设定车辆在起点时速度为15m/s，目标巡航速度为20m/s，测试结果如图4a至图4c所示。
[0096]
针对跟车巡航场景，设定前车车速3m/s，安全距离5m，测试结果如图5a至图5c所示。
[0097]
针对定点停车场景，设定车辆在起点时速度为15m/s，目标巡航速度为20m/s，在终点刹停，测试结果如图6a至图6c所示。
[0098]
分析上述测试结果可知，上述定速巡航、跟车巡航和定点停车的场景中，第四轨迹的速度曲线、加速度曲线和加速度变化率曲线均满足约束条件。由此可知，第四轨迹的实验验证通过，此时可以将第四轨迹确定为目标轨迹。
[0099]
基于上述实施例提供的轨迹规划方法，本技术还提供了一种轨迹规划装置的实施例。
[0100]
图7示出了本技术另一个实施例提供的轨迹规划装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本技术实施例相关的部分。
[0101]
参照图7，轨迹规划装置700包括：
[0102]
获取模块701，用于获取车辆状态信息，车辆状态信息包括车辆坐标系下的车辆位置、航向角、车辆速度、车辆加速度，frenet坐标系下沿第一方向的第一位移、第一速度和第一加速度，以及frenet坐标系下沿第二方向的第二位移、第二速度和第二加速度；
[0103]
规划模块702，用于根据车辆状态信息，在frenet坐标系下分别对第一方向和第二方向进行轨迹规划，得到第一方向对应的第一轨迹和第二方向对应的第二轨迹；
[0104]
合并模块703，用于合并第一轨迹和第二轨迹，得到第三轨迹；
[0105]
转化模块704，用于将第三轨迹从frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到目标轨迹。
[0106]
在一些实施例中，规划模块702还可以用于：
[0107]
根据车辆状态信息，在frenet坐标系下基于时间规划第一方向的第一轨迹点和第二方向的第二轨迹点；
[0108]
对第一轨迹点分段，确定多段第一曲线以及每段第一曲线的最优曲线切线角，并对第二轨迹点分段，确定多段第二曲线以及每段第二曲线的最优曲线切线角；
[0109]
基于每段第一曲线的最优曲线切线角确定每段第一曲线的最优曲率，并基于每段第二曲线的最优曲线切线角确定每段第二曲线的最优曲率；
[0110]
基于每段第一曲线的最优曲率，连接多段第一曲线，得到第一方向对应的第一轨迹，并基于每段第二曲线的最优曲率，连接多段第二曲线，得到第二方向对应的第二轨迹。。
[0111]
在一些实施例中，规划模块702还可以用于：
[0112]
基于每段第一曲线的最优曲率，连接多段第一曲线，得到第一方向对应的第一初始轨迹，并基于每段第二曲线的最优曲率，连接多段第二曲线，得到第二方向对应的第二初始轨迹；
[0113]
基于时间分别对第一初始轨迹和第二初始轨迹进行离散化；
[0114]
分别对离散化后的第一初始轨迹和第二初始轨迹进行平滑处理，得到第一方向对应的第一轨迹和第二方向对应的第二轨迹。
[0115]
在一些实施例中，规划模块702还可以用于：
[0116]
基于时间建立分段轨迹优化代价方程和分段轨迹连接点约束方程；
[0117]
根据分段轨迹优化代价方程和分段轨迹连接点约束方程，分别对离散化后的第一初始轨迹和第二初始轨迹进行平滑处理，得到第一方向对应的第一轨迹和第二方向对应的第二轨迹。
[0118]
在一些实施例中，分段轨迹优化代价方程可以为：
[0119][0120]
其中，为第一方向或第二方向的沿轨迹切线方向加速度权重，为第一方向或第二方向的沿轨迹切线方向加速度变化率权重，为第一方向或第二方向的曲率权重，为第一方向或第二方向的沿轨迹切线方向速度偏差权重，为第一方向或第二方向的速度，为第一方向或第二方向的加速度，为第一方向或第二方向的加速度变化率，t为时间；
[0121]
分段轨迹连接点约束方程可以为：
[0122][0123][0124][0125]
其中，为第一方向或第二方向的速度，为第一方向或第二方向的加速度，为第一方向或第二方向的加速度变化率，δt为离散化时间间隔，i为分段后的序号。
[0126]
在一些实施例中，转化模块704还可以用于：
[0127]
将第三轨迹从frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到第四轨迹；
[0128]
对第四轨迹进行实验验证；
[0129]
在实验验证通过的情况下，将第四轨迹确定为目标轨迹。
[0130]
需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，与本技术方法实施例基于同一构思，是与上述轨迹规划方法对应的装置，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该装置的实施例中，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。
[0131]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0132]
图8示出了本技术又一个实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。
[0133]
设备可以包括处理器801以及存储有程序或指令的存储器802。
[0134]
处理器801执行程序时实现上述任意各个方法实施例中的步骤。
[0135]
示例性的，程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器802中，并由处理器801执行，以完成本技术。一个或多个模块/单元可以是能
够完成特定功能的一系列程序指令段，该指令段用于描述程序在设备中的执行过程。
[0136]
具体地，上述处理器801可以包括中央处理器(cpu)，或者特定集成电路(application specific integrated circuit，asic)，或者可以被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
[0137]
存储器802可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器802可包括硬盘驱动器(hard disk drive，hdd)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(universal serial bus，usb)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器802可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器802可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器802是非易失性固态存储器。
[0138]
存储器可包括只读存储器(rom)，随机存取存储器(ram)，磁盘存储介质设备，光存储介质设备，闪存设备，电气、光学或其他物理/有形的存储器存储设备。因此，通常，存储器包括一个或多个编码有包括计算机可执行指令的软件的有形(非暂态)机器可读存储介质(例如，存储器设备)，并且当该软件被执行(例如，由一个或多个处理器)时，其可操作来执行参考根据本公开的一方面的方法所描述的操作。
[0139]
处理器801通过读取并执行存储器802中存储的程序或指令，以实现上述实施例中的任意一种方法。
[0140]
在一个示例中，电子设备还可包括通信接口803和总线804。其中，处理器801、存储器802、通信接口803通过总线804连接并完成相互间的通信。
[0141]
通信接口803，主要用于实现本技术实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
[0142]
总线804包括硬件、软件或两者，将在线数据流量计费设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(agp)或其他图形总线、增强工业标准架构(eisa)总线、前端总线(fsb)、超传输(ht)互连、工业标准架构(isa)总线、无限带宽互连、低引脚数(lpc)总线、存储器总线、微信道架构(mca)总线、外围组件互连(pci)总线、pci-express(pci-x)总线、串行高级技术附件(sata)总线、视频电子标准协会局部(vlb)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线804可包括一个或多个总线。尽管本技术实施例描述和示出了特定的总线，但本技术考虑任何合适的总线或互连。
[0143]
另外，结合上述实施例中的方法，本技术实施例可提供一种机器可读存储介质来实现。该机器可读存储介质上存储有程序或指令；该程序或指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种方法。该机器可读存储介质可以被如计算机等机器读取。
[0144]
本技术实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
[0145]
应理解，本技术实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
[0146]
本技术实施例提供一种计算机程序产品，该程序产品被存储在机器可读存储介质中，该程序产品被至少一个处理器执行以实现如上述方法实施例的各个过程，且能达到相
同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
[0147]
需要明确的是，本技术并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本技术的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本技术的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
[0148]
以上所述的结构框图中所示的功能模块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(asic)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本技术的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、rom、闪存、可擦除rom(erom)、软盘、cd-rom、光盘、硬盘、光纤介质、射频(rf)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网格被下载。
[0149]
还需要说明的是，本技术中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本技术不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
[0150]
上面参考根据本公开的实施例的方法、装置(系统)和程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各方面。应当理解，流程图和/或框图中的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合可以由计算机程序或指令实现。这些程序或指令可被提供给通用计算机、专用计算机、或其它可编程数据处理装置的处理器，以产生一种机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的这些指令使能对流程图和/或框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的实现。这种处理器可以是但不限于是通用处理器、专用处理器、特殊应用处理器或者现场可编程逻辑电路。还可理解，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合，也可以由执行指定的功能或动作的专用硬件来实现，或可由专用硬件和计算机指令的组合来实现。
[0151]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种轨迹规划方法，其特征在于，包括：获取车辆状态信息，所述车辆状态信息包括车辆坐标系下的车辆位置、航向角、车辆速度、车辆加速度，frenet坐标系下沿第一方向的第一位移、第一速度和第一加速度，以及所述frenet坐标系下沿第二方向的第二位移、第二速度和第二加速度；根据所述车辆状态信息，在所述frenet坐标系下分别对所述第一方向和所述第二方向进行轨迹规划，得到所述第一方向对应的第一轨迹和所述第二方向对应的第二轨迹；合并所述第一轨迹和所述第二轨迹，得到第三轨迹；将所述第三轨迹从所述frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到目标轨迹。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述车辆状态信息，在所述frenet坐标系下分别对所述第一方向和所述第二方向进行轨迹规划，得到所述第一方向对应的第一轨迹和所述第二方向对应的第二轨迹，包括：根据所述车辆状态信息，在所述frenet坐标系下基于时间规划所述第一方向的第一轨迹点和所述第二方向的第二轨迹点；对所述第一轨迹点分段，确定多段第一曲线以及每段第一曲线的最优曲线切线角，并对所述第二轨迹点分段，确定多段第二曲线以及每段第二曲线的最优曲线切线角；基于所述每段第一曲线的最优曲线切线角确定每段第一曲线的最优曲率，并基于所述每段第二曲线的最优曲线切线角确定每段第二曲线的最优曲率；基于所述每段第一曲线的最优曲率，连接所述多段第一曲线，得到所述第一方向对应的第一轨迹，并基于所述每段第二曲线的最优曲率，连接所述多段第二曲线，得到所述第二方向对应的第二轨迹。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述每段第一曲线的最优曲率，连接所述多段第一曲线，得到所述第一方向对应的第一轨迹，并基于所述每段第二曲线的最优曲率，连接所述多段第二曲线，得到所述第二方向对应的第二轨迹，包括：基于所述每段第一曲线的最优曲率，连接所述多段第一曲线，得到所述第一方向对应的第一初始轨迹，并基于所述每段第二曲线的最优曲率，连接所述多段第二曲线，得到所述第二方向对应的第二初始轨迹；基于时间分别对所述第一初始轨迹和所述第二初始轨迹进行离散化；分别对离散化后的第一初始轨迹和第二初始轨迹进行平滑处理，得到所述第一方向对应的第一轨迹和所述第二方向对应的第二轨迹。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分别对离散化后的第一初始轨迹和第二初始轨迹进行平滑处理，得到所述第一方向对应的第一轨迹和所述第二方向对应的第二轨迹，包括：基于时间建立分段轨迹优化代价方程和分段轨迹连接点约束方程；根据所述分段轨迹优化代价方程和所述分段轨迹连接点约束方程，分别对离散化后的第一初始轨迹和第二初始轨迹进行平滑处理，得到所述第一方向对应的第一轨迹和所述第二方向对应的第二轨迹。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分段轨迹优化代价方程为：
其中，为所述第一方向或所述第二方向的沿轨迹切线方向加速度权重，为所述第一方向或所述第二方向的沿轨迹切线方向加速度变化率权重，为所述第一方向或所述第二方向的曲率权重，为所述第一方向或所述第二方向的沿轨迹切线方向速度偏差权重，为所述第一方向或所述第二方向的速度，为所述第一方向或所述第二方向的加速度，为所述第一方向或所述第二方向的加速度变化率，t为时间；所述分段轨迹连接点约束方程为：所述分段轨迹连接点约束方程为：所述分段轨迹连接点约束方程为：其中，为所述第一方向或所述第二方向的速度，为所述第一方向或所述第二方向的加速度，为所述第一方向或所述第二方向的加速度变化率，δt为离散化时间间隔，i为分段后的序号。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述第三轨迹从所述frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到目标轨迹，包括：将所述第三轨迹从所述frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到第四轨迹；对所述第四轨迹进行实验验证；在所述实验验证通过的情况下，将所述第四轨迹确定为目标轨迹。7.一种轨迹规划方法装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取车辆状态信息，所述车辆状态信息包括车辆坐标系下的车辆位置、航向角、车辆速度、车辆加速度，frenet坐标系下沿第一方向的第一位移、第一速度和第一加速度，以及所述frenet坐标系下沿第二方向的第二位移、第二速度和第二加速度；规划模块，用于根据所述车辆状态信息，在所述frenet坐标系下分别对所述第一方向和所述第二方向进行轨迹规划，得到所述第一方向对应的第一轨迹和所述第二方向对应的第二轨迹；合并模块，用于合并所述第一轨迹和所述第二轨迹，得到第三轨迹；转化模块，用于将所述第三轨迹从所述frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到目标轨迹。8.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括轨迹规划方法装置，其中所述轨迹规划方法装置用于实现如权利要求1-6任意一项所述的方法。9.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括：处理器以及存储有程序或指令的存储器；所述处理器执行所述程序或指令时实现如权利要求1-6任意一项所述的方法。10.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质上存储有程序或指
令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的方法。

技术总结
本申请提供了一种轨迹规划方法、装置、车辆、电子设备及可读存储介质，方法包括：获取车辆状态信息，车辆状态信息包括车辆坐标系下的车辆位置、航向角、车辆速度、车辆加速度，Frenet坐标系下沿第一方向的第一位移、第一速度和第一加速度，以及Frenet坐标系下沿第二方向的第二位移、第二速度和第二加速度；根据车辆状态信息，在Frenet坐标系下分别对第一方向和第二方向进行轨迹规划，得到第一方向对应的第一轨迹和第二方向对应的第二轨迹；合并第一轨迹和第二轨迹，得到第三轨迹；将第三轨迹从Frenet坐标系转化至笛卡尔坐标系，得到目标轨迹。这样，目标轨迹需考虑向心加速度的约束，从而可以包含道路曲率特征，有效提高了舒适性。有效提高了舒适性。有效提高了舒适性。


技术研发人员：骆俊凯 李洁辰
受保护的技术使用者：上海洛轲智能科技有限公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/7/13