车辆运动规划方法、装置、设备及计算机存储介质与流程

1.本技术属于智能驾驶技术领域，尤其涉及一种车辆运动规划方法、装置、设备及计算机存储介质。


背景技术：

2.众所周知，在智能驾驶领域，一般需要对车辆的运动参数进行规划，以保证车辆的行驶安全性。针对车辆的运动参数的规划通常可以分多个规划周期进行，以保证规划的实时性。
3.现有技术中，通常采用车辆速度作为进行规划的运动参数，然而，由于实际道路行驶环境比较复杂，可行驶的安全距离可能会随各类障碍物的变化而变化，因此容易带来规划的速度突变的情况，进而导致车辆舒适度较差。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种在车辆运动规划方法、装置、设备及计算机存储介质，以解决现有技术容易带来规划的速度突变的情况，车辆舒适度较差的问题。
5.一方面，本技术实施例提供一种车辆运动规划方法，方法包括：
6.在一个规划周期中，获取预设运动参数的初始运动数据，以及多个预设控制参数中每一所述预设控制参数关联的预设参数值，并确定安全行驶距离，其中，所述预设参数值包括用于匹配加速状态的预设参数值；
7.依据所述初始运动数据以及各个所述预设参数值，分别确定各个所述预设参数值对应的候选行驶距离；
8.在所述候选行驶距离与所述安全行驶距离之间满足第一预设条件的情况下，对所述预设运动参数进行规划，得到目标运动数据，其中，所述第一预设条件用于指示能够按加速状态进行运动规划。
9.另一方面，本技术实施例提供了一种车辆运动规划装置，装置包括：
10.获取模块，用于在一个规划周期中，获取预设运动参数的初始运动数据，以及多个预设控制参数中每一所述预设控制参数关联的预设参数值，并确定安全行驶距离，其中，所述预设参数值包括用于匹配加速状态的预设参数值；
11.确定模块，用于依据所述初始运动数据以及各个所述预设参数值，分别确定各个所述预设参数值对应的候选行驶距离；
12.第一规划模块，用于在所述候选行驶距离与所述安全行驶距离之间满足第一预设条件的情况下，对所述预设运动参数进行规划，得到目标运动数据，其中，所述第一预设条件用于指示能够按加速状态进行运动规划。
13.再一方面，本技术实施例提供了一种电子设备，设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；
14.所述处理器执行所述计算机程序指令时实现上述的在车辆运动规划方法。
15.再一方面，本技术实施例提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述的车辆运动规划方法。
16.本技术实施例提供的车辆运动规划方法、装置、设备及计算机存储介质，在一个规划周期中，获取预设运动参数的初始运动数据，以及不同预设控制参数关联的预设参数值，该预设参数值包括用于匹配加速状态的预设参数值；依据初始运动数据与各个预设参数值，分别确定各个预设参数值对应的候选行驶距离，并在候选行驶距离与确定的安全行驶距离之间满足第一预设条件的情况下，对预设运动参数进行规划，得到目标运动数据，其中，第一预设条件用于指示能够按加速状态进行运动规划，如此，可以使得车辆在各个规划周期中，尝试使用加速状态对应的规划逻辑进行运动规划，在一定程度上对预设运动参数的规划取值进行了限定，有效避免预设运动参数的规划数值突变的情况；同时，基于多个预设控制参数可以得到多个候选行驶距离，可以为预设运动参数规划提供多个参考，进而有助于确定出比较合适的目标运动数据。
附图说明
17.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，还可以依据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本技术实施例提供的车辆运动规划方法的流程示意图；
19.图2是本技术实施例提供的车辆运动规划方法的另一流程示意图；
20.图3是本技术实施例提供的车辆运动规划装置的结构示意图；
21.图4是本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
22.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。
23.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，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
24.为了解决现有技术问题，本技术实施例提供了一种车辆运动规划方法、装置、设备及计算机存储介质。下面首先对本技术实施例所提供的车辆运动规划方法进行介绍。
25.图1示出了本技术一个实施例提供的车辆运动规划方法的流程示意图。如图1所示，该车辆运动规划方法，包括：
26.步骤101，在一个规划周期中，获取预设运动参数的初始运动数据，以及多个预设控制参数中每一预设控制参数关联的预设参数值，并确定安全行驶距离，其中，预设参数值包括用于匹配加速状态的预设参数值；
27.步骤102，依据初始运动数据以及各个预设参数值，分别确定各个预设参数值对应的候选行驶距离；
28.步骤103，在候选行驶距离与安全行驶距离之间满足第一预设条件的情况下，对预设运动参数进行规划，得到目标运动数据，其中，其中，第一预设条件用于指示能够按加速状态进行运动规划。
29.容易理解的是，在车辆行驶过程中，通常需要实时对未来某一个时间段的运动进行规划，该时间段可以认为是一个总的规划时间。而在这个总的规划时间中，一般需要划分多个较短的时间段进行迭代运算，而这个较短的时间段则可以认为是一个计算周期，或者是上述的规划周期。例如，总的规划时间可以是1s，而规划周期可以是0.02s，相应地，在该总的规划时间中可以进行50次迭代运算；当然，这里仅仅是是针对这两种时间之间关系的一种举例说明，实际应用中这些时间数值均可以根据需要进行设定。
30.本实施例中，将主要以某一个规划周期中对车辆运动的规划进行说明。
31.对于一个规划周期中，获取的初始运动数据，可以是在这个规划周期开始时，车辆的行驶距离、速度、加速度、加加速度或者加加加速度等预设运动参数的数值。容易理解的是，加加速度可以用于反映加速度随时间的变化关系，而加加加速度又可以用于反映加加速度随时间的变化关系。
32.通常来说，上述初始运动数据可以是通过迭代运算得到的，也就是说，可以是基于上一个规划周期中对车辆运动的规划得到的运动数据；当然，这些初始运动数据，也可以是基于车辆传感器或者是车载终端等设备获取得到的。
33.以行驶距离为例，行驶距离可以是在车辆的行驶路径上，相对某一参考位置的距离；该行驶路径可以是通过路径规划得到，而此处的参考位置，可以是起始位置点或者其他预设的位置点等，此处不做具体限定。对于行驶距离，可以在车辆运动规划的过程中通过迭代运算得到的，也可以是通过车载终端的定位功能来得到的。然而，一般来说，除了在车辆最开始运动时，需要使用上述定位功能对行驶距离进行获取外，后续都可以是通过迭代运算进行获取。而本实施例中，将主要以例如行驶距离、速度、加速度的初始运动数据为基于上一个规划周期的迭代运算获取到的为例进行说明。
34.对于安全行驶距离，同样可以是指相对一参考位置的行驶距离。容易理解的是，当车辆行驶过程中，前方存在障碍物时，例如其他车辆、行人或者路障等，在进行运动规划时，应使得在经历本规划周期后，车辆不会碰撞上述障碍物；以障碍物为其他车辆为例，在本规划周期开始时，障碍物可以在一个行驶距离上，在该规划周期结束时，该车辆可能会行驶到另一个行驶距离上，而针对本车辆进行运动规划时，应使得经历规划周期后，本车辆不会因到达或超过上述的另一个行驶距离而撞上障碍物；为达到该效果，可以在本规划周期中，确定一安全行驶距离。当然，当车辆前方不存在障碍物时，该安全行驶距离可以认为是无穷大。
35.本实施例中，预设控制参数可以认为是对车辆的运动带来限制的运动参数，例如速度、加速度、加加速度以及加加加速度等。举例来说，当车辆行驶到某一路段时，可能存在
限速要求，此时通常需要对车辆的速度进行限制；再例如，为了保证乘客乘车的舒适度，可能需要对车辆的加速度或加加速度等进行取值的限制；再例如，由于车辆自身性能的限制，加速度可能存在一个最高值等等。
36.预设控制参数对车辆的运动的限制，具体通过对取值的限定来实现，因此，预设控制参数可以关联有预设参数值。本实施例中，预设参数值可以包括用于匹配加速状态的预设参数值。例如：对于速度这一预设控制参数，其用于匹配加速状态的预设参数值可以是一最优的速度值，比如在某一路径中的最高限速，加速状态可以认为是车辆可以能够以该最优的速度值进行行驶；再例如，对于加速度这一预设控制参数，其关联的用于匹配加速状态的预设参数值可以认为是一个正的加速度值，加速状态可以认为是车辆可以能够以该正的加速度值进行行驶。
37.为进一步理解加速状态的定义，此处可以使用减速状态这一定义进行对比说明：对于速度这一预设控制参数，减速状态可以认为是车辆不能以最优的速度进行行驶；对于加速度这一预设控制参数，可以另外关联一用于匹配减速状态的预设参数值，该预设参数值可以是一个负的加速度值，或者说为一减速度值，而减速状态可以认为是车辆能够以该减速度进行行驶。
38.从上述说明中可见，本实施例中提及的加速状态可以理解为一种规划逻辑，而匹配加速状态，可以理解为执行该规划逻辑，以尝试依据相应的预设参数值进行运动规划，而并非是单纯的控制车辆速度增大。
39.本实施例中，预设控制参数的数量为多个，例如，可以同时包括速度与加速度等；相应地，也会存在多个预设参数值。可以针对每一预设参数值，确定对应的候选行驶距离。
40.例如，设上述一个规划周期为第n个规划周期，每一个规划周期的时长，也就是规划步长为t
step
；n可以是正整数，当n＝1时，下文中s(n-1)与v(n-1)等可以是一些实际测得的起始值；当n＞1时，s(n-1)与v(n-1)等可以是一些通过运动规划得到的值。上述多个预设参数值包括有最优速度v
perffered
与最优加速度a
preffered
；同时，在初始运动数据中，包括初始行驶距离s(n-1)与初始速度值v(n-1)。则依据初始运动数据与v
perffered
，确定的候选行驶距离可以表示为s(n-1)+v
perffered
*t
step
；依据初始运动数据与a
preffered
确定的候选行驶距离可以表示为以表示为
41.当然，在实际应用中，预设控制参数可以根据实际需要进行选择，而每一预设控制参数，除了可以关联有用于匹配加速状态的预设参数值，还可以关联有上述用于匹配减速状态的预设参数值等；进一步地，基于预设参数值确定对应的候选行驶距离的过程，还可以结合一些车辆的实际的运动学参数来实现；具体将在下文实施例中进一步说明。
42.在获得上述的候选行驶距离后，可以结合各个候选行驶距离与安全行驶距离，进行两者之间是否满足第一预设条件的判断；这里的第一预设条件，可以用于指示能够按加速状态进行运动规划，也就是说，能够依据用于匹配加速状态的预设参数值进行运动规划。
43.举例来说，可以在多个候选行驶距离中存在小于安全行驶距离的候选行驶距离时，从多个候选行驶距离中确定一个目标行驶距离来对预设运动参数进行规划。
44.当然，值得强调的是，这里仅仅是对第一预设条件的一种举例说明，在实际应用中，还可以结合更多的因素来设定该第一预设条件，具体在下文实施例中说明，此处不再赘
述。
45.至于对预设运动参数进行规划得到目标运动数据的过程，可以通过以下举例进行说明：
46.结合上文中第n个规划周期的举例，将上述目标行驶距离记为s(n)d，则可以将本规划周期中的目标行驶距离规划为s(n)d，将目标速度值v(n)d规划为(s(n)
d-s(n-1))/t
step
，当然，也可以将目标加速度值a(n)d规划为(v(n)
d-v(n-1))/t
step
，或者进一步对目标加加速度等进行规划。上述目标行驶距离、目标速度值以及目标加速度值等，均可以认为是上述的目标运动数据。
47.本技术实施例提供的车辆运动规划方法，在一个规划周期中，获取预设运动参数的初始运动数据，以及不同预设控制参数关联的预设参数值，该预设参数值包括用于匹配加速状态的预设参数值；依据初始运动数据与各个预设参数值，分别确定各个预设参数值对应的候选行驶距离，并在候选行驶距离与确定的安全行驶距离之间满足第一预设条件的情况下，对预设运动参数进行规划，得到目标运动数据，其中，第一预设条件用于指示能够按加速状态进行运动规划，如此，可以使得车辆在各个规划周期中，尝试使用加速状态对应的规划逻辑进行运动规划，在一定程度上对预设运动参数的规划取值进行了限定，有效避免预设运动参数的规划数值突变的情况；同时，基于多个预设控制参数可以得到多个候选行驶距离，可以为预设运动参数规划提供多个参考，进而有助于确定出比较合适的目标运动数据。
48.在一个示例中，上述多个预设控制参数包括速度与以下至少一项：
49.加速度，加速度关联的预设参数值包括用于匹配加速状态的第一加速度值，以及用于匹配减速状态的第二加速度值；
50.加加速度，加加速度关联的预设参数值包括用于匹配加速状态的第一加加速度值，以及用于匹配减速状态的第二加加速度值；
51.加加加速度，加加加速度关联的预设参数值包括用于匹配加速状态的第一加加加速度值，以及用于匹配减速状态的第二加加加速度值；
52.其中，速度关联的预设参数值包括用于匹配加速状态的第一速度值。
53.如上文所提及的，加速状态与减速状态可以理解是两种不同的规划逻辑，在加速状态中，可以通过相应的预设参数值进行运动规划，而这些相应的预设参数值可以理解为此处的第一速度值、第一加速度值、第一加加速度值或者第一加加加速度值。相对应的，在减速状态中，可以通过第二加速度值、第二加加速度值或者第二加加加速度值进行运动规划。
54.结合一些实际应用场景，上述第一速度值可以是一最优速度值，记为v
perffered
，这里的最优速度值，可以认为是在规划周期对应的行驶距离上的最大限制速度，或者在该行驶距离上无速度限制时，可以是车辆能够达到的最大速度。
55.第一加速度值可以是一正值，在一定程度上可以认为是与加速状态的表述相对应的；相应地，第二加速度值可以是一负值，而负的加速度值也可以使用减速度值进行定义。下文在对第一加速度值进行说明时，可以记为最优加速度a
preffered
，第二加速度值则可以记为最优减速度d
perffered
。容易理解的是，此处所涉及的最优值，可以是预先定义的比较适合用于车辆运动规划的参数值，具体来说，可以是基于车辆加速或减速性能得到的值，或者是
乘车用户的舒适度得到的经验值等等，此次不做具体限制。
56.与上述第一加速度值与第二加速度值相似地，第一加加速度值可以记为最优加加速度a
′
perffered
，第二加加速度值可以记为最优减减速度值d
′
perffered
，第一加加加速度值可以记为最优加加加速度a
″
perffered
，第二加加加速度值可以记为最优减减减速度d
″
perffered
。
57.本示例中，针对一些预设控制参数加入了用于匹配减速状态的预设参数值，针对这些用于匹配减速状态的预设参数值也可以确定对应的候选行驶距离，进而在上述步骤103，能够将安全行驶距离与根据不同规划逻辑得到的候选行驶距离进行比较，判断是否满足第一预设条件，进而可以适应更多的车辆行驶场景下的运动规划。
58.为便于理解，以下结合一个举例，对使用用于匹配减速状态的预设参数值确定的候选行驶距离进行运动规划的优势进行说明。例如，在一个规划周期v(n-1)的值远大于v
perffered
；基于v
perffered
确定的候选行驶距离s
h1
可能是s(n-1)+v
perffered
*t
step
，基于d
perffered
确定的候选行驶距离s
h2
可能是由于v(n-1)远大于v
perffered
，即便d
preffered
为负值，然而得到的s
h2
的值依然可能是大于s
h1
的。也就是说，此时基于加速状态对应的规划逻辑可能并不适用于当前车辆行驶场景，或者说可能并不能直接对是否满足第一预设条件进行判定。如此，实际上可以有效避免车辆实际的运动学性能无法满足目标运动数据的情况出现，更好地适应不同的车辆行驶场景下的运动规划。
59.上文实施例中，除了使用到预设控制参数关联的预设参数值，还涉及到了安全行驶距离以及最优速度值v
perffered
，以下针对安全行驶距离与最优速度值v
perffered
的确定方式进行举例说明。
60.针对安全行驶距离，在每一规划周期中，可能具有不同的取值，因此，以下主要以在第n个规划周期中确定的安全行驶距离为了进行说明。
61.容易理解的是，当车辆前方存在障碍物时，车辆通常会存在一个具体的最大行驶距离以防止与障碍物碰撞；而在车辆前方无障碍物时，则最大行驶距离可以认为是无穷大。如上文所示的，车辆行驶距离通常指在规划路径上距离一参考位置的距离，在每一个规划周期中，可以计算车辆在规划路径上的最大行驶距离值s
max
(n)。结合上文描述，可以按如下公式计算s
max
(n)：
[0062][0063]
其中，t(n)＝n*t
step
，s
obstacle
可以是障碍物在规划路径上相对参考位置的距离，v
obstacle
可以是障碍物的行驶速度。
[0064]
在得到s
max
(n)后，可以进一步确定在第n个规划周期的安全行驶距离s
safe
(n)，例如可以按如下公式进行计算s
safe
(n)：
[0065][0066]
其中，distance
obstacle_safe
为预设的安全距离，t
obstacle_safe
为预设的安全时间。容易理解的是，安全距离可以认为是保证车辆与障碍物之间发生接触，或者避免障碍物减速而
设置的距离裕量；而安全时间则可以是指计算时间，或者车辆执行机构响应时间等带来的额外的时间消耗。
[0067]
综上，在存在障碍物的情况下，确定安全行驶距离的过程可以概括为：
[0068]
在存在障碍物的情况下，获取障碍物的运动数据，依据障碍物的运动数据，确定最大行驶距离；
[0069]
依据最大行驶距离，以及预设的安全距离与安全时间，确定安全行驶距离。
[0070]
针对最优速度值v
perffered
，可以按照如下公式进行确定：
[0071][0072]
其中，上述s
limit_start
与s
limit_end
可以分别代表限速路段相对于参考位置的起始距离与结束距离，该限速路径可以是位于规划路径上的；具体来说，在本实施例中，可以针对路径与上述预设运动参数进行解耦规划的，对路径的规划可以得到各个行驶距离上的最优速度值。
[0073]
基于上述描述，容易理解的是，在进行路径规划时，可以将规划路径划分成多个子路段，v
perffered
(m)可以是指第m个子路段中的最优速度值，当第m个子路段存在限速信息时，可以将v
perffered
(m)定为对应的限速值v
limit
，而当第m个子路段不存在限速信息时，可以将v
perffered
(m)定为车辆能够到达的最大速度。
[0074]
当然，在对第m个子路段进行最优速度值得确定时，也可能存在一些特殊情况，例如，可能是从限速路段过渡至非限速路段；或者是存在多个限速信息。在一些可能的实施方式中，对于前者可以进行插值法，来对各子路段的最优速度值进行平滑处理；对于后者可以将这些限速信息中的最小限速值作为最优速度值。
[0075]
另外，为了适应实际应用，针对m和n，可以存在取值范围的限定。例如，结合上述解耦规划的描述，设在对预设运动参数进行规划时，总的规划时长为t
total
，规划的时间步长为t
step
，则上文中的t(n)表示跳过n个步长的总时间，其中，0≤n＜(t
total
+t
step
)/t
step
，且n为整数；容易理解的是，n＝0时，可以对应初始开始运动时的状态；而根据t
total
/t
step
得到的值不一定是整数，因此，为了将运动规划覆盖至总的规划时长，可以在t
total
/t
step
的基础上加1，即向上取整。
[0076]
相似地，对在路径规划时，总距离为s
total
，路径规划的步长为s
step
，s(m)表示跳过m个步长的总距离，其中：0≤m＜(s
total
+s
step
)/s
step
。
[0077]
可选地，上述候选行驶距离包括以下至少一项：
[0078]
第一候选行驶距离，第一候选行驶距离为基于预设控制参数关联的用于匹配加速状态的预设参数值，确定的候选行驶距离；
[0079]
第二候选行驶距离，第二候选行驶距离为基于预设控制参数关联的用于匹配减速状态的预设参数值，确定的候选行驶距离；
[0080]
第三候选行驶距离，第三候选行驶距离为基于预设控制参数的第一参数值，确定的候选行驶距离，其中，第一参数值为预设控制参数关联的用于匹配加速状态的预设参数值与预设控制参数的初始参数值中的最大值，初始运动数据包括预设控制参数的初始参数值；
[0081]
第四候选行驶距离，第四候选行驶距离为基于预设控制参数的第二参数值，确定的候选行驶距离，其中，第二参数值为预设控制参数关联的用于匹配减速状态的预设参数值与预设控制参数的初始参数值中的最小值，初始运动数据包括预设控制参数的初始参数值。
[0082]
本实施例中，可以认为不仅是通过不同的预设参数值来确定候选行驶距离，还进一步对候选行驶距离的确定规则进行了不同的限定，以适应使用上述最优参数值，或者保持初始运动数据的情况下，对车辆运动进行规划的需求。
[0083]
为便于理解上述各候选行驶距离的确定方式，以下结合一些举例进行说明，在这些举例中，主要以加速度作为预设控制参数，其预设参数值包括a
preffered
与d
preffered
。
[0084]
对于第一候选行驶距离，可以确定为：
[0085][0086]
对于第二候选行驶距离，可以确定为：
[0087][0088]
对于第三候选行驶距离，可以确定为：
[0089][0090]
其中，aa＝max(a
preffered
，a(n-1))，a(n-1)为初始加速度，可以是在第n-1个规划周期中规划得到；
[0091]
对于第四候选行驶距离，可以确定为：
[0092][0093]
其中，ad＝min(d
preffered
，a(n-1))。
[0094]
可选地，上述步骤103，在候选行驶距离与安全行驶距离之间满足第一预设条件的情况下，对预设运动参数进行规划，包括：
[0095]
在第一行驶距离大于第二行驶距离，且第二行驶距离小于安全行驶距离的情况下，将第一行驶距离与安全行驶距离中的最小值作为规划行驶距离，依据规划行驶距离对预设运动参数进行规划；其中，候选行驶距离包括第一候选行驶距离与第二候选行驶距离，第一行驶距离为第一候选行驶距离中的最大值，第二行驶距离为第二候选行驶距离中的最大值；
[0096]
和/或，
[0097]
在第一行驶距离小于或等于第二行驶距离，第三行驶距离小于安全行驶距离，且第三行驶距离大于第四行驶距离的情况下，将基于第一速度值确定的候选行驶距离作为规划行驶距离，依据规划行驶距离对预设运动参数进行规划；其中，候选行驶距离包括第一候选行驶距离、第二候选行驶距离、第三候选行驶距离以及第四候选行驶距离，第三行驶距离为第三候选行驶距离中的最小值，第四行驶距离为第四候选行驶距离中的最大值。
[0098]
本实施例中，针对第一预设条件进行了限定，以适应车辆在不同运动状态下的运动规划。为便于理解，以下结合公式对本实施例的具体实现过程进行描述。
[0099]
针对不同的预设控制参数，在确定候选行驶距离时，可以按以下方式进行：
[0100]
以速度v为可变量计算候选行驶距离s(n)的公式：
[0101]
f(v)＝s(n)＝s(n-1)+v*t
step
ꢀꢀ
(1)
[0102]
以加速度a为可变量计算候选行驶距离s(n)的公式：
[0103][0104]
以加加速度a
′
为可变量计算候选行驶距离s(n)的公式：
[0105][0106]
以加加加速度a
″
为可变量计算候选行驶距离s(n)的公式：
[0107][0108]
在以上公式中，一些单项式中可能在理论计算时带有系数，例如，在g(a)的公式中，单项式理论上带系数1/2，然而，t
step
实际数值可能较小，系数对实际计算得到的候选行驶距离的影响较小，而除法运算性能较低，候选行驶距离的计算又比较频繁，因此，为了平衡计算资源，可以将这些系数省略。
[0109]
第一行驶距离记为s(n)1，可以是将上述v
perffered
、a
preffered
、a
′
perffered
、a
″
perffered
分别代入公式(1)、公式(2)、公式(3)、公式(4)中得到的各个第一候选行驶距离中的最小值；
[0110]
第二行驶距离记为s(n)2，可以是将上述d
perffered
，d
′
perffered
，d
″
perffered
分别代入公式(2)、公式(3)、公式(4)中得到的各个第二候选行驶距离中的最大值；
[0111]
第三行驶距离记为s(n)3，可以是将max(v
preffered
，v(n-1))、max(a
preffered
，a(n-1))、a
′
perffered
、a
″
perffered
分别代入公式(1)、公式(2)、公式(3)、公式(4)中得到的各个第三候选行驶距离中的最小值；
[0112]
第四行驶距离记为s(n)4，可以是将上述min(d
preffered
，a(n-1))，d
′
perffered
，d
″
perffered
分别代入公式(2)、公式(3)、公式(4)中得到的各个第四候选行驶距离中的最大值。
[0113]
在上述内容的基础上，第一预设条件可以存在两种情况，其中，第一种情况可以是：
[0114]
s(n)1＞s(n)2并且s(n)2＜s
safe
(n)，
[0115]
当满足以上条件时，可以将s(n)1与s
safe
(n)中的较小值确定为规划行驶距离，并依据规划行驶距离对预设运动参数进行规划。此时，可以认为是基于最优加速状态进行预设运动参数的规划。
[0116]
第二种情况可以是：
[0117]
s(n)1≤s(n)2，然而s
safe
＞s(n)3＞s(n)4；
[0118]
当满足以上条件时，可以将f(v
perffered
)确定为规划行驶距离，此次，可以认为是基于实际加速状态进行预设运动参数的规划。
[0119]
值得再次强调的是，本技术实施例中，加速状态仅仅是作为一种规划逻辑，不一定是控制车辆进行速度的增加。
[0120]
结合一实际应用场景，当s(n)1≤s(n)2时，可能是因为v(n-1)远大于v
perffered
造成
的。然而s
safe
＞s(n)3，说明即便是按照v(n-1)继续行驶，可能依然能够满足安全行驶距离的限制要求，而为了避免超速，或者是保证用户乘车体验，可以控制车辆的速度向v
perffered
靠拢，换而言之，此时得到的运动规划结果，可能是实际上是控制车辆进行减速的。
[0121]
当然，以上仅仅是对判断是否满足第一预设条件的一些举例说明，对于预设控制参数的选择，以及以上公式中单项式系数的选择等等，均可以根据实际需要进行调整，本技术不做具体限制。而通过第一行驶距离、第二行驶距离、第三行驶距离、第四行驶距离以及安全行驶距离之间的大小关系，来确定规划行驶距离，可以有效适应车辆在各种特殊行驶条件下的运动规划的需要。
[0122]
可选地，上述步骤103，依据初始运动数据以及每一预设控制参数关联的预设参数值，分别确定每一预设控制参数对应的候选行驶距离之后，车辆运动规划方法还包括：
[0123]
在候选行驶距离与安全行驶距离不满足第一预设条件的情况下，返回到上一规划周期对预设控制参数进行规划；
[0124]
其中，一个规划周期中获取的初始运动数据，为上一规划周期对预设控制参数进行规划得到的目标运动数据。
[0125]
如图2所示，本实施例中，在第n个规划周期无法基于加速状态对应的规划逻辑进行运动规划时，可以回退到第n-1个规划周期重新进行规划。
[0126]
如上文所示，对于每一个规划周期，最初进行运动规划时，可以按照加速状态对应的规划逻辑进行运动规划的，对于第n-1个规划周期也同样如此；而若在第n-1个规划周期的规划结果的基础上，在第n个规划周期无法通过加速状态对应的规划逻辑进行运动规划时，可能对第n-1个规划周期的规划方式进行修改，例如，可以使用减速状态的规划逻辑进行运动规划，并将重新规划得到的目标运动数据作为第n个规划周期的初始运动数据。
[0127]
本实施例能够尽量保证在各个规划周期中，按照同一种规划逻辑进行运动规划，而在该规划逻辑无法满足车辆的实际行驶需求时，可以回退到前一规划周期重新对预设控制参数进行规划，并将规划结果重新输入到下一个规划周期中，从而保证车辆能够正常行驶。
[0128]
可选地，上述返回到上一规划周期对预设控制参数进行规划，包括：
[0129]
在上一个规划周期中，获取候选行驶距离；
[0130]
在第一行驶距离大于第二行驶距离，且第二行驶距离小于安全行驶距离的情况下，将第二行驶距离作为规划行驶距离，依据规划行驶距离对预设运动参数进行规划；
[0131]
和/或，
[0132]
在第一行驶距离小于或等于第二行驶距离，且第四行驶距离小于安全行驶距离的情况下，将基于第二加速度值确定的候选行驶距离作为规划行驶距离，依据规划行驶距离对预设运动参数进行规划；其中，多个预设控制参数包括加速度。
[0133]
本实施例中，上一个规划周期，可以对应了上文中提及的第n-1个规划周期。本实施例主要是对回退到的第n-1个规划周期中的运动规划过程进行说明。
[0134]
容易理解的时，在第n个规划周期开始时，第n-1个规划周期中已经对车辆的预设控制参数进行规划，相应地，在第n-1个规划周期中，各种候选行驶距离已经得到了计算，基于在先计算的内容，可以直接获取到例如第一行驶距离s(n-1)1、第二行驶距离s(n-1)2、第三行驶距离s(n-1)3以及第四行驶距离s(n-1)4等数值。此时可以按照减速状态对应的规划
逻辑对各预设控制参数进行重新规划。
[0135]
具体地，当s(n-1)1＞s(n-1)2并且s(n-1)2＜s
safe
(n-1)时，可以将s(n-1)2更新为第n-1个规划周期中的规划行驶距离，并据此重新对预设控制参数进行规划。
[0136]
而s(n-1)1≤s(n-1)2，但s
safe
(n-1)＞s(n-1)4时，可以将g(d
preffered
)更新为第n-1个规划周期中的规划行驶距离，并据此重新对预设控制参数进行规划。具体来说，在满足本条件时，说明车辆之前行驶速度过大导致可能存在撞上障碍物的可能，此时，在能够保证安全行驶距离的基础上，可以使用最优的减速度控制车辆进行减速。
[0137]
在一个示例中，当第n-1个规划周期重新对预设控制参数进行规划得到的目标运动数据仍然不满足第n个规划周期的加速状态规划逻辑时，可以继续回退到第n-2个规划周期进行预设控制参数的重新规划，以此类推，直至满足第n个规划周期的加速状态规划逻辑，或者回退到第0个周期为止。
[0138]
在另一个示例中，基于规划行驶距离对预设控制参数的规划可以通过以下公式进行表示：
[0139][0140]
以下针对本技术实施例提供的车辆运动规划方法的一个具体应用例进行说明。在本具体应用例中，车辆可以是自动驾驶车辆(automatic driving car，adc)，并可以将车辆运动规划方法大致地描述为如下步骤：
[0141]
1)把总规划时间(总规划时间可动态配置)按照速度规划的精度平均划分为多个规划周期。
[0142]
2)根据障碍物的速度和距离以及跟车距离信息可以计算出当前规划周期自动驾驶车辆可安全行驶的距离。
[0143]
3)使用最优车辆物理学特性(可以指乘车体验最优，可预先配置)的数据计算在加速状态下的行驶距离。
[0144]
4)使用最优车辆物理学特性的数据计算在减速状态下的行驶距离。
[0145]
5)使用当前车辆的运动学数据(可以包括上述最优车辆物理学特性以及车辆的实际运动数据)计算在加速状态下的行驶距离。
[0146]
6)使用当前车辆的运动学数据计算在减速状态下的行驶距离。
[0147]
7)根据步骤3)，步骤4)，步骤5)，步骤6)计算到的行驶距离，过滤不满足小于可安全行驶距离的行驶距离数据，优先选择加速状态的数据；如果选择加速状态的数据不能满足特定的条件时，回退到上个规划周期优先选择减速状态数据，直到所有规划周期的数据全部计算出来。
[0148]
当然，这里的车辆运动规划方法的步骤仅仅是一种大致的描述过程，上述特定的条件的设定以及具体的判断过程，可以参考上文实施例中涉及的第一预设条件的相关内容，此次不做赘述。
[0149]
在车辆运动规划时，输入的参数可以包括以下内容：
[0150]
1)adc的当前状态，包括adc的速度、加速度等。具体来说，这些参数可以是第0个规划周期中，adc的起始位置s
start
、起始速度v
start
、起始加速度a
start
以及起始加加速度a
′
start
等；
[0151]
2)限速信息，即相对于参考位置的各行驶距离区间内的限速值；具体包括了：限速的开始行驶距离s
limit_start
、限速的结束行驶距离s
limit_end
以及限速值v
limit
；
[0152]
3)障碍物信息，包括障碍物相对参考位置的行驶距离s
obstacle
，以及障碍物的速度等v
obstacle
；当然，在实际行驶中，也可能并不存在障碍物。
[0153]
4)adc的运动学数据，例如最大速度v
max
，最优加速度a
preffered
，最大加加速度a
′
max
，最优加加速度a
′
perffered
，最大加加加速度a
″
max
，最优加加加速度a
″
perffered
，最小减速度d
min
，最优减速度d
perffered
，最小减减速度d
′
min
，最优减减速度d
′
perffered
，最小减减减速度d
″
min
，最优减减减速度d
″
perffered
等，当然，这些数据可以是实际应用到车辆运动规划中，也有可能仅仅是作为取值的参考，并不直接用于计算中。
[0154]
当然，进一步地，还可以设置一下参数：
[0155]
速度规划总时间为t
total
，速度规划的步长为t
step
，t(n)表示跳过n个步长的总时间，其中：0≤n＜(t
total
+t
step
)/t
step
。
[0156]
路径规划的总距离为s
total
，路径规划的步长为s
step
，s(m)表示跳过m个步长的总距离，其中：0≤m＜(s
total
+s
step
)/s
step
。
[0157]
车辆运动规划过程可以存在如下前提假设，adc以s
start
，v
start
和a
start
作为初始状态开始运动，并且要求adc必须满足车辆运行学限制并且不能碰撞障碍物；adc与障碍物之间的安全距离为：distance
obstacle_safe
，adc与障碍物之间的安全时间为：t
obstacle_safe
。
[0158]
车辆运动规划的输入则可以是规划距离s(n)，规划速度v(n)，规划加速度a(n)，规划加加速度a
′
(n)以及规划加加加速度a
″
(n)等。至于车辆运动规划的具体过程，可以参考上文实施例的说明，此次不做赘述。
[0159]
如图3所示，本技术实施例还提供了一种车辆运动规划装置，包括：
[0160]
获取模块301，用于在一个规划周期中，获取预设运动参数的初始运动数据，以及多个预设控制参数中每一预设控制参数关联的预设参数值，并确定安全行驶距离，其中，预设参数值包括用于匹配加速状态的预设参数值；
[0161]
确定模块302，用于依据初始运动数据以及各个预设参数值，分别确定各个预设参数值对应的候选行驶距离；
[0162]
第一规划模块303，用于在候选行驶距离与安全行驶距离之间满足第一预设条件的情况下，对预设运动参数进行规划，得到目标运动数据，其中，第一预设条件用于指示能够按加速状态进行运动规划。
[0163]
可选地，多个预设控制参数包括速度与以下至少一项：
[0164]
加速度，加速度关联的预设参数值包括用于匹配加速状态的第一加速度值，以及用于匹配减速状态的第二加速度值；
[0165]
加加速度，加加速度关联的预设参数值包括用于匹配加速状态的第一加加速度值，以及用于匹配减速状态的第二加加速度值；
[0166]
加加加速度，加加加速度关联的预设参数值包括用于匹配加速状态的第一加加加速度值，以及用于匹配减速状态的第二加加加速度值；
[0167]
其中，速度关联的预设参数值包括用于匹配加速状态的第一速度值。
[0168]
可选地，候选行驶距离包括以下至少一项：
[0169]
第一候选行驶距离，第一候选行驶距离为基于预设控制参数关联的用于匹配加速状态的预设参数值，确定的候选行驶距离；
[0170]
第二候选行驶距离，第二候选行驶距离为基于预设控制参数关联的用于匹配减速状态的预设参数值，确定的候选行驶距离；
[0171]
第三候选行驶距离，第三候选行驶距离为基于预设控制参数的第一参数值，确定的候选行驶距离，其中，第一参数值为预设控制参数关联的用于匹配加速状态的预设参数值与预设控制参数的初始参数值中的最大值，初始运动数据包括预设控制参数的初始参数值；
[0172]
第四候选行驶距离，第四候选行驶距离为基于预设控制参数的第二参数值，确定的候选行驶距离，其中，第二参数值为预设控制参数关联的用于匹配减速状态的预设参数值与预设控制参数的初始参数值中的最小值，初始运动数据包括预设控制参数的初始参数值。
[0173]
可选地，上述第一规划模块303，可以包括以下至少一项：
[0174]
第一规划单元，用于在第一行驶距离大于第二行驶距离，且第二行驶距离小于安全行驶距离的情况下，将第一行驶距离与安全行驶距离中的最小值作为规划行驶距离，依据规划行驶距离对预设运动参数进行规划；其中，候选行驶距离包括第一候选行驶距离与第二候选行驶距离，第一行驶距离为第一候选行驶距离中的最大值，第二行驶距离为第二候选行驶距离中的最大值；
[0175]
第二规划单元，用于在第一行驶距离小于或等于第二行驶距离，第三行驶距离小于安全行驶距离，且第三行驶距离大于第四行驶距离的情况下，将基于第一速度值确定的候选行驶距离作为规划行驶距离，依据规划行驶距离对预设运动参数进行规划；其中，候选行驶距离包括第一候选行驶距离、第二候选行驶距离、第三候选行驶距离以及第四候选行驶距离，第三行驶距离为第三候选行驶距离中的最小值，第四行驶距离为第四候选行驶距离中的最大值。
[0176]
可选地，上述车辆运动规划装置还可以包括：
[0177]
第二规划模块，用于在候选行驶距离与安全行驶距离不满足第一预设条件的情况下，返回到上一规划周期对预设控制参数进行规划；
[0178]
其中，一个规划周期中获取的初始运动数据，为上一规划周期对预设控制参数进行规划得到的目标运动数据。
[0179]
可选地，第二规划模块，可以包括：
[0180]
获取单元，用于在上一个规划周期中，获取候选行驶距离；
[0181]
以及以下至少一项：
[0182]
第三规划单元，用于在第一行驶距离大于第二行驶距离，且第二行驶距离小于安
全行驶距离的情况下，将第二行驶距离作为规划行驶距离，依据规划行驶距离对预设运动参数进行规划；
[0183]
第四规划单元，用于在第一行驶距离小于或等于第二行驶距离，且第四行驶距离小于安全行驶距离的情况下，将基于第二加速度值确定的候选行驶距离作为规划行驶距离，依据规划行驶距离对预设运动参数进行规划；其中，多个预设控制参数包括加速度。
[0184]
可选地，上述确定模块302，包括：
[0185]
第一确定单元，用于在存在障碍物的情况下，获取障碍物的运动数据，依据障碍物的运动数据，确定最大行驶距离；
[0186]
第二确定单元，用于依据最大行驶距离，以及预设的安全距离与安全时间，确定安全行驶距离。
[0187]
需要说明的是，该车辆运动规划装置是与上述车辆运动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，也能达到相同的技术效果。
[0188]
图4示出了本技术实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。
[0189]
在电子设备可以包括处理器401以及存储有计算机程序指令的存储器402。
[0190]
具体地，上述处理器401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。
[0191]
存储器402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402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402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402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402是非易失性固态存储器。
[0192]
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)计算机可读存储介质(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依据本公开的一方面的方法所描述的操作。
[0193]
处理器401通过读取并执行存储器402中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种车辆运动规划方法。
[0194]
在一个示例中，电子设备还可包括通信接口403和总线310。其中，如图4所示，处理器401、存储器402、通信接口403通过总线310连接并完成相互间的通信。
[0195]
通信接口403，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。
[0196]
总线404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404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。
[0197]
另外，结合上述实施例中的车辆运动规划方法，本技术实施例可提供一种计算机存储介质来实现。该计算机存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种车辆运动规划方法。
[0198]
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。
[0199]
以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、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络被下载。
[0200]
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。
[0201]
上面参考依据本公开的实施例的方法、装置(系统)和计算机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指令实现。这些计算机程序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。
[0202]
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。