轨迹规划方法、装置、设备及可读存储介质与流程

1.本发明涉及智能驾驶领域，尤其涉及一种轨迹规划方法、装置、设备及可读存储介质。


背景技术：

2.在智能车辆的行驶过程中，需要结合车辆所在车道的车道线信息和自身运动状态信息，规划出一段满足动力学约束以及车辆横向控制要求的平滑轨迹，即路径规划。但是现有的在智能驾驶车辆横向控制过程中所规划的轨迹不够稳定平滑，每一时刻的轨迹点相对于车道线的横向加速度的变化率大，这不仅会导致驾驶的舒适性减低，甚至会有车辆冲出车道的风险。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种轨迹规划方法、装置、设备及可读存储介质，旨在解决现有的轨迹规划方法所规划的轨迹曲线不够稳定平滑，每一时刻的轨迹点相对于车道线的横向加速度的变化率大的技术问题。
4.第一方面，本发明提供一种轨迹规划方法，所述轨迹规划方法包括以下步骤：
5.获取车辆待规划的轨迹曲线的起点和终点的状态量信息，所述状态量信息包括车辆相对于车道线的侧向加速度；
6.确定所述轨迹曲线上的中间控制点，其中，车辆沿所述轨迹曲线从起点行驶到中间控制点的第一时长与从中间控制点行驶到终点的第二时长相等；
7.基于所述起点和终点的状态量信息，计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加速度；
8.根据所述起点以及中间控制点确定第一控制点和第二控制点，将所述起点、第一控制点、第二控制点和中间控制点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第一加速度贝塞尔曲线；
9.根据所述中间控制点以及终点确定第三控制点和第四控制点，将所述中间控制点、第三控制点、第四控制点和终点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第二加速度贝塞尔曲线；
10.基于所述第一加速度贝塞尔曲线与第二加速度贝塞尔曲线，得到第三加速度贝塞尔曲线；
11.基于第一时长与第二时长之和对所述第三加速度贝塞尔曲线对应的曲线公式进行两次积分，得到所述轨迹曲线。
12.可选的，在所述车辆待规划的轨迹曲线的终点时，车辆相对于车道线的侧向加速度与侧向速度均为零。
13.可选的，所述状态量信息还包括车辆相对于车道线的侧向偏差、侧向速度，所述基于所述起点和终点的状态量信息，计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加
速度的步骤包括：
14.获取车辆在所述起点和终点时相对于车道线的侧向速度；
15.将三阶加速度贝塞尔曲线公式进行一次积分，得到速度曲线公式；
16.基于所述速度曲线公式，得到车辆在所述中间控制点时相对于车道线的侧向速度；
17.根据车辆在所述起点、中间控制点的侧向速度，得到起点的侧向速度与中间控制点的侧向速度的差值根据车辆在所述中间控制点、终点的侧向速度，得到中间控制点的侧向速度与终点的侧向速度的差值根据车辆在所述起点、终点的侧向速度，得到起点与终点的侧向速度差dv；
18.根据dv构建第一公式，所述第一公式为：
[0019][0020]
获取车辆在所述起点时相对于车道线的侧向偏差；
[0021]
将所述速度曲线公式进行一次积分，得到位移曲线公式；
[0022]
基于所述位移曲线公式，得到车辆在所述中间控制点以及终点时相对于车道线的侧向偏差；
[0023]
根据车辆在所述起点、中间控制点的侧向偏差，得到起点的侧向偏差与中间控制点的侧向偏差的差值根据车辆在所述中间控制点、终点的侧向偏差，得到中间控制点的侧向偏差与终点的侧向偏差的差值根据车辆在所述起点、终点的侧向偏差，得到起点与终点的侧向位移差d
p
；
[0024]
根据d
p
构建第二公式，所述第二公式为：
[0025][0026]
联立所述第一公式与第二公式，计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加速度。
[0027]
可选的，所述基于所述起点和终点的状态量信息，计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加速度的步骤之后还包括：
[0028]
计算得到车辆在所述起点的侧向加速度与中间控制点的侧向加速度的第一差值，以及车辆在所述中间控制点的侧向加速度与终点的侧向加速度的第二差值，将三阶加速度贝塞尔曲线公式进行一次微分，得到加速度变化率曲线公式，基于所述加速度变化率曲线公式，得到车辆在所述轨迹曲线上各点的加速度变化率；
[0029]
当车辆在所述轨迹曲线上各点的加速度变化率小于第一预设阈值，且所述第一差值与第二差值均小于第二预设阈值，且所述第一时长与第二时长之和不大于预设时长时，执行根据所述起点以及中间控制点确定第一控制点和第二控制点，将所述起点、第一控制点、第二控制点和中间控制点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第一加速度贝塞尔曲线的步骤。
[0030]
可选的，所述根据所述起点以及中间控制点确定第一控制点和第二控制点的步骤包括：
[0031]
基于所述起点确定第一控制点，所述第一控制点的状态量信息与所述起点的状态量信息相同；
[0032]
基于所述中间控制点确定第二控制点，所述第二控制点的状态量信息与所述中间控制点的状态量信息相同。
[0033]
第二方面，本发明还提供一种轨迹规划装置，所述轨迹规划装置包括：
[0034]
获取模块，用于获取车辆待规划的轨迹曲线的起点和终点的状态量信息，所述状态量信息包括车辆相对于车道线的侧向加速度；
[0035]
确定模块，用于确定所述轨迹曲线上的中间控制点，其中，车辆沿所述轨迹曲线从起点行驶到中间控制点的第一时长与从中间控制点行驶到终点的第二时长相等；
[0036]
第一计算模块，用于基于所述起点和终点的状态量信息，计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加速度；
[0037]
第二计算模块，用于根据所述起点以及中间控制点确定第一控制点和第二控制点，将所述起点、第一控制点、第二控制点和中间控制点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第一加速度贝塞尔曲线；
[0038]
第三计算模块，用于根据所述中间控制点以及终点确定第三控制点和第四控制点，将所述中间控制点、第三控制点、第四控制点和终点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第二加速度贝塞尔曲线；
[0039]
拼接模块，用于基于所述第一加速度贝塞尔曲线与第二加速度贝塞尔曲线，得到第三加速度贝塞尔曲线；
[0040]
第四计算模块，用于基于第一时长与第二时长之和对所述第三加速度贝塞尔曲线对应的曲线公式进行两次积分，得到所述轨迹曲线。
[0041]
可选的，在所述车辆待规划的轨迹曲线的终点时，车辆相对于车道线的侧向加速度与侧向速度均为零。
[0042]
可选的，所述第一计算模块，还用于：
[0043]
获取车辆在所述起点和终点时相对于车道线的侧向速度；
[0044]
将三阶加速度贝塞尔曲线公式进行一次积分，得到速度曲线公式；
[0045]
基于所述速度曲线公式，得到车辆在所述中间控制点时相对于车道线的侧向速度；
[0046]
根据车辆在所述起点、中间控制点的侧向速度，得到起点的侧向速度与中间控制点的侧向速度的差值根据车辆在所述中间控制点、终点的侧向速度，得到中间控制点的侧向速度与终点的侧向速度的差值根据车辆在所述起点、终点的侧向速度，得到起点与终点的侧向速度差dv；
[0047]
根据dv构建第一公式，所述第一公式为：
[0048][0049]
获取车辆在所述起点时相对于车道线的侧向偏差；
[0050]
将所述速度曲线公式进行一次积分，得到位移曲线公式；
[0051]
基于所述位移曲线公式，得到车辆在所述中间控制点以及终点时相对于车道线的侧向偏差；
[0052]
根据车辆在所述起点、中间控制点的侧向偏差，得到起点的侧向偏差与中间控制点的侧向偏差的差值根据车辆在所述中间控制点、终点的侧向偏差，得到中间控制点的侧向偏差与终点的侧向偏差的差值根据车辆在所述起点、终点的侧向偏差，得到起点与终点的侧向位移差d
p
；
[0053]
根据d
p
构建第二公式，所述第二公式为：
[0054][0055]
联立所述第一公式与第二公式，计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加速度。
[0056]
可选的，所述轨迹规划装置，还包括判断模块，用于：
[0057]
计算得到车辆在所述起点的侧向加速度与中间控制点的侧向加速度的第一差值，以及车辆在所述中间控制点的侧向加速度与终点的侧向加速度的第二差值，将三阶加速度贝塞尔曲线公式进行一次微分，得到加速度变化率曲线公式，基于所述加速度变化率曲线公式，得到车辆在所述轨迹曲线上各点的加速度变化率；
[0058]
当车辆在所述轨迹曲线上各点的加速度变化率小于第一预设阈值，且所述第一差值与第二差值均小于第二预设阈值，且所述第一时长与第二时长之和不大于预设时长时，执行根据所述起点以及中间控制点确定第一控制点和第二控制点，将所述起点、第一控制点、第二控制点和中间控制点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第一加速度贝塞尔曲线的步骤。
[0059]
可选的，所述第二计算模块，用于：
[0060]
基于所述起点确定第一控制点，所述第一控制点的状态量信息与所述起点的状态量信息相同；
[0061]
基于所述中间控制点确定第二控制点，所述第二控制点的状态量信息与所述中间控制点的状态量信息相同。
[0062]
第三方面，本发明还提供一种轨迹规划设备，所述轨迹规划设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的轨迹规划程序，其中所述轨迹规划程序被所述处理器执行时，实现如上述所述的轨迹规划方法的步骤。
[0063]
第四方面，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有轨迹规划程序，其中所述轨迹规划程序被处理器执行时，实现如上述所述的轨迹规划方法的步骤。
[0064]
本发明中，获取车辆待规划的轨迹曲线的起点和终点的状态量信息，所述状态量信息包括车辆相对于车道线的侧向加速度；确定所述轨迹曲线上的中间控制点，其中，车辆沿所述轨迹曲线从起点行驶到中间控制点的第一时长与从中间控制点行驶到终点的第二时长相等；基于所述起点和终点的状态量信息，计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加速度；根据所述起点以及中间控制点确定第一控制点和第二控制点，将所述起点、第一控制点、第二控制点和中间控制点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第一加速度贝塞尔曲线；根据所述中间控制点以及终点确定第三控制点和第四控制点，将所述中间控制点、第三控制点、第四控制点和终点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第二加速度贝塞尔曲线；基于所述第一加速度贝塞尔曲线与第二加速度贝塞尔曲线，得到第三加速度贝塞尔曲线；基于第一时长与第二时长之和对所述
第三加速度贝塞尔曲线对应的曲线公式进行两次积分，得到所述轨迹曲线。本发明的基于加速度贝塞尔曲线的轨迹规划方法能够有效避免现有相近算法的不足，具有计算量小、实时性高、规划轨迹平滑、易实现跟踪控制等优点，适用于乘用车l2级智能驾驶车辆控制，有助于快速实现车道内横向控制，从而完成车道内的智能驾驶。
附图说明
[0065]
图1为本发明实施例方案中涉及的轨迹规划设备的硬件结构示意图；
[0066]
图2为本发明轨迹规划方法一实施例的流程示意图；
[0067]
图3为本发明轨迹规划装置一实施例的功能模块示意图。
[0068]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0069]
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0070]
第一方面，本发明实施例提供一种轨迹规划设备。
[0071]
参照图1，图1为本发明实施例方案中涉及的轨迹规划设备的硬件结构示意图。本发明实施例中，轨迹规划设备可以包括处理器1001(例如中央处理器central processing unit，cpu)，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信；用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)；网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真wireless-fidelity，wi-fi接口)；存储器1005可以是高速随机存取存储器(random access memory，ram)，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器，存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。本领域技术人员可以理解，图1中示出的硬件结构并不构成对本发明的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0072]
继续参照图1，图1中作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及轨迹规划程序。其中，处理器1001可以调用存储器1005中存储的轨迹规划程序，并执行本发明实施例提供的轨迹规划方法。
[0073]
第二方面，本发明实施例提供了一种轨迹规划方法。
[0074]
在本发明轨迹规划方法一实施例中，轨迹规划方法包括：
[0075]
步骤s10，获取车辆待规划的轨迹曲线的起点和终点的状态量信息，所述状态量信息包括车辆相对于车道线的侧向加速度；
[0076]
本实施例中，在车辆智能驾驶的过程中规划轨迹曲线时，需要先获取车辆待规划的轨迹曲线的起点与终点的状态量信息，所述状态量信息包括车辆相对于车道线的侧向加速度。其中，车辆处于待规划的轨迹曲线的起点相对于车道线的侧向加速度可以通过检测车辆的速度得到；车辆处于待规划的轨迹曲线的终点相对于车道线的侧向加速度是已知的。
[0077]
进一步，一实施例中，在所述车辆待规划的轨迹曲线的终点时，车辆相对于车道线的侧向加速度与侧向速度均为零。
[0078]
本实施例中，车辆在智能驾驶的过程中处于所规划的轨迹曲线上的终点时，为了
保持车辆在接下来的行驶过程中不偏离两侧车道线的居中位置，车辆的纵向方向相对于车道线应当保持平行，且此时车辆相对于车道线的侧向加速度与侧向速度均为零，即车辆处于待规划的轨迹曲线的终点相对于车道线的侧向加速度与侧向速度均是已知的。
[0079]
步骤s20，确定所述轨迹曲线上的中间控制点，其中，车辆沿所述轨迹曲线从起点行驶到中间控制点的第一时长与从中间控制点行驶到终点的第二时长相等；
[0080]
本实施例中，待规划的轨迹曲线上的起点与终点的状态量是已知的，为了避免动力学约束从而采用两段三阶的加速度贝塞尔曲线，即这一整段的轨迹曲线所对应的加速度贝塞尔曲线通过中间控制点被分为两段，其中，中间控制点为这两段贝塞尔曲线中第一段曲线的终点以及第二段曲线的起点，只有确定了中间控制点，才能通过中间控制点的状态量信息得到两段三阶加速度贝塞尔曲线。此时，为了方便确定贝塞尔曲线，将两段加速度贝塞尔曲线中车辆相对于车道线的速度变化与位移变化进行等量化处理，即车辆沿所述轨迹曲线从起点行驶到中间控制点的第一时长与从中间控制点行驶到终点的第二时长相等。
[0081]
步骤s30，基于所述起点和终点的状态量信息，计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加速度；
[0082]
本实施例中，基于所获取的起点和终点的状态量信息联立方程式后，可以直接求解得到第一时长/第二时长以及中间控制点的加速度，相较于现有技术避免了动力学约束。其中，所获取的起点和终点的状态量信息包括位于此点时车辆相对于车道线的侧向偏差、侧向速度以及侧向加速度等值。在计算得出第一/第二时长以及中间控制点后，再根据起点、终点以及中间控制点来进一步确定加速度贝塞尔曲线。
[0083]
进一步，一实施例中，所述状态量信息还包括车辆相对于车道线的侧向偏差、侧向速度，所述步骤s30包括：
[0084]
获取车辆在所述起点和终点时相对于车道线的侧向速度；
[0085]
将三阶加速度贝塞尔曲线公式进行一次积分，得到速度曲线公式；
[0086]
基于所述速度曲线公式，得到车辆在所述中间控制点时相对于车道线的侧向速度；
[0087]
根据车辆在所述起点、中间控制点的侧向速度，得到起点的侧向速度与中间控制点的侧向速度的差值根据车辆在所述中间控制点、终点的侧向速度，得到中间控制点的侧向速度与终点的侧向速度的差值根据车辆在所述起点、终点的侧向速度，得到起点与终点的侧向速度差dv；
[0088]
根据dv构建第一公式，所述第一公式为：
[0089][0090]
获取车辆在所述起点时相对于车道线的侧向偏差；
[0091]
将所述速度曲线公式进行一次积分，得到位移曲线公式；
[0092]
基于所述位移曲线公式，得到车辆在所述中间控制点以及终点时相对于车道线的侧向偏差；
[0093]
根据车辆在所述起点、中间控制点的侧向偏差，得到起点的侧向偏差与中间控制点的侧向偏差的差值根据车辆在所述中间控制点、终点的侧向偏差，得到中间控制点
的侧向偏差与终点的侧向偏差的差值根据车辆在所述起点、终点的侧向偏差，得到起点与终点的侧向位移差d
p
；
[0094]
根据d
p
构建第二公式，所述第二公式为：
[0095][0096]
联立所述第一公式与第二公式，计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加速度。
[0097]
本实施例中，车辆所获取的状态量信息还包括车辆相对于车道线的侧向偏差、侧向速度，则基于所获取的起点和终点的状态量信息，计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加速度的步骤具体包括：获取在所述起点和终点时车辆相对于车道线的侧向偏差、侧向速度。其中，在确定中间控制点时，将两段加速度贝塞尔曲线中起点到终点的时间内车辆相对于车道线的速度变化与位移变化进行了等量化处理。
[0098]
因此，车辆在整段轨迹曲线对应的起点和终点时相对于车道线的侧向速度差，等于车辆在第一段加速度贝塞尔曲线的起点到终点即中间控制点的侧向速度的差值与车辆在第二段贝塞尔曲线的起点即中间控制点到终点的侧向速度的差值之和；车辆在整段轨迹曲线对应的起点和终点时相对于车道线的侧向偏差的差值，等于车辆在第一段加速度贝塞尔曲线的起点到终点即中间控制点的侧向偏差的差值与车辆在第二段贝塞尔曲线的起点即中间控制点到终点的侧向偏差的差值之和。
[0099]
此时，可以先获取车辆在轨迹曲线的起点和终点时相对于车道线的侧向速度，然后将所定义的三阶加速度贝塞尔曲线公式进行一次积分，得到速度曲线公式，再基于所述速度曲线公式，得到车辆在所确定的中间控制点时相对于车道线的侧向速度。其中，上述所得的中间控制点相对于车道线的侧向速度是未知的中间量。
[0100]
根据车辆在在所述起点、中间控制点的侧向速度，得到起点的侧向速度与中间控制点的侧向速度的差值根据车辆在所述中间控制点、终点的侧向速度，得到中间控制点的侧向速度与终点的侧向速度的差值根据车辆在所述起点、终点的侧向速度，得到起点与终点的侧向速度差dv；
[0101]
根据dv构建第一公式，所述第一公式为：
[0102][0103]
在得到速度曲线公式后，可以先获取车辆在所述起点时相对于车道线的侧向偏差，然后将所述速度曲线公式进行一次积分，得到位移曲线公式，再基于所述位移曲线公式，得到车辆在所述中间控制点以及终点时相对于车道线的侧向偏差。其中，上述所得的中间控制点与终点相对于车道线的侧向偏差均是未知的中间量，中间控制点相对于起点和终点的侧向距离是相等的，而车辆在起点时相对于车道线的侧向偏差可以直接获取得到。因此当确定中间控制点相对于车道线的侧向偏差后，可以直接确定终点相对于车道线的侧向偏差。
[0104]
根据车辆在所述起点、中间控制点的侧向偏差，得到起点的侧向偏差与中间控制点的侧向偏差的差值根据车辆在所述中间控制点、终点的侧向偏差，得到中间控制点
的侧向偏差与终点的侧向偏差的差值根据车辆在所述起点、终点的侧向偏差，得到起点与终点的侧向位移差d
p
；
[0105]
根据d
p
构建第二公式，所述第二公式为：
[0106][0107]
上述所确定的未知中间量可以转化为三阶加速度贝塞尔曲线公式中加速度相对于时间的状态量，因此联立上述两式可以计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加速度。通过上述公式联立得到中间控制点的状态量信息的过程，计算量小，实时性高。
[0108]
进一步，一实施例中，所述步骤s30之后包括：
[0109]
计算得到车辆在所述起点的侧向加速度与中间控制点的侧向加速度的第一差值，以及车辆在所述中间控制点的侧向加速度与终点的侧向加速度的第二差值，将三阶加速度贝塞尔曲线公式进行一次微分，得到加速度变化率曲线公式，基于所述加速度变化率曲线公式，得到车辆在所述轨迹曲线上各点的加速度变化率；
[0110]
当车辆在所述轨迹曲线上各点的加速度变化率小于第一预设阈值，且所述第一差值与第二差值均小于第二预设阈值，且所述第一时长与第二时长之和不大于预设时长时，执行步骤s40。
[0111]
本实施例中，在基于所述起点和终点的状态量信息，计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加速度之后，需要计算得到车辆在所述起点的侧向加速度与中间控制点的侧向加速度的第一差值，以及车辆在所述中间控制点的侧向加速度与终点的侧向加速度的第二差值，并且是否均小于第二预设阈值。并且将三阶加速度贝塞尔曲线公式进行一次微分，得到加速度变化率曲线公式，再基于所述加速度变化率曲线公式，得到车辆在所述轨迹曲线上各点的加速度变化率。在得到上述数值后，需要检测车辆在所述轨迹曲线上各点的加速度变化率是否小于第一预设阈值，以及需要检测所得的第一差值与第二差值是否均小于第二预设阈值，以避免智能驾驶车辆横向控制过程当中，横向加速度变化率的值过大，造成控制驾驶舒适性减低，乃至车辆冲出车道的风险。同时再检测所得的第一时长与第二时长之后是否大于预设时长。车辆自动驾驶规划路线后按照贝塞尔曲线进行轨迹控制中，整段轨迹曲线是在较短时间较短距离内完成的，因此若检测的第一时长与第二时长之和大于预设时长，则不符合曲线规划的要求。当车辆在所述轨迹曲线上各点的加速度变化率小于第一预设阈值，且所得的第一差值与第二差值均小于第二预设阈值，且所得的第一时长与第二时长之和不大于预设时长时，再执行下一步的得到所划分的两段加速度贝塞尔曲线的步骤。
[0112]
步骤s40，根据所述起点以及中间控制点确定第一控制点和第二控制点，将所述起点、第一控制点、第二控制点和中间控制点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第一加速度贝塞尔曲线；
[0113]
本实施例中，因为每段三阶贝塞尔曲线需要四个控制点，因此除了第一段加速度贝塞尔曲线的起点和终点即中间控制点，还需要两外两个控制点信息。其中，根据所述起点以及中间控制点可以确定另外两个点即第一控制点和第二控制点的状态量信息，即包括第一控制点处与第二控制点处车辆相对于车道线的侧向加速度的值。
[0114]
将所得的起点、第一控制点、第二控制点与中间控制点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第一加速度贝塞尔曲线。其中，整段轨迹曲线上的状态量信息都是是基于时间变量的状态向量，为了满足贝塞尔曲线的定义，进行坐标转换，取变量：当t在[τ
k-1-τk]间变化时，s取值0～1。此时所得的第一加速度贝塞尔曲线是连续变化且平滑过渡的，且在得到该第一加速度贝塞尔曲线时，不需要涉及到曲率、状态或者动力学约束等，计算量小，实时性高。
[0115]
步骤s50，根据所述中间控制点以及终点确定第三控制点和第四控制点，将所述中间控制点、第三控制点、第四控制点和终点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第二加速度贝塞尔曲线；
[0116]
本实施例中，因为每段三阶贝塞尔曲线需要四个控制点，因此除了第二段加速度贝塞尔曲线的起点即中间控制点和终点，还需要两外两个控制点信息。其中，根据所述中间控制点以及终点可以确定另外两个点即第三控制点和第四控制点的状态量信息，即包括第三控制点处与第四控制点处车辆相对于车道线的侧向加速度的值。
[0117]
将所得的中间控制点、第三控制点、第四控制点与终点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第二加速度贝塞尔曲线。同样的，此时所得的第二加速度贝塞尔曲线是连续变化且平滑过渡的，且在得到该第二加速度贝塞尔曲线时，不需要涉及到曲率、状态或者动力学约束等，计算量小，实时性高。
[0118]
进一步，一实施例中，所述根据所述起点以及中间控制点确定第一控制点和第二控制点的步骤包括：
[0119]
基于所述起点确定第一控制点，所述第一控制点的状态量信息与所述起点的状态量信息相同；
[0120]
基于所述中间控制点确定第二控制点，所述第二控制点的状态量信息与所述中间控制点的状态量信息相同。
[0121]
本实施例中，第一段贝塞尔曲线中除了起点和中间控制点之外，另外的两个控制点信息取相邻点信息，即可以根据起点确定第一控制点，所述第一控制点的状态量信息与所述起点的状态量信息相同，即所述第一控制点处车辆相对于车道线的侧向加速度的值近似相等于起点处车辆相对于车道线的侧向加速度的值；根据中间控制点确定第二控制点，所述第二控制点的状态量信息与所述中间控制点的状态量信息相同，即所述第二控制点处车辆相对于车道线的侧向加速度的值近似相等于中间控制点处车辆相对于车道线的侧向加速度的值。
[0122]
同样地，第二段贝塞尔曲线中除了中间控制点和终点之外，另外的两个控制点信息取相邻点信息，即可以根据中间控制点确定第三控制点，第三控制点处车辆相对于车道线的侧向加速度的值近似相等于中间控制点处车辆相对于车道线的侧向加速度的值；根据终点确定第四控制点，即所述第四控制点处车辆相对于车道线的侧向加速度的值近似相等于终点处车辆相对于车道线的侧向加速度的值。
[0123]
步骤s60，基于所述第一加速度贝塞尔曲线与第二加速度贝塞尔曲线，得到第三加速度贝塞尔曲线；
[0124]
本实施例中，由于两段加速度贝塞尔曲线均已得出，因此将所得的第一加速度贝
塞尔曲线和第二加速度贝塞尔曲线进行拼接可以得到第三加速度贝塞尔曲线，即整段轨迹曲线对应的加速度贝塞尔曲线。将整段轨迹曲线对应的加速度贝塞尔曲线分为两段，分别进行两段加速贝塞尔曲线的拟合，再拼接得到整段轨迹曲线对应的加速度贝塞尔曲线，避免了现有轨迹规划的算法中受限于曲率、状态、动力学约束等导致计算量大的问题，并结合贝塞尔曲线连续的优点，所得的加速度贝塞尔曲线连续、平滑，且通过所得的加速度贝塞尔曲线可以进一步得到对应的整段待规划的轨迹曲线。
[0125]
步骤s70，基于第一时长与第二时长之和对所述第三加速度贝塞尔曲线对应的曲线公式进行两次积分，得到所述轨迹曲线。
[0126]
本实施例中，当得到了第三加速度贝塞尔曲线后，可以基于所得的两段加速度贝塞尔曲线的时长之和，即第一时长与第二时长之和对第三加速度贝塞尔曲线对应的曲线公式进行一次积分得到整段轨迹曲线对应的速度贝塞尔曲线，再基于第一时长与第二时长之和对速度贝塞尔曲线进行一次积分得到位移贝塞尔曲线即整段轨迹曲线。因此基于第一时长与第二时长之和对所述第三加速度贝塞尔曲线对应的曲线公式进行两次积分，可以得到所述轨迹曲线。基于上述所得的轨迹曲线稳定平滑，每一时刻的轨迹点相对于车道线的横向加速度的变化率小，易实现车道内横向控制，从而完成车道内的智能驾驶。
[0127]
本实施例中，获取车辆待规划的轨迹曲线的起点和终点的状态量信息，所述状态量信息包括车辆相对于车道线的侧向加速度；确定所述轨迹曲线上的中间控制点，其中，车辆沿所述轨迹曲线从起点行驶到中间控制点的第一时长与从中间控制点行驶到终点的第二时长相等；基于所述起点和终点的状态量信息，计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加速度；根据所述起点以及中间控制点确定第一控制点和第二控制点，将所述起点、第一控制点、第二控制点和中间控制点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第一加速度贝塞尔曲线；根据所述中间控制点以及终点确定第三控制点和第四控制点，将所述中间控制点、第三控制点、第四控制点和终点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第二加速度贝塞尔曲线；基于所述第一加速度贝塞尔曲线与第二加速度贝塞尔曲线，得到第三加速度贝塞尔曲线；基于第一时长与第二时长之和对所述第三加速度贝塞尔曲线对应的曲线公式进行两次积分，得到所述轨迹曲线。本发明的基于加速度贝塞尔曲线的轨迹规划方法能够有效避免现有相近算法的不足，具有计算量小、实时性高、规划轨迹平滑、易实现跟踪控制等优点，适用于乘用车l2级智能驾驶车辆控制，有助于快速实现车道内横向控制，从而完成车道内的智能驾驶。
[0128]
第三方面，本发明实施例还提供一种轨迹规划装置。
[0129]
参照图3，轨迹规划装置一实施例的功能模块示意图。
[0130]
本实施例中，所述轨迹规划装置包括：
[0131]
获取模块，用于获取车辆待规划的轨迹曲线的起点和终点的状态量信息，所述状态量信息包括车辆相对于车道线的侧向加速度；
[0132]
确定模块，用于确定所述轨迹曲线上的中间控制点，其中，车辆沿所述轨迹曲线从起点行驶到中间控制点的第一时长与从中间控制点行驶到终点的第二时长相等；
[0133]
第一计算模块，用于基于所述起点和终点的状态量信息，计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加速度；
[0134]
第二计算模块，用于根据所述起点以及中间控制点确定第一控制点和第二控制
点，将所述起点、第一控制点、第二控制点和中间控制点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第一加速度贝塞尔曲线；
[0135]
第三计算模块，用于根据所述中间控制点以及终点确定第三控制点和第四控制点，将所述中间控制点、第三控制点、第四控制点和终点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第二加速度贝塞尔曲线；
[0136]
拼接模块，用于基于所述第一加速度贝塞尔曲线与第二加速度贝塞尔曲线，得到第三加速度贝塞尔曲线；
[0137]
第四计算模块，用于基于第一时长与第二时长之和对所述第三加速度贝塞尔曲线对应的曲线公式进行两次积分，得到所述轨迹曲线。
[0138]
进一步，一实施例中，在所述车辆待规划的轨迹曲线的终点时，车辆相对于车道线的侧向加速度与侧向速度均为零。
[0139]
进一步，一实施例中，所述第一计算模块，还用于：
[0140]
获取车辆在所述起点和终点时相对于车道线的侧向速度；
[0141]
将三阶加速度贝塞尔曲线公式进行一次积分，得到速度曲线公式；
[0142]
基于所述速度曲线公式，得到车辆在所述中间控制点时相对于车道线的侧向速度；
[0143]
根据车辆在所述起点、中间控制点的侧向速度，得到起点的侧向速度与中间控制点的侧向速度的差值根据车辆在所述中间控制点、终点的侧向速度，得到中间控制点的侧向速度与终点的侧向速度的差值根据车辆在所述起点、终点的侧向速度，得到起点与终点的侧向速度差dv；
[0144]
根据dv构建第一公式，所述第一公式为：
[0145][0146]
获取车辆在所述起点时相对于车道线的侧向偏差；
[0147]
将所述速度曲线公式进行一次积分，得到位移曲线公式；
[0148]
基于所述位移曲线公式，得到车辆在所述中间控制点以及终点时相对于车道线的侧向偏差；
[0149]
根据车辆在所述起点、中间控制点的侧向偏差，得到起点的侧向偏差与中间控制点的侧向偏差的差值根据车辆在所述中间控制点、终点的侧向偏差，得到中间控制点的侧向偏差与终点的侧向偏差的差值根据车辆在所述起点、终点的侧向偏差，得到起点与终点的侧向位移差d
p
；
[0150]
根据d
p
构建第二公式，所述第二公式为：
[0151][0152]
联立所述第一公式与第二公式，计算得到第一时长/第二时长以及中间控制点的侧向加速度。
[0153]
进一步，一实施例中，所述轨迹规划装置，还包括判断模块，用于：
[0154]
计算得到车辆在所述起点的侧向加速度与中间控制点的侧向加速度的第一差值，
以及车辆在所述中间控制点的侧向加速度与终点的侧向加速度的第二差值，将三阶加速度贝塞尔曲线公式进行一次微分，得到加速度变化率曲线公式，基于所述加速度变化率曲线公式，得到车辆在所述轨迹曲线上各点的加速度变化率；
[0155]
当车辆在所述轨迹曲线上各点的加速度变化率小于第一预设阈值，且所述第一差值与第二差值均小于第二预设阈值，且所述第一时长与第二时长之和不大于预设时长时，执行根据所述起点以及中间控制点确定第一控制点和第二控制点，将所述起点、第一控制点、第二控制点和中间控制点的侧向加速度输入到三阶加速度贝塞尔曲线公式中，得到第一加速度贝塞尔曲线的步骤。
[0156]
进一步，一实施例中，所述第二计算模块，用于：
[0157]
基于所述起点确定第一控制点，所述第一控制点的状态量信息与所述起点的状态量信息相同；
[0158]
基于所述中间控制点确定第二控制点，所述第二控制点的状态量信息与所述中间控制点的状态量信息相同。
[0159]
其中，上述轨迹规划装置中各个模块的功能实现与上述轨迹规划方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。
[0160]
第四方面，本发明实施例还提供一种可读存储介质。
[0161]
本发明可读存储介质上存储有轨迹规划程序，其中所述轨迹规划程序被处理器执行时，实现如上述的轨迹规划方法的步骤。
[0162]
其中，轨迹规划程序被执行时所实现的方法可参照本发明轨迹规划方法的各个实施例，此处不再赘述。
[0163]
需要说明的是，在本文中，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、物品或者系统不仅包括那些要素，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、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0164]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0165]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。
[0166]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。