[发明专利]基于栅格搜索轨迹规划方法、系统、汽车、设备及介质

说明书

本发明公开一种基于栅格搜索的避障轨迹规划方法，涉及自动驾驶技术领域，根据参考基准线和感知信息生成栅格，在栅格中添加高精度地图边界，在栅格中投影障碍物并进行膨胀，根据当前车辆位置及运动学约束处理栅格，判断是否存在完全可通行“列”，如果存在完全可通行列，对安全线进行防抖动处理，并生成可通行路径，对可通行路径进行平滑处理，如果不存在完全可通行列，寻找是否存在左侧或右侧绕障安全线，如果存在左侧或右侧绕障安全线就对安全线进行防抖动处理，生成可通行路径并进行平滑处理，如果不存在左侧或右侧绕障安全线，输出上一时刻路径作为当前路径，适用于复杂环境中的低速行车动态轨迹规划。

技术领域

本发明涉及汽车自动驾驶技术，具体是用于复杂环境中的低速行车动态轨迹规划，包括避障，车道内偏移等实时路径规划。

背景技术

轨迹规划算法作为自动驾驶系统的基础和技术核心，其作用是在遵守车辆动力学及运动学、驾驶道路环境以及交通法规等时空约束条件的基础上，生成衔接车辆起点和终点的集合路径。其中，图搜索是轨迹规划中常用的一种方法。图搜索通常通过高精度地图信息和传感器识别的环境信息生成栅格，然后用搜索算法在生成的栅格上搜索路径。公开号CN111857160A发明名称“一种无人车路径规划方法和装置”的发明专利申请，引入了人工势场法获取每个栅格的斥力系数，采用混合A星进行路径搜索，采用梯度下降的算法对轨迹进行平滑，其专利的核心还是基于混合A星。人工势场的引入，确实可以提高搜索的效率，但是复杂环境下，需要计算每一个栅格的斥力系数，算力要求很高，同时混合A星算法本身对算力需要也很高。整个方案在工程化中很难实现动态时时规划。公开号CN113267199A名称“行驶轨迹规划方法及装置”的中国发明专利申请，通过对基准线进行偏移生成多条路径，然后计算每一条候选路径的代价函数，最终选择最优的路径，能够实现动态场景的规划，公开号CN108241370B，名称“通过栅格地图获取避障路径的方法及装置”的中国发明专利，公开了一种通过栅格地图获取避障路径的方法，通过获取需避障区域的静态全局地图；将所述静态栅格地图中的每个栅格作为一个栅格点；在静态栅格地图中确定障碍物区域；确定可达区域中各栅格点的障碍代价值；根据起点及终点在所述静态栅格地图中的位置以及所述可达区域中各栅格点的障碍代价值确定避障路径。但是上述方法的核心思想更接近于采样优化，只是基于栅格地图进行规划而已，并未用到任何搜索算法，算力较低。公开号CN113561968A“一种车辆水平泊车轨迹规划算法及装置、车辆、存储介质”的发明专利申请，是一种基于几何的泊车规划方法，不适合行车场景的规划。公开号 CN 113467456 A“一种未知环境下用于特定目标搜索的路径规划算法”的发明专利申请也是提出了一种新的路径规划算法，所不同的是路径规划的核心算法是利用人工势场引导的RRT规划算法。

因此，有必要开发一种能够充分利用栅格便捷表示周围环境，同时对算力要求低，便于工程化，抗干扰能力强，能够满足行车过程中时时动态规划的轨迹规划方法。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的复杂环境下行驶轨迹规划对算力要求很高，抗干扰能力不强，工程化应用不方便等问题，提出一种基于栅格搜索的避障轨迹规划方法。在城区自动驾驶、地下车库自动驾驶行车场景，由于存在墙壁、柱子、路沿等各种不规则的障碍物，这些障碍物很难用常规提取出障碍物目标的属性表示，此时的障碍物通常采用障碍物点云表示。本发明中提出的方法能够在较小算力的情况下实现对障碍物点云的栅格化。