CN112649011B - 车辆避障方法、装置、设备和计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例公开了车辆避障方法、装置、设备和计算机可读介质。该方法的一具体实施方式包括：获取目标车辆的可行使区域数据集合、行驶路径数据集合、障碍物数据集合、车辆特性数据集合和位置数据集合；基于可行使区域数据集合、障碍物数据集合和位置数据集合，得到栅格地图集合；基于行驶路径数据集合，生成引导线数据集合；基于栅格地图集合、车辆特性数据集合和引导线集合，生成避障数据集合；将栅格地图集合和引导线集合进行动态规划处理，生成第一避障轨迹数据集合；对第一避障轨迹数据集合进行二次规划处理，生成第二避障轨迹数据集合。该实施方式实现了车辆的绕行避障，提高了车辆避障的多样性，为用户的生活提供了便利。

Description

车辆避障方法、装置、设备和计算机可读介质

技术领域

本公开的实施例涉及计算机技术领域，具体涉及车辆避障方法、装置、设备和计算机可读介质。

背景技术

车辆避障，是自动驾驶领域中的一项基本技术。目前相关的车辆避障技术通常是采用车载摄像头获取路况信息，需要一定的参考物，完成对可行使区域的覆盖，在进行避障时采用的是倒退避障或者静止避障。

然而，当采用上述方式进行车辆避障时，经常会存在如下技术问题：

第一，采用车载摄像头获取路况信息，获取到的可行使区域的区域范围有限，对障碍物的检测通常比较缓慢，无法对障碍物的状态实时更新，以至于可能出现车辆无法及时进行避障。

第二，在进行避障时采用的是倒退避障或者静止避障，其避障方法较为浪费时间。

发明内容

本公开的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本公开的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

本公开的一些实施例提出了车辆避障方法、装置、设备和计算机可读介质，来解决以上背景技术部分提到的技术问题中的一项或多项。

第一方面，本公开的一些实施例提供了一种车辆避障方法、装置、设备和计算机可读介质的方法，该方法包括：获取目标车辆周围的可行使区域数据集合，上述目标车辆与目标地点间的行驶路径数据集合，上述行驶路径数据集合中的障碍物数据集合，上述目标车辆的车辆特性数据集合和上述目标车辆的位置数据集合；基于上述可行使区域数据集合、上述障碍物数据集合和上述位置数据集合，得到栅格地图集合；基于上述行驶路径数据集合，生成行车轨迹数据集合，作为引导线数据集合；基于上述栅格地图集合、上述车辆特性数据集合和上述引导线集合，生成避障数据集合；基于上述避障数据集合，将上述栅格地图集合和上述引导线集合进行动态规划处理，生成第一避障轨迹数据集合；对上述第一避障轨迹数据集合，上述行驶路径数据集合和上述车辆特性数据集合进行二次规划处理，生成第二避障轨迹数据集合。

第二方面，本公开的一些实施例提供了一种车辆避障装置，装置包括：获取单元，被配置成获取目标车辆周围的可行使区域数据集合，上述目标车辆与目标地点间的行驶路径数据集合，上述行驶路径数据集合中的障碍物数据集合，上述目标车辆的车辆特性数据集合和上述目标车辆的位置数据集合；第一生成单元，被配置成基于上述可行使区域数据集合、上述障碍物数据集合和上述位置数据集合，得到栅格地图集合；第二生成单元，被配置成基于上述行驶路径数据集合，生成行车轨迹数据集合，作为引导线数据集合；第三生成单元，被配置成基于上述栅格地图集合、上述车辆特性数据集合和上述引导线集合，生成避障数据集合；第四生成单元，被配置成基于上述避障数据集合，将上述栅格地图集合和上述引导线集合进行动态规划处理，生成第一避障轨迹数据集合；第五生成单元，被配置成对上述第一避障轨迹数据集合，上述行驶路径数据集合和上述车辆特性数据集合进行二次规划处理，生成第二避障轨迹数据集合。检测单元，被配置成对上述第二避障轨迹数据集合中的第二避障轨迹数据进行检测，得到检测结果。

第三方面，本公开的一些实施例提供了一种电子设备，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；摄像头，被配置成采集图像；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第一方面任一实现方式所描述的方法。

第四方面，本公开的一些实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，程序被处理器执行时实现第一方面任一实现方式所描述的方法。

本公开的上述各个实施例具有如下有益效果：通过本公开的一些实施例的车辆避障方法得到的第二避障轨迹数据，能够绕行通过障碍物，节省避障时间。具体来说，造成避障时间过长的原因在于：获取的栅格地图范围较小以及数据不全，对障碍物不能实时的检测，避障方式单一。基于此，本公开的一些实施例的车辆避障方法中的栅格地图数据集合不仅包括了可行使区域数据集合和障碍物数据集合，还包括目标车辆的位置数据集合。栅格地图可以进行实时的更新，对行驶过程中的障碍物数据和目标车辆的位置数据把握的更加准确。而后，通过对实时更新的行驶路径数据集合中的数据进行分析，获得目标车辆的行车轨迹数据集合，得到的引导线数据集合更加的丰富。之后，通过对栅格地图集合上的障碍物进行判断，结合目标车辆的车辆特性数据集合和引导线集合，对目标车辆的避障方式进行决策，由此得到避障数据集合，丰富了避障的方式。也因为有了多样的避障方式，结合栅格地图集合中的数据，对引导线数据集合中的数据进行动态规划处理，得到能够绕过障碍物的行车轨迹数据集合。最后，根据行驶路径数据集合和车辆特性数据集合，对行车轨迹数据进行二次规划处理，选择出能够绕行通过障碍物且损失成本低的避障轨迹集合。进而实现了对障碍物进行快速检测，以及对障碍物的状态实时更新，以至于车辆能够及时避障，提高了车辆避障时的安全性，为用户的生活提供了便利。

附图说明

结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，元件和元素不一定按照比例绘制。

图1是根据本公开的一些实施例的车辆避障方法的一个应用场景示意图；

图2是根据本公开的车辆避障方法的一些实施例的流程图；

图3是根据本公开的车辆避障装置的一些实施例的结构示意图；

图4是适于用来实现本公开的一些实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。

需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。

本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

图1是本公开的一些实施例的车辆避障方法的一个应用场景的示意图。

在图1的应用场景中，首先，计算设备101可以获取目标车辆周围的可行使区域数据集合102，目标车辆与目标地点间的行驶路径数据集合103，行驶路径数据集合中的障碍物数据集合104，目标车辆的车辆特性数据集合105和目标车辆的位置数据集合106。然后，基于上述可行使区域数据集合102、上述障碍物数据集合104和上述位置数据集合106，得到栅格地图集合107。之后，基于上述行驶路径数据集合103，生成行车轨迹数据集合，作为引导线数据集合108。其次，基于上述栅格地图集合107、上述车辆特性数据集合105和上述引导线数据集合108，生成避障数据集合109。接着，基于上述避障数据集合109，将上述栅格地图集合107和上述引导线数据集合108进行动态规划处理，生成第一避障轨迹数据集合110。最后，对上述第一避障轨迹数据集合110，上述行驶路径数据集合103和上述车辆特性数据集合105进行二次规划处理以生成第二避障轨迹数据集合111。可选地，还可以对上述第二避障轨迹数据集合111中的各个第二避障轨迹数据进行检测，得到检测结果112，以及上述计算设备101将上述检测结果112发送至目标车辆的控制终端113，以供上述控制终端113基于上述第二避障轨迹集合111，执行车辆避障操作。

可以理解的是，车辆避障方法可以是由终端设备来执行，或者也可以是由计算设备101来执行，上述方法的执行主体还可以包括上述终端设备与上述计算设备101通过网络相集成所构成的设备，或者还可以是各种软件程序来执行。其中，终端设备可以是具有信息处理能力的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、电子书阅读器、膝上型便携计算机和台式计算机等。执行主体也可以体现为计算设备101、软件等。当执行主体为软件时，可以安装在上述所列举的电子设备中。其可以实现成例如用来提供分布式服务的多个软件或软件模块，也可以实现成单个软件或软件模块。在此不做具体限定。

应该理解，图1中的计算设备的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的计算设备。

继续参考图2，示出了根据本公开的车辆避障方法的一些实施例的流程200。该车辆避障方法，包括以下步骤：

步骤201，获取目标车辆周围的可行使区域数据集合，目标车辆与目标地点间的行驶路径数据集合，行驶路径数据集合中的障碍物数据集合，目标车辆的车辆特性数据集合和目标车辆的位置数据集合。

在一些实施例中，车辆避障方法的执行主体可以通过有线连接方式或者无线连接方式获取目标车辆周围的可行使区域数据集合，目标车辆与目标地点间的行驶路径数据集合，行驶路径数据集合中的障碍物数据集合，目标车辆的车辆特性数据集合和目标车辆的位置数据集合。其中，可行使区域数据集合是指车辆可以通行的区域数据集合，例如：“公路”，“停车场”。行驶路径数据集合可以是按预定路线在道路上运行的路径数据集合。障碍物数据集合可以是[[障碍物的大小：2m]，[障碍物的形状：锥形]]。车辆特性数据集合可以是[[车速：15m/s]，[方向盘转速：2圈/秒]]。目标车辆的位置数据集合可以是[[与目标地点的距离：10m]，[与路边的距离：[3m，5m]]]。

作为示例，上述预定路线可以是从北京开车去上海的路线，上述行驶路径数据集合可以是从北京到上海的通行路径。

步骤202，基于可行使区域数据集合、障碍物数据集合和位置数据集合，得到栅格地图集合。

在一些实施例中，上述执行主体可以基于上述可行使区域数据集合、上述障碍物数据集合和上述位置数据集合，得到栅格地图集合。

作为示例，上述执行主体得到上述栅格地图的方法可以是通过卫星导航系统获取。例如，可以通过卫星导航系统获取上述可行使区域数据集合、上述障碍物数据集合和上述位置数据集合。之后，再通过上述卫星导航系统进行转换以生成栅格地图。

步骤203，基于行驶路径数据集合，生成行车轨迹数据集合，作为引导线数据集合。

在一些实施例中，上述执行主体可以基于行驶路径数据集合，生成行车轨迹数据集合，作为引导线数据集合。

作为示例，上述执行主体可以通过卫星导航系统获取上述行驶路径数据集合，将目标车辆的起始点和目标地点输入至上述卫星导航系统，以获取多条上述行车轨迹数据，并从上述多条行驶轨迹数据中提取出一条全局引导线，作为引导线数据，从而能够从上述行驶路径数据集合中获取引导线数据集合。

步骤204，基于栅格地图集合、车辆特性数据集合和引导线集合，生成避障数据集合。

在一些实施例中，上述执行主体可以基于栅格地图集合、车辆特性数据集合和引导线集合，生成避障数据集合。

作为示例，上述执行主体可以通过对上述栅格地图集合、上述车辆特性数据集合和上述引导线集合进行决策分析，生成避障数据集合。其中，上述决策分析可以是通过对栅格地图上的障碍物数据进行判断，再根据上述车辆特性数据(例如，方向盘转速)和上述引导线(例如，从北京到上海的引导线)，得出目标车辆如何进行避障(例如，静止等待避障)。

步骤205，基于避障数据集合，将栅格地图集合和引导线集合进行动态规划处理，生成第一避障轨迹数据集合。

在一些实施例中，上述执行主体可以利用上述避障数据集合中的避障数据，将上述栅格地图集合和上述引导线集合进行动态规划处理，生成第一避障轨迹数据集合。

作为示例，目标车辆在某一时刻的位置作为起始位置，下一时刻的位置作为终止位置。在起始位置的状态称为起始状态，在终止位置的状态称为终止状态。从起始位置到终止位置有多种行驶方式，例如：直线行驶、曲线行驶。以直线行驶方式从起始位置出发，就称起始状态是直线行驶状态，以曲线行驶方式到达终止位置，就称终止状态为曲线行驶状态。上述动态规划处理可以是将上述引导线集合分解为多个子集合，每个子集合都有着至少一种起始状态和终止状态，例如，子集合可以是[[起始状态：直线行驶]，[终止状态：曲线行驶]，[起始状态：加速行驶]，[终止状态：减速行驶]]。对每个子集合进行最优化处理，获得最优路径数据，将所有子集合中的最优路径数据结合起来，得到第一避障轨迹数据集合。

在一些实施例的一些可选的实现方式中，上述执行主体可以获得的上述障碍物数据可以包括但不限于上述目标车辆与障碍物的距离数据，障碍物的最小预定距离数据，障碍物的消失距离数据，预设常数数据。其中，障碍物的最小预定距离可以是目标车辆距离障碍物的最小距离。障碍物的消失距离数据可以是目标车辆距离障碍物的最大距离。预设常数数据可以是指通过对障碍物的最小预定距离数据和障碍物的消失距离数据进行分析，确定出合理的常数，作为常数数据。

作为示例，上述执行主体可以取障碍物的最小预定距离5米。障碍物的消失距离数据为7.5米。上述目标车辆与障碍物的距离数据为6米。预设常数数据可以为6.3米。

在一些实施例的一些可选的实现方式中，上述执行主体基于上述避障数据集合，将上述栅格地图集合和上述引导线集合进行动态规划处理，生成第一避障轨迹数据集合，可以包括以下步骤：

第一步，对上述行驶路径数据集合中的每个路径数据进行曲线拟合，生成曲线方程，得到曲线方程集合。

作为示例，路径数据可以是[[0，1]，[1，2]，[2，5]]，曲线方程可以是y＝x²+1。

第二步，对上述引导线数据集合中的每个引导线数据进行曲线拟合，生成引导线曲线方程，得到引导线曲线方程集合。

作为示例，引导线数据可以是[[0，3]，[1，4]，[2，7]]，引导线曲线方程可以是y＝x²+3。

第三步，基于上述曲线方程集合中的每个曲线方程和上述引导线曲线方程集合中的每个引导线曲线方程，生成第一参数，得到第一参数集合。其中，第一参数可以是曲线方程与引导线之间的距离。可以包括以下子步骤：

将上述曲线方程和上述引导线曲线方程输入至以下公式，生成第一参数：

C_guidance＝∫(f(s)-g(s))²ds。

其中，f(s)表示上述曲线方程。g(s)表示上述引导线曲线方程。f(s)-g(s)表示上述曲线方程与上述引导线曲线方程的差值。∫(f(s)-g(s))²ds表示上述曲线方程与上述引导线曲线方程的差值平方的积分。

具体的，通过上述第一参数获取公式，对上述曲线方程集合中的每个曲线方程和上述引导线曲线方程集合中的每个引导线曲线方程进行积分运算，求得第一参数，从而获得第一参数集合。通过上述第一参数获取公式可以稳定的得到第一参数。

作为示例，上述曲线方程可以是f(s)＝2s²+1。上述引导线曲线方程可以是g(s)＝2s²-3。S可以是5。则生成的第一参数为80。

第四步，基于上述曲线方程集合中的每个曲线方程，生成第二参数，得到第二参数集合。其中，第二参数可以是对上述曲线方程进行平滑处理，所损耗的成本。可以包括以下子步骤：

将上述曲线方程输入至以下公式，生成第二参数：

C_smooth＝w₁∫(f′(s))²ds+w₂∫(f″(s))²ds+w₃∫(f″′(s))²ds。

其中，w₁、w₂、w₃表示为权重。f′(s)表示上述曲线方程的一阶导数。f″(s)表示上述曲线方程的二阶导数。f″′(s)表示上述曲线方程的三阶导数，∫(f′(s))²ds表示上述曲线方程的一阶导数平方的积分，∫(f″(s))²ds表示上述曲线方程的二阶导数平方的积分，∫(f″′(s))²ds表示上述曲线方程的三阶导数平方的积分。

具体的，对上述曲线方程进行求导，获取曲线方程的一阶导数、二阶导数和三阶导数，将获得的导数数据带入上述方程，进行积分求和运算，计算出第二参数，获取到第二参数集合。通过上述第二参数获取公式可以稳定的得到第二参数。

作为示例，上述曲线方程可以是f(s)＝2s²+1。上述曲线方程的一阶导数为f′(s)＝4s。上述曲线方程的二阶导数为f″(s)＝4。上述曲线方程的三阶导数为f″′(s)＝0。S可以是5。w₁、w₂、w₃可以分别是1，2，3。则生成的第二参数为2480/3。

第五步，基于上述障碍物数据集合中的每个障碍物数据，生成第三参数，得到第三参数集合。其中，第三参数可以是目标车辆在得到上述避障数据的情况下，在进行避障过程中，障碍物对目标车辆造成的损失成本。可以包括以下子步骤：

将上述障碍物数据输入至以下公式，生成第三参数：

其中，d表示上述目标车辆与障碍物的距离数据。d_c表示上述障碍物的最小预定距离数据。d_n表示上述障碍物的消失距离数据。C表示预设常数数据。其中，0可以表示目标车辆与障碍物不发生碰撞。+∞可以表示目标车辆与障碍物发生碰撞。

具体的，上述执行主体获取上述目标车辆与障碍物的距离数据、上述障碍物的最小预定距离数据、上述障碍物的消失距离数据和上述常数数据。之后，对三个距离数据进行判断，带入到合适的公式里去，生成障碍物成本，获取到障碍物成本参数集合。通过上述第三参数获取公式可以稳定的得到第三参数。

作为示例，上述目标车辆与障碍物的距离数据可以是50。上述障碍物的最小预定距离数据可以是30。上述障碍物的消失距离数据可以是35。预设常数数据可以是32。则生成的第三参数为0。

第六步，将上述第一参数集合中的每个第一参数，上述第二参数集合中的每个第二参数和上述第三参数集合中的每个第三参数输入至以下公式，生成第一避障轨迹数据，得到第一避障轨迹数据集合：

C_total＝C_guidancd+C_smooth+C_obs。

其中，C_total表示上述第一避障轨迹数据。C_guidance表示上述第一参数。C_smooth表示上述第二参数。C_obs表示上述第三参数。

通过上述第一参数获取公式，从而获得了曲线方程和引导线曲线方程之间的成本。通过上述第二参数获取公式，从而获得了对曲线方程进行平滑处理所消耗的成本。通过上述第三参数获取公式，从而获得了目标车辆和障碍物之间进行碰撞可能性的以及绕开障碍物所需的成本。为目标车辆获取第一避障轨迹提供了基准线，为下一步的第一避障轨迹生成进行了数据准备。然后，通过上述第一避障轨迹生成公式，将上述第一参数、上述第二参数和上述第三参数带入公式，进行求和运算，得到上述第一避障轨迹数据，得到第一避障轨迹数据集合。最后，第一避障轨迹数据集合中的每个第一避障轨迹数据进行比较，从而选择第一避障轨迹数据集合中最小值，作为实际的第一避障轨迹数据。

作为示例，上述第一参数可以是80。上述第二参数可以是2480/3。上述第三参数可以是0。则上述第一避障轨迹数据为2720/3。

步骤206，对第一避障轨迹数据集合，行驶路径数据集合和车辆特性数据集合进行二次规划处理，生成第二避障轨迹数据集合。

在一些实施例中，上述执行主体可以对上述第一避障轨迹数据集合，上述行驶路径数据集合和上述车辆特性数据集合进行二次规划处理，生成第二避障轨迹数据集合。

在一些实施例的一些可选的实现方式中，上述执行主体可以对上述第一避障轨迹数据集合，上述行驶路径数据集合和上述车辆特性数据集合进行二次规划处理，生成第二避障轨迹数据集合，可以包括以下步骤：

第一步，将上述第一避障轨迹数据集合，上述行驶路径数据集合和上述车辆特性数据集合中的数据转化为预设坐标系中的轨迹坐标点数据，得到坐标点数据集合。其中，预设坐标系可以是弗莱纳(Frenet)坐标系。

第二步，对上述坐标点数据集合中的各个轨迹坐标点数据进行多项式拟合以生成第二避障轨迹，得到第二避障轨迹数据集合。

作为示例，轨迹坐标点数据可以是[2，3]，S可以为轨迹点坐标数据。多项式拟合公式可以是L(s)＝a+bs+cs²+ds³+es⁴+fs⁵。其中，a、b、c、d、e、f可以表示为通过多项式拟合得到的参数。通过不断的调节上述参数，让上述多项式拟合公式不断地朝着上述第一避障轨迹数据集合中的第一避障轨迹数据靠近，当上述多项式拟合公式与上述第一避障轨迹数据集合中的第一避障轨迹数据中能够通过障碍物且损失较低的轨迹相当时，就拟合出了第二避障轨迹数据，从多条第一避障轨迹数据中拟合出第二避障轨迹数据，提高数据的代表性和可用性。

上述公式作为本公开的实施例的一个发明点，解决了背景技术提及的技术问题二“在进行避障时采用的是倒退避障或者静止避障，其避障方法较为浪费时间”。造成其避障浪费时间的因素往往如下：由于在进行车辆避障时一般采取的方式是倒退避障或者是静止避障，这种情况下就需要移动障碍物进行避障，如果障碍物是动态的，可以采用倒退臂章或者静止避障，但如果遇到静态障碍物，就需要移动障碍物，这是比较浪费时间的。如果解决了上述因素，遇到静态障碍物就能够绕过障碍物继续前进，降低了车辆避障时需要的时间。为了达到这一效果，上述公式引入了与车辆避障相关的数据信息：第一避障轨迹数据和第二避障轨迹数据。由于第一避障轨迹数据需要不同的参数，所以上述公式引入了第一参数、第二参数和第三参数。从而判断出第一避障轨迹数据。通过上述第一参数获取公式，通过积分公式不断对上述曲线方程与上述引导线曲线方程的差值平方的积分，求得上述曲线方程和上述引导线曲线方程的逼近程度，参数越小，表示上述曲线方程和上述引导线曲线方程的偏差越小，也越相似。通过上述第二参数获取公式，获得优化上述曲线方程所需要的成本，参数越小，表示优化的成本越低。通过第三参数获取公式，获取车辆通过障碍物损耗的成本，参数越小，损耗越低。对上述第一参数、第二参数和第三参数进行求和，得到第一避障轨迹数据。通过对第一避障轨迹数据的数值进行判断，选择出能够通过障碍物的轨迹。之后，通过对第一避障轨迹数据进行多项式拟合，从多条第一避障轨迹数据中拟合出能够通过障碍物且损失较低的轨迹，作为第二避障轨迹数据。从而，解决了车辆通行中遇到静态障碍物的避障问题，不仅提出了一种新的避障方式(绕行避障)，而且，节省了车辆通过障碍物的时间。

在一些实施例的一些可选的实现方式中，上述执行主体对上述第二避障轨迹数据集合中的各个第二避障轨迹数据进行检测，得到检测结果，响应于上述检测结果满足预定条件，将上述第二避障轨迹集合发送至控制终端，以供上述控制终端基于上述第二避障轨迹集合控制上述目标车辆执行车辆避障操作。

作为示例，预定条件可以是第二避障轨迹数据能够通过障碍物。汽车在公路上行驶，前方遇到障碍物，上述执行主体生成第二避障轨迹，并对第二避障轨迹检测。车辆控制终端获取到第二避障轨迹数据后，满足预定条件，会控制车辆执行避障操作。

本公开的上述各个实施例具有如下有益效果：通过本公开的一些实施例的车辆避障方法得到的第二避障轨迹数据，能够绕行通过障碍物，节省避障时间。具体来说，发明人发现，造成避障时间过长的原因在于：获取的栅格地图范围较小以及数据不全，对障碍物不能实时的检测，避障方式单一。基于此，本公开的一些实施例的车辆避障方法中的栅格地图数据集合不仅包括了可行使区域数据集合和障碍物数据集合，还包括目标车辆的位置数据集合。栅格地图可以进行实时的更新，对行驶过程中的障碍物数据和目标车辆的位置数据把握的更加准确。而后，通过对实时更新的行驶路径数据集合中的数据进行分析，获得目标车辆的行车轨迹数据集合，得到的引导线数据集合更加的丰富。之后，通过对栅格地图集合上的障碍物进行判断，结合目标车辆的车辆特性数据集合和引导线集合，对目标车辆的避障方式进行决策，由此得到避障数据集合，丰富了避障的方式。也因为有了多样的避障方式，结合栅格地图集合中的数据，对引导线数据集合中的数据进行动态规划处理，得到能够绕过障碍物的行车轨迹数据集合。最后，根据行驶路径数据集合和车辆特性数据集合，对行车轨迹数据进行二次规划处理，选择出能够绕行通过障碍物且损失成本低的避障轨迹集合。进而实现了对障碍物进行快速检测，以及对障碍物的状态实时更新，以至于车辆能够及时避障，提高了车辆避障时的安全性，为用户的生活提供了便利。

进一步参考图3，作为对上述各图上述方法的实现，本公开提供了一种车辆避障装置的一些实施例，这些装置实施例与图2上述的那些方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。

如图3所示，一些实施例的车辆避障装置300包括：获取单元301、第一生成单元302、第二生成单元303、第三生成单元304、第四生成单元305、第五生成单元306、检测单元307。其中，获取单元301，被配置成获取目标车辆周围的可行使区域数据集合，上述目标车辆与目标地点间的行驶路径数据集合，上述行驶路径数据集合中的障碍物数据集合，上述目标车辆的车辆特性数据集合和上述目标车辆的位置数据集合；第一生成单元302，被配置成基于上述可行使区域数据集合、上述障碍物数据集合和上述位置数据集合，得到栅格地图集合；第二生成单元303，被配置成基于上述行驶路径数据集合，生成行车轨迹数据集合，作为引导线数据集合；第三生成单元304，被配置成基于上述栅格地图集合、上述车辆特性数据集合和上述引导线集合，生成避障数据集合；第四生成单元305，被配置成基于上述避障数据集合，将上述栅格地图集合和上述引导线集合进行动态规划处理，生成第一避障轨迹数据集合；第五生成单元306，被配置成对上述第一避障轨迹数据集合，上述行驶路径数据集合和上述车辆特性数据集合进行二次规划处理，生成第二避障轨迹数据集合；检测单元307，被配置成对上述第二避障轨迹数据集合中的各个第二避障轨迹数据进行检测，得到检测结果。

可以理解的是，该装置300中记载的诸单元与参考图2描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作、特征以及产生的有益效果同样适用于装置300及其中包含的单元，在此不再赘述。

下面参考图4，其示出了适于用来实现本公开的一些实施例的电子设备(例如图1中的计算设备101)400的结构示意图。图4示出的服务器仅仅是一个示例，不应对本公开的实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图4所示，电子设备400可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的程序或者从存储装置408加载到随机访问存储器(RAM)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 403中，还存储有电子设备400操作所需的各种程序和数据。处理装置401、ROM 402以及RAM 403通过总线404彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。

通常，以下装置可以连接至I/O接口405：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置406；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置407；包括例如磁带、硬盘等的存储装置408；以及通信装置409。通信装置409可以允许电子设备400与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图4示出了具有各种装置的电子设备400，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。图4中示出的每个方框可以代表一个装置，也可以根据需要代表多个装置。

特别地，根据本公开的一些实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的一些实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的一些实施例中，该计算机程序可以通过通信装置409从网络上被下载和安装，或者从存储装置408被安装，或者从ROM 402被安装。在该计算机程序被处理装置401执行时，执行本公开的一些实施例的方法中限定的上述功能。

需要说明的是，本公开的一些实施例上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开的一些实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开的一些实施例中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如HTTP(HyperText TransferProtocol，超文本传输协议)之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)，广域网(“WAN”)，网际网(例如，互联网)以及端对端网络(例如，ad hoc端对端网络)，以及任何当前已知或未来研发的网络。

上述计算机可读介质可以是上述装置中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：获取目标车辆周围的可行使区域数据集合，上述目标车辆与目标地点间的行驶路径数据集合，上述行驶路径数据集合中的障碍物数据集合，上述目标车辆的车辆特性数据集合和上述目标车辆的位置数据集合；基于上述可行使区域数据集合、上述障碍物数据集合和上述位置数据集合，得到栅格地图集合；基于上述行驶路径数据集合，生成行车轨迹据集合，作为引导线数据集合；基于上述栅格地图集合、上述车辆特性数据集合和上述引导线集合，生成避障数据集合；基于上述避障数据集合，将上述栅格地图集合和上述引导线集合进行动态规划处理，生成第一避障轨迹数据集合；对上述第一避障轨迹数据集合，上述行驶路径数据集合和上述车辆特性数据集合进行二次规划处理，生成第二避障轨迹数据集合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的些实施例的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，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，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开的一些实施例中的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括获取单元、第一生成单元、第二生成单元、第三生成单元、第四生成单元、第五生成单元、检测单元。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，获取单元还可以被描述为“获取目标车辆周围的可行使区域数据集合，上述目标车辆与目标地点间的行驶路径数据集合，上述行驶路径数据集合中的障碍物数据集合，上述目标车辆的车辆特性数据集合和上述目标车辆的位置数据集合的单元”。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等。

以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方法。

Claims (9)

1.一种车辆避障方法，包括：

获取目标车辆周围的可行使区域数据集合，所述目标车辆与目标地点间的行驶路径数据集合，所述行驶路径数据集合中的障碍物数据集合，所述目标车辆的车辆特性数据集合和所述目标车辆的位置数据集合；

基于所述可行使区域数据集合、所述障碍物数据集合和所述位置数据集合，得到栅格地图集合；

基于所述行驶路径数据集合，生成行车轨迹数据集合，作为引导线数据集合；

基于所述栅格地图集合、所述车辆特性数据集合和所述引导线数据集合，生成避障数据集合；

基于所述避障数据集合，将所述栅格地图集合和所述引导线数据集合进行动态规划处理，生成第一避障轨迹数据集合；

对所述第一避障轨迹数据集合，所述行驶路径数据集合和所述车辆特性数据集合进行二次规划处理，生成第二避障轨迹数据集合；

其中，所述基于所述避障数据集合，将所述栅格地图集合和所述引导线数据集合进行动态规划处理，生成第一避障轨迹数据集合，包括：

对所述行驶路径数据集合中的每个行驶路径数据进行曲线拟合以生成曲线方程，得到曲线方程集合；

对所述引导线数据集合中的每个引导线数据进行曲线拟合以生成引导线曲线方程，得到引导线曲线方程集合；

基于所述曲线方程集合中的每个曲线方程和所述引导线曲线方程集合中的每个引导线曲线方程，生成第一参数，得到第一参数集合；

基于所述曲线方程集合中的每个曲线方程，生成第二参数，得到第二参数集合；

基于所述障碍物数据集合中的每个障碍物数据，生成第三参数，得到第三参数集合；

将所述第一参数集合中的每个第一参数，所述第二参数集合中的每个第二参数和所述第三参数集合中的每个第三参数输入至以下公式，生成第一避障轨迹数据，得到第一避障轨迹数据集合：

C_total＝C_guidancd+C_smooth+C_obs，

其中，C_total表示所述第一避障轨迹数据，C_guidance表示所述第一参数，C_smooth表示所述第二参数，C_obs表示所述第三参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

对所述第二避障轨迹数据集合中的各个第二避障轨迹数据进行检测，得到检测结果；

响应于所述检测结果满足预定条件，将所述第二避障轨迹集合发送至控制终端，以供所述控制终端基于所述第二避障轨迹集合控制所述目标车辆执行车辆避障操作。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述障碍物数据，包括：所述目标车辆与障碍物的距离数据，障碍物的最小预定距离数据，障碍物的消失距离数据，预设常数数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于所述曲线方程集合中的每个曲线方程和所述引导线曲线方程集合中的每个引导线曲线方程，生成第一参数，包括：

将所述曲线方程和所述引导线曲线方程输入至以下公式，生成第一参数：

C_guidance＝∫(f(s)-g(s))²ds，

其中，f(s)表示所述曲线方程，g(s)表示所述引导线曲线方程，f(s)-g(s)表示所述曲线方程与所述引导线曲线方程的差值，∫(f(s)-g(s))²ds表示所述曲线方程与所述引导线曲线方程的差值平方的积分。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述基于所述曲线方程集合中的每个曲线方程，生成第二参数，包括：

将所述曲线方程输入至以下公式，生成第二参数：

C_smooth＝w₁∫(f′(s))²ds+w₂∫(f″(s))²ds+w₃∫(f″′(s))²ds，

其中，w₁、w₂、w₃表示为权重，f′(s)表示所述曲线方程的一阶导数，f″(s)表示所述曲线方程的二阶导数，f″′(s)表示所述曲线方程的三阶导数，∫(f′(s))₂ds表示所述曲线方程的一阶导数平方的积分，∫(f″(s))²ds表示所述曲线方程的二阶导数平方的积分，∫(f″′(s))²ds表示所述曲线方程的三阶导数平方的积分。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基于所述障碍物数据集合中的每个障碍物数据，生成第三参数，包括：

将所述障碍物数据输入至以下公式，生成第三参数：

其中，d表示所述目标车辆与障碍物的距离数据，d_c表示所述障碍物的最小预定距离数据，d_n表示所述障碍物的消失距离数据，C表示预设常数数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述对所述第一避障轨迹数据集合，所述行驶路径数据集合和所述车辆特性数据集合进行二次规划处理，生成第二避障轨迹数据集合，包括：

将所述第一避障轨迹数据集合，所述行驶路径数据集合和所述车辆特性数据集合中的数据转化为预设坐标系中的轨迹坐标点数据，得到轨迹坐标点数据集合；

对所述轨迹坐标点数据集合中的各个轨迹坐标点数据进行多项式拟合以生成第二避障轨迹，得到第二避障轨迹数据集合。

8.一种车辆避障装置，包括：

获取单元，被配置成获取目标车辆周围的可行使区域数据集合，所述目标车辆与目标地点间的行驶路径数据集合，所述行驶路径数据集合中的障碍物数据集合，所述目标车辆的车辆特性数据集合和所述目标车辆的位置数据集合；

第一生成单元，被配置成基于所述可行使区域数据集合、所述障碍物数据集合和所述位置数据集合，得到栅格地图集合；

第二生成单元，被配置成基于所述行驶路径数据集合，生成行车轨迹数据集合，作为引导线数据集合；

第三生成单元，被配置成基于所述栅格地图集合、所述车辆特性数据集合和所述引导线数据集合，生成避障数据集合；

第四生成单元，被配置成基于所述避障数据集合，将所述栅格地图集合和所述引导线数据集合进行动态规划处理，生成第一避障轨迹数据集合；所述第四生成单元被进一步配置成：

对所述行驶路径数据集合中的每个行驶路径数据进行曲线拟合以生成曲线方程，得到曲线方程集合；

对所述引导线数据集合中的每个引导线数据进行曲线拟合以生成引导线曲线方程，得到引导线曲线方程集合；

基于所述曲线方程集合中的每个曲线方程和所述引导线曲线方程集合中的每个引导线曲线方程，生成第一参数，得到第一参数集合；

基于所述曲线方程集合中的每个曲线方程，生成第二参数，得到第二参数集合；

基于所述障碍物数据集合中的每个障碍物数据，生成第三参数，得到第三参数集合；

将所述第一参数集合中的每个第一参数，所述第二参数集合中的每个第二参数和所述第三参数集合中的每个第三参数输入至以下公式，生成第一避障轨迹数据，得到第一避障轨迹数据集合：

C_total＝C_guidancd+C_smooth+C_obs，

其中，C_total表示所述第一避障轨迹数据，C_guidance表示所述第一参数，C_smooth表示所述第二参数，C_obs表示所述第三参数；

第五生成单元，被配置成对所述第一避障轨迹数据集合，所述行驶路径数据集合和所述车辆特性数据集合进行二次规划处理，生成第二避障轨迹数据集合；

检测单元，被配置成对所述第二避障轨迹数据集合中的各个第二避障轨迹数据进行检测，得到检测结果。

9.一种电子设备，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如权利要求1-7中任一所述的方法。

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