碰撞检测方法、计算机程序产品及计算机可读存储介质与流程

本申请实施例涉及自动驾驶，特别涉及一种碰撞检测方法、计算机程序产品及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、在自动驾驶系统中，碰撞检测作为轨迹决策的核心环节，直接关系到车辆行驶安全性与路径规划效率。自动驾驶车辆需在动态环境中实时生成无碰撞轨迹，其决策过程需对数百条候选轨迹进行毫秒级评估，每条轨迹的每个采样点均需验证主车不同位姿与周围障碍物的空间交互关系。尤其在泊车、发车等free space场景下，车辆需在狭窄空间内完成高精度位姿调整，全局碰撞检测频率可达每秒数千万次量级，检测效率直接影响系统能否实现单帧轨迹决策能力。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种碰撞检测方法、计算机程序产品及计算机可读存储介质。该技术方案如下：

2、第一方面，本申请实施例提供了一种碰撞检测方法，该方法包括：构建自动驾驶设备的障碍物栅格地图，所述栅格地图包括多个细分网格，每个网格表示对应区域的障碍物状态；根据预设的碰撞缓冲距离对危险系数高于预设阈值的障碍物进行膨胀处理，生成膨胀障碍物图形，所述栅格地图中的第一区域为所述自动驾驶设备可达区域，第二区域为膨胀障碍物图形轮廓；计算所述栅格地图中每个网格的四邻域的欧几里得距离场，以确定所述栅格地图中任意一点到最近障碍物的碰撞距离；通过所述碰撞距离确定所述自动驾驶设备是否存在碰撞风险。

3、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：据预设的碰撞缓冲距离对危险系数高于预设阈值的障碍物进行膨胀处理之前，还包括：通过求预设矩形与所述障碍物实际轮廓的闵可夫斯基和进行膨胀预处理。

4、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：所述计算所述栅格地图中每个网格的四邻域的欧几里得距离场，包括：针对遍历方向采用对应的状态转移方程进行与所述障碍物的最小距离推导。

5、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：针对左上遍历方向采用如下状态转移方程：

6、(dx,dy)表示点(x,y)直线最近障碍物的向量:

7、令f(x,y)＝(dx,dy)；d(x,y)＝dx2+dy2

8、则任意一点到左上角的距离转移方程为:

9、d(x,y)＝min(d(f(x-1,y)+(1,0)),d(f(x,y-1)+(0,1)))

10、则状态转移方程为：

11、

12、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：通过比对所述自动驾驶设备在所述栅格地图中的覆盖圆半径与所述碰撞距离判断是否存在碰撞风险。

13、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：若判断存在碰撞风险，则启动精确检测模式，具体包括：将所述自动驾驶设备矩形轮廓的最短边中点所在的网格点设为初始检测点；以所述初始检测点为中心，沿所述矩形轮廓朝向方向，获取当前网格单元的距离场作为安全距离；根据所述安全距离进行跳跃式移动，使所述检测点沿所述朝向方向移动对应距离值的整数倍网格步长；重复执行上述步骤，直到满足以下终止条件之一：所述检测点所在网格的距离场数值等于零；各次跳跃距离的累加值超过所述矩形轮廓最长边长度。

14、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：所述获取距离场数值采用稀疏采样模式，具体包括：通过所述跳跃式移动使所述检测点始终处于潜在碰撞边界区域；所述安全距离的整数倍跳跃系数由所述矩形轮廓的几何尺寸与网格分辨率的比值确定；所述最长边长度比较阈值包含安全余量系数，该系数根据所述自动驾驶设备的制动响应时间动态调整。

15、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：若各次跳跃距离的累加值超过所述矩形轮廓最长边长度，则判断无碰撞风险，否则生成碰撞预警信号。

16、第二方面，本申请实施例提还提供了一种计算机程序或计算机程序产品，该计算机程序或计算机程序产品中存储有至少一条计算机指令，该至少一条计算机指令由处理器加载并执行，以使计算机实现上述任一种碰撞检测方法。

17、第三方面，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，该至少一条程序代码由处理器加载并执行，以使计算机实现上述任一该的碰撞检测方法。

18、本申请实施例提供的技术方案至少带来如下有益效果：本申请实施例提供的技术方案采用碰撞检测方法，能够通过障碍物膨胀处理与四邻域距离场计算的协同作用，实现单点平均纳秒级检测效率，使自动驾驶系统在free space场景下达成单帧轨迹决策能力，显著提升泊车、发车场景的轨迹规划效率与安全性。

1.一种碰撞检测方法，其特征在于，应用于自动驾驶场景，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预设的碰撞缓冲距离对危险系数高于预设阈值的障碍物进行膨胀处理之前，还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述栅格地图中每个网格的四邻域的欧几里得距离场，包括：针对遍历方向采用对应的状态转移方程进行与所述障碍物的最小距离推导。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，针对左上遍历方向采用如下状态转移方程：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过比对所述自动驾驶设备在所述栅格地图中的覆盖圆半径与所述碰撞距离判断是否存在碰撞风险。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，若判断存在碰撞风险，则启动精确检测模式，具体包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取距离场数值采用稀疏采样模式，具体包括：

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若各次跳跃距离的累加值超过所述矩形轮廓最长边长度，则判断无碰撞风险，否则生成碰撞预警信号。

9.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码，所述至少一条程序代码由处理器加载并执行，以使计算机实现如权利要求1至8任一所述的方法。