一种车辆轨迹规划方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及自动驾驶轨迹规划技术，尤其涉及一种车辆轨迹规划方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、高速干线是商用车辅助驾驶系统或自动驾驶系统的核心应用场景，商用车实际运营工况差异很大。当车辆为空载时，整车旋转惯量小、重心低，车身灵活、转弯速度大。当车辆为满载时，整车惯量增大、重心增高、最大转弯速度降低。偏载工况下车辆左右轴荷不均、轨迹规划不当会出现车身压线，偏离车道，甚至会出现侧滑、甩尾、姿态失稳问题。

2、现有技术中，商用车轨迹规划方法通常采用固定的运动学约束参数，或仅依据整车总质量进行粗略的档位切换，且普遍假设车辆左右转向的动力学特性是对称的。然而，实际运输中货物分布不均导致的横向质心偏移会显著改变车辆左右两侧的稳定性边界，使得向重载侧转向的侧翻风险远高于轻载侧。现有技术方案因无法感知横向质心偏移且采用左右对称的约束策略，导致在偏载工况下面临两难困境：若参数设定保守，则轻载侧转向通行效率低下；若参数设定激进，则重载侧转向极易突破稳定性极限引发侧翻事故。

3、因此，如何感知车辆载重及横向质心偏移状态，并据此动态修正轨迹规划参数，提升全工况下安全性和通行效率低，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明主要目的在于提供一种车辆轨迹规划方法、装置、设备及存储介质，通过实时计算整车载重及横向质心偏移量，并据此动态修正轨迹规划中的控制参数，提升车辆在偏载工况下行驶稳定性与通行效率。

2、第一方面，本申请提供了一种车辆轨迹规划方法，其中该方法包括步骤：

3、根据采集的车辆轴荷数据，计算整车总载重与横向质心偏移量；

4、根据所述整车总载重与横向质心偏移量，确定载重补偿系数和质心偏移补偿系数，并判断车辆当前的负载工况类型；

5、基于车辆当前的负载工况类型，计算对应的载重补偿系数与质心偏移补偿系数对车辆轨迹规划参数进行修正，得到修正的车辆轨迹规划参数；

6、基于修正的车辆轨迹规划参数，生成行驶轨迹控制量。

7、结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，利用车辆底盘控制器实时采集车辆轴荷数据，所述轴荷数据包括：前轴总轴荷、后轴总轴荷、左侧总轴荷和右侧总轴荷；

8、根据车辆前轴总轴荷和后轴总轴荷与重力加速度的比值，计算整车总载重；

9、根据车辆左轴总轴荷、右轴总轴荷和车辆标定轮距，计算横向质心偏移量。

10、结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，将当前整车总载重相对于空载质量的增量，除以额定满载质总量与空载质量的差值，确定载重补偿系数；

11、若横向质心偏移量大于设定阈值，则判断车辆质心向左偏移，并基于偏载标定系数、横向质心偏移量和横向质心偏移最大阈值，计算左侧偏移补偿系数，右侧偏移补偿系数维持基准值；

12、若横向质心偏移量小于设定阈值，则判断车辆质心向右偏移，并基于偏载标定系数、横向质心偏移量的绝对值和横向质心偏移最大阈值，计算右侧偏移补偿系数，左侧偏移补偿系数维持基准值；

13、若横向质心偏移量等于设定阈值，则判断车辆质心未偏移，左侧偏移补偿系数和右侧偏移补偿系数维持基准值。结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，

14、结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，若整车总载重处于第一预设范围内且横向质心偏移量小于等于第一预设偏载阈值时，判定为空载工况；

15、若整车总载重处于第二预设范围内且横向质心偏移量小于等于第二预设偏载阈值时，判定为标载工况；

16、若整车总载重处于第三预设范围内且横向质心偏移量小于等于第二预设偏载阈值时，判定为满载工况；

17、若在任意载重状态下，横向质心偏移量大于第二预设偏载阈值时，判定为偏载工况，其中第一预设范围小于第二预设范围小于第三预设范围。

18、结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，所述车辆轨迹规划参数包括：最大允许横向加速度、最大轨迹曲率、最大轨迹曲率变化率和轨迹预测时域；

19、基于不同工况下计算的载重补偿系数与质心偏移补偿系数，对车辆轨迹规划参数进行修正，得到修正的车辆轨迹规划参数。

20、结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，基于道路车道信息和前车行驶状态确定路径点序列；

21、采用三阶贝塞尔曲线对所述路径点序列进行拟合，生成车辆行驶轨迹。

22、结合上述第一方面，作为一种可选的实现方式，将当前工况修正后的轨迹规划参数输入模型预测控制器，并以修正后的最大允许横向加速度、最大轨迹曲率和最大轨迹曲率变化率为约束边界，修正后的轨迹预测时域确定预测步长，构建以轨迹横向偏差最小、车身航向角偏差最小和控制量变化率最小为优化目标的多目标代价函数，迭代求解最优控制量。

23、第二方面，本申请提供了一种车辆轨迹规划装置，其中该装置包括：

24、计算模块，其用于根据采集的车辆轴荷数据，计算整车总载重与横向质心偏移量；

25、处理模块，其用于根据所述整车总载重与横向质心偏移量，确定载重补偿系数和质心偏移补偿系数，并判断车辆当前的负载工况类型；

26、修正模块，其用于基于车辆当前的负载工况类型，计算对应的载重补偿系数与质心偏移补偿系数对车辆轨迹规划参数进行修正，得到修正的车辆轨迹规划参数；

27、输出模块，其用于基于修正的车辆轨迹规划参数，生成行驶轨迹控制量。

28、第三方面，本申请还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，实现第一方面任一项所述的方法。

29、第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机执行时，使计算机执行第一方面任一项所述的方法。

30、本申请提供的一种车辆轨迹规划方法、装置、设备及存储介质，其中该方法包括步骤：根据采集的车辆轴荷数据，计算整车总载重与横向质心偏移量；根据所述整车总载重与横向质心偏移量，确定载重补偿系数和质心偏移补偿系数，并判断车辆当前的负载工况类型；基于车辆当前的负载工况类型，计算对应的载重补偿系数与质心偏移补偿系数对车辆轨迹规划参数进行修正，得到修正的车辆轨迹规划参数；基于修正的车辆轨迹规划参数，生成行驶轨迹控制量。本申请通过实时计算整车载重及横向质心偏移量，并据此动态修正轨迹规划中的控制参数，提升车辆在偏载工况下行驶稳定性与通行效率。

31、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

1.一种车辆轨迹规划方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据采集的车辆轴荷数据，计算整车总载重与横向质心偏移量，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述整车总载重与横向质心偏移量，确定载重补偿系数和质心偏移补偿系数，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断车辆当前的负载工况类型，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于车辆当前的负载工况类型，计算对应的载重补偿系数与质心偏移补偿系数对车辆轨迹规划参数进行修正，得到修正的车辆轨迹规划参数，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成行驶轨迹之前，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于修正的车辆轨迹规划参数，生成目标行驶轨迹之后，包括：

8.一种车辆轨迹规划装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机执行时，使计算机执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。