一种自动驾驶控制方法、装置及设备与流程

本技术涉及自动驾驶，尤其是涉及一种自动驾驶控制方法、装置及设备。

背景技术：

1、随着自动驾驶技术的发展，车辆通常通过环境感知设备获取道路、障碍物及车辆行驶状态等信息，并结合地图和定位结果进行路径规划及行驶控制。

2、相关技术中，传统的自动驾驶控制方法在道路边界清晰、障碍物分布稳定的场景下能够满足基本行驶需求。然而，在园区、厂区、无车道线道路及其他复杂道路环境中，容易受到道路边界不完整、障碍物变化、感知结果波动及定位偏差等因素影响，导致规划轨迹频繁变化、车辆反复绕行、行驶方向偏移或短时停滞。此外，规划轨迹还可能存在安全裕度不足或与车辆实际运动能力不匹配的问题，影响车辆行驶的稳定性和安全性。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种自动驾驶控制方法、装置及设备，解决传统自动驾驶控制方法中存在的复杂道路环境下规划轨迹稳定性较差、容易偏离目标行驶方向以及规划结果的安全性不足的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种自动驾驶控制方法，该方法包括：在车辆行驶过程中，根据车辆的车辆状态数据以及车辆周围的环境感知数据，确定车辆在当前位置的局部可行驶区域、局部可行驶区域对应的环境安全信息以及车辆在当前行驶环境对应全局地图中的当前位姿。根据当前位姿、车辆在全局地图中需要到达的目标位置以及全局地图，确定车辆从当前位置行驶至目标位置的全局路径。根据当前位姿、车辆状态数据、环境安全信息以及全局路径，确定在当前位置前方参考距离的局部参考段以及局部参考段对应的局部引导方向。根据局部参考段、局部引导方向以及局部可行驶区域，确定局部参考段对应的局部路径走廊。局部路径走廊用于表示车辆在该局部参考段内，贴合局部引导方向的安全行驶范围。局部路径走廊包括多个候选局部行驶轨迹。根据局部引导方向、各个候选局部行驶轨迹相较于局部参考段的偏离信息以及环境安全信息，从多个候选局部行驶轨迹中确定目标局部行驶轨迹，以控制车辆沿目标局部行驶轨迹行驶。

3、本技术实施例提供的自动驾驶控制方法，通过根据车辆的当前位姿、目标位置和全局地图确定全局路径，使车辆的行驶规划具有由当前位置通向目标位置的整体路径依据。再从全局路径中确定车辆当前行驶阶段对应的局部参考段和局部引导方向，能够将车辆到达目标位置的整体行驶要求转换为当前局部规划过程中的路径参考和方向参考。根据局部参考段、局部引导方向和局部可行驶区域确定局部路径走廊，能够将候选局部行驶轨迹限制在兼顾可通行性、环境安全性和目标方向一致性的局部范围内。再结合候选局部行驶轨迹与局部参考段之间的偏离信息、候选局部行驶轨迹与局部引导方向之间的关系以及环境安全信息确定目标局部行驶轨迹，可以减少车辆绕障过程中出现的行驶方向偏移和轨迹反复摆动，使车辆在避让道路边界和障碍物的同时保持朝向目标位置行驶，从而提高自动驾驶控制的稳定性、安全性和可执行性。

4、一种可能的实现方式，根据车辆的车辆状态数据以及车辆周围的环境感知数据，确定车辆在当前位置的局部可行驶区域和局部可行驶区域对应的环境安全信息，包括：基于车辆状态数据，确定以车辆当前位置为中心的局部规划范围。根据环境感知数据，确定局部规划范围内各个位置对应的道路可行驶程度以及障碍物占用程度。根据各个位置对应的道路可行驶程度、障碍物占用程度以及上一规划周期对应的历史可行驶信息，确定各个位置在当前规划周期对应的可行驶信息。根据各个位置与局部规划范围内非可通行位置之间的距离，确定各个位置对应的环境安全信息。根据各个位置在当前规划周期对应的可行驶信息以及环境安全信息，从局部规划范围内确定局部可行驶区域。

5、一种可能的实现方式，根据当前位姿、车辆在全局地图中需要到达的目标位置以及全局地图，确定车辆从当前位置行驶至目标位置的全局路径，包括：根据当前位姿和目标位置，分别确定车辆在全局地图中的路径起始位置和路径终止位置。根据全局地图中的障碍物区域和禁行区域，确定由路径起始位置通向路径终止位置的全局可通行范围。在全局可通行范围内进行路径搜索，得到由路径起始位置通向路径终止位置的多条候选全局路径。针对任一候选全局路径，根据候选全局路径的路径长度、候选全局路径中各个路径位置至以车辆当前位置为中心的局部规划范围内非可通行位置的距离、候选全局路径的路径曲率以及各个路径位置对应的道路拓扑风险，确定候选全局路径对应的路径评价结果。根据各个候选全局路径对应的路径评价结果，从多条候选全局路径中确定全局路径。

6、一种可能的实现方式，根据当前位姿、车辆状态数据、环境安全信息以及全局路径，确定在当前位置前方参考距离的局部参考段以及局部参考段对应的局部引导方向，包括：根据当前位姿，确定车辆的当前位置在全局路径上的投影位置。根据环境安全信息，确定车辆在当前行驶方向上的前方障碍物距离。根据车辆状态数据中的车辆速度以及前方障碍物距离，确定在当前位置前方的参考距离。根据投影位置和参考距离，确定全局路径中位于车辆前方的预瞄位置。确定全局路径中由投影位置延伸至预瞄位置的路径段为局部参考段，以及确定投影位置指向预瞄位置的方向为局部参考段对应的局部引导方向。

7、一种可能的实现方式，根据局部参考段、局部引导方向以及局部可行驶区域，确定局部参考段对应的局部路径走廊，包括：根据环境安全信息和车辆状态数据，确定局部参考段中各个参考位置对应的允许偏离范围。针对局部可行驶区域内的任一待判定位置，确定待判定位置在局部参考段上的对应参考位置。根据待判定位置和待判定位置在局部参考段上的对应参考位置，确定待判定位置相对于局部参考段的偏离信息以及待判定位置相对于局部引导方向的方向一致信息。根据各个参考位置对应的允许偏离范围、各个待判定位置对应的偏离信息、各个待判定位置对应的方向一致信息以及环境安全信息，从局部可行驶区域中确定沿局部参考段延伸且贴合局部引导方向的安全行驶范围，得到局部路径走廊。根据当前位姿、车辆状态数据、局部路径走廊以及局部引导方向，在局部路径走廊内生成多个候选局部行驶轨迹。

8、一种可能的实现方式，根据环境安全信息和车辆状态数据，确定局部参考段中各个参考位置对应的允许偏离范围，包括：根据环境安全信息，确定各个参考位置至道路边界的道路边界距离以及各个参考位置至障碍物的障碍物距离。根据各个参考位置对应的道路边界距离、障碍物距离以及车辆状态数据中的车辆速度，确定各个参考位置对应的允许偏离距离。根据各个参考位置和对应的允许偏离距离，确定局部参考段中各个参考位置对应的允许偏离范围。

9、一种可能的实现方式，根据当前位姿、车辆状态数据、局部路径走廊以及局部引导方向，在局部路径走廊内生成多个候选局部行驶轨迹，包括：根据当前位姿和车辆状态数据，确定车辆在当前位置对应的初始轨迹状态。初始轨迹状态用于表示车辆在当前位置对应的车辆位置、车辆航向和轨迹曲率。根据局部路径走廊和局部引导方向，确定局部路径走廊内的多个候选终止轨迹状态。候选终止轨迹状态用于表示对应候选终止位置的车辆位置、车辆航向和轨迹曲率。针对任一候选终止轨迹状态，根据初始轨迹状态和候选终止轨迹状态，生成由初始轨迹状态延伸至候选终止轨迹状态的候选局部行驶轨迹。根据各个候选局部行驶轨迹与局部路径走廊的位置关系以及各个候选局部行驶轨迹与局部引导方向的方向关系，确定局部路径走廊内的多个候选局部行驶轨迹。

10、一种可能的实现方式，根据局部引导方向、各个候选局部行驶轨迹相较于局部参考段的偏离信息以及环境安全信息，从多个候选局部行驶轨迹中确定目标局部行驶轨迹，包括：根据局部引导方向以及各个候选局部行驶轨迹的轨迹延伸方向，确定各个候选局部行驶轨迹对应的方向引导评价信息。根据各个候选局部行驶轨迹相较于局部参考段的偏离信息，确定各个候选局部行驶轨迹对应的路径偏离评价信息。根据各个候选局部行驶轨迹经过位置对应的环境安全信息，确定各个候选局部行驶轨迹对应的环境安全评价信息。根据方向引导评价信息、路径偏离评价信息以及环境安全评价信息，确定各个候选局部行驶轨迹对应的综合评价结果。根据各个候选局部行驶轨迹对应的综合评价结果，从多个候选局部行驶轨迹中确定目标局部行驶轨迹。

11、一种可能的实现方式，根据方向引导评价信息、路径偏离评价信息以及环境安全评价信息，确定各个候选局部行驶轨迹对应的综合评价结果，包括：根据各个候选局部行驶轨迹中相邻轨迹位置之间的延伸方向与局部引导方向之间的差异，确定各个候选局部行驶轨迹对应的方向一致程度。根据各个候选局部行驶轨迹中各个轨迹位置至局部参考段的距离，确定各个候选局部行驶轨迹对应的路径偏离程度。根据各个轨迹位置至道路边界和障碍物的距离，确定各个候选局部行驶轨迹对应的道路边界风险和障碍物风险。根据各个候选局部行驶轨迹对应的方向一致程度、路径偏离程度、道路边界风险、障碍物风险、轨迹曲率、轨迹平滑程度以及速度效率，确定各个候选局部行驶轨迹对应的综合评价结果。

12、一种可能的实现方式，在从多个候选局部行驶轨迹中确定目标局部行驶轨迹之前，方法还包括：根据各个候选局部行驶轨迹中各个轨迹位置之间的位置变化以及各个轨迹位置对应的车辆速度，确定各个候选局部行驶轨迹对应的轨迹曲率和横向加速度。根据轨迹曲率以及车辆的转向特性，确定各个候选局部行驶轨迹对应的车辆转向参数和车辆转向变化情况。根据各个候选局部行驶轨迹与局部路径走廊的位置关系，确定各个候选局部行驶轨迹对应的走廊约束信息。根据环境安全信息，确定各个候选局部行驶轨迹与非可通行位置之间的安全距离。根据轨迹曲率、横向加速度、车辆转向参数、车辆转向变化情况、走廊约束信息以及安全距离，从多个候选局部行驶轨迹中确定满足车辆运动约束和环境安全约束的有效候选局部行驶轨迹，并确定有效候选局部行驶轨迹为候选局部行驶轨迹。

13、一种可能的实现方式，本技术实施例提供的自动驾驶控制方法还包括：在控制车辆沿目标局部行驶轨迹行驶的过程中，根据车辆沿目标局部行驶轨迹行驶后的车辆状态数据，确定车辆相对于目标局部行驶轨迹的横向偏差信息和航向偏差信息。根据横向偏差信息、航向偏差信息、环境安全信息中的前方障碍物距离以及当前位姿对应的定位置信度信息，确定车辆对应的安全控制状态。在确定横向偏差信息或航向偏差信息满足路径重规划条件的情况下，重新确定局部参考段、局部路径走廊以及目标局部行驶轨迹。在确定前方障碍物距离满足减速条件或停车条件的情况下，控制车辆执行对应的减速操作或停车操作。在确定定位置信度信息满足定位异常条件的情况下，控制车辆执行低速行驶、停车等待或人工接管提示操作。

14、第二方面，本技术实施例提供了一种自动驾驶控制装置，装置包括：确定模块以及控制模块。

15、其中，确定模块，用于在车辆行驶过程中，根据车辆的车辆状态数据以及车辆周围的环境感知数据，确定车辆在当前位置的局部可行驶区域、局部可行驶区域对应的环境安全信息以及车辆在当前行驶环境对应全局地图中的当前位姿。

16、确定模块，还用于根据当前位姿、车辆在全局地图中需要到达的目标位置以及全局地图，确定车辆从当前位置行驶至目标位置的全局路径。

17、确定模块，还用于根据当前位姿、车辆状态数据、环境安全信息以及全局路径，确定在当前位置前方参考距离的局部参考段以及局部参考段对应的局部引导方向。

18、确定模块，还用于根据局部参考段、局部引导方向以及局部可行驶区域，确定局部参考段对应的局部路径走廊。局部路径走廊用于表示车辆在该局部参考段内，贴合局部引导方向的安全行驶范围。局部路径走廊包括多个候选局部行驶轨迹。

19、控制模块，用于根据局部引导方向、各个候选局部行驶轨迹相较于局部参考段的偏离信息以及环境安全信息，从多个候选局部行驶轨迹中确定目标局部行驶轨迹，以控制车辆沿目标局部行驶轨迹行驶。

20、第三方面，本技术实施例提供了一种自动驾驶控制设备，该自动驾驶控制设备具有实现上述第一方面或第一方面中任一种可能的实现方式的自动驾驶控制方法的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。

21、第四方面，本技术实施例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指令，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行上述第一方面或第一方面中任一种可能的实现方式的自动驾驶控制方法。

22、第五方面，本技术实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行上述第一方面或任一种可能的实现方式的自动驾驶控制方法。

23、其中，第二方面至第五方面中任一种设计方式所带来的技术效果可参见第一方面或第一方面中不同可能的实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。