一种自动驾驶风格实现方法、系统、设备及计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及车辆自动驾驶技术领域，尤其涉及一种自动驾驶风格实现方法、系统、设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.目前多数车辆已配备有人工驾驶模式可选择，如eco模式，运动模式等。在自动驾驶模式下，有部分车辆提供了柔和、普通、急速等速度变道选项。但是车辆的自动驾驶风格并不能根据驾驶员的主观偏好进行更加丰富的个性化设定。比如，自动驾驶系统可根据驾驶员的个人偏好设定速度、加速度、变道时机等，形成符合驾驶员习惯的自动驾驶风格。车辆制造商不可能在出厂时即设定符合每个消费者主观要求的自动驾驶风格，不同行驶状况下对舒适性和效率的要求也千差万别。


技术实现要素：

3.针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种自动驾驶风格实现方法、系统、设备及计算机可读存储介质，能够实现符合个人偏好的驾驶风格，提升用户体验。
4.具体地，本发明提出了一种自动驾驶风格实现方法，包括步骤：
5.s1，选择并激活驾驶风格配置文件，所述驾驶风格配置文件包含横向轨迹规划的参数；
6.s2，根据所述驾驶风格配置文件获取横向轨迹规划，车辆按照所述横向轨迹规划控制执行；
7.s3，接收驾驶员对所述驾驶风格配置文件对应的驾驶风格进行反馈；
8.s4，根据反馈内容对所述横向轨迹规划的参数进行修改，保存修改后的驾驶风格配置文件。
9.根据本发明的一个实施例，在步骤s1中，在步骤s1中，所述驾驶风格配置文件保存在所述车辆或云端服务器中。
10.根据本发明的一个实施例，获取横向轨迹规划的步骤包括：
11.t1，将低速和静态障碍物投影到frenet坐标系；
12.t2，基于frenet坐标系进行采样；
13.t3，采用五次多项式曲线拟合出不同的路径；
14.t4，利用dp算法选取所有路径中cost值最小的路径；
15.t5，利用qp算法对选出的路径进行优化。
16.根据本发明的一个实施例，在步骤t4中，采用光滑程度、障碍物避障、引导线偏差来评价，选取的目标代价函数为：
17.c
total
＝c
smooth
(f) c
obs
(f) c
guidance
(f)；
18.其中，c
total
为选取的路径值，c
smooth
(f)为光滑程度值，c
obs
(f)为障碍物避障值，cguidance
(f)，引导线偏差值。
19.根据本发明的一个实施例，在步骤t5中，设定优化目标代价函数为：
[0020][0021]
基于以下约束进行qp算法求解最优路径：
[0022][0023][0024][0025][0026]
其中，li表示车辆相对目标车道中心线的横向位置，l
′i表示车辆朝向，l
″i表示曲率，l
″′i表示曲率导数，w
l
、w
l
′
、w
l
″
、w1″′
是目标代价函数的各项权重系数。
[0027]
根据本发明的一个实施例，在步骤s1之前，执行驾驶风格配置初始化。
[0028]
本发明还提供了一种自动驾驶风格实现系统，用于实现前述的自动驾驶风格实现方法，包括：
[0029]
车辆存储单元，用于存储多个驾驶风格配置文件；
[0030]
选择单元，用于选择驾驶风格配置文件；
[0031]
决策规划单元，包括计算模块、反馈接收模块和修改模块，所述计算模块根据所选择的驾驶风格配置文件获取所述横向轨迹规划；所述反馈接收模块用于接收驾驶员的反馈；所述修改模块根据所述反馈的内容修改所述横向轨迹规划的参数，并保存到所述存储单元中对应的驾驶风格配置文件；
[0032]
控制单元，根据所述横向轨迹规划生成控制指令；
[0033]
车辆执行单元，根据所述控制指令操控车辆。
[0034]
根据本发明的一个实施例，所述自动驾驶风格实现系统还包括云端存储单元，用于存储多个驾驶风格配置文件，自动驾驶风格实现系统通过车辆存储单元下载云端存储单元的驾驶风格配置文件。
[0035]
本发明还提供了一种自动驾驶风格实现设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述的自动驾驶风格实现方法的步骤。
[0036]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的自动驾驶风格实现方法的步骤。
[0037]
本发明提供的一种自动驾驶风格实现方法、系统、设备及计算机可读存储介质，通过驾驶员反馈不断修正驾驶风格配置文件，能够实现符合个人偏好的驾驶风格，提升用户体验。
[0038]
应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，
并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。
附图说明
[0039]
包括附图是为提供对本发明进一步的解释，它们被收录并构成本技术的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：
[0040]
图1示出了本发明一个实施例的自动驾驶风格实现方法的流程框图。
[0041]
图2示出了本发明一个实施例的获取横向轨迹规划的流程框图。
[0042]
图3示出了本发明一个实施例的自动驾驶风格实现系统的结构示意图。
[0043]
其中，附图中包含以下附图标记：
[0044]
自动驾驶风格实现系统
ꢀꢀꢀ
300
[0045]
车辆存储单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
301
[0046]
选择单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
302
[0047]
决策规划单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
303
[0048]
控制单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
304
[0049]
车辆执行单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
305
[0050]
计算模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
306
[0051]
反馈接收模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
307
[0052]
修改模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
308
[0053]
云端存储单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
309
具体实施方式
[0054]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0055]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0056]
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0057]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中
不需要对其进行进一步讨论。
[0058]
在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0059]
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。此外，尽管本技术中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本技术说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本技术。
[0060]
图1示出了本发明一个实施例的自动驾驶风格实现方法的流程框图。如图所示，本发明提供的一种自动驾驶风格实现方法包括步骤：
[0061]
s1，选择并激活驾驶风格配置文件，驾驶风格配置文件包含横向轨迹规划的参数。驾驶风格配置文件具有多个，是因为车辆有可能授权给家庭成员或其它人使用，不同的驾驶员可选择使用自己的驾驶风格配置文件。此外，驾驶员每次使用自动驾驶的场景也可能不同，比如城市、高速、高架路等，可根据不同场景选择不同驾驶风格配置文件。
[0062]
s2，根据所选择的驾驶风格配置文件获取横向轨迹规划，车辆按照横向轨迹规划控制执行。一般的，横向轨迹规划是一个方向的规划，可以看成一个如何打方向盘的规划，它只决定轨迹的形状。
[0063]
s3，接收驾驶员对驾驶风格配置文件对应的驾驶风格进行反馈。在本次自动驾驶控制完成时，由驾驶员主动反馈对驾驶风格的偏好。
[0064]
s4，根据反馈内容对横向轨迹规划的参数进行修改，保存修改后的驾驶风格配置文件。根据对驾驶方格的偏好来修改参数，对横向轨迹规划进行优化，保存修改后的驾驶风格配置文件，以便下次使用。
[0065]
较佳地，在步骤s1中，驾驶风格配置文件保存在车辆或云端服务器中。驾驶风格配置文件保存在本地车辆，在启动车辆时可以直接调用。驾驶风格配置文件还可以上传保存到云端服务器，当驾驶员选择调用在云端服务器上的驾驶风格配置文件，该文件会下载到本地车辆上供使用。
[0066]
图2示出了本发明一个实施例的获取横向轨迹规划的流程框图。较佳地，如图所示，在步骤s2中，获取横向轨迹规划的步骤包括：
[0067]
t1，将低速和静态障碍物投影到frenet坐标系。在frenet坐标系中，使用道路的中心线作为参考线，使用参考线的切线向量t和法线向量n建立一个坐标系。以车辆自身为原点，坐标轴相互垂直，分为s方向(即沿着参考线的方向，通常被称为纵向，longitudinal)和d方向(即参考线当前的法向，被称为横向，lateral)。这样，在frenet坐标系下车辆向前行驶并保持在车道内的轨迹就计算成一条直线，这会大大简化轨迹规划的难度。
[0068]
t2，基于frenet坐标系进行采样。
[0069]
t3，依据采样，采用五次多项式曲线连接采样的点以拟合出不同的路径。
[0070]
t4，利用dp算法选取所有路径中cost值最小的路径，即寻找成本最低的轨迹。
[0071]
t5，利用qp算法对选出的路径进行优化。通过dp算法粗选出一条可通行路径，然后利用qp算法对选出的路径进行二次平滑。
[0072]
较佳地，在步骤t4中，采用光滑程度、障碍物避障、引导线偏差来评价，选取的目标代价函数为：
[0073]ctotal
＝c
smooth
(f) c
obs
(f) c
guidance
(f)；
[0074]
其中，c
total
为选取的路径值，c
smooth
(f)为光滑程度值，c
obs
(f)为障碍物避障值，c
guidance
(f)，引导线偏差值。
[0075]
较佳地，在步骤t5中，设定优化目标代价函数为：
[0076][0077]
基于以下约束进行qp算法求解最优路径：
[0078][0079][0080][0081][0082]
其中，li表示车辆相对目标车道中心线的横向位置，l
′i表示车辆朝向，l
″i表示曲率，l
″′i表示曲率导数，w
l
、w
l
′
、w
l
″
、w
l
″′
是目标代价函数的各项权重系数。在qp算法求解时，会优化选出目标代价函数cost最小的轨迹。li、l
′i、l
″i、l
″′i的约束以及目标代价函数的各项权重系数w
l
、w
l
′
、w
l
″
、w
l
″′
都会影响横向轨迹规划的舒适性和效率。
[0083]
需要说明的是，在步骤s4中，根据反馈内容修改横向轨迹规划的参数中，该参数包括前述的li、l
′i、l
″i、l
″′i，以及权重系数w1、w
l
′
、w
l
″
、w
l
″′
，并将修改后的参数保存到驾驶风格配置文件。容易理解的，在车辆根据用户自定义的驾驶风格配置文件控制执行完成时，驾驶员可以通过车辆配置的用户界面对驾驶风格配置文件对应的驾驶风格进行反馈。例如，通过评价选项方式进行主动反馈，如评价选项为换道速度，包含三个反馈选项，太慢、合适、太快，驾驶员可以选择三个选项中的任一个；如评价选项为换道频率，包含三个反馈选项，较少，合适，过高，驾驶员可以选择三个选项中的任一个。根据用户反馈内容，可以对横向规划中的参数，特别是权重参数w
l
、w
l
′
、w
l
″
、w
l
等进行针对性修改。例如，如果驾驶员反馈换道过程中转向过大，由于转向半径的大小与期望轨迹的曲率相关，故根据驾驶员的反馈结果，适当增加w
l
″
曲率权重值，缩小l
″i的上下限约束，使得项的cost权重更大，修改后的参数l
″i、w1″
自动写入驾驶风格配置文件。在下次自动驾驶行程中，若在此选择该驾驶风格配置文件，则会根据修改后的参数，在qp算法求解时，因为曲率项的cost更大，会更加严格约束期望轨迹上每个点的曲率，最终使得规划出来的横向轨迹不至于转向过大，能够更加符合驾驶员个人偏好。
[0084]
下表列出了驾驶风格配置文件对应的不同驾驶风格进行反馈与修改参数的关系。
[0085][0086]
需要说明的是，目标代价函数的每项参数之间存在较强的耦合关系，上述列表列出了不同驾驶风格对横向路径规划影响的主要参数，其他参数相应地在有限范围内进行小幅度的修改调整。
[0087]
较佳地，在步骤s1之前，执行驾驶风格配置初始化。初始化时可以加载车辆生产厂家设置默认的普通驾驶风格配置文件，该配置文件包含横向轨迹规划的各项权重系数和约束均为出厂默认值。
[0088]
本发明还提供了一种自动驾驶风格实现系统，用于实现前述的自动驾驶风格实现方法。图3示出了本发明一个实施例的自动驾驶风格实现系统的结构示意图。如图所示，该自动驾驶风格实现系统300主要包括车辆存储单元301、选择单元302、决策规划单元303、控制单元304和车辆执行单元305。
[0089]
其中，车辆存储单元301用于存储多个驾驶风格配置文件。
[0090]
选择单元302用于选择驾驶风格配置文件。
[0091]
决策规划单元303包括计算模块306、反馈接收模块307和修改模块308。计算模块306根据所选择的驾驶风格配置文件获取横向轨迹规划；反馈接收模块307用于接收驾驶员的反馈；修改模块308根据反馈的内容修改参数，并保存到存储单元中对应的驾驶风格配置文件。
[0092]
控制单元304根据计算模块306获取的横向轨迹规划生成控制指令。
[0093]
车辆执行单元305根据控制单元304发出的控制指令来操控车辆。
[0094]
较佳地，自动驾驶风格实现系统300还包括云端存储单元309。该云端存储单元309用于存储多个驾驶风格配置文件。自动驾驶风格实现系统300通过车辆存储单元301下载云端存储单元309的驾驶风格配置文件。
[0095]
本发明还提供了一种自动驾驶风格实现设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现前述任一项自动驾
驶风格实现方法的步骤。
[0096]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现前述任一项自动驾驶风格实现方法的步骤。
[0097]
其中，自动驾驶风格实现系统、设备、计算机可读存储介质的具体实现方式和技术效果均可参见上述本发明所提供的自动驾驶风格实现方法的实施例，在此不再赘述。
[0098]
本发明提供的一种自动驾驶风格实现方法、系统、设备及计算机可读存储介质，通过驾驶员反馈不断修正驾驶风格配置文件，即调整横向轨迹规划的参数，使得自动驾驶风格逐渐趋于符合驾驶员的个人偏好，并生成对应的驾驶风格配置文件，以供驾驶员以后选择使用，从而提升用户体验。
[0099]
本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
[0100]
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如dsp与微处理器的组合、多个微处理器、与dsp核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
[0101]
结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在asic中。asic可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
[0102]
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(dsl)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、dsl、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线
技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(cd)、激光碟、光碟、数字多用碟(dvd)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
[0103]
本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。