一种自动泊车路径规划系统和方法与流程

1.本发明涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种自动泊车路径规划系统和方法。


背景技术：

2.随着智能驾驶技术不断进步，目前搭载自动泊车技术车辆深受广大消费者喜爱，自动泊车系统在日常生活中越来越普及。
3.在用户开启自动汽车系统时，路径规划决策系统需要在规定的时间内规划出系统所需的路径，但由于车载计算平台的算法开销以及资源，会影响到路径规划是否成功的效率。因此，在可用资源受限的情况下自动汽车系统的路径规划效率低下。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的是提供一种自动泊车路径规划系统和方法，以解决在可用资源受限的情况下自动汽车系统的路径规划效率低下的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明实施例是这样实现的：
6.第一方面，本发明实施例提供了一种自动泊车路径规划系统，包括：路径决策模块，路径解算器和车辆控制模块，所述路径决策模块分别与路径解算器和车辆控制模块连接；其中，
7.所述路径决策模块，用于根据分配给泊车路径规划的资源总量和各路径解算器的所需资源量，基于预设的分配原则选择路径解算器；
8.所述路径解算器，用于基于车辆的起始位置、终止位置和障碍物信息得到的泊车路径，并发送给所述路径决策模块；
9.所述路径决策模块，还用于通过预设的评价算法对各泊车路径的进行评价，根据评价结果确定最优的泊车路径，并发送给所述车辆控制模块；
10.所述车辆控制模块，用于根据所述最优的泊车路径进行自动泊车。
11.第二方面，本发明实施例提供了一种自动泊车路径规划方法，包括：
12.路径决策模块根据分配给泊车路径规划的资源总量和各路径解算器的所需资源量，基于预设的分配原则选择路径解算器；
13.所选择的各路径解算器基于车辆的起始位置、终止位置和障碍物信息得到的泊车路径；
14.所述路径决策模块通过预设的评价算法对各泊车路径的进行评价，并根据评价结果确定最优的泊车路径；
15.车辆控制模块根据所述最优的泊车路径进行自动泊车。
16.由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过路径决策模块，路径解算器和车辆控制模块，所述路径决策模块分别与路径解算器和车辆控制模块连接；其中，路径决策模块，用于根据分配给泊车路径规划的资源总量和各路径解算器的所需资源量，基于预设的分配原则选择路径解算器；所述路径解算器，用于基于车辆的起始位置、终
止位置和障碍物信息得到的泊车路径，并发送给所述路径决策模块；所述路径决策模块，还用于通过预设的评价算法对各泊车路径的进行评价，根据评价结果确定最优的泊车路径，并发送给所述车辆控制模块；所述车辆控制模块，用于根据所述最优的泊车路径进行自动泊车。通过本发明实施例，实现了基于车载电子控制单元的资源动态分配，通过合理利用车载计算平台的计算资源，从而提升自动泊车的路径规划系统成功率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例提供的自动泊车路径规划系统的一种结构示意图；
19.图2为本发明实施例提供的自动泊车路径规划系统的另一种结构示意图；
20.图3为本发明实施例提供的自动泊车路径规划方法的一种流程示意图；
21.图4为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
22.本发明实施例提供了一种自动泊车路径规划系统和方法。
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
24.如图1所示，本发明实施例提供一种自动泊车路径规划系统100，包括：路径决策模块101，路径解算器102和车辆控制模块103，所述路径决策模块101分别与路径解算器102和车辆控制模块103连接；其中，
25.所述路径决策模块101用于根据分配给泊车路径规划的资源总量和各路径解算器102的所需资源量，基于预设的分配原则选择路径解算器102；所述路径解算器102用于基于车辆的起始位置、终止位置和障碍物信息得到的泊车路径，并发送给所述路径决策模块101；所述路径决策模块101还用于通过预设的评价算法对各泊车路径的进行评价，根据评价结果确定最优的泊车路径，并发送给车辆控制模块103；所述车辆控制模块103用于根据所述最优的泊车路径进行自动泊车。
26.在用户开启自动泊车功能时，路径决策模块101会根据当前硬件的计算平台的资源状态确定分配给本次泊车路径规划的资源总量n。所述资源总量n可以是预先配置的，也可以是当前硬件的计算平台可用的资源数量。
27.路径规划系统100预先设置有多个路径解算器102，每个路径解算器102将根据实际的解算能力占用的不同大小的所需资源量ni。因此，在满足分配的资源总量n的前提下，路径决策模块101可根据各路径解算器102的所需资源量ni，从所有的路径解算器102中基于预设的分配原则选择用于本次路径规划的路径解算器102。
28.进一步地，所述分配原则可以多种多样，本技术实施例仅给出了其中的一种举例说明：
29.若所述资源总量n大于等于各路径解算器102的所需资源量的总和，即n≥sum(n1,n2,
…
,nn)，则判定资源总量n可满足所有的路径解算器102同时计算泊车路径。
30.若所述资源总量n小于各路径解算器的所需资源量的总和，则在满足所述资源总量n的情况下，采用最低资源占用的原则，选择所需资源量最少的路径解算器102来计算泊车路径，并且使用尽可能多的路径解算器102。
31.路径决策模块101可以向选择的路径解算器102发送使能信号，接收到使能信号的路径解算器102会启动同一进程的不同线程来使用资源。
32.路径解算器102可以以获取到的障碍物信息作为约束条件，对获取到的车辆的起始位置p
start
和终止位置p
end
进行路径解算，解算出泊车路径si＝s(p
start
，p
end
)，并将得到的泊车路径si储存在内存单元中。所述泊车路径包括从起始位置p
start
到终点位置p
end
连线的路径轨迹点。
33.路径决策模块101可以采用轮询的方式向已发送使能信号的路径解算器102发送路径数据请求。路径解算器102响应于该路径数据请求，把计算得到的泊车路径的信息发送给路径决策模块101。
34.在一种实施方式中，路径解算器102被要求在规定的时间内计算出泊车路径。在规定的时间内，路径决策模块101可以不断得向选择的路径解算器102发送路径数据请求，若在规定的时间内未接收到路径解算器102的泊车路径，则判定该路径解算器102计算失败。
35.在一种实施方式中，若路径决策模块101在规定的时间内没有获取到任一路径解算器102的泊车路径，则可调整分配原则，重新根据资源总量和各路径解算器的所需资源量，选择合适的路径解算器102；或者，也可以调整资源总量来重新选择合适的路径解算器102。
36.路径决策模块101将接收到的泊车路径记录到路径集合中{s1,s2,
…
,sn}，采用预设的评价算法对路径集合中各泊车路径进行评价。
37.在一种实施方式中，所述路径决策模块101用于：
38.根据各泊车路径的时间维度、路径长度和轨迹曲率的连续性，通过预设的评价函数计算各泊车路径的评价指标；
39.根据各泊车路径的评价指标，确定最优的泊车路径用于自动泊车。
40.所述评价函数可以表示为：wi＝costfunction(si.c1,si.c2,si.c3)。其中，wi为泊车路径si的评价指标，所述c1为时间维度的参数，c2为路径长度的参数，c3为轨迹曲率的连续性的参数。
41.路径决策模块101根据各泊车路径的评价指标，基于预设的评价规则确定最优的泊车路径用于自动泊车。
42.所述评价规则可以根据实际的情况进行设定，例如可以为将评价指标最高或者最低的泊车路径作为最优的泊车路径。
43.路径决策模块101将得到的最优的泊车路径发送给车辆控制模块103，由车辆控制模块103根据最优的泊车路径实现自动泊车。
44.在一种实施方式中，车辆控制模块103可根据获得的最优泊车路径中的路径轨迹
点(x,y,theta)进行指令分解，转化为供车辆前进的加速度指令和车辆转向的转向盘指令，其中，x和y用于指示所述车辆的位置，theta用于指示所述车辆的航向角。
45.由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过路径决策模块，路径解算器和车辆控制模块，所述路径决策模块分别与路径解算器和车辆控制模块连接；其中，路径决策模块，用于根据分配给泊车路径规划的资源总量和各路径解算器的所需资源量，基于预设的分配原则选择路径解算器；所述路径解算器，用于基于车辆的起始位置、终止位置和障碍物信息得到的泊车路径，并发送给所述路径决策模块；所述路径决策模块，还用于通过预设的评价算法对各泊车路径的进行评价，根据评价结果确定最优的泊车路径，并发送给所述车辆控制模块；所述车辆控制模块，用于根据所述最优的泊车路径进行自动泊车。通过本发明实施例，实现了基于车载电子控制单元的资源动态分配，通过合理利用车载计算平台的计算资源，从而提升自动泊车的路径规划系统成功率。
46.基于上述实施例，进一步地，所述自动泊车路径规划系统100包括：路径决策模块101，路径解算器102、车辆控制模块103、感知模块104和定位模块105，所述感知模块104和定位模块105均与所述路径解算器102和路径决策模块101连接；其中，
47.所述感知模块104用于执行车位搜索和障碍物探测，得到所述车辆的终点位置p
end
和障碍物信息。
48.所述定位模块105，用于得到车辆的起始位置。
49.所述感知模块104可以通过安置在车辆周边的图像采集设备或雷达设备等进行车位搜索和障碍物探测，并将得到的终点位置pend和障碍物信息发送给路径解算器102和路径决策模块101。
50.在一种实施方式中，通过安置在车辆外后视镜处的左右环视摄像头或者车辆轮眉附近长距离超声波雷达进行车辆泊车车位的搜索以及区域的障碍物探测。特别是探测到可以进行泊车的有效车位后，可将该有效车位作为车辆进行路径规划需要的终点位置p
end
。
51.在感知模块104探测到可供车辆进行泊车的有效车位后，可提醒驾驶员可开启自动泊车功能。
52.待驾驶员停止车辆开启自动泊车功能后，所述定位模块105可通过车载轮速传感器以及车载惯性测量单元(inertial measurement unit，imu)惯导系统进行车辆当前位置以及车辆的位姿信息计算，就可得到车辆进行路径规划需要的起点位置p
start
并发送给路径解算器102和路径决策模块101。
53.由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过感知模块和定位模块，所述感知模块和定位模块均与所述路径解算器和路径决策模块连接；其中，所述感知模块，用于执行车位搜索和障碍物探测，得到所述车辆的终点位置和障碍物信息；所述定位模块，用于得到车辆的起始位置。通过本发明实施例，实现了车辆在找到有效车位后，基于当前位置可以快速的规划出可供自动泊车的最优的泊车路径。
54.基于上述实施例，进一步地，各路径解算器分别采用以下至少一种几何算法：
55.单步圆弧算法；
56.双步圆弧算法；
57.圆弧直线圆弧算法；
58.b样条曲线算法；
59.贝塞尔曲线算法；
60.回旋曲线算法。
61.路径解算器可以采用几何算法来计算泊车路径。路径规划系统中可以为不同的几何算法分配不同的路径解算器。
62.路径决策模块在选择路径解算器时，也可以在分配原则中增加对各几何算法的评价机制，基于各几何算法的评价值设定各路径解算器的优先级。
63.由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过运用多种几何算法的路径解算器，可以更加灵活进行路径规划，提高路径规划系统的成功率。
64.对应上述实施例提供的自动泊车路径规划系统，基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种自动泊车路径规划方法，如图3所示，该方法的执行主体为如图1-图2描述的自动泊车路径规划系统，所述方法包括以下步骤。
65.步骤s310、路径决策模块根据分配给泊车路径规划的资源总量和各路径解算器的所需资源量，基于预设的分配原则选择路径解算器；
66.步骤s320、所选择的各路径解算器基于车辆的起始位置、终止位置和障碍物信息得到的泊车路径；
67.步骤s330、所述路径决策模块通过预设的评价算法对各泊车路径的进行评价，并根据评价结果确定最优的泊车路径；
68.步骤s340、车辆控制模块根据所述最优的泊车路径进行自动泊车。
69.进一步地，所述分配原则包括：
70.若所述资源总量小于各路径解算器的所需资源量的总和，则在满足所述资源总量的情况下，选择所需资源量最少的路径解算器。
71.进一步地，所述步骤s330包括：
72.根据各泊车路径的时间维度、路径长度和轨迹曲率的连续性，通过预设的评价函数计算各泊车路径的评价指标；
73.根据各泊车路径的评价指标，确定最优的泊车路径用于自动泊车。
74.由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过路径决策模块根据分配给泊车路径规划的资源总量和各路径解算器的所需资源量，基于预设的分配原则选择路径解算器；所选择的各路径解算器基于车辆的起始位置、终止位置和障碍物信息得到的泊车路径；所述路径决策模块通过预设的评价算法对各泊车路径的进行评价，并根据评价结果确定最优的泊车路径；车辆控制模块根据所述最优的泊车路径进行自动泊车。通过本发明实施例，实现了基于车载电子控制单元的资源动态分配，通过合理利用车载计算平台的计算资源，从而提升自动泊车的路径规划系统成功率。
75.进一步地，在步骤s310之前所述方法还包括：
76.通过感知模块的车位搜索和障碍物探测，得到所述车辆的终点位置和障碍物信息；
77.通过定位模块得到车辆的起始位置。
78.由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过感知模块的车位搜索和障碍物探测，得到所述车辆的终点位置和障碍物信息；通过定位模块得到车辆的起始位置。通过本发明实施例，实现了车辆在找到有效车位后，基于当前位置可以快速的规划出
可供自动泊车的最优的泊车路径。
79.进一步地，各路径解算器分别采用以下至少一种几何算法：
80.单步圆弧算法；
81.双步圆弧算法；
82.圆弧直线圆弧算法；
83.b样条曲线算法；
84.贝塞尔曲线算法；
85.回旋曲线算法。
86.由以上本发明实施例提供的技术方案可见，本发明实施例通过运用多种几何算法的路径解算器，可以更加灵活进行路径规划，提高路径规划系统的成功率。
87.本发明实施例提供的自动泊车路径规划方法能够实现上述自动泊车路径规划系统对应的实施例中的各个方法实施例，为避免重复，这里不再赘述。
88.需要说明的是，本发明实施例提供的自动泊车路径规划方法与本发明实施例提供的自动泊车路径规划系统基于同一发明构思，因此该实施例的具体实施可以参见前述自动泊车路径规划系统的实施，重复之处不再赘述。
89.对应上述实施例提供的自动泊车路径规划方法，基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种电子设备，该电子设备用于执行上述的自动泊车路径规划方法，图4为实现本发明各个实施例的一种电子设备的结构示意图，如图4所示。电子设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上的处理器401和存储器402，存储器402中可以存储有一个或一个以上存储应用程序或数据。其中，存储器402可以是短暂存储或持久存储。存储在存储器402的应用程序可以包括一个或一个以上模块(图示未示出)，每个模块可以包括对电子设备中的一系列计算机可执行指令。更进一步地，处理器401可以设置为与存储器402通信，在电子设备上执行存储器402中的一系列计算机可执行指令。电子设备还可以包括一个或一个以上电源403，一个或一个以上有线或无线网络接口404，一个或一个以上输入输出接口405，一个或一个以上键盘406。
90.具体在本实施例中，电子设备包括有处理器、通信接口、存储器和通信总线；其中，所述处理器、所述通信接口以及所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器，用于存放计算机程序；所述处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序，实现以下方法步骤：
91.路径决策模块根据分配给泊车路径规划的资源总量和各路径解算器的所需资源量，基于预设的分配原则选择路径解算器；
92.所选择的各路径解算器基于车辆的起始位置、终止位置和障碍物信息得到的泊车路径；
93.所述路径决策模块通过预设的评价算法对各泊车路径的进行评价，并根据评价结果确定最优的泊车路径；
94.车辆控制模块根据所述最优的泊车路径进行自动泊车。
95.本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下方法步骤：
96.路径决策模块根据分配给泊车路径规划的资源总量和各路径解算器的所需资源量，基于预设的分配原则选择路径解算器；
97.所选择的各路径解算器基于车辆的起始位置、终止位置和障碍物信息得到的泊车路径；
98.所述路径决策模块通过预设的评价算法对各泊车路径的进行评价，并根据评价结果确定最优的泊车路径；
99.车辆控制模块根据所述最优的泊车路径进行自动泊车。
100.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
101.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
102.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
103.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
104.在一个典型的配置中，电子设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
105.内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
106.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
107.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包
括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
108.本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、装置或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
109.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。