目标车辆行驶规划方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及数据处理，具体而言，涉及一种目标车辆行驶规划方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、轮式装载机是一种广泛使用的移动运输设备，通常用于矿山或者建筑工地拌合站等场景运输物料。目前，轮式装载机大多由工作经验丰富的熟练操作员控制，然而长期的培训过程导致操作重型采矿和建筑设备的全球劳动力短缺。目前市场上开始推进轮式装载机等铰接式车辆的无人驾驶技术研发。其中，行驶轨迹自动跟随能力是无人驾驶技术的基础，装载机等铰接式车辆的轨迹精准控制是通往无人化重型车辆自主作业的首要问题。

2、轮式装载机类的铰接式车辆前后车体是通过特定铰链机械结构连接的，由于其不同于车辆阿克曼结构的运动特点，传统适用于普通汽车的无人驾驶技术在装载机上表现不理想。目前现有的方法通常是基于轨迹预锚点的纯跟踪算法，根据车辆和轨迹预锚点位置的偏差反馈来控制方向盘转向角度，但由于普通阿克曼运动学不再使用于铰接式车辆，仅根据pid反馈控制来输出方向盘角度需要复杂的调参，容易出现控制震荡或转弯不及时的情况，轨迹控制精度较差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种目标车辆行驶规划方法、装置、设备及存储介质，以便通过对多个动作序列对应的未来轨迹进行获取，并根据多个未来轨迹和预设行驶轨迹，从多个动作序列中确定目标动作序列，以使得根据目标动作序列对目标车辆进行控制，得到的轨迹更加贴合预设行驶轨迹。

2、为实现上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种目标车辆行驶规划方法，包括：

4、获取目标车辆在预设行驶轨迹上多个预设轨迹点的预计行驶速度，以及预设的多个动作序列，其中，每个动作序列包括：所述多个预设轨迹点的动作参数；

5、根据所述多个预设轨迹点的坐标、预计行驶速度以及所述每个动作序列中所述多个预设轨迹点的动作参数，生成所述每个动作序列对应的未来轨迹；

6、根据所述预设行驶轨迹以及所述多个动作序列对应的未来轨迹，从所述多个动作序列中确定所述预设行驶轨迹对应的目标动作序列，以基于所述目标动作序列控制所述目标车辆基于所述预设行驶轨迹进行行驶。

7、在可选的实施方式中，所述根据所述多个预设轨迹点的预计行驶速度以及所述每个动作序列中所述多个预设轨迹点的动作参数，生成所述每个动作序列对应的未来轨迹，包括：

8、根据每个预设轨迹点的预计行驶速度以及所述每个动作序列中所述每个预设轨迹点的动作参数，采用所述目标车辆的预设运动学模型，计算所述每个预设轨迹点的目标车辆位姿，其中，所述目标车辆位姿用于表征所述目标车辆在所述预计行驶速度下以所述每个预设轨迹点的动作参数控制后下一时刻的车辆位姿；

9、根据所述多个预设轨迹点的坐标以及所述多个预设轨迹点的目标车辆位姿，生成所述每个动作序列对应的未来轨迹。

10、在可选的实施方式中，所述每个预设轨迹点的动作参数为：转向角参数；所述根据每个预设轨迹点的预计行驶速度以及所述每个动作序列中所述每个预设轨迹点的动作参数，采用所述目标车辆的预设运动学模型，计算所述每个预设轨迹点的目标车辆位姿，包括：

11、根据所述每个动作序列中所述每个预设轨迹点的转向角参数，采用所述预设运动学模型中的第一运动学公式，计算所述目标车辆的转弯半径；

12、根据所述每个预设轨迹点的预计行驶速度，以及所述目标车辆的转弯半径，采用所述预设运动学模型中的第二运动学公式，计算所述每个预设轨迹点的目标车辆位姿。

13、在可选的实施方式中，所述目标车辆包括铰接连接的第一车辆和第二车辆；所述根据所述每个动作序列中所述每个预设轨迹点的转向角参数，采用所述预设运动学模型中的第一运动学公式，计算所述目标车辆的转弯半径，包括：

14、根据第一长度、第二长度以及所述每个动作序列中所述每个预设轨迹点的转向角参数，采用所述第一运动学公式，计算所述目标车辆的转弯半径，其中，所述第一长度和所述第二长度分别为所述第一车辆和所述第二车辆相对于预设铰接点的长度。

15、在可选的实施方式中，所述根据所述每个预设轨迹点的预计行驶速度，以及所述目标车辆的转弯半径，采用所述预设运动学模型中的第二运动学公式，计算所述每个预设轨迹点的目标车辆位姿，包括：

16、根据所述每个预设轨迹点的预计行驶速度，以及所述转弯半径，采用所述第二运动学公式，计算所述每个预设轨迹点的偏移角度，其中，所述偏移角度用于表征所述目标车辆中预设参考点在所述每个预设轨迹点处的下一时刻相对于预设行驶方向的偏移角度；

17、根据所述偏移角度和所述转弯半径，采用所述第二运动学公式，计算所述每个预设轨迹点的相对坐标，所述相对坐标为所述预设参考点在所述每个预设轨迹点处的下一时刻的坐标。

18、在可选的实施方式中，所述根据所述预设行驶轨迹以及所述多个动作序列对应的未来轨迹，从所述多个动作序列中确定所述预设行驶轨迹对应的目标动作序列，包括：

19、根据所述预设行驶轨迹，从所述多个动作序列对应的未来轨迹确定目标未来轨迹；

20、从所述多个动作序列中确定所述目标未来轨迹对应的动作序列为所述目标动作序列。

21、在可选的实施方式中，所述根据所述预设行驶轨迹，从所述多个动作序列对应的未来轨迹确定目标未来轨迹，包括：

22、计算所述预设行驶轨迹与所述多个动作序列对应的未来轨迹的距离；

23、从所述多个动作序列对应的未来轨迹中确定距离最小的未来轨迹为所述目标未来轨迹。

24、第二方面，本技术实施例还提供了一种目标车辆行驶规划装置，包括：

25、获取模块，用于获取目标车辆在预设行驶轨迹上多个预设轨迹点的预计行驶速度，以及预设的多个动作序列，其中，每个动作序列包括：所述多个预设轨迹点的动作参数；

26、生成模块，用于根据所述多个预设轨迹点的坐标、预计行驶速度以及所述每个动作序列中所述多个预设轨迹点的动作参数，生成所述每个动作序列对应的未来轨迹；

27、确定模块，用于根据所述预设行驶轨迹以及所述多个动作序列对应的未来轨迹，从所述多个动作序列中确定所述预设行驶轨迹对应的目标动作序列，以基于所述目标动作序列控制所述目标车辆基于所述预设行驶轨迹进行行驶。

28、可选地，生成模块，还用于根据每个预设轨迹点的预计行驶速度以及所述每个动作序列中所述每个预设轨迹点的动作参数，采用所述目标车辆的预设运动学模型，计算所述每个预设轨迹点的目标车辆位姿，其中，所述目标车辆位姿用于表征所述目标车辆在所述预计行驶速度下以所述每个预设轨迹点的动作参数控制后下一时刻的车辆位姿；根据所述多个预设轨迹点的坐标以及所述多个预设轨迹点的目标车辆位姿，生成所述每个动作序列对应的未来轨迹。

29、可选地，所述每个预设轨迹点的动作参数为：转向角参数；目标车辆行驶规划装置100还包括：

30、计算模块，用于根据所述每个动作序列中所述每个预设轨迹点的转向角参数，采用所述预设运动学模型中的第一运动学公式，计算所述目标车辆的转弯半径；根据所述每个预设轨迹点的预计行驶速度，以及所述目标车辆的转弯半径，采用所述预设运动学模型中的第二运动学公式，计算所述每个预设轨迹点的目标车辆位姿。

31、可选地，所述目标车辆包括铰接连接的第一车辆和第二车辆；计算模块，还用于根据第一长度、第二长度以及所述每个动作序列中所述每个预设轨迹点的转向角参数，采用所述第一运动学公式，计算所述目标车辆的转弯半径，其中，所述第一长度和所述第二长度分别为所述第一车辆和所述第二车辆相对于预设铰接点的长度。

32、可选地，计算模块，还用于根据所述每个预设轨迹点的预计行驶速度，以及所述转弯半径，采用所述第二运动学公式，计算所述每个预设轨迹点的偏移角度，其中，所述偏移角度用于表征所述目标车辆中预设参考点在所述每个预设轨迹点处的下一时刻相对于预设行驶方向的偏移角度；根据所述偏移角度和所述转弯半径，采用所述第二运动学公式，计算所述每个预设轨迹点的相对坐标，所述相对坐标为所述预设参考点在所述每个预设轨迹点处的下一时刻的坐标。

33、可选地，确定模块，还用于根据所述预设行驶轨迹，从所述多个动作序列对应的未来轨迹确定目标未来轨迹；从所述多个动作序列中确定所述目标未来轨迹对应的动作序列为所述目标动作序列。

34、可选地，确定模块，还用于计算所述预设行驶轨迹与所述多个动作序列对应的未来轨迹的距离；从所述多个动作序列对应的未来轨迹中确定距离最小的未来轨迹为所述目标未来轨迹。

35、第三方面，本技术实施例还提供了一种计算机设备，包括：处理器、存储介质和总线，所述存储介质存储有所述处理器可执行的程序指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储介质之间通过总线通信，所述处理器执行所述程序指令，以执行如第一方面任一所述的目标车辆行驶规划方法的步骤。

36、第四方面，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如第一方面任一所述的目标车辆行驶规划方法的步骤。

37、本技术的有益效果是：

38、本技术实施例提供了一种目标车辆行驶规划方法、装置、设备及存储介质，包括：获取目标车辆在预设行驶轨迹上多个预设轨迹点的预计行驶速度，以及预设的多个动作序列，其中，每个动作序列包括：多个预设轨迹点的动作参数，然后根据多个预设轨迹点的坐标、预计行驶速度以及每个动作序列中多个预设轨迹点的动作参数，生成每个动作序列对应的未来轨迹，最后根据预设行驶轨迹以及多个动作序列对应的未来轨迹，从多个动作序列中确定预设行驶轨迹对应的目标动作序列，以基于目标动作序列控制目标车辆基于预设行驶轨迹进行行驶。本技术的方法，通过对多个动作序列对应的未来轨迹进行获取，并根据多个未来轨迹和预设行驶轨迹，从多个动作序列中确定目标动作序列，以使得根据目标动作序列对目标车辆进行控制，得到的轨迹更加贴合预设行驶轨迹，无需通过对动作参数进行调试的方式，对目标车辆行驶进行规划，提高目标车辆行驶轨迹控制的精准性。