一种参考线线性平滑方法、存储介质及电子设备与流程

    技术2025-05-15  12


    本申请涉及自动驾驶参考线平滑处理,特别涉及一种参考线线性平滑方法、存储介质及电子设备。


    背景技术:

    1、自动驾驶的参考线平滑(reference line smoothing)是一种处理技术,旨在优化车辆路径规划中预定义的参考线(如车道中心线或预期行驶路径)的连续性和平滑性,以确保车辆行驶轨迹的稳定性和舒适性。在自动驾驶系统中,参考线通常由高精度地图数据、实时传感器感知或预处理的环境信息生成,但由于测量噪声、数据断点或不连续性,原始参考线可能包含突变曲率变化或不规则波动,这对车辆的横向控制尤其是速度规划和稳定性构成挑战。因此,需要对参考线进行平滑处理,参考线平滑是自动驾驶系统中的一项关键技术,通过优化路径规划的连续性和平滑性,为车辆提供更加稳定、精准和舒适的自动驾驶体验,同时也提升了系统的整体性能和安全性。

    2、目前平滑的算法包括卡尔曼滤波,小波滤波等滤波算法,其存在计算速度慢,平滑效果不够好的问题。


    技术实现思路

    1、本申请要解决的技术问题是现有技术中参考线平滑算法存在的速度慢、效果不佳,进而提供一种参考线线性平滑方法、存储介质及电子设备。

    2、第一方面,本申请技术方案提供一种参考线线性平滑方法,包括如下步骤:

    3、针对参考线上的每一参考点,获取其相对于前后相邻参考点连线的对称点,将所述参考点与所述对称点形成的向量称为第一向量;将所述参考点与之前参考点形成的向量设为第二向量,将所述参考点与之后参考点形成的向量设为第三向量;

    4、获取与所述各参考点对应的第一向量长度之和最小、第二向量长度之和最小及第三向量长度之和对应的向量运算函数;

    5、获取参考线平滑的约束条件;

    6、将所述向量运算函数转换为适于线性规划求解器输入的线性表达函数;

    7、将所述线性表达函数和所述约束条件输入所述线性规划求解器得到平滑后的各参考点;

    8、根据所述平滑后的各参考点得到平滑后参考线。

    9、一些方案中所述的参考线线性平滑方法,所述获取参考线平滑的约束条件中,所述约束条件包括:

    10、

    11、其中,(xi,yi)为第i个参考点平滑后的坐标;为第i个参考点的坐标,(xl,yl)为第i个参考点对应的平滑下边界坐标,(xu,yu)为第i个参考点对应的平滑上边界坐标。

    12、一些方案中所述的参考线线性平滑方法,所述获取参考线平滑的约束条件中,所述约束条件还包括:

    13、每一所述参考点对应分配松弛变量si,且0<si<∞。

    14、一些方案中所述的参考线线性平滑方法,所述获取与所述各参考点对应的第一向量长度之和最小、第二向量长度之和最小及第三向量长度之和对应的向量运算函数中,包括:

    15、

    16、其中,wx、wy、wz和ws为权重参数;

    17、其中:表示各参考点的第一向量的长度的平方值之和;表示各参考点的第二向量/第三向量的长度的平方值之和;表示各参考点平滑前后的距离差的平方值之和。

    18、一些方案中所述的参考线线性平滑方法,所述将所述向量运算函数转换为适于线性规划求解器输入的线性表达函数中,所述限定表达函数包括:

    19、将所述向量运算函数转换为矩阵表达式:及ax≤b;

    20、其中,q矩阵表示中的二次项系数矩阵,p矩阵表示中的一次项系数矩阵,x矩阵表示为:x=[x0,y0,x1,y1…xn-1,yn-1,s0,s1…sn-1]t;b矩阵为参数矩阵,根据经验值确定;a矩阵表示为:

    21、

    22、其中,i表示单位矩阵;

    23、

    24、一些方案中所述的参考线线性平滑方法,所述获取参考线平滑的约束条件中,所述约束条件还包括:

    25、

    26、其中,表示平滑后参考线上第i个参考点的第一向量,表示参考线上第i个参考点的第一向量;表示参考线上第i个参考点第一向量的长度的平方值;δs表示参考线上全部参考点对应的第二向量长度平均值或第三向量长度平均值;κ表示第i个参考点的曲率,f′表示f函数的一阶导数。

    27、一些方案中所述的参考线线性平滑方法,所述将所述向量运算函数转换为适于线性规划求解器输入的线性表达函数中:

    28、所述适于线性规划求解器为基于osqp的求解器。

    29、第二方面,本申请技术方案提供一种计算机可读存储介质,所述存储介质中存储有程序信息,计算机读取所述程序信息后执行第一方面任一项方案所述的参考线线性平滑方法。

    30、第三方面,本申请技术方案提供一种电子设备,所述电子设备包括至少一个处理器和至少一个存储器,至少一个所述存储器中存储有程序信息,至少一个所述处理器读取所述程序信息后执行权利要求1-7任一项所述的参考线线性平滑方法。

    31、第四方面,本申请技术方案提供一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令,该计算机程序/指令被处理器执行时实现第一方面任一项技术方案所述参考线线性平滑方法的步骤。

    32、采用上述技术方案,具有以下有益效果:

    33、本申请提供的参考线线性平滑方法、存储介质及电子设备,针对参考线上的每一参考点,获取其相对于前后相邻参考点连线的对称点。参考点与对称点形成的向量为第一向量;参考点与之前参考点形成的向量为第二向量,参考点与之后参考点形成的向量为第三向量。获取与所述各参考点对应的第一向量长度之和最小、第二向量长度之和最小及第三向量长度之和对应的向量运算函数;获取参考线平滑的约束条件;将向量运算函数转换为适于线性规划求解器输入的线性表达函数;将线性表达函数和约束条件输入线性规划求解器得到平滑后的各参考点;根据平滑后的各参考点得到平滑后参考线。本申请方案,通过线性平滑算法对参考线进行平滑处理,能够在保证平滑效果的同时提升平滑处理的效率,本申请方案相比现有平滑算法效率高出十倍以上。



    技术特征:

    1.一种参考线线性平滑方法,其特征在于,包括如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的参考线线性平滑方法,其特征在于,所述获取参考线平滑的约束条件中,所述约束条件包括:

    3.根据权利要求2所述的参考线线性平滑方法,其特征在于,所述获取参考线平滑的约束条件中,所述约束条件还包括:

    4.根据权利要求3所述的参考线线性平滑方法,其特征在于,所述获取与所述各参考点对应的第一向量长度之和最小、第二向量长度之和最小及第三向量长度之和对应的向量运算函数中,包括:

    5.根据权利要求4所述的参考线线性平滑方法,其特征在于,所述将所述向量运算函数转换为适于线性规划求解器输入的线性表达函数中,所述限定表达函数包括:

    6.根据权利要求3-5任一项所述的参考线线性平滑方法,其特征在于,所述获取参考线平滑的约束条件中,所述约束条件还包括:

    7.根据权利要求6所述的参考线线性平滑方法,其特征在于,所述将所述向量运算函数转换为适于线性规划求解器输入的线性表达函数中:

    8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有程序信息,计算机读取所述程序信息后执行权利要求1-7任一项所述的参考线线性平滑方法。

    9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括至少一个处理器和至少一个存储器,至少一个所述存储器中存储有程序信息,至少一个所述处理器读取所述程序信息后执行权利要求1-7任一项所述的参考线线性平滑方法。

    10.一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令,其特征在于,该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述参考线线性平滑方法的步骤。


    技术总结
    本申请提供一种参考线线性平滑方法、存储介质及电子设备,针对参考线上的每一参考点,获取其相对于前后相邻参考点连线的对称点。参考点与对称点形成的向量为第一向量;参考点与之前参考点形成的向量为第二向量,参考点与之后参考点形成的向量为第三向量。获取与所述各参考点对应的第一向量长度之和最小、第二向量长度之和最小及第三向量长度之和对应的向量运算函数;获取参考线平滑的约束条件;将向量运算函数转换为适于线性规划求解器输入的线性表达函数;将线性表达函数和约束条件输入线性规划求解器得到平滑后的各参考点;根据平滑后的各参考点得到平滑后参考线。本申请方案,能够在保证平滑效果的同时提升平滑处理的效率。

    技术研发人员:廖田志浩
    受保护的技术使用者:云控智行科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
    转载请注明原文地址:https://symbian.8miu.com/read-30667.html

    最新回复(0)