【技术实现步骤摘要】
本说明书涉及车辆仿真领域，更具体地说，本公开涉及一种换道避障轨迹生成方法及相关设备。
技术介绍
1、在自动驾驶或辅助驾驶场景下，换道避障是确保车辆行驶安全的重要功能之一。随着自动驾驶技术的不断发展，车辆在行驶过程中遇到障碍物时，如何在不影响整体行驶轨迹的情况下高效、安全地避让障碍物，成为了一个关键问题。传统的换道避障方法多采用预设的避障策略或简单的路径规划算法，但这些方法在复杂路况下难以充分考虑障碍物与车辆的相对位置及轨迹的平滑度，容易导致避障轨迹过于僵硬、不自然，影响乘客的舒适性和行车的安全性。
2、此外，许多现有方法没有充分利用车辆与障碍物之间的距离信息，往往基于单一的轨迹规划，无法动态调整车辆的换道策略以应对不同的交通环境。因此，当前的技术急需一种更加灵活和智能的换道避障方法，能够平滑地生成避障轨迹并且有效应对不同的障碍物情况。
技术实现思路
1、本公开旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
2、有鉴于此，第一方面，本公开实施例提出了一种换道避障轨迹生成方法，包括：
3、通过匹配点获取模块计算匹配参考点和目标匹配轨迹离散点有序集合中每个点的几何距离，以获取车辆在全局轨迹上的匹配参考点信息，其中，上述匹配参考点信息包括匹配点坐标、匹配点的序号和匹配点的几何距离；
4、通过基于与障碍物距离的轨迹可用性判定模块根据判定轨迹离散点有序集合、判定障碍物信息集合、车辆宽度和冗余量判断局部轨迹是否满足车辆通过的要求，以获取轨迹可
5、通过换道避障轨迹生成主模块调用匹配点获取的匹配参考点信息和上述于与障碍物距离的轨迹可用性判定模块的轨迹可用性结果，生成五次多项式局部避障轨迹并将其与全局轨迹融合，生成更新后当前全局轨迹离散点有序集合，并基于上述更新后当前全局轨迹离散点有序集合对车辆的横纵方向进行控制。
6、在一种可行的实施方式中，上述通过匹配点获取模块计算匹配参考点和目标匹配轨迹离散点有序集合中每个点的几何距离，以获取车辆在全局轨迹上的匹配参考点信息，包括：
7、获取上述匹配参考点和目标匹配轨迹离散点有序集合；
8、初始化匹配点搜索的初始条件；
9、计算上述匹配参考点与目标匹配轨迹离散点有序集合中每一个点离散点的几何距离；
10、比较上述几何距离和已记录的匹配点距离的大小；
11、在上述几何距离小于上述已记录的匹配点距离的大小的情况下，更新匹配参考点信息；
12、在上述几何距离大于或等于上述已记录的匹配点距离的大小的情况下，继续比较下一个上述匹配参考，直至所有匹配参考点都被比较，以获取车辆在全局轨迹上的匹配参考点信息。
13、在一种可行的实施方式中，上述通过基于与障碍物距离的轨迹可用性判定模块根据判定轨迹离散点有序集合、判定障碍物信息集合、车辆宽度和冗余量判断局部轨迹是否满足车辆通过的要求，以获取轨迹可用性结果，包括：
14、获取上述判定轨迹离散点有序集合和上述判定障碍物信息集合；
15、计算上述判定轨迹离散点有序集合和上述判定障碍物信息集合中对应元素的离散点与当前障碍物的几何距离；
16、基于上述离散点与当前障碍物的几何距离、障碍物半径、上述车辆宽度和上述冗余量判断局部轨迹是否满足车辆通过的要求，以获取上述轨迹可用性结果。
17、在一种可行的实施方式中，上述通过换道避障轨迹生成主模块调用匹配点获取的匹配参考点信息和上述于与障碍物距离的轨迹可用性判定模块的轨迹可用性结果，生成五次多项式局部避障轨迹并将其与全局轨迹融合，生成更新后当前全局轨迹离散点有序集合，并基于上述更新后当前全局轨迹离散点有序集合对车辆的横纵方向进行控制，包括：
18、基于上述匹配参考点获取模块中的匹配参考点信息设置车辆中心坐标，将当前全局轨迹离散点有序集合设置为匹配点获取模块中的目标匹配轨迹离散点有序集合，获取车辆中心在当前全局轨迹的上述匹配点坐标和上述匹配点序号；
19、在上述当前全局轨迹离散点有序集合中，从车辆中心匹配点开始，截取到局部轨迹弧长不小于设定阈值的离散点作为局部参考轨迹离散点有序集合；
20、将上述局部参考轨迹离散点有序集合设置为判定轨迹离散点有序集合，将车辆周围的障碍物信息集合设置为判定障碍物信息集合，调用基于与障碍物距离的轨迹可用性判定模块，获取局部参考轨迹离散点有序集合的上述轨迹可使用标志和上述障碍物在判定轨迹离散点有序集合中的首个匹配点序号；
21、判断局部参考轨迹是否可使用，在上述局部参考轨迹可用的情况下，将当前全局轨迹离散点有序集合直接作为新全局轨迹；
22、在上述局部参考轨迹不可用的情况下，基于上述障碍物的首个匹配点序号和车辆中心匹配点序号计算障碍物在全局轨迹中的后端首个匹配点序号；
23、根据障碍物在当前轨迹中的位置、第一车道中心线参考点集合和第二车道中心线参考点集合，确定目标车道中心参考线集合和障碍物在目标车道线上的匹配点坐标；
24、基于上述障碍物在当前全局参考轨迹中车辆匹配点后端的首个匹配点坐标和上述障碍物在当前全局参考轨迹中车辆匹配点后端的首个匹配点在目标车道线上的匹配点坐标计算五次多项式局部避障轨迹方向标志位；
25、基于上述障碍物信息、上述车辆匹配点、上述障碍物在全局轨迹中的后端首个匹配点序号和上述轨迹方向标志位，利用五次多项式局部避障轨迹方程组，获取局部避障轨迹离散点有序最终集合；
26、基于当前全局轨迹离散点有序集合、五次多项式局部避障轨迹离散点有序最终集合、目标车道中心参考线离散点有序集合生成当前全局轨迹离散点有序集合，其中，当前全局轨迹离散点有序集合包括当前全局轨迹中序号小于避障轨迹起点的离散点，五次多项式局部避障轨迹离散点集合和目标车道中心参考线中大于避障轨迹终点匹配点序号的所有离散点；
27、将上述当前全局轨迹离散点有序集合更新为新轨迹，并用于车辆的横纵向控制。
28、在一种可行的实施方式中，上述在上述当前全局轨迹离散点有序集合中，从车辆中心匹配点开始，截取到局部轨迹弧长不小于设定阈值的离散点作为局部参考轨迹离散点有序集合，包括：
29、在局部参考轨迹离散点有序集合的弧长大于或等于局部轨迹弧长设定阈值的情况下，计算当前全局轨迹离散点有序集合中的离散点元素序号为k、k+1的相邻离散的几何距离，并降上述局部参考轨迹离散点有序集合的弧长增加上述相邻离散的几何距离，并继续执行匹配操作；
30、直至上述参考轨迹离散点有序集合的弧长小于上述局部轨迹弧长设定阈值，在当前全局轨迹离散点有序集合中以车辆中心在当前全局轨迹的匹配点作为起点，以当前全局轨迹离散点有序集合的离散点元素序号加上的离散点为终点的所有离散点组成局部参考轨迹离散点有序集合。...
【技术保护点】
1.一种换道避障轨迹生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的换道避障轨迹生成方法，其特征在于，所述通过匹配点获取模块计算匹配参考点和目标匹配轨迹离散点有序集合中每个点的几何距离，以获取车辆在全局轨迹上的匹配参考点信息，包括：
3.根据权利要求1所述的换道避障轨迹生成方法，其特征在于，所述通过基于与障碍物距离的轨迹可用性判定模块根据判定轨迹离散点有序集合、判定障碍物信息集合、车辆宽度和冗余量判断局部轨迹是否满足车辆通过的要求，以获取轨迹可用性结果，包括：
4.根据权利要求1所述的换道避障轨迹生成方法，其特征在于，所述通过换道避障轨迹生成主模块调用匹配点获取的匹配参考点信息和所述于与障碍物距离的轨迹可用性判定模块的轨迹可用性结果，生成五次多项式局部避障轨迹并将其与全局轨迹融合，生成更新后当前全局轨迹离散点有序集合，并基于所述更新后当前全局轨迹离散点有序集合对车辆的横纵方向进行控制，包括：
5.根据权利要求4所述的换道避障轨迹生成方法，其特征在于，所述在所述当前全局轨迹离散点有序集合中，从车辆中心匹配点开始，截取到局部轨迹弧
6.根据权利要求4所述的换道避障轨迹生成方法，其特征在于，所述根据障碍物在当前轨迹中的位置、第一车道中心线参考点集合和第二车道中心线参考点集合，确定目标车道中心参考线集合和障碍物在目标车道线上的匹配点坐标，包括：
7.根据权利要求4所述的换道避障轨迹生成方法，其特征在于，所述基于所述障碍物在当前全局参考轨迹中车辆匹配点后端的首个匹配点坐标和所述障碍物在当前全局参考轨迹中车辆匹配点后端的首个匹配点在目标车道线上的匹配点坐标计算五次多项式局部避障轨迹方向标志位，包括：
8.根据权利要求7所述的换道避障轨迹生成方法，其特征在于，所述基于所述障碍物在当前全局参考轨迹中车辆匹配点后端的首个匹配点序号和其相邻的两个离散点计算障碍物在当前全局参考轨迹中车辆匹配点后端的首个匹配点的单位法向量，包括：
9.根据权利要求4所述的换道避障轨迹生成方法，其特征在于，所述基于所述障碍物信息、所述车辆匹配点、所述障碍物在全局轨迹中的后端首个匹配点序号和所述轨迹方向标志位，利用五次多项式局部避障轨迹方程组，获取局部避障轨迹离散点有序最终集合，包括：
10.一种换道避障轨迹生成装置，其特征在于，包括：
11.一种电子设备，包括：存储器和处理器，其特征在于，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1-8中任一项所述的换道避障轨迹生成方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的换道避障轨迹生成方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种换道避障轨迹生成方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的换道避障轨迹生成方法，其特征在于，所述通过匹配点获取模块计算匹配参考点和目标匹配轨迹离散点有序集合中每个点的几何距离，以获取车辆在全局轨迹上的匹配参考点信息，包括：
3.根据权利要求1所述的换道避障轨迹生成方法，其特征在于，所述通过基于与障碍物距离的轨迹可用性判定模块根据判定轨迹离散点有序集合、判定障碍物信息集合、车辆宽度和冗余量判断局部轨迹是否满足车辆通过的要求，以获取轨迹可用性结果，包括：
4.根据权利要求1所述的换道避障轨迹生成方法，其特征在于，所述通过换道避障轨迹生成主模块调用匹配点获取的匹配参考点信息和所述于与障碍物距离的轨迹可用性判定模块的轨迹可用性结果，生成五次多项式局部避障轨迹并将其与全局轨迹融合，生成更新后当前全局轨迹离散点有序集合，并基于所述更新后当前全局轨迹离散点有序集合对车辆的横纵方向进行控制，包括：
5.根据权利要求4所述的换道避障轨迹生成方法，其特征在于，所述在所述当前全局轨迹离散点有序集合中，从车辆中心匹配点开始，截取到局部轨迹弧长不小于设定阈值的离散点作为局部参考轨迹离散点有序集合，包括：
6.根据权利要求4所述的换道避障轨迹生成方法，其特征在于，所述根据障碍物在当前轨迹中的位置、第一车道中心线参考点集合和第二车道中心线参考点集合，确定目标...
【专利技术属性】
技术研发人员：王吉彬，胡延廷，佟贝宁，许梦祥，徐萌，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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