技术摘要：
本发明公开了自动驾驶车辆的行驶轨迹规划方法、相关设备及存储介质，其中行驶轨迹规划方法包括：在车辆需要通过设有交通灯的路口时，获取车辆在当前时刻的初始车辆状态、交通灯的灯状态、灯状态的剩余持续时间、车辆在规划时间范围内的第一预设结束车辆状态和第二预设  全部
背景技术：
随着自动驾驶功能和安全等级的提升，不仅需要自动驾驶车辆完成特定场景下的 驾驶任务，还需要自动驾驶车辆的决策是高效的、行驶是平顺的。以交通灯(即红绿灯)路口 场景为例，自动驾驶车辆在需要通过交通灯路口时需要对其行驶轨迹进行规划，相关技术 中，自动驾驶车辆在规划通过交通灯路口的行驶轨迹时，策略比较单一，大致可概括为红 灯、黄灯减速，绿灯匀速通过，这种策略虽然有效但行驶效率却并不高，而且驾驶的平顺性 较差，导致在自动驾驶车辆通过交通灯路口时的舒适性较低。
技术实现要素：
为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种自动驾驶车辆的行驶轨迹规 划方法、相关设备及存储介质。所述技术方案如下： 一方面，提供了一种自动驾驶车辆的行驶轨迹规划方法，所述方法包括： 在自动驾驶车辆需要通过设有交通灯的路口时，获取所述自动驾驶车辆在当前时 刻的初始车辆状态、所述交通灯的灯状态以及所述灯状态对应的剩余持续时间； 获取所述自动驾驶车辆在规划时间范围内的第一预设结束车辆状态和第二预设 结束车辆状态；所述第一预设结束车辆状态表征所述自动驾驶车辆以所述路口的参考通过 速度通过所述路口时的车辆状态，所述第二预设结束车辆状态表征所述自动驾驶车辆停止 在所述路口的停止线时的车辆状态； 根据所述交通灯的灯状态以及所述灯状态对应的剩余持续时间，确定所述交通灯 对应的等效障碍物有效时间； 根据所述初始车辆状态和所述等效障碍物有效时间，确定所述规划时间范围内对 应于第一预设结束车辆状态的第一有效候选行驶轨迹和对应于第二预设结束车辆状态的 第二有效候选行驶轨迹，得到所述自动驾驶车辆的有效候选行驶轨迹集； 从所述有效候选行驶轨迹集中选取轨迹代价值最小的目标有效行驶轨迹，所述目 标有效行驶轨迹作为所述自动驾驶车辆通过所述路口的规划行驶轨迹。 另一方面，提供了一种自动驾驶车辆的行驶轨迹规划装置，所述装置包括： 第一获取模块，用于在自动驾驶车辆需要通过设有交通灯的路口时，获取所述自 动驾驶车辆在当前时刻的初始车辆状态、所述交通灯的灯状态以及所述灯状态对应的剩余 持续时间； 第二获取模块，用于获取所述自动驾驶车辆在规划时间范围内的第一预设结束车 辆状态和第二预设结束车辆状态；所述第一预设结束车辆状态表征所述自动驾驶车辆以所 述路口的参考通过速度通过所述路口时的车辆状态，所述第二预设结束车辆状态表征所述 5 CN 111591306 A 说　明　书 2/16 页 自动驾驶车辆停止在所述路口的停止线时的车辆状态； 第一确定模块，用于根据所述交通灯的灯状态以及所述灯状态对应的剩余持续时 间，确定所述交通灯对应的等效障碍物有效时间； 第二确定模块，用于根据所述初始车辆状态和所述等效障碍物有效时间，确定所 述规划时间范围内对应于第一预设结束车辆状态的第一有效候选行驶轨迹和对应于第二 预设结束车辆状态的第二有效候选行驶轨迹，得到所述自动驾驶车辆的有效候选行驶轨迹 集； 选取模块，用于从所述有效候选行驶轨迹集中选取轨迹代价值最小的目标有效行 驶轨迹，将所述目标有效行驶轨迹作为所述自动驾驶车辆通过所述路口的规划行驶轨迹。 可选的，所述第一确定模块包括： 第一确定子模块，用于在所述交通灯的灯状态为红灯时，将所述剩余持续时间作 为所述交通灯的等效障碍物有效时间； 第二确定子模块，用于在所述交通灯的灯状态为黄灯时，根据所述剩余持续时间 和所述规划时间对应的终止规划时刻确定所述交通灯的等效障碍物有效时间； 第三确定子模块，用于在所述交通灯的灯状态为绿灯时，确定所述剩余持续时间 和所述黄灯的预设持续时间的时间和值；根据所述时间和值与所述规划时间对应的终止规 划时刻，确定所述交通灯的等效障碍物有效时间。 可选的，所述第二确定模块包括： 第一生成模块，用于根据所述初始车辆状态和第一预设结束车辆状态，生成所述 规划时间范围内的四次多项式函数；所述四次多项式函数为位移和时间的函数； 第二生成模块，用于根据所述四次多项式函数，以预设的采样时间间隔在所述规 划时间范围内生成多个采样点； 第一拟合模块，用于以所述初始车辆状态为起始点拟合所述多个采样点，得到第 一候选行驶轨迹； 第三确定模块，用于根据所述第一候选行驶轨迹，确定所述规划时间范围内的时 间点对应的第一候选位移； 第三获取模块，用于获取当前时刻所述自动驾驶车辆与所述路口的停止线之间的 距离； 第四确定模块，用于根据所述交通灯的灯状态、所述灯状态下的等效障碍物有效 时间、所述距离和所述第一候选位移，确定所述第一候选行驶轨迹中的第一有效候选行驶 轨迹。 可选的，所述第二确定模块还包括： 第三生成模块，用于根据所述初始车辆状态和第二预设结束车辆状态，生成所述 规划时间范围内的五次多项式函数；所述五次多项式函数为位移和时间的函数； 第四生成模块，用于根据所述五次多项式函数，以预设的采样时间间隔在所述等 效障碍物有效时间内生成多个采样点； 第二拟合模块，用于以所述初始车辆状态为起始点拟合所述多个采样点，得到第 二候选行驶轨迹；所述第二候选行驶轨迹作为所述第二有效候选行驶轨迹。 可选的，所述装置还包括： 6 CN 111591306 A 说　明　书 3/16 页 第五确定模块，用于确定所述有效候选行驶轨迹集中每个有效候选行驶轨迹对应 的行驶距离代价值、纵向加加速度代价值和行驶速度偏差代价值； 第六确定模块，用于确定所述行驶距离代价值、纵向加加速度代价值和行驶速度 偏差代价值对应的权重系数； 第七确定模块，用于确定所述行驶距离代价值、纵向加加速度代价值和行驶速度 偏差代价值与相应权重系数的乘积；将所述乘积的和值作为所述有效候选行驶轨迹的轨迹 代价值。 可选的，所述第五确定模块包括： 第四确定子模块，用于根据每个有效候选行驶轨迹，确定所述有效候选行驶轨迹 在所述规划时间对应的终止规划时刻的规划行驶位移和规划行驶速度； 第五确定子模块，用于根据所述规划行驶位移的倒数，确定所述有效候选行驶轨 迹的行驶距离代价值； 第六确定子模块，用于根据所述规划行驶速度与所述终止规划时刻对应的期望行 驶速度的差值，确定所述有效候选行驶轨迹的行驶速度偏差代价值； 第七确定子模块，用于根据每个有效候选行驶轨迹，确定所述有效候选行驶轨迹 中多个时间点对应的加加速度； 第八确定子模块，用于确定所述多个时间点对应的加加速度的均值，将所述多个 时间点对应的加加速度的均值作为所述纵向加加速度代价值。 可选的，所述第八确定子模块包括： 第一计算模块，用于计算所述多个时间点对应的加加速度的平方的和值； 第二计算模块，用于计算所述多个时间点对应的加加速度的有效值的和值； 第三计算模块，用于将所述平方的和值除以所述有效值的和值，得到所述多个时 间点对应的加加速度的均值。 另一方面，提供了一种自动驾驶车辆的行驶轨迹规划设备，包括处理器和存储器， 所述存储器中存储有至少一条指令或者至少一段程序，所述至少一条指令或者所述至少一 段程序由所述处理器加载并执行以实现上述自动驾驶车辆的行驶轨迹规划方法。 另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指 令或者至少一段程序，所述至少一条指令或者所述至少一段程序由处理器加载并执行以实 现如上述的自动驾驶车辆的行驶轨迹规划方法。 本发明实施例在自动驾驶车辆需要通过设有交通灯的路口时，获取自动驾驶车辆 在当前时刻的初始车辆状态、交通灯的灯状态、灯状态对应的剩余持续时间、规划时间范围 内的第一预设结束车辆状态和第二预设结束车辆状态，并基于交通灯的灯状态和对应的剩 余持续时间确定交通灯对应的等效障碍物有效时间，进而根据初始车辆状态和等效障碍物 有效时间确定对应于第一预设结束车辆状态和第二预设结束车辆状态的有效候选行驶轨 迹集，并将其中轨迹代价值最小的有效候选行驶轨迹得到了作为自动驾驶车辆通过交通灯 路口的规划行驶轨迹，从而使得自动驾驶车辆在需要通过交通灯路口时，不仅具有高的行 驶效率，而且行驶的平顺性大大提高，乘坐舒适性较高。 7 CN 111591306 A 说　明　书 4/16 页 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 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的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。 图1是本发明实施例提供的一种自动驾驶车辆的行驶轨迹规划方法的流程示意 图； 图2a是本发明实施例提供的笛卡尔坐标系与Frenet坐标系的一个对比示意图；图 2b是本发明实施例提供的笛卡尔坐标系与Frenet坐标系的另一个对比示意图； 图3是本发明实施例提供的根据初始车辆状态和等效障碍物有效时间，确定规划 时间范围内对应于第一预设结束车辆状态的第一有效候选行驶轨迹的一种方法的流程示 意图； 图4是本发明实施例提供的根据所述初始车辆状态和所述等效障碍物有效时间， 确定所述规划时间范围内对应于第二预设结束车辆状态的第二有效候选行驶轨迹的一种 方法的流程示意图； 图5是本发明实施例提供的当前时刻的交通灯为红灯时规划得到的有效候选行驶 轨迹集中的部分有效候选行驶轨迹的示意图； 图6是本发明实施例提供的当前时刻的交通灯为绿灯/黄灯时规划得到的有效候 选行驶轨迹集中的部分有效候选行驶轨迹的示意图； 图7a、图7b、图8a、图8b、图9a和图9b为采用本发明实施例提供的自动驾驶车辆的 行驶轨迹规划方法进行仿真的仿真结果图； 图10是本发明实施例提供的一种自动驾驶车辆的行驶轨迹规划装置的结构示意 图； 图11是本发明实施例提供的一种自动驾驶车辆的行驶轨迹规划设备的硬件结构 框图。