用于自主驾驶的反应式路径规划制造技术

本发明专利技术涉及用于自主驾驶的反应式路径规划。公开了一种适应性地重新生成用于自主驾驶操纵的规划路径的方法。基于行驶道路中感测到的物体生成物体图。重新设置并且致动计时器。生成用于在感测到的物体周围自主地操纵车辆的规划路径。沿着所述规划路径自主地操纵车辆。基于来自基于车辆的装置的感测到的数据来更新物体图。基于更新的物体图执行安全性检验以便确定所述规划路径是否可行。响应于现有路径不可行的决策重新生成规划路径，否则作出关于所述计时器是否已期满的决策。如果所述计时器未期满，则重新执行安全性检验，否则返回以重新规划路径。

【技术实现步骤摘要】

实施例涉及自主路径规划。
技术介绍
自主和半自主公路驾驶和诸如避免碰撞的高级驾驶员辅助系统均需要路径规划。路径规划必须对主车辆动态以及道路上其它静态和动态的物体的变化作出反应。所规划的路径必须产生在道路边界内的安全无碰撞路径，其对于根据诸如最大横向加速度/加加速度（jerk）的车辆动态约束进行主车辆控制而言也必须是可行的。已知的路径规划技术或者没有考虑到主车辆和其它运动的目标车辆的动态，或者对于实时应用在恰当时间中作出反应而言过于计算密集。
技术实现思路
实施例的优点在于一种用于自主驾驶操纵的快速路径规划技术，其对于主车辆和其它运动车辆的动态以及主车辆周围的静止物体作出反应。该技术利用德洛内三角剖分（Delaunay Triangulation）方法来识别用于生成规划的路径的线段。所识别的线段基于成本-距离函数来选择，其考虑了各种因素，包括：最短长度、从之前规划的路径的偏移、从车道中心的偏移、每个所选择的线段相对于相邻线段的斜率，以及与其它车辆和目标的距离。此外，例程通过以下方式来改善规划的路径：识别从规划的路径偏移的狭带（corridor）并且识别狭带内的平滑路径。该技术进一步通过如下方式来确定重新规划的路径的可行性：识别车辆的横向加速度和与其它动态车辆的距离。此外，该技术在预定时间段之后将重新确定规划路径；然而，该技术将在预定时间段期间连续地检验现有路径的安全性。因此，本文描述的技术通过仅以定时的间隔或者当现有路径不再可行时重新生成规划路径来减少重新生成规划路径所需要的时间量；不过，不断地在定时间隔之间执行检验，以核实规划的路径是否保持可行。实施例设想一种用于自主驾驶操纵的适应性地重新生成规划路径的方法，所述方法包括如下步骤：（a）通过基于车辆的装置获取与在行驶道路中感测到的物体相关联的物体数据；（b）基于所述在行驶道路中感测到的物体由处理器构造物体图（object map）；（c）重新设置并且致动计时器；（d）由所述处理器生成用于在所述感测到的物体周围自主地操纵车辆的规划路径，所述规划路径基于成本-距离函数生成；（e）沿着所述规划路径自主地操纵所述车辆；（f）基于来自所述基于车辆的装置的更新的感测到的数据来更新所述物体图；（g）基于所述更新的物体图确定所述规划路径是否可行；（h）响应于所述规划路径不可行的决策，返回至步骤（a）；否则继续至步骤（i）；（i）确定所述计时器是否已经期满；以及（j）响应于所述计时器期满返回至步骤（a）；否则，返回至步骤（f）。本专利技术还公开了以下技术方案：方案1. 一种适应性地重新生成用于自主驾驶操纵的规划路径的方法，所述方法包括以下步骤：（a）由基于车辆的装置获得与行驶道路中感测到的物体相关联的物体数据；（b）基于所述行驶道路中感测到的物体由处理器构造物体图；（c）重新设置并且致动计时器；（d）由所述处理器生成用于在所述感测到的物体周围自主地操纵所述车辆的规划路径，所述规划路径基于成本-距离函数生成；（e）沿着所述规划路径自主地操纵所述车辆；（f）基于来自所述基于车辆的装置的更新的感测到的数据更新所述物体图；（g）基于更新的所述物体图确定所述规划路径是否可行；（h）响应于所述规划路径不可行的决策，返回至步骤（a）；否则继续至步骤（i）；（i）确定所述计时器是否期满；以及（j）响应于所述计时器期满返回至步骤（a）；否则返回至步骤（f）。方案2. 根据方案1所述的方法，其中，生成所述规划路径还包括以下步骤：基于所述行驶道路中感测到的物体识别虚拟节点；以及应用德洛内三角剖分以便在所选择的虚拟节点当中生成三角形。方案3. 根据方案2所述的方法，其中，所述虚拟节点包括车道虚拟节点、主车辆虚拟节点、终点虚拟节点以及移位扫描节点，其中，所述车道虚拟节点表示所述道路的车道边界，其中，所述主车辆虚拟节点表示所述主车辆的位置和搜索空间的起点，其中，所述终点虚拟节点表示所述搜索空间的终点，以及其中，所述移位扫描节点表示基于所检测到的动态物体相对于所述主车辆的速度的动态物体的位移。方案4. 根据方案3所述的方法，还包括以下步骤：沿所述三角形的边缘识别顶点，所述顶点沿每个三角形边缘均匀地间隔；以及在每个三角形内的每对顶点之间形成线性线段。方案5. 根据方案4所述的方法，其中，只有当相应的顶点对属于相同的相应三角形并且当所述顶点不属于所述相应三角形的相同边缘时，才形成连接所述相应三角形的所述相应顶点对的相应线性线段。方案6. 根据方案4所述的方法，其中，不在所述道路的车道边界上形成顶点。方案7. 根据方案5所述的方法，其中，通过从每个三角形中选择相应线性线段来从所识别的主虚拟节点至所识别的终点虚拟节点生成所述规划路径，其中，从每个三角形选择的每个线性线段从所述所识别的主虚拟节点至所述所识别的终点虚拟节点形成连续规划路径。方案8. 根据方案7所述的方法，其中，基于成本-距离函数识别每个所述所选择的线性线段，所述成本函数生成为关于所述规划路径的长度的距离函数分量、每个线段的相对斜率、所述规划路径相对先前确定的路径的偏移、从当前驾驶车道的中心的偏移以及距周围障碍的偏移距离。方案9. 根据方案8所述的方法，其中，对每个所述相应距离函数分量进行加权，以便识别在所述成本-距离函数中的使用程度。方案10. 根据方案9所述的方法，其中，所述成本-距离函数由以下公式表示：其中，Di是对于第i条路径从源顶点至目标顶点的距离，、、、和是第i条路径的第j个线段的距离函数分量，αL、αS、αd和αp是恒定权重系数，以及npath和nseg分别是从所述源顶点至目标顶点的多条路径和每条路径中的多个线性线段。方案11. 根据方案10所述的方法，其中，所述距离函数分量对应于所述第i条路径的第j个线段的实际长度，并且其中，由以下方程表示：其中,和分别指明所述对应线段的源顶点和目标顶点。方案12. 根据方案11所述的方法，其中，距离函数分量对应于所述第i条路径的第j个线段相对于所述主车辆或者所述车道的前行方向的相对斜率，其中，项表示如下：其中，是所述线性线段在地球参照系中的角度，DHV是表示所述主车辆前方的近距离的正的常数，是调整参数，以及是所述线性线段的位置处的所述车道前行方向。方案13. 根据方案10所述的方法，其中，距离函数分量对应于所述第i条路径的第j个线段相对于所述主车辆或者所述车道的前行方向的相对斜率，其中，项表示如下：其中，是所述线性线段在地球参照系中的角度，DHV是表示所述主车辆前方的近距离的正的常数，是调整参数，以及是所述线性线段的位置处的所述车道前行方向。方案14. 根据方案10所述的方法，其中，所述距离函数分量对应于所述搜索图中的线段至在先前规划时间找到的所述主车辆路径的距离，以便防止从所述先前的规划路径显著偏离，其中，所述距离函数分量表示如下：其中，和是所述线段的源顶点和目标顶点距所述先前的主车辆路径的加权偏移，并且权重作用于更接近所述主车辆的顶点。方案15. 根据方案10所述的方法，其中，所述距离函数分量对应于所述搜索图中的线段至当前车道的中心线的距离，其中，所述距离函数分量表示如下：其中，、和分别是每个线性线段距所述当前车道的中心、相邻左车道以及相邻右车道的偏移值。方案16. 根据方案15所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适应性地重新生成用于自主驾驶操纵的规划路径的方法，所述方法包括以下步骤：（a）由基于车辆的装置获得与行驶道路中感测到的物体相关联的物体数据；（b）基于所述行驶道路中感测到的物体由处理器构造物体图；（c）重新设置并且致动计时器；（d）由所述处理器生成用于在所述感测到的物体周围自主地操纵所述车辆的规划路径，所述规划路径基于成本‑距离函数生成；（e）沿着所述规划路径自主地操纵所述车辆；（f）基于来自所述基于车辆的装置的更新的感测到的数据更新所述物体图；（g）基于更新的所述物体图确定所述规划路径是否可行；（h）响应于所述规划路径不可行的决策，返回至步骤（a）；否则继续至步骤（i）；（i）确定所述计时器是否期满；以及（j）响应于所述计时器期满返回至步骤（a）；否则返回至步骤（f）。

【技术特征摘要】
2015.04.27 US 14/6968771.一种适应性地重新生成用于自主驾驶操纵的规划路径的方法，所述方法包括以下步骤：（a）由基于车辆的装置获得与行驶道路中感测到的物体相关联的物体数据；（b）基于所述行驶道路中感测到的物体由处理器构造物体图；（c）重新设置并且致动计时器；（d）由所述处理器生成用于在所述感测到的物体周围自主地操纵所述车辆的规划路径，所述规划路径基于成本-距离函数生成；（e）沿着所述规划路径自主地操纵所述车辆；（f）基于来自所述基于车辆的装置的更新的感测到的数据更新所述物体图；（g）基于更新的所述物体图确定所述规划路径是否可行；（h）响应于所述规划路径不可行的决策，返回至步骤（a）；否则继续至步骤（i）；（i）确定所述计时器是否期满；以及（j）响应于所述计时器期满返回至步骤（a）；否则返回至步骤（f）。2. 根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述规划路径还包括以下步骤：基于所述行驶道路中感测到的物体识别虚拟节点；以及应用德洛内三角剖分以便在所选择的虚拟节点当中生成三角形。3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述虚拟节点包括车道虚拟节点、主车辆虚拟节点、终点虚拟节点以及移位扫描节点，其中，所述车道虚拟节点表示所述道路的车道边界，其中，所述主车辆虚拟节点表示所述主车辆的位置和搜索空间的起点，其中，所述终点虚拟节点表示所述搜索空间的终点，以及其中，所述移位扫描节点表示基于所检测到的动态物体相对于所述主车辆的速度的动态物体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：S曾，R贾法里，NK莫什楚克，BB利特库希，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US