用于车辆的轨迹规划的方法和系统技术方案

用于车辆的轨迹规划的方法和系统。用于车辆的轨迹规划的计算机实现方法包括由计算机硬件组件执行的以下步骤：确定所述车辆的预定预测时域的轨迹的参考，其中，所述参考在所述预测时域期间随时间变化；基于所述轨迹的参考来确定位置误差；以及基于所述位置误差来确定所述车辆的转向命令。所述车辆的转向命令。所述车辆的转向命令。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的轨迹规划的方法和系统


[0001]本公开涉及用于车辆的轨迹规划的方法和系统。

技术介绍

[0002]自主驾驶的车辆不仅必须观察所述车辆前方和后方的车辆和其他物体的安全距离，而且必须观察所述车辆的侧面。自主驾驶车辆中的横向控制方法旨在跟踪期望路径，在车道居中应用的情况下，车道中心是期望的路径。该跟踪应用应该以安全和舒适的方式执行。
[0003]因此，存在对有效和可靠的跟踪的需要。

技术实现思路

[0004]在一个方面，本公开涉及一种用于车辆的轨迹规划的计算机实现方法，该计算机实现方法包括由计算机硬件组件执行(换言之，实行)的以下步骤：针对预定预测时域确定所述车辆的轨迹的参考，其中，所述参考在所述预测时域期间随时间变化；基于所述轨迹的所述参考，确定位置误差；以及基于所述位置误差，确定所述车辆的转向命令。
[0005]根据实施方式，所述参考是基于tanh函数确定的。
[0006]根据实施方式，所述参考是基于横向偏移的初始值确定的。
[0007]根据实施方式，所述参考是基于要实现的参考值确定的。
[0008]根据实施方式，所述参考是基于车辆的弧长状态确定的。
[0009]根据实施方式，所述弧长状态在所述预测时域内变化。
[0010]根据实施方式，所述弧长状态是基于曲率和本车速度确定的。弧长可以从作为原点的车辆计算。弧长可以从0开始，并且可以基于曲率和本车速度来预测所述预测时域内的剩余状态。
[0011]根据实施方式，所述参考是基于车辆的速度(v)确定的。
[0012]根据实施方式，所述速度在所述预测时域内变化。
[0013]根据实施方式，所述速度是使用安装在车辆处的传感器确定的。
[0014]根据实施方式，所述位置误差是使用模型预测控制确定的。
[0015]在另一方面，本公开涉及一种计算机系统，所述计算机系统包括多个计算机硬件组件，所述多个计算机硬件组件被配置成执行本文所述的计算机实现方法的若干或所有步骤。计算机系统可以是车辆的一部分。
[0016]计算机系统可以包括多个计算机硬件组件(例如处理器(例如处理单元或处理网络)、至少一个存储器(例如存储器单元或存储器网络)以及至少一个非暂时性数据存储装置)。应当理解，可以提供另外的计算机硬件组件并用于在计算机系统中执行计算机实现方法的步骤。非暂时性数据存储装置和/或存储器单元可以包含计算机程序，所述计算机程序用于指示计算机例如使用处理单元和至少一个存储器单元来执行在此描述的计算机实现方法的若干或所有步骤或方面。
[0017]在另一方面，本专利技术涉及一种包括如本文所述的计算机系统的车辆。
[0018]根据实施方式，该车辆还包括：传感器，所述传感器被配置为确定所述车辆的位置和所述车辆的速度中的至少一项。
[0019]在另一方面，本公开涉及一种非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质包括用于执行本文所述的计算机实现方法的若干或所有步骤或方面的指令。所述计算机可读介质可以被配置为：光学介质，例如光盘(CD)或数字多功能盘(DVD)；磁介质，例如硬盘驱动器(HDD)；固态驱动器(SSD)；只读存储器(ROM)，例如闪存；等等。此外，计算机可读介质可以被配置为可经由诸如因特网连接的数据连接来访问的数据存储。计算机可读介质例如可以是在线数据储存库或云存储。
[0020]本公开还涉及一种用于指示计算机执行本文所述的计算机实现的方法的若干或所有步骤或方面的计算机程序。
[0021]利用这里描述的方法、设备和系统，可以提供例如用于高级驾驶员辅助系统(ADAS)中的用于车道居中和车道改变的参考生成。
附图说明
[0022]本文结合以下示意性示出的附图描述了本公开的示例性实施方式和功能：
[0023]图1是模型预测控制器的图示；
[0024]图2是基于多项式的轨迹；
[0025]图3是使用多项式生成的参考与模拟函数的比较；
[0026]图4是使用多项式生成的参考与模拟函数的比较；
[0027]图5是时域内的恒定参考与变化的参考之间的转向响应比较；
[0028]图6是时域内的恒定参考与变化的参考之间的交叉跟踪误差比较；
[0029]图7是时域内的恒定参考与变化的参考之间的定向误差比较；
[0030]图8是示出用于车辆的轨迹规划的方法的流程图；以及
[0031]图9是具有被配置为执行根据各种实施方式的用于车辆的轨迹规划的计算机实现方法的步骤的多个计算机硬件组件的计算机系统。
具体实施方式
[0032]侧面碰撞警告系统可以在与可碰撞物体(例如另一车辆或障碍物)的侧面碰撞时警告驾驶员。这可以通过计算可碰撞物体与宿主车辆之间的横向距离以及估计宿主车辆与可碰撞物体之间的碰撞时间来实现。如果这两个变量中的任何一个变量低于对应的阈值，则侧面碰撞警告系统可以输出侧面碰撞警告。
[0033]根据各种实施方式，可以提供数学成本函数和稳定系统动力学，以便设计模型预测控制器，该模型预测控制器将成本最小化并提供最优解以横向控制车辆。成本函数可包括(或可包含)使关于车道中心的横向偏移最小化的项。关于这一点，需要提供(并且可以提供)该横向偏移的参考值。该参考值可以是时域内变化的连续函数。
[0034]根据各种实施方式，可以提供用于车辆(侧面)碰撞预测的设备和方法，所述设备和方法利用模型预测控制器的修改的功能。
[0035]图1示出了模型预测控制器的图示100。
[0036]模型预测控制器可以是功能强大的控制器。顾名思义，该控制器可以预测车辆的状态，例如关于参考的横向偏移和在有限时域(T)内相对于车辆的参考的取向误差。车辆的参考值可以由规划块计算，然后将该值引入模型预测控制(MPC)，使得模型预测控制通过在当前时刻产生控制信号来补偿误差。
[0037]在图1中，示出了时间轴102(具有过去时间104和未来时间106)、期望的设定点108、测量状态110、闭环输入112、重新测量状态114、预测状态116、最优输入轨迹118、重新预测状态120和重新最优输入轨迹122。示出了后退时域(receding horizon)(t
k
)124和对应的预测时域(T)126。示出了后退时域(t
k+1
)128和对应的预测时域(T)130。
[0038]可以使用以下符号：
[0039]t
k
–
当前时间步长；
[0040]t
–
在时间上向前的时间轴；
[0041]T
–
预测时域(对状态进行预测的持续时间)；
[0042]Δt
–
采样周期；
[0043]u
*
(τ
k
)
–
当前时间步长下的最优控制值；
[0044]x
ref
(t<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的轨迹规划的计算机实现方法，所述计算机实现方法包括由计算机硬件组件执行的以下步骤：确定(802)所述车辆在预定的预测时域内的轨迹的参考，其中，所述参考在所述预测时域期间随时间变化；基于所述轨迹的所述参考来确定(804)位置误差；以及基于所述位置误差来确定(806)针对所述车辆的转向命令。2.根据权利要求1所述的计算机实现方法，其中，所述参考是基于tanh函数确定的。3.根据权利要求1或2所述的计算机实现方法，其中，所述参考是基于横向偏移的初始值(b0)确定的。4.根据权利要求1至3中任一项所述的计算机实现方法，其中，所述参考是基于待实现的参考值(d)确定的。5.根据权利要求1至4中任一项所述的计算机实现方法，其中，所述参考是基于所述车辆的弧长状态确定的。6.根据权利要求5所述的计算机实现方法，其中，所述弧长状态在所述预测时域内变化。7.根据权利要求5或6所述的计算机实现方法，其中，所述弧长状态是基于曲率和本车速度确定的。8.根据权利要求1至7中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：APTIV技术有限公司，
类型：发明
国别省市：