车辆运动规划系统与方法技术方案

用于操作自主车辆的系统/方法。方法包括：检测自主车辆附近的对象；确定对象的行进路径，行进路径包括多个数据点，数据点的数量等于基于对象所处的车道的几何形状而选择的给定车辆位置的数量；生成分别与数据点相关联的成本曲线，每个成本曲线表示沿着给定交叉线在特定位置处的位移成本，给定交叉线(i)穿过数据点中的相应数据点并且(ii)垂直于车道的边界线并在边界线之间延伸；确定表示成本曲线距车道中心的位移的多段线；基于多段线定义对象的预测行进路径；以及使用对象的预测行进路径来促进自主驾驶操作。来促进自主驾驶操作。来促进自主驾驶操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】车辆运动规划系统与方法
[0001]交叉引用和优先权要求
[0002]本专利申请要求2021年2月19日提交的专利申请号为17/179,524的美国专利申请的优先权，该专利申请的全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开总体上涉及车辆。更具体地，本公开涉及用于车辆运动规划的实施系统和方法。

技术介绍

[0004]相关领域的描述
[0005]现代车辆至少有一台车载计算机，并具有互联网/卫星连接。在这些车载计算机上运行的软件监视和/或控制车辆的操作。如果车辆是自主车辆，它还包括用于检测其附近的对象的激光雷达探测器。激光雷达探测器生成激光雷达数据集，该激光雷达数据集在多个不同时间测量从车辆到对象的距离。这些距离测量值可用于跟踪对象的运动、对对象轨迹进行预测并基于对象的预测轨迹规划车辆的行进路径。

技术实现思路

[0006]本公开涉及用于操作自主车辆的实施系统和方法。该方法包括由计算设备执行以下操作：检测自主车辆附近的对象；确定对象的行进路径，行进路径包括多个数据点，数据点的数量等于基于对象所处的车道的几何形状而选择的给定车辆位置的数量；生成分别与数据点相关联的成本曲线(每个成本曲线表示沿着给定交叉线在特定位置处的位移成本，给定交叉线(i)穿过数据点中的相应数据点并且(ii)垂直于所述车道的边界线并在边界线之间延伸)；确定表示成本曲线距车道的中心的位移的多段线；基于多段线来定义对象的预测行进路径；和/或使用对象的预测行进路径来促进自主车辆的至少一个自主驾驶操作。
[0007]在一些场景中，方法还包括：确定对象是否具有行驶意图；以及当确定对象具有行驶意图时，确定对象的行进路径。给定车辆位置的总数对于直车道和弯车道可以具有不同的值。行进路径的每个数据点可以与道路地图中车道的中心对齐并且可以位于车道的中心上。每个数据点可以从对象的当前位置纵向偏移。
[0008]在这些或其他场景中，使用表示从对象到车道的左边界的距离的成本函数、表示从对象到车道的右边界的距离的成本函数、表示对象应该多靠近车道的中心的成本函数、表示与车道的左边界和右边界一致的位置的成本函数和表示靠近静态障碍物的位置的成本函数中的至少一个生成成本曲线。
[0009]在这些或其他场景中，方法还包括：通过组合与每个所述数据点相关的成本曲线来生成成本曲线；定义多段线使得其包括具有基于组合的成本曲线的最小值而确定的坐标值的数据点。附加地或替代地，方法包括基于预测行进路径(predicted path of travel)来确定对象的预期行进路径(forecasted path of travel)。
[0010]实施系统包括：处理器；以及包括编程指令的非暂时性计算机可读存储介质，编程指令被配置为使处理器实现上述方法。
附图说明
[0011]将参考以下附图描述本专利技术的方案，其中在附图中相同的附图标记表示相同的项目。
[0012]图1是说明性系统的示意图。
[0013]图2是车辆的说明性架构的示意图。
[0014]图3是说明性计算设备的示意图。
[0015]图4提供了有助于理解如何根据本专利技术的方案实现车辆控制的框图。
[0016]图5A
‑
5B(本文中统称为“图5”)提供了使用激光雷达去相关控制自主车辆的说明性方法的流程图。
[0017]图6提供了使用检测到的对象的预测轨迹进行自主车辆(AV)运动规划的说明性方法的流程图。
[0018]图7
‑
18提供了有助于理解图6所示方法的示意图。
[0019]图19提供了有助于理解第一示例的细节的示意图。
[0020]图20提供了有助于理解第二示例的细节的示意图。
[0021]图21提供了有助于理解第三示例的细节的示意图。
具体实施方式
[0022]除非上下文另有明确规定，否则本文中使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数形式。除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有本领域普通技术人员通常理解的含义。本文中使用的术语“包含”是指“包括但不限于”。与本文相关的附加术语的定义包含在本具体实施方式的末尾。
[0023]“电子设备”或“计算设备”是指包括处理器和存储器的设备。每个设备可以具有其自己的处理器和/或存储器，或者可以与其他设备共享处理器和/或者存储器，如在虚拟机或容器布置中。存储器将包含或接收编程指令，该编程指令在由处理器执行时使电子设备根据编程指令执行一个或多个操作。
[0024]术语“存储器”、“存储器设备”、“数据存储器”、“数据存储设备”等均指存储计算机可读数据、编程指令或两者的非暂时性设备。除非另有特别说明，否则术语“存储器”、“存储器设备”、“数据存储器”、“数据存储设备”等旨在包括单个设备实施例、多个存储器设备一起或共同存储一组数据或指令的实施例以及这些设备内的单个扇区。
[0025]术语“处理器”和“处理设备”是指被配置为执行编程指令的电子设备的硬件组件。除非另有特别说明，否则单数术语“处理器”或“处理设备”旨在包括单个处理设备实施例和多个处理设备一起或共同执行过程的实施例。
[0026]术语“车辆”是指能够承载一名或多名人类乘员和/或货物并由任何形式的能量提供动力的任何移动形式的运输工具。术语“车辆”包括但不限于轿车、卡车、货车、火车、自主车辆、飞机、无人机等。“自主车辆”是指具有处理器、编程指令和传动系部件的车辆，传动系部件可由处理器控制，无需人工操作。自主车辆可以是完全自主的，对于大多数或所有驾驶
条件和功能，不需要人工操作，或者可以是半自主的，在某些条件下或对于某些操作，可能需要人工操作，或者人工操作可以超驰车辆的自主系统并承担车辆的控制。
[0027]在本文中，当使用“第一”和“第二”等术语来修饰名词时，这种使用只是为了将一个项目与另一个项目区分开来，除非特别说明，否则不需要顺序。此外，“垂直”和“水平”、或“前”和“后”等相对位置的术语在使用时，旨在彼此相对，而不必是绝对的，并且仅指与这些术语相关联的设备的一个可能位置，这取决于设备的方向。
[0028]自主车辆(AV)必须能够预测场景中主体(agent)或对象的未来轨迹，以便做出安全高效的行为决策。在理解了主体的意图之后，会生成一个从其当前位置到该目标的理想参考路径。参考路径是通过由多段线(polyline)描述的二维空间的理想轨迹。它编码了与车道的偏移量、参与者如何轮流的趋势、基本的情景交互(如突然转向绕过静态障碍物)以及相对于车道几何结构的路径。理想参考路径被定义为主体在理想世界中将遵循的一系列路点。因此，它逼真地将道路和场景特征融入到问题中。更真实的参考路径将导致更真实的预测轨迹，更真实的预测轨迹将增强AV驾驶系统的安全性。此外，参考路径允许实时计算关于参与者的运动的一些约束。以速度和制动目标的形式应用的屈服约束是通过找到参考路径与AV路线的交叉点来计算的。
[0029]当前方法使用与主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于操作自主车辆的方法，包括：通过计算设备检测所述自主车辆附近的对象；通过所述计算设备确定所述对象的行进路径，所述行进路径包括多个数据点，所述数据点的数量等于基于所述对象所处的车道的几何形状而选择的给定车辆位置的数量；通过所述计算设备生成分别与所述数据点相关联的成本曲线，每个成本曲线表示沿着给定交叉线在特定位置处的位移成本，所述给定交叉线(i)穿过所述数据点中的相应数据点并且(ii)垂直于所述车道的边界线并且在所述边界线之间延伸；通过所述计算设备确定表示所述成本曲线距所述车道的中心的位移的多段线；通过所述计算设备基于所述多段线来定义所述对象的预测行进路径；以及通过所述计算设备使用所述对象的所述预测行进路径来促进所述自主车辆的至少一个自主驾驶操作。2.根据权利要求1所述的方法，还包括通过所述计算设备确定所述对象是否具有行驶意图。3.根据权利要求2所述的方法，其中当确定所述对象具有行驶意图时，所述计算设备确定所述对象的所述行进路径。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述给定车辆位置的总数对于直车道和弯车道具有不同的值。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述行进路径的每个数据点与道路地图中所述车道的中心对齐并位于所述中心上。6.根据权利要求1所述的方法，其中每个数据点从所述对象的当前位置纵向偏移。7.根据权利要求1所述的方法，其中使用下列中的至少一个来生成所述成本曲线：表示从所述对象到所述车道的左边界的距离的成本函数，表示从所述对象到所述车道的右边界的距离的成本函数，表示所述对象应该多靠近所述车道的中心的成本函数，表示与所述车道的左边界和右边界一致的位置的成本函数，以及表示靠近静态障碍物的位置的成本函数。8.根据权利要求1所述的方法，还包括通过组合与每个所述数据点相关联的所述成本曲线来生成成本曲线。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述多段线包括具有基于组合的成本曲线的最小值而确定的坐标值的数据点。10.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所述预测行进路径来确定所述对象的预期行进路径。11.一种系统，包括：处理器；非暂时性计算机可读存储介质，包括编程指令，所述编程指令被配置为使所述处理器实现用于操作自主车辆的方法，其中所述编程指令包括以下指令：检测所述自主车辆附近的对象；确定所述对象的行进路径，所述行进路径包括多个数据点，所述数据点的数量等于基于所述对象所处的车道的几何形状而选择的给定车辆位置的数量；生成分别与所述数据点相关联的成本曲线，每个成本曲线表示沿着给定交叉线在特...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得罗，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：