【技术实现步骤摘要】
本方案属于智能车的轨迹规划领域，具体涉及自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统。
技术介绍
1、智能车的轨迹规划旨在生成反映行车局部路径与速度的时空轨线，符合车辆内部运动学约束与外部环境避障约束等，并在严格保障上述约束得以满足的前提下尽量使得既定的性能指标得到优化。
2、在结构化道路上，智能车需要不断进行局部轨迹规划，如以下视频所示，
3、https://www.bilibili.com/video/bv1x54y1m7mr？p＝10
4、这是因为车辆在道路上行驶时视野不好，每次仅能够看到前方一定范围内的障碍物，所以过早进行前方过远距离轨迹的规划没有意义。因此，道路上的自动驾驶轨迹规划技术都是以滚动计算的方式实现的，即不断从车辆当前位置向前方规划一段短时的时空轨迹。
5、目前，面向结构化道路场景的自动驾驶轨迹规划算法都是在固定频率下进行的(一般以1hz的计算频率，即每隔1.0秒触发一次局部的轨迹规划)，从此时车辆当前的位置、姿态、车速等真实运动状态作为起点实施一帧轨迹规划。然而，这样的设置是不完全合理的，这会导致简单路况下的车端计算资源浪费(路况简单时，没必要每隔1秒即触发一次轨迹规划)或者车辆对突发故障反应过于滞后(在1.0秒间隔内恰好突然出现了突发状况，则规划算法要在1.0秒耗尽后才开始准备应对该突发情况)。反过来讲，人类驾驶员的决策大脑在应对道路状况时，其实在不断自适应变频思考，应对简单场景时可能相对思维松弛而应对紧张危险或者突发风险场景时因肾上腺素调节导致的思维会更加机敏。p>
6、目前面向结构化道路场景的自动驾驶轨迹规划的触发频率没有随着真实的外部环境态势而自适应变化，这种以定频的方式实施轨迹规划是不完全合理的。
技术实现思路
1、本方案的目的是提供自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，以解决面向结构化道路场景的自动驾驶轨迹规划算法以定频的方式实施轨迹规划不合理的问题。
2、为了达到上述目的，本方案提供一种自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，包括：
3、信息加载单元：用于读入车辆当前瞬间的行驶速度v、加速度a和当前的地面车道边界线path_current，导入1.0秒以前的地面车道边界线历史数据path_previous、完成的轨迹规划环节所生成的行车轨迹traj和当前瞬间自动驾驶车辆周围一定范围内的社会车辆信息；
4、处理单元：用于计算v和车辆的容许最大速度vmax之间的比例记为rate1，用于计算a和车辆的容许最大加速度amax之间的关系记为rate2；处理单元中还设有模块a和模块b，所述模块a用于计算path_current相比于path_previous的增量式变化记为rate3，所述模块b用于计算衡量自动驾驶车辆周围的社会车辆向该车辆行驶的相对运动趋势的值记为rate4；所述处理单元还用于通过rate1～rate4计算参数rateoverall，并根据rateoverall求得时间间隔δt。
5、本方案的原理和技术效果在于：本方案通过计算v和车辆的容许最大速度vmax之间的比例rate1来衡量当前车速的安全情况，计算a和车辆的容许最大加速度amax之间的关系rate2来衡量当前车辆加速状态的合理情况，计算path_current相比于path_previous的增量式变化rate3来反映车辆在行驶过程中路径的变化情况，再综合考虑rate1～rate4这四个比率来计算车辆当前的综合态势数据rateoverall，并根据rateoverall推导出恰当的下一次触发轨迹规划算法的时间差δt。由此可知，本方案能在不同情况下，根据车辆自身的综合态势数据自适应地调节规划时间间隔，解决了面向结构化道路场景的自动驾驶轨迹规划算法以定频的方式实施轨迹规划不合理的问题。
6、进一步，所述处理单元按照公式(1)求解变量rate1，按照公式(2)求解变量rate2，公式(1)和公式(2)如下所示：
7、
8、进一步，所述处理单元按照公式(3)求解rateoverall，按照公式(4)求解δt，公式(3)和公式(4)如下所示：
9、rateoverall＝max(rate1,rate2,rate3,rate4)(3)，
10、δt＝(1-rateoverall)·2.0s (4)。
11、由于rate1～rate4都是0-1之间的实数，rateoverall是0-1之间的实数，那么δt可能的取值是0-2.0秒。不难发现，如果rate1～rate4取值相对较大，那么δt倾向于取0，意味着自动驾驶车辆在刚刚完成一次轨迹规划后需要立即开始下一次轨迹规划；反之，如果rate1～rate4取值相对较小，那么δt倾向于取2.0秒，意味着自动驾驶车辆在刚刚完成一次轨迹规划后可以在超过1.0秒之后再开始下一次轨迹规划。这样的方式与将规划时间间隔固定为1.0秒的定频方式相比，本方案提出的方案能够自适应地调节规划时间间隔(即实现了动态调节规划的频率)。
12、进一步，所述模块a求解rate3包括以下步骤：
13、s81：从自动驾驶高精度地图中导入道路场景的参考指引线，并构建局部frenet坐标系；
14、s82：将path_previous对应的两条车道线从大地惯性坐标系转化至frenet坐标系，使表示两条path_previous的两列大地坐标系下的有序散点变为两列frenet坐标系下的有序散点，且每个散点的坐标是二维坐标，所述二维坐标中将沿着指引线的方向的进展作为s维度取值，将垂直于指引线方向的偏移量作为1维度取值；通过计算各个散点在同一横坐标s下的1坐标的平均值得到两条path_previous的中线并记录为middle_path_previous，取middle_path_previous中一系列点的s坐标的取值范围，得到s坐标取值的最大值s_max_previous和最小值s_min_previous；
15、s83：使用s82步骤中对path_previous的相同操作处理path_current，得到两条path_current之间的中线middle_path_current，以及middle_path_current的s坐标的取值范围里s坐标取值的最大值s_max_current和最小值s_min_current；
16、s84：取出middle_path_current与middle_path_previous沿着frenet的s轴共同有定义的部分，将该区间定义为[s_min,s_max]，再按照[s_min,s_max]截取middle_path_current与middle_path_previous在s轴上共同具有定义的部分，随后利用经典的黎曼积分方法计算该部分围成的面积大小，将该面积数值记录为area，并根据公式(5)计算rate3，公式(5)如下所示：
17本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于：所述处理单元按照公式(1)求解变量rate1，按照公式(2)求解变量rate2，公式(1)和公式(2)如下所示：
3.根据权利要求2所述的自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于：所述处理单元按照公式(3)求解rateoverall，按照公式(4)求解ΔT，公式(3)和公式(4)如下所示：
4.根据权利要求3所述的自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于：所述模块A求解rate3包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于：所述模块B求解rate4包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于：导入自动驾驶车辆周围一定范围内的社会车辆信息时，以自动驾驶车辆几何中心为圆心，以用户指定的参数R为半径，如果有其他社会车辆落入该范围内，则在一个集合S中记录这些社会车辆的位置与速度信息；如果该范围内没有符合条
7.根据权利要求6所述的自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于：所述[s_min,s_max]取值遵循公式(8)，公式(8)如下所示：
8.根据权利要求7所述的自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于：所述公式(5)中，k1是由用户指定的参数，代表对于前后帧感知的道路走势变化的宽容程度。
9.根据权利要求8所述的自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于：所述公式(6)中，如果在有限的完整时域t∈[0,tf]内agent1与traj无交集，那么直接记r1＝1。
10.根据权利要求9所述的自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于：所述公式(7)中，如果S为空集，那么直接设置rate4＝1。
...【技术特征摘要】
1.自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于：所述处理单元按照公式(1)求解变量rate1，按照公式(2)求解变量rate2，公式(1)和公式(2)如下所示：
3.根据权利要求2所述的自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于：所述处理单元按照公式(3)求解rateoverall，按照公式(4)求解δt，公式(3)和公式(4)如下所示：
4.根据权利要求3所述的自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于：所述模块a求解rate3包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于：所述模块b求解rate4包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的自动驾驶轨迹规划自适应变频管理系统，其特征在于：导入自动驾驶车辆周围一定范围内的社会车辆信息时，以自动驾驶车辆...
【专利技术属性】
技术研发人员：李柏，殷烛炎，丁能根，余贵珍，
申请(专利权)人：踏歌智行科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。