自動(dòng)駕駛車輛的安全軌跡生成

自動(dòng)駕駛車輛的安全軌跡生成

目前,先進(jìn)的汽車安全系統(tǒng)，如輔助制動(dòng)或自動(dòng)車道識(shí)別系統(tǒng)在相對(duì)簡(jiǎn)單的駕駛情況下能夠?yàn)轳{駛員提供幫助。提出了一種在復(fù)雜駕駛場(chǎng)景下的高級(jí)安全框架，即并行自主安全框架。該框架主要有兩個(gè)目標(biāo)：保障安全、車輛的控制輸入應(yīng)盡可能接近人類駕駛員。在主車當(dāng)前位置已知、道路邊界已知、其它車輛已知的情況下，基于非線性模型預(yù)測(cè)控制（NMPC）為并行自主安全框架提供解決方案。

在急轉(zhuǎn)彎、交叉路口左轉(zhuǎn)彎等駕駛場(chǎng)景中，對(duì)所提出的并行自主安全框架進(jìn)行評(píng)估。駕駛員通過(guò)控制轉(zhuǎn)向盤和加速踏板，產(chǎn)生期望的車輪轉(zhuǎn)角和車輛加速度，并將二者作為輸入?yún)?shù)，傳送至NMPC模型中，生成自動(dòng)駕駛車輛的安全軌跡，作為參考路徑。

在急轉(zhuǎn)彎工況，車輛進(jìn)入曲率較大的彎道，若是人為駕駛車輛，很有可能使車輛脫離車道。而使用NMPC控制，該控制器會(huì)制動(dòng)車輛達(dá)到合適的速度，以符合車輛的偏航率。轉(zhuǎn)彎結(jié)束后再控制車輛加速，節(jié)省車輛的運(yùn)行時(shí)間。所以，該方法可很好地控制車輛的橫向運(yùn)動(dòng)和縱向運(yùn)動(dòng)。

在交叉路口左轉(zhuǎn)彎工況，在50個(gè)隨機(jī)的場(chǎng)景中進(jìn)行了驗(yàn)證，汽車均未發(fā)生碰撞。在進(jìn)入交叉路口前，NMPC控制器會(huì)使車輛停止，等其它車輛通過(guò)并出現(xiàn)足夠的間隙，才允許車輛進(jìn)入交叉路口。一旦車輛前方出現(xiàn)障礙物，NMPC控制器首先對(duì)車輛進(jìn)行制動(dòng)減速，然后進(jìn)行換道超車。如果不進(jìn)行NMPC控制，車輛就容易發(fā)生碰撞。

Wilko Schwarting et al.2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation(ICRA),Singapore, May 29-June 3,2017.

編譯：野晨晨