[发明专利]用于自动驾驶车辆的轨迹形状生成的方法和装置

说明书

一种用于控制自动驾驶车辆或驾驶员辅助自动驾驶车辆(AV)的行驶方向和速度的装置。GPS和地图模块接收AV的开始位置和目的地位置。多个传感器识别AV的当前车道和提议车道。提供了用于控制AV的行驶方向和速度中的一个或多个的AV基线机动轮廓的数据库。轨迹轮廓生成器模块基于AV的开始位置、目的地位置、当前车道和提议车道以及从数据库挑选的AV基线机动轮廓来生成AV的具有小于2Hz的横向加速度的规划路径。转向控制模块基于所生成的AV规划路径控制AV的行驶方向，以及监督控制模块基于所生成的AV规划路径和内耳约束来控制AV的速度。

优先权要求

本专利申请与2019年6月10日提交的题为“用于最小化在自动驾驶车辆中的晕车的最佳轨迹形状生成(Optimal Trajectory Shape Generation for the Minimizationof Motion Sickness in Autonomous Vehicles)”的第62/859,649号临时专利申请相关，并要求其优先权，其内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的实施例涉及自动驾驶车辆，具体地，涉及控制自动驾驶车辆的轨迹以最小化在自动驾驶车辆中的乘客的晕车。

背景技术

自动驾驶汽车(也称为自动驾驶车辆(AV)、联网自动驾驶车辆(CAV)、无人驾驶汽车或机器人车辆(robo-car))是一种能够感知它的环境并在很少或没有人工输入的情况下安全移动的车辆。自动驾驶汽车结合了诸如视频、雷达、激光雷达、声纳、GPS、里程计和惯性测量单元的各种传感器来感知其周围环境。控制系统解译感官信息以识别适当的导航路径以及障碍物和相关标志。

自动驾驶车辆会使他们的乘客晕车。晕车与施加在乘客身上的外部加速度的频率、水平和方向有关，也与乘客对由自动驾驶车辆所进行的机动缺乏预见性有关。乘客缺乏预见性的部分原因是基于自动驾驶车辆如何进行机动，即形成自动驾驶车辆的加速度的速度与时间图的形状以及自动驾驶车辆的姿态(即三维定向)。自动驾驶车辆中使用的时间最优路径和恒定曲率转弯两者不是人们对车辆进行机动的方式。需要的是“乘客舒适度”最佳路径，其中减少的晕车的可能性是要优化的特性。

附图说明

实施例被以示例的方式而非限制的方式进行图示，并且在参照以下结合附图考虑的详细描述时，实施例将被更充分地理解，其中：

图1是本发明实施例的功能框图；和

图2是生成轨迹时使用的几何约束的描绘。

具体实施方式

本发明的实施例控制自动驾驶车辆轨迹和速度以减少乘客晕车的可能性。特别地，本发明的实施例在自动驾驶车辆的位置(方向)、速度和加速度的动态状态之间控制转向轨迹。在这种情况下的自动驾驶车辆的动态状态由以下构成：在车辆的嵌入的纵向轴线(从后到前)中的变化(由推进和制动控制)和在车辆的横向轴线或交叉轴线中的变化(由转向所控制的)。针对车辆速度和方向的多个相互依赖的控制被用于创建期望的晕车减少轨迹。控制包括但不限于在行驶的期望方向的路径约束内控制动态状态(包括横向和前向运动)的加加速度(即在加速度中的变化)分量。

速度和方向控制由监督控制模块管理，该监督控制模块将时间依赖的横向加速度和加加速度约束在可能干扰自动驾驶车辆中乘客内耳的频率范围内。参照图2，在此上下文中的要被控制的自动驾驶车辆机动的示例包括诸如从一条街道转向另一条街道或从一条车道220改变至另一条车道(诸如改变车道或从一条街道转向另一条街道)的动作。车道220在本文中被定义为在其上能够驾驶自动驾驶车辆的道路或表面的区域的宽度。更广泛地说，机动是路线或速度的任何变化，而轨迹是在这些状态中的一个或两者之间所采取的路径。实施例主要针对自动驾驶车辆，但也可以适用于驾驶员辅助的自动驾驶车辆。