[发明专利]自主车辆的两级路径规划

说明书

公开了自主车辆的两级路径规划。一种用于自主牵引式挂车卡车的两级最优路径规划过程包括离线规划、在线规划以及利用在线估计和感知结果来使规划的路径适应驾驶环境中的真实世界的变化。在一个方面，一种导航自主车辆的方法包括通过在线服务器确定自主车辆在所绘制的驾驶区域中的当前车辆状态。该方法包括：由在线服务器从离线路径库接收用于自主驾驶车辆通过所绘制的驾驶区域从当前车辆状态到目的地车辆状态的路径，以及接收固定和移动障碍物信息。该方法包括调整路径以生成避开固定和移动障碍物并以目标最终车辆状态结束的优化路径，以及基于优化路径导航自主车辆。

技术领域

本文献涉及自主驾驶。

背景技术

自主驾驶车辆使用传感器和处理系统以确定自主车辆周围的环境，并做出确保自主车辆和周围车辆的安全的决策。传感器应准确地确定潜在干扰车辆以及其他可移动和不可移动对象的距离和速度。需要新的技术来确定自主车辆在诸如停车场和狭窄道路的环境中应该采用的路径。

发明内容

所公开的主题涉及自主驾驶，尤其涉及用于自主牵引式挂车(tractor-trailer)卡车的两级最优路径规划过程，其包括离线规划、在线规划以及利用在线估计和感知结果来使规划的路径适应驾驶环境中的真实世界变化。

在第一方面，公开了一种导航自主车辆的方法。该方法包括通过在线服务器确定自主车辆在所绘制的驾驶区域中的当前车辆状态。该方法包括：由在线服务器从离线路径库接收用于自主驾驶车辆通过所绘制的驾驶区域从当前车辆状态到目的地车辆状态的路径，以及接收固定和移动障碍物信息。该方法包括调整路径以生成优化路径，其中，优化路径避开固定和移动障碍物并以最终车辆状态结束，并且基于优化路径导航自主车辆。

以下特征可以以各种组合包括在第一方面和其他方面中。当前车辆状态包括当前位置和当前航向角，并且其中，目的地车辆状态包括目的地位置和目的地航向角。调整路径包括迭代地调整路径。离线路径库是通过在导航自主车辆之前计算不与自主车辆共处一地的资源来生成的，并且其中，迭代地调整路径包括估计一个或多个代价函数以确定优化路径。一个或多个代价函数包括指示最终车辆状态与目的地车辆状态之间的接近度的最终状态误差，其中，最终车辆状态越接近目的地车辆状态，最终状态误差越接近最优。离线路径库包括基于离线路径库生成过程计算的可能路径的数据库。离线路径库以压缩格式存储在离线服务器处，其中，在线服务器执行用于接收路径的数据扩展。离线服务器位于自主车辆外部，并且被配置为在驾驶任务正在进行时经由无线通信信道或者在驾驶任务开始之前经由有线通信信道与在线服务器通信。该路径基于多个经调整路径中的每一个的对应的总体性能度量从多个经调整路径中被选择，其中，该路径与多个经调整路径中的其他路径相比具有最优总体性能度量。多个经调整路径中的每一个的总体性能度量包括曲率度量、曲率变化度量和铰接度量、到车道中心的距离度量、航向角跟踪度量、车道中的车身度量、延伸超过所绘制的允许区域的车身度量、到道路上的对象的距离度量中的一个或多个。

在第二方面，公开了一种为自主驾驶车辆生成最优路径的方法。该方法包括：从定位系统接收自主驾驶车辆在所绘制的驾驶区域上的当前位置和当前航向角，以及从离线生成的路径库接收自主驾驶车辆从具有当前航向角的当前位置到目的地位置的路径。该方法还包括：从感知系统接收对象信息，对象信息包括关于沿着该路径的一个或多个对象的位置和大小信息；以及响应于对象信息，调整从路径库接收的路径，以使得自主驾驶车辆通过采用经调整路径来避开一个或多个对象。该方法包括重复调整路径，直到满足预定条件为止，以获得最优路径。