[发明专利]一种自动驾驶车辆轨迹规划控制实现方法

说明书

本发明公开了一种自动驾驶车辆轨迹规划控制实现方法，针对复杂道路场景的可解释性程度，提出了确定性道路框架、不确定性道路框架和混合性道路框架下自动驾驶车辆的路径规划方法，通过首先预设虚拟轨迹，确定各种框架模式下的各种约束条件，采用强化学习轨迹规划算法，在可信安全区域内进行轨迹规划，并进行实际规划的轨迹与虚拟安全轨迹的误差性优化，实现动态轨迹区间的设计，以确保可达轨迹的安全区间实现动态移动性；最终采用融合强化学习和预测控制算法实现路径规划的跟踪控制。本发明有助于自动驾驶车辆在沿海城市等复杂道路和天气环境下的路径规划控制实现，更好地降低道路环境带给路径规划的风险。

技术领域

本发明属于智能车辆领域，具体涉及一种自动驾驶车辆轨迹规划控制实现方法。

背景技术

当前自动驾驶车辆技术有了很大提升，尤其在港区跨海大桥路况或者封闭园区的结构化道路场景的低速应用已经实现小规模产业化趋势，其采用的普遍技术是环境感知、导航定位、高精地图、决策、路径规划、控制环节，通过综合技术间的数据传输实现车辆的智能化行驶，然而依靠多个环节实现车辆智能化的方法，存在各个环节之间数据量缺失、计算时间延迟、对硬件设备要求较高等多个难点，尤其针对路径规划环节，要求准确的数据量、计算时间少等才能规划出较好的路径，尽管有学者将规划和控制作为一体进行融合研究，但对于大量数据的传输问题依然没有解决，同时针对高精度地图需要大量的数据、计算时间以及实时性更新较差等缺点，尤其针对沿海城市道路环境容易受到雾气、雨雪等天气影响，导致道路环境非常复杂，道路环境时常处于确定性道路环境和不确定性道路环境之间的复杂切换，对于自动驾驶车辆而言，要想规划出一条安全舒适的路径，是很难实现的一件事情，因此传统的路径规划方法不具有通用性，无法确保规划的路径是处于实时性的，针对沿海城市道路环境而言，其道路环境较为复杂多变，无法把控道路环境的确定性，而且道路环境通常符合交通法规、人员流动性较多、车辆行驶目的地具有一定规律性等特点，自动驾驶车辆通常实现某种行驶功能，便可以实现其应用价值。因此基于沿海城市道路复杂多变的道路环境，为规划更好地的路径，一种自动驾驶车辆轨迹规划控制实现方法，不仅有助于实现车辆在沿海城市的道路环境实现，而且可以有助于实现自动驾驶车辆的规模产业化发展。

发明内容

发明目的：本发明提供一种自动驾驶车辆轨迹规划控制实现方法，有助于自动驾驶车辆在沿海城市等复杂道路和天气环境下的路径规划控制实现，更好地降低道路环境带给路径规划的风险。

技术方案：本发明提供一种自动驾驶车辆轨迹规划控制实现方法，具体包括以下步骤：

(1)获取自身车辆、周围车辆的行驶状态和周围道路环境状态；

(2)根据自身车辆行驶状态解释可行驶确定性道路框架、不确定性道路框架和混合式道路框架；在可行驶确定性道路框架设定不同候选轨迹的最优速度，可以根据确定性道路环境生成制动和加速过程的相应动作轨迹；对于不确定性道路框架构建可解释性的估计概率约束函数区间，并根据车速设定可生成制动和加速相应的动作轨迹；

(3)对于确定性道路框架，首先进行道路起始点的全局路径规划，通过预设的可编程动态轨迹屏障函数，设定周围道路区域环境约束条件，进行多条道路的概率规划；

(4)对于不确定性道路框架，首先进行道路起始点的全局路径规划，通过设定的可行驶路径区域函数，进行周围道路区域环境的约束设置，并预设一条虚拟的具有平滑、安全和稳定的轨迹，以匹配可达轨迹的安全区间；

(5)对于混合式道路框架，包含了确定性道路框架和不确定性道路框架的混合模式；进行道路起始点的全局路径规划，设定周围道路区域环境的约束条件以及周围车辆的约束条件，通过判断约束条件的阈限标注确定性道路框架和不确定性道路框架的范围；将确定性道路框架和不确定性道路框架在混合式道路框架的概率进行分布，设定确定性道路框架的置信区间，并采用快速搜索方法实现全局路径规划；