高速場景自主換道運(yùn)動規(guī)劃開發(fā)

一個自動變道機(jī)動裝置（LCM）系統(tǒng)使本車車輛能自動從一條車道移到另一條車道。LCM系統(tǒng)對自動變道的縱向和橫向控制動力學(xué)進(jìn)行建模。一個LCM系統(tǒng)使用車載傳感器感知環(huán)境中最重要的物體（MIO），確定一個最佳軌跡以避開這些物體，并引導(dǎo)本車車輛沿著這個軌跡行駛。這個例子顯示了如何設(shè)計和測試LCM系統(tǒng)的規(guī)劃器和控制器組件。在這個例子中，變道規(guī)劃器使用場景中的地面真實信息來檢測MIO。然后，它產(chǎn)生一個可行的軌跡來協(xié)商變道，由變道控制器來執(zhí)行。在這個例子中，包含:LCM模型平臺--該模型包含規(guī)劃、控制、車輛動力學(xué)、場景和評估功能的指標(biāo)。-對變道計劃器進(jìn)行建模--該參考模型找到MIO，對本車車輛的終端狀態(tài)進(jìn)行采樣，并生成一個最佳軌跡。-變道控制器模型--該模型根據(jù)生成的軌跡為本車車輛生成控制命令。-仿真和可視化系統(tǒng)行為--測試臺模型被配置為測試規(guī)劃和控制的整合，以便在有多輛車的彎曲道路上執(zhí)行變道機(jī)動。-探索其他場景 - 在其他場景條件下測試系統(tǒng)。-可以應(yīng)用這個例子中的建模模式來測試自己的規(guī)劃器和控制器組件的LCM系統(tǒng)。高速公路車道變更規(guī)劃器參考模型實現(xiàn)了高速公路車道變更系統(tǒng)的主要算法。該模型使用Fernet坐標(biāo)系找到本車車輛周圍的MIO。隨后，該模型對不同行為的終端狀態(tài)進(jìn)行采樣，預(yù)測目標(biāo)行為者的運(yùn)動，并生成多個軌跡。最后，模型評估生成軌跡的成本，并檢查碰撞的可能性和運(yùn)動學(xué)上的可行性，以估計出最佳軌跡。

高速公路變道規(guī)劃器模型包含以下塊：

Frenet狀態(tài)轉(zhuǎn)換器塊將場景中的本車車輛和其他車輛的姿勢從世界坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為Frenet坐標(biāo)系統(tǒng)。

查找MIOs塊確定本車車輛周圍最重要的物體（MIOs）。

終端狀態(tài)采樣器模塊對巡航控制、前車跟隨和變道行為的終端狀態(tài)進(jìn)行采樣。運(yùn)動預(yù)測模塊預(yù)測MIOs的運(yùn)動。

運(yùn)動規(guī)劃器參考模型從采樣的軌跡中生成一個最佳軌跡。這個模型檢查取樣軌跡的成本、可行性和碰撞的可能性，以確定最佳軌跡。這個模塊還計算出軌跡上適當(dāng)?shù)狞c，讓本車車輛跟隨。

車道變更控制器參考模型仿真了一種路徑跟蹤控制機(jī)制，使本車車輛沿著生成的軌跡行駛，同時跟蹤設(shè)定的速度。為此，控制器調(diào)整本車私家車輛的縱向加速度和前轉(zhuǎn)向角。該控制器使用自適應(yīng)模型預(yù)測控制（MPC），在滿足速度、加速度和轉(zhuǎn)向角約束的同時，計算出最佳控制動作。