自動駕駛車輛的安全軌跡生成

目前,先進的汽車安全系統(tǒng)，如輔助制動或自動車道識別系統(tǒng)在相對簡單的駕駛情況下能夠為駕駛員提供幫助。提出了一種在復(fù)雜駕駛場景下的高級安全框架，即并行自主安全框架。該框架主要有兩個目標(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)彎等駕駛場景中，對所提出的并行自主安全框架進行評估。駕駛員通過控制轉(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，該控制器會制動車輛達到合適的速度，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)省車輛的運行時間。所以，該方法可很好地控制車輛的橫向運動和縱向運動。

在交叉路口左轉(zhuǎn)彎工況，在50個隨機的場景中進行了驗證，汽車均未發(fā)生碰撞。在進入交叉路口前，NMPC控制器會使車輛停止，等其它車輛通過并出現(xiàn)足夠的間隙，才允許車輛進入交叉路口。一旦車輛前方出現(xiàn)障礙物，NMPC控制器首先對車輛進行制動減速，然后進行換道超車。如果不進行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