CN117279814A - 车辆转弯期间的反向转向惩罚 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于反向转向惩罚的装置、***和方法。装置可以通过一个或多个处理器分析与地理位置处的一个或多个车道相关联的车道几何构造。装置可以识别车道几何构造中的一个或多个弯道。装置可以选择自主车辆的方向盘的一个或多个所需最大转向角。装置可以选择与一个或多个所需最大转向角相关联的权重值。装置可以基于一个或多个所需最大转向角和权重值执行路径规划优化。

Description

车辆转弯期间的反向转向惩罚

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2021年4月5日提交的第17/222,015号美国申请的优先权，该申请的公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于车辆转弯期间的反向转向惩罚(counter-steeringpenalization)的***和方法。

背景技术

自主车辆配备有传感器，用于收集与车辆周围环境的当前和发展状态有关的数据。传感器可以位于自主车辆上的各种位置处。这些传感器可以在真实世界操作过程中帮助自主车辆，例如在道路上通行以及在从起点到目的地的路径上可能发现的对象周围操纵。

附图说明

图1示出了根据本公开的一个或多个示例实施例的车辆的示例环境。

图2描绘了根据本公开的一个或多个示例实施例的反向转向惩罚的说明性示意图。

图3描绘了根据本公开的一个或多个示例实施例的反向转向惩罚的说明性示意图。

图4描绘了根据本公开的一个或多个示例实施例的反向转向惩罚的说明性示意图。

图5描绘了根据本公开的一个或多个示例实施例的反向转向惩罚的说明性示意图。

图6示出了根据本公开的一个或多个示例实施例的说明性反向转向惩罚***的过程的流程图。

图7是示出根据本公开的一个或多个示例实施例可以执行一种或多种技术(例如，方法)中的任何一种的计算装置或计算机***的示例的框图。

下面将参考附图更全面地描述某些实施方式，附图中示出了多种实施方式和/或方面。然而，多种方面可以以许多不同的形式来实现，并且不应当被构造为限于中所阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将是全面的和完整的，并且将本公开的范围完全表达给本领域技术人员。附图中的相同附图标记自始至终指代相同的元件。因此，如果一个特征在多个附图中使用，则在特征首次出现的附图中标识该特征的附图标记将在后续的附图中使用。

具体实施方式

传感器可以位于自主车辆上的不同位置处。这些传感器可以包括光检测和测距(LIDAR)传感器、立体摄像机、雷达传感器、热传感器或连接到自主车辆的其他传感器。这些传感器可以在真实世界操作过程中帮助车辆，例如在道路上通行和在从起点到目的地的路径上可能发现的对象周围操纵。自主车辆可以分析道路的几何构造，以确定如何在这些道路上正确通行。

当自主车辆接近弯道时，它可能会朝一个方向摆动，然后再朝相反方向穿过弯道。这是因为自主车辆软件试图优化穿行弯道的路径，以使其具有最小的横向加速度并且需要最小的转向力。实现这一点的一种方法是试图使用更大的转弯半径来穿行弯道(较大的转弯半径使相对于速度的横向加速度最小化)。然而，从驾驶员或乘客的角度来看，为了增加半径而远离弯道转弯会感觉不自然。也就是说，为了实现这个更大的半径，自主车辆软件可以规划一条先摆动得很宽然后再转过弯道的路径。由于这样的路径，自主车辆倾向于在转弯的相反方向上转向(或反向转向)，然后转变为在转弯的相同方向上转向。在本公开中，这种行为总体上将被描述为“大转弯(trucker turn)”，指的是卡车驾驶员在大型车辆(如商用卡车)中穿行急弯道的方式。转弯前反向转向不是人类驾驶员在转弯时直觉通行的方式。在这些情况下，自主车辆的行为对人类乘客来说可能是不自然的。当进行大转弯时，反向转向会使自主车辆以一个不自然且不舒服的角度指向车道外的交通。这可能会让驾驶员和乘客感到不舒服，尤其是当有迎面而来的车辆时，因为车辆在穿行弯道前会以一个不舒服且不自然的角度定向。因此，在道路上右转或左转时需要更好的路径规划。

本文中描述的示例实施例提供了用于反向转向惩罚的某些***、方法和装置。

对于运动规划，后退运动规划是通过后退地平线控制来执行的，其中自主驾驶***确定车辆在未来几秒钟内的位置，并解决优化问题以确定最佳实现目标需要执行的动作序列。这种优化可以包括避开障碍物、保持在行驶车道上等，同时尝试平稳转向(例如，不要过快移动方向盘)。然而，这样的优化可能会导致车辆在转弯进入弯道前摆动得比必要的宽，也会使转弯半径比必要的大。在实践中，这种宽转弯(wide turn)可能类似于赛车穿过赛道上的弯道，或者大型商用卡车穿过标准道路上的弯道。这种穿行弯道的方式可能会让车辆内的人感到不自然。

在一个或多个实施例中，反向转向惩罚***可以通过将某些权重值应用于左转向角或右转向角以控制自主车辆在车辆穿行弯道前摆动多宽的程度来惩罚这种优化。换言之，反向转向惩罚***可以惩罚在弯道的相反方向上的移动以最小化在穿行弯道之前的过度转向。

在一个或多个实施例中，反向转向惩罚***可以对道路的几何构造进行分析，以确定是否存在弯道。如果确定存在表示道路上的弯道的几何构造，则反向转向惩罚***可以计算弯道前的时间间隔，在该时间间隔，可以实施方向盘角度的惩罚。

在一个或多个实施例中，反向转向惩罚***可以使用例如行驶车道几何构造的图形来车外确定方向盘角度的惩罚。在其他示例中，当车辆在道路上行驶时，可以基于来自车辆上的一个或多个摄像机的数据以及监测道路弯曲程度来在车辆上确定这种惩罚。

在一个或多个实施例中，反向转向惩罚***可以定义车辆将穿行弯道的区域。在该区域内，反向转向惩罚***可以确定如何惩罚允许的最大方向盘角度。由于惩罚，可以修改两个变量，一个是允许的最大左方向盘角度，另一个是允许的最大右方向盘角度。从这个意义上说，如果弯道在右侧，反向转向惩罚***可以惩罚允许的最大左方向盘角度，以限制在车辆进入右弯道之前左转向。如果弯道是左弯道，则类似，其中反向转向惩罚***可以惩罚允许的最大右转向角，以限制在左弯道之前右转向。

在一个或多个实施例中，反向转向惩罚***可以应用权重值来惩罚右转向或左转向。例如，在适用的情况下，应用更大的权重值导致在左或右方向上更高程度的转向惩罚。相反，将权重值设置为0导致在左或右方向上的转向不会受到惩罚。权重值的确定可以至少部分地取决于弯道周围的任何障碍物。例如，如果有一辆汽车位于转弯的内侧部分附近，驾驶员可能会在穿行弯道之前进行大转弯，以便与位于转弯处的汽车形成足够的间距。因此，使用权重值惩罚右转或左转的变化可以至少部分地取决于区域中存在什么样的障碍物(如果有的话)，在该区域中，反向转向惩罚***确定车辆穿行弯道的路径的优化。

在优化问题方法中，可以选择一个目标，其中成本函数可能需要在决策变量的约束下最小化。在一个或多个实施例中，反向转向惩罚***可以确定基于转向量和最佳转向角的决策变量。有硬约束可能是不希望的，在硬约束中，约束是“小于最大转向角”，因为如果最大转向角设置为零，这意味着转向角永远不会大于零。在该示例中，优化问题不能超过硬约束最大值(例如，0)。然而，如果车辆实施这种硬约束，可能会限制自主驾驶***即兴发挥能力(例如，避开位于弯道内或其附近的障碍物)。也就是说，考虑到优化问题中的硬约束，实施即兴规避可能受到限制。

在一个或多个实施例中，反向转向惩罚***可以促进松弛变量的使用。松弛变量允许约束的放宽。也就是说，使用松弛变量可能会导致“转向角小于最大转向角加上一些松弛变量”，而不是“转向角小于最大转向角”的约束。因此，存在这样的可能性：松弛变量可以大于零，这是由于转向角违反所需最大转向角x。优化问题惩罚大于零的松弛变量(例如，试图实现对方向盘角度的约束)作为优化目标。在放宽了所需最大方向盘角度的约束的情况下，优化问题能够考虑惩罚反向转向的目标以及其他目标。例如，如果自主车辆在进入弯道之前确定停着的汽车存在于其路径中，则自主驾驶***将能够(通过这种放宽机制)超驰反向转向惩罚目标，从而为停着的汽车提供足够的间距。在一个或多个实施例中，反向转向惩罚***可以基于离线地图，该离线地图是描绘道路曲率的彼此连接的车道的图形。这提供了应该如何最佳地穿行弯道同时尽可能减小或以其他方式消除反向转向的预览。附加地或可替换地，反向转向惩罚***可以在道路上通行时使用来自安装在车辆上的摄像机和传感器的数据。也就是说，这些摄像机和传感器可以向反向转向惩罚***提供数据，以确定车辆应该如何最好地在弯道中通行，以便适当地应对任何障碍物或从离线地图中可能不容易获得的变化。通过这种方式，反向转向惩罚***的特征可以在全球范围内实施，并基于提供道路几何构造的现有地图来考虑各个国家和城市范围内的道路，从而应用这些特征来防止弯道周围不期望的转向。

在本公开中，正方向盘角度表示向左转向，负方向盘角度表示向右转向。惩罚在转弯的相反方向上转向改善大转弯问题，然而，这并不能解决所有情况。对于某些转弯，自主车辆(“AV”)在进入弯道前会调整自身，以具有一个小的航向偏移。然后，当进入弯道时，AV可以表现出类似的大转弯行为，但是AV没有在转弯的相反方向上转向)。在该示例中，大转弯可能是由于与进入转弯的航向偏移相关的车辆取向引起的。本公开的各方面提供了在转弯之前控制AV的取向的先进技术。所使用的一个示例方法包括基于道路几何构造来计算所需取向值。在一些示例中，所需取向的计算是从参考路径和车道标线的几何构造的融合中得出的。控制所需方向盘角度以及车辆取向改善缓解不必要的宽转弯。

以上描述仅用于说明目的，并不构成限制。可以存在许多其他示例、配置、过程等，下面将更详细地描述其中的一些。现在将参考附图来描述示例实施例。

图1示出了根据本公开的一个或多个示例实施例的车辆102的示例环境100。

现代汽车可以有许多用于各种子***的电子控制单元(ECU)。这些子***中的一些可以用于提供车辆的适当操作。这些子***的一些示例可以包括制动子***、巡航控制子***、电动车窗和车门子***、用于混合动力和电动车辆的电池充电子***或其他车辆子***。不同子***之间的通信是运行车辆的重要特征。控制器局域网(CAN)总线可以用于允许子***彼此通信。这样的通信提供了使用软件实现的广泛的安全、经济和便利特征。例如，来自车辆周围的各种传感器的传感器输入可以经由CAN总线在车辆的各个ECU之间进行通信，以执行对车辆性能至关重要的动作。示例可以包括自动车道辅助和/或避让***，其中CAN总线使用这样的传感器输入来将这些输入传送到驾驶员辅助***，例如车道偏离警告，在一些情况下，驾驶员辅助***可以致动制动主动避让***。

参考图1，示出了车辆102，车辆102包括用于多个摄像机、发射器和传感器的传感器***110。传感器***110可以连接到车辆102(例如，在车辆102的顶部，如图所示)。在该环境100中，示出了传感器***110包括诸如立体摄像机125a和125b的摄像机。立体摄像机125a和125b可以捕捉车辆102附近和周围的对象(例如，对象152)的图像。传感器***110中的其他发射器和传感器可以发送和/或接收一个或多个信号，以便检测和/或捕获与车辆102附近和周围的对象相关联的信息。例如，LIDAR传感器可以发送LIDAR信号(例如，光或电磁波)，雷达使用无线电波来确定车辆与车辆附近的对象之间的距离，并且热传感器可以捕获温度(例如，基于发射和检测到的红外信号或其他激光信号)。

在一个或多个实施例中，传感器***110可以包括LIDAR 122。LIDAR的一些示例例如是盖革模式LIDAR、基于地面的LIDAR、大面积LIDAR、小面积LIDAR等。传感器***110可以包括摄像机124，例如可以捕获车辆102附近的图像的立体摄像机。传感器***110可以包括热传感器126，例如热敏电阻、电阻温度检测器、热电偶、半导体等。此外，传感器***可以包括雷达128，雷达128可以是使用无线电波从车辆102周围的对象捕获数据的任何雷达。传感器***110还可以包括一个或多个处理器132。车辆102可以包括自主模式控制器135。一个或多个处理器132可以使用LIDAR 122、摄像机124、热传感器126和雷达128来控制信号的发送和接收。当正确校准时，传感器***110的各种传感器应当指示对象152的适当距离和形状。

自主模式控制器135可以对道路的形状进行分析，以确定是否存在弯道。如果确定存在描述道路上的弯道的几何构造，则自主模式控制器135可以计算弯道前的间隔，在该间隔，可以实施方向盘角度的惩罚。自主模式控制器135可以使用例如车道几何构造的图形来车外确定方向盘角度的惩罚，或者可以在车辆在道路上行驶时基于车辆上的一个或多个摄像机和监测道路上的曲率来在车上确定方向盘角度的惩罚。自主模式控制器135可以定义车辆将穿行弯道的区域。在该区域内，自主模式控制器135可以确定如何惩罚允许的最大方向盘角度。

应当理解，以上描述仅用于说明目的，并不意味着限制。

图2描绘了根据本公开的一个或多个示例实施例的用于反向转向惩罚的说明性示意图200。

参考图2，示出了包括方向盘204的自主车辆202。当自主车辆202在道路上行进和通行时，方向盘204能够进行右转和左转。可以选择起点和终点之间的车辆路径。自主车辆202可以实施算法，该算法可以评估自主车辆在所选路径上可能遇到的一个或多个弯道。计算机***206可以对起点和终点之间的路径上的这些弯道进行车外确定。计算机***206可以访问离线地图，该离线地图标识自主车辆202可以穿行的可能的弯道。离线地图可以是一系列连接车道的图形。这些车道可以包括自主车辆202在道路上通行时可能遇到的一个或多个弯道。该离线地图提供了车辆应如何最佳地穿行弯道同时最大限度地减少或消除车辆执行的反向转向的快照。尽管计算机***206已经使用离线地图评估了自主车辆202将遇到的弯道，但这不是必要的步骤。自主车辆202可以具有在道路上通行时执行这种评估的能力。自主车辆202可以使用安装在自主车辆202上的摄像机和传感器来检测自主车辆在道路上通行时可能遇到的路径和转弯。这些摄像机和传感器可以收集可由自主车辆202使用的数据，以评估如何穿行弯道并应对可能位于自主车辆202的路径中的任何障碍物。

在本公开中使用的惯例是，正方向盘角度指示左弯道，负方向盘角度指示右弯道。例如，当方向盘204向左转动时，可以在图上表示正方向盘角度，单位为度。当方向盘204向右转动时，可以在图上表示负方向盘角度，单位为度。

参考图2，显示了随着自主车辆202穿行道路的两条曲线。X轴表示沿道路的距离，单位为米，Y轴表示方向盘角度，单位为度。第一曲线212表示自主车辆202在不施加反向转向惩罚的情况下穿行道路的结果，第二曲线214表示自主车辆202在施加反向转向惩罚的情况下穿行道路的结果。通过观察区域208可以看到，当自主车辆202正计划穿行右转弯时，示出了正转向角，指示方向盘204在右转之前已经左转。然而，施加反向转向惩罚会使方向盘角度保持为零，这表明方向盘在右转之前没有左转。

区域210示出了负方向盘角度(例如，向右转动方向盘)。区域216示出了在进行右转之后的方向盘矫直。应当理解，以上描述是为了说明的目的，并不意味着限制。

图3描绘了根据本公开的一个或多个示例实施例的用于反向转向惩罚的说明性示意图300。

参考图3，显示了方向盘角度曲线，该曲线可以基于自主车辆穿行道路而生成。该曲线的区域302以分解视图示出，以便观察可以通过应用一个或多个方向盘角度(SWA)权重而生成的各个曲线。在区域302中，自主车辆可以正在穿行左转弯。如上所述，在路径规划优化问题中，反向转向惩罚***可以惩罚在转弯前的一距离处在转弯的相反方向上转向。当车辆接近转弯时，可以选择时间间隔，可以在该时间间隔惩罚反向转向。此时间间隔可以在转弯前的某个可调值开始，并在转弯内结束。时间间隔持续时间可能受到通往转弯的路径的几何构造或自主车辆的速度的影响。

在一个或多个实施例中，优化问题可以扩充为包含两个额外的松弛变量；一个惩罚左方向盘角度，另一个惩罚右方向盘角度。例如，当转弯是左转弯时，右方向盘角度松弛变量值可以设置为零，以惩罚在右角度方向上的转向。在这种情况下，左方向盘角度松弛变量可以设置为车辆在给定速度下可以实现的最大方向盘角度。

在该示例中，当转弯为右转弯时，左方向盘角度松弛变量值可以设置为零，以惩罚在左角度方向上的x转向。在这种情况下，右方向盘角度松弛变量可以设置为车辆在给定速度下可以实现的最大方向盘角度。每个松弛变量都可以有一个与之相关的权重。改变权重可以独立于一个方向控制在另一个方向上转向的惩罚。权重为零意味着没有惩罚，而权重高意味着惩罚大。在期望反向转向的情况下，能够减轻权重很重要。例如，如果障碍物位于可能阻挡AV路径的弯道内，则AV必须通过反向转向绕过障碍物以获得横向偏移并避开障碍物。

图3的各个曲线显示了对转向松弛变量应用各种SWA权重以减少不必要的宽转弯的结果。例如，AV的“基线”状态，SWA权重可以为0。值得注意的是，基线描述了没有采用反向转向惩罚的***性能。图3中使用的其他SWA权重包括1000、2500、5000或10000。应当理解，可以使用其他SWA权重，并且图3中使用的值仅用于说明目的。较大的值意味着反向转向的惩罚较大。在图3的示例中，线303示出了基线状态，而线305示出了当SWA权重被设置为10000时车辆的弧线。应当理解的是，这些值仅用于说明目的，其他值可用于显示各个方向盘角度权重的影响。这些方向盘角度值和权重被输入到优化问题中。通过使用不同SWA权重限制进入弯道的方向盘角度，可以看出，增加权重会导致弯道前反向转向的减少。在图3的示例中，线303示出了在左转之前较大的方向盘角度，单位为度。

优化问题方案可以尝试使用SWA权重值来选择一条最小化反向转向的路径。在AV正在接近急转弯并且AV方向盘角度限制过于严格导致无法穿行弯道的某些情况下，可以通过应用松弛值来减少反向转向惩罚，以通过在其允许的转向限制范围内规划更大的半径转弯来帮助AV顺利地通过弯道。使用松弛变量惩罚反向转向允许在问题定义中调整转向限制。因此，在AV没有反向转向无法物理实现转弯的情况下，优化问题方案可以使用松弛变量来生成可行的方案。

在一个实现示例中，可以设置条件steer_angle小于desired_max_steer_angle。这个条件可能不需要严格执行，因为在某些情况下，可能需要超过这个desired_max_steer_angle。一些场景可以包括执行更紧急的转弯、避开障碍物，或任何其他需要steer_angle大于desired_max_steer_aangle的场景。

可以施加“松弛变量”S，以便在构想中尽量减少：

s_weight x S²+<其他目标>使得：

steer_angle<desired_max_steer_aangle+S

通过这种方式，可以通过调整惩罚权重s_weight来控制优化问题寻求实现steer_angle<desired_max_steer_angle的积极程度。

应当理解，以上描述仅用于说明目的，并不意味着限制。

图4描绘了根据本公开的一个或多个示例实施例的用于反向转向惩罚的说明性示意图400。

参考图4，示出了在道路403上行驶的自主车辆402。车辆402被示出为正在穿行右转弯。自主车辆402可以沿着道路403上的路径404行驶。车辆402可以分析道路的形状以检测包括弯道的道路的几何构造。如果分析显示弯道即将到来，则自主车辆402可以测量自主车辆到达弯道前允许应用方向盘角度惩罚的时间段405。在一些示例中，自主车辆402可以已经使用车道几何构造的离线地图车外执行方向盘角度的惩罚。在一些示例中，当车辆在道路403上行驶时，自主车辆402可以基于从车辆上的一个或多个装置(例如，摄像机、雷达、LIDAR等)接收的一个或多个数据来车上执行方向盘角度的惩罚。在图4的示例中，自主车辆402被示出为正在接近右转弯。在这种情况下，自主车辆402可以应用权重值来惩罚左转向，因为车辆将在时间段405之后进行右转。惩罚的结果是限制左转向，使得车辆402的乘客或驾驶员不会感觉到转弯不自然或不舒服。

应当理解，以上描述仅用于说明目的，并不意味着限制。

图5描绘了根据本公开的一个或多个示例实施例的用于反向转向惩罚的说明性示意图500。

参考图5，显示了方向盘角度图。X轴表示时间，单位为秒，负值表示过去的时间间隔，正值表示未来的时间间隔。Y轴表示基于方向盘角度是向左还是向右转动的方向盘角度，单位为度。在本示例中，该图显示了车辆穿过右弯道。在这种情况下，在车辆穿行右转弯之前，可以会对左转向施加反向转向惩罚。

线512和513显示了自主车辆在给定速度下在穿行道路上可以实现的最大方向盘角度。线512与右转相关联，线513与左转相关联。线514表示方向盘松弛角度变量。注意，控制向左转向的松弛变量在2到6秒之间设置为零，以惩罚反向转向。线516示出了将权重值应用于所需最大方向盘角度的结果。可以看出，这种方案不会产生大转弯，因为车辆进行右转时没有正方向盘角度。由于该图表示右转，因此通过应用权重值来惩罚左方向盘角度，在这种情况下，松弛变量设置为零。

在一个或多个实施例中，缓解大转弯的替代方式是使用参考路径。可以以增加进入弯道的航向偏移和横向偏移权重的方式绘制参考路径。这些权重在跟踪参考路径的同时控制优化问题。增加权重会惩罚AV偏离参考路径，这可以有助于减轻大转弯。但是，在某些情况下，进入弯道的参考路径可能不是直的，从而导致交织行为。因此，遵循参考路径可能无法完全缓解大转弯。另一方面，独立于参考路径几何构造惩罚在转弯的相反方向上转向为该问题提供了稳健的方案。应当理解，以上描述是为了说明的目的，并不意味着限制。

图6示出了根据本公开的一个或多个示例实施例的用于说明性反向转向惩罚***的过程600的流程图。

在框602，装置可以检测与地理位置处的一个或多个车道相关联的车道几何构造。

在框604，装置可以识别车道几何构造中的一个或多个弯道。

在框606，装置可以选择自主车辆方向盘的一个或多个所需最大转向角。一个或多个所需最大转向角与一个或多个弯道中的第一个弯道之前的时间间隔相关联。一个或多个所需最大转向角包括左转的第一所需最大转向角和右转的第二所需最大转向角。与左转相关联的第一所需最大转向角独立于右转的第二所需最大转向角。

在框608，装置可以选择与一个或多个所需最大转向角相关联的权重值。自主车辆的方向盘的转向角小于一个或多个所需最大转向角。

在框610，装置可以基于一个或多个所需最大转向角和权重值来执行路径规划优化。执行路径规划优化可以包括施加松弛变量以控制路径规划优化。执行路径规划优化可以包括应用权重值来惩罚一个或多个所需最大转向角。松弛值可以基于对象在与一个或多个弯道中的弯道相关联的区域中的规避路径。正方向盘角度与方向盘的向左移动相关联，负方向盘角度则与方向盘的向右移动相关联。权重值的零值意味着不对所需最大转向角施加惩罚，并且权重值的负值意味着对所需最大转向角施加惩罚。

应当理解，以上描述仅用于说明目的，并不意味着限制。

图7是示出根据本公开的一个或多个示例实施例的计算装置或计算机***700的示例的框图，在该计算装置或计算机***700上可以执行一种或多种技术(例如，方法)中的任何一种。

例如，图7的计算***700可以表示一个或多个处理器132和/或自主模式控制器135，因此可以评估和验证图1的传感器***110中的传感器。计算机***(***)包括一个或多个处理器702-706。处理器702-706可以包括一个或多个内部级别的高速缓存(未示出)和总线控制器(例如，总线控制器722)或总线接口(例如，I/O接口720)单元，以与处理器总线712直接交互。反向转向惩罚装置709也可以与处理器702-706通信，并且可以连接到处理器总线712。

处理器总线712，也称为主机总线或前端总线，可以用于将处理器702-706和/或反向转向惩罚装置709与***接口724连接。***接口724可以连接到处理器总线712，以将***700的其他组件与处理器总线712连接。例如，***接口724可以包括用于将主存储器716与处理器总线712连接的存储器控制器718。主存储器716通常包括一个或多个存储卡和控制电路(未示出)。***接口724还可以包括输入/输出(I/O)接口720，以将一个或多个I/O桥725或I/O装置730与处理器总线712连接。一个或多个I/O控制器和/或I/O装置可以连接到I/O总线726，例如I/O控制器728和I/O装置730，如图所示。

I/O装置730还可以包括输入装置(未示出)，例如字母数字输入装置，包括用于向处理器702-706和/或反向转向惩罚装置709传递信息和/或命令选择的字母数字和其他键。另一种类型的用户输入装置包括光标控制，例如鼠标、轨迹球或光标方向键，用于向处理器702-706和/或反向转向惩罚装置709传送方向信息和命令选择，并用于控制显示装置上的光标移动。

***700可以包括动态存储装置(称为主存储器716)或随机存取存储器(RAM)或其他计算机可读装置，其连接到处理器总线712，用于由处理器702-706和/或反向转向惩罚装置709执行故障信息和指令。主存储器716还可以用于在处理器702-706和/或反向转向惩罚装置709执行指令期间存储临时变量或其他中间信息。***700可以包括连接到处理器总线712的只读存储器(ROM)和/或其他静态存储装置，用于存储处理器702-706和/或反向转向惩罚装置709的静态信息和指令。图7中概述的***只是可以采用或配置根据本公开的各方面的计算机***的一个可能示例。

根据一个实施例，上述技术可以响应于处理器704执行主存储器716中包含的一个或多个指令的一个或多个序列由计算机***700执行。这些指令可以从诸如存储装置的另一机器可读介质读取到主存储器716中。包含在主存储器716中的指令序列的执行可以使得处理器702-706和/或反向转向惩罚装置709执行本文所述的处理步骤。在替代实施例中，可以使用电路来代替软件指令或与软件指令相结合。因此，本公开的实施例可以包括硬件和软件组件。

各种实施例可以完全或部分地在软件和/或固件中实现。该软件和/或固件可以采取包含在非暂时性计算机可读存储介质中或其上的指令的形式。这些指令然后可以由一个或多个处理器读取和执行，以实现本文描述的操作的执行。指令可以是任何合适的形式，例如但不限于源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码等。这种计算机可读介质可以包括用于存储信息的一个或多个计算机可读形式的任何有形非暂时性介质，例如但不限于只读存储器(ROM)；随机存取存储器；磁盘存储介质；光存储介质；闪存等。

一个或多个计算机的***可以被配置为通过将在操作中使***执行这些动作的软件、固件、硬件或它们的组合安装在***上来执行特定操作或动作。一个或多个计算机程序可以被配置为通过包括指令执行特定操作或动作，指令在由数据处理装置执行时使装置执行动作。

一个总体方面包括一种方法。该方法还包括由一个或多个处理器检测与一位置处的一个或多个车道相关联的车道几何构造。该方法还包括识别车道几何构造中的一个或多个弯道。该方法还包括选择自主车辆的方向盘的一个或多个所需最大转向角。该方法还包括选择与一个或多个所需最大转向角相关联的权重值。该方法还包括基于一个或多个所需最大转向角和权重值执行路径规划优化。该方面的其他实施例包括记录在一个或多个计算机存储装置上的对应的计算机***、装置和计算机程序，每个计算机***、装置和计算机程序被配置为执行方法的动作。

实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。该方法中一个或多个所需最大转向角与一个或多个弯道中的第一个弯道之前的时间间隔相关联。一个或多个所需最大转向角包括左转的第一所需最大转向角和右转的第二所需最大转向角。与左转相关联的第一所需最大转向角独立于右转的第二所需最大转向角。执行路径规划优化包括应用权重值来惩罚一个或多个所需最大转向角。自主车辆的方向盘的转向角小于一个或多个所需最大转向角。执行路径规划优化包括施加松弛变量以控制路径规划优化。松弛值基于对象在与一个或多个弯道中的弯道相关联的区域中的规避路径。正方向盘角度与方向盘的向左移动相关联，负方向盘角度则与方向盘的向右移动相关联。权重值的零值意味着不对所需最大转向角施加惩罚，并且权重值的非零值意味着对所需最大转向角施加惩罚。所描述的技术的实现方式可以包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件。

一个总体方面包括存储计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质。存储计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质还包括检测与一位置处的一个或多个车道相关联的车道几何构造。存储计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质还包括识别车道几何构造中的一个或多个弯道。存储计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质还包括选择自主车辆的方向盘的一个或多个所需最大转向角。存储计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质还包括选择与一个或多个所需最大转向角相关联的权重值。存储计算机可执行指令的非暂时性计算机可读介质还包括基于一个或多个所需最大转向角和权重值执行路径规划优化。该方面的其他实施例包括计算机***、装置和记录在一个或多个计算机存储装置上的对应的计算机程序，每个计算机***、装置和计算机程序被配置为执行方法的动作。

实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。非暂时性计算机可读介质中，一个或多个所需最大转向角与一个或多个弯道中的第一个弯道之前的时间间隔相关联。一个或多个所需最大转向角包括左转的第一所需最大转向角和右转的第二所需最大转向角。与左转相关联的第一所需最大转向角独立于右转的第二所需最大转向角。执行路径规划优化还包括应用权重值来惩罚一个或多个所需最大转向角。自主车辆的方向盘的转向角小于一个或多个所需最大转向角。执行路径规划优化还包括施加松弛变量以控制路径规划优化。所描述的技术的实现可以包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件。

一个总体方面包括一种用于控制自主车辆操作的***。该***还包括全球定位***传感器。该***还包括存储器装置。该***还包括一个或多个自主驾驶传感器。该***还包括自主模式控制器，自主模式控制器用于：通过全球定位***传感器确定自主车辆的地理位置，分析与该地理位置处的一个或多个车道相关联的车道几何构造，识别车道几何构造中的一个或多个弯道，选择自主车辆方向盘的一个或多个所需最大转向角，从存储器装置中选择与一个或多个所需最大转向角相关联的权重值，并且基于一个或多个所需最大转向角和权重值来执行路径规划优化。该方面的其他实施例包括相应的计算机***、装置和记录在一个或多个计算机存储装置上的计算机程序，每个计算机***、装置和计算机程序被配置为执行方法的动作。

实现可以包括以下特征中的一个或多个。***中一个或多个所需最大转向角与一个或多个弯道中的第一个弯道之前的时间间隔相关联。一个或多个所需最大转向角包括左转的第一所需最大转向角和右转的第二所需最大转向角。所描述的技术的实现可以包括硬件、方法或过程、或计算机可访问介质上的计算机软件。

机器可读介质包括用于存储或传输机器(例如，计算机)可读形式的信息的任何机制(例如，软件、处理应用程序)。这样的介质可以采取但不限于非易失性介质和易失性介质的形式，并且可以包括可移动数据存储介质、不可移动数据储存介质和/或通过有线或无线网络架构与这样的计算机程序产品(包括一个或多个数据库管理产品、web服务器产品、应用服务器产品和/或其他附加软件组件)可用的外部存储装置。可移动数据存储介质的示例包括光盘只读存储器(CD-ROM)、数字通用盘只读存储器(DVD-ROM)、磁光盘、闪存驱动器等。不可移动数据存储介质的示例包括内部磁硬盘、SSD等。一个或多个存储器装置706(未示出)可以包括易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器等)和/或非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM)、闪存等)。

包含实现根据当前描述的技术的***和方法的机制的计算机程序产品可以驻留在主存储器716中，其可以被称为机器可读介质。应当理解，机器可读介质可以包括能够存储或编码执行本公开的操作中的任何一个或多个以供机器执行的指令的任何有形非暂时性介质，或者能够存储或编码由这样的指令使用或与这样的指令相关联的数据结构和/或模块的任何有形非暂时性介质。机器可读介质可以包括存储一个或多个可执行指令或数据结构的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，和/或相关联的高速缓存和服务器)。

本公开的实施例包括本说明书中描述的各种步骤。这些步骤可以由硬件组件执行，或者可以体现在机器可执行指令中，这些指令可以用于使用这些指令编程的通用或专用处理器执行这些步骤。可替代地，这些步骤可以通过硬件、软件和/或固件的组合来执行。

在不脱离本公开的范围的情况下，可以对所讨论的示例实施例进行各种修改和添加。例如，尽管上述实施例涉及特定特征，但本公开的范围还包括具有不同特征组合的实施例和不包括所有所述特征的实施例。因此，本公开的范围旨在包括所有这样的替代方案、修改和变化以及其中的所有等同物。

以上描述和显示的操作和过程在各种实施方式中可以根据需要按照任何适当顺序进行或执行。此外，在某些实施方式中，至少一部分操作可以并行执行。此外，在某些实施方式中，可以执行少于或多于所描述的操作。

“示例性”一词用于表示“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何实施例不一定被构造为比其他实施例更优选或更有利。

除非另有说明，否则本文中使用普通形容词“第一”、“第二”、“第三”等来描述共同的对象，主要表明所指的是相似对象的不同实例，并不意味着所描述的对象必须处于给定的序列中，无论是暂时的、空间的、排名的还是任何其他方式的。

应当理解，以上描述仅用于说明目的，并不意味着限制。

尽管已经描述了本公开的具体实施例，但本领域普通技术人员将认识到，许多其他修改和替代实施例都在本公开的范围内。例如，关于特定装置或组件描述的任何功能和/或处理能力可以由任何其他装置或组件执行。此外，虽然已经根据本公开的实施例描述了各种说明性实施方式和架构，但是本领域普通技术人员将理解，对本文中描述的说明性实现方式和架构的许多其他修改也在本公开的范围内。

尽管已经针对结构特征和/或方法步骤用文字描述了实施例，但应当理解，本公开不一定局限于所描述的特定特征或步骤。相反，公开的具体特征和步骤作为实现实施例的说明性形式。条件术语，例如“可以”、“能够”以及其他，除非另有特别说明，或在所使用的上下文中以其他方式理解，否则通常旨在表示某些实施例可以包括而其他实施例可以不包括某些特征、元素和/或步骤。因此，这种条件术语总体上并不意味着特征、元素和/或步骤是一个或多个实施例所必需的，或者一个或多个实施例必然包括用于在有或没有用户输入或提示的情况下决定这些特征、元素、和/或步骤是否被包括在任何特定实施例中或将在任何特定实施例中执行的逻辑。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

由一个或多个处理器检测与一位置处的一个或多个车道相关联的车道几何构造；

识别所述车道几何构造中的一个或多个弯道；

选择自主车辆的方向盘的一个或多个所需最大转向角；

选择与所述一个或多个所需最大转向角相关联的权重值；以及

基于所述一个或多个所需最大转向角和所述权重值执行路径规划优化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个所需最大转向角与所述一个或多个弯道中的第一个弯道之前的时间间隔相关联。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个所需最大转向角包括左转的第一所需最大转向角和右转的第二所需最大转向角。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，与所述左转相关联的所述第一所需最大转向角独立于所述右转的所述第二所需最大转向角。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述路径规划优化包括应用所述权重值来惩罚所述一个或多个所需最大转向角。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述自主车辆的所述方向盘的转向角小于所述一个或多个所需最大转向角。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述路径规划优化包括施加松弛变量以控制所述路径规划优化。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述松弛变量基于与所述一个或多个弯道中的弯道相关联的区域中的对象的规避路径。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，正方向盘角度与所述方向盘的向左移动相关联，负方向盘角度与所述方向盘的向右移动相关联。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述权重值的零值意味着不对所需最大转向角施加惩罚，所述权重值的非零值意味着对所述所需最大转向角施加惩罚。

11.一种非暂时性计算机可读介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由一个或多个处理器执行时，导致执行以下操作：

检测与一位置处的一个或多个车道相关联的车道几何构造；

识别所述车道几何构造中的一个或多个弯道；

选择自主车辆的方向盘的一个或多个所需最大转向角；

选择与所述一个或多个所需最大转向角相关联的权重值；以及

基于所述一个或多个所需最大转向角和所述权重值执行路径规划优化。

12.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述一个或多个所需最大转向角与所述一个或多个弯道中的第一个弯道之前的时间间隔相关联。

13.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述一个或多个所需最大转向角包括左转的第一所需最大转向角和右转的第二所需最大转向角。

14.根据权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质，其中，与所述左转相关联的所述第一所需最大转向角独立于所述右转的所述第二所需最大转向角。

15.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，其中，执行所述路径规划优化还包括应用所述权重值来惩罚所述一个或多个所需最大转向角。

16.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述自主车辆的方向盘的转向角小于所述一个或多个所需最大转向角。

17.根据权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，其中，执行所述路径规划优化还包括施加松弛变量以控制所述路径规划优化。

18.一种用于控制自主车辆的操作的***，所述***包括：

全球定位***传感器；

存储器装置；和

一个或多个自主驾驶传感器；

自主模式控制器，用于：

经由所述全球定位***传感器确定所述自主车辆的地理位置；

分析与所述地理位置处的一个或多个车道相关联的车道几何构造；

识别所述车道几何构造中的一个或多个弯道；

选择自主车辆的方向盘的一个或多个所需最大转向角；

从所述存储器装置中选择与所述一个或多个所需最大转向角相关联的权重值；以及

基于所述一个或多个所需最大转向角和所述权重值执行路径规划优化。

19.根据权利要求18所述的***，其中，所述一个或多个所需最大转向角与所述一个或多个弯道中的第一个弯道之前的时间间隔相关联。

20.根据权利要求18所述的***，其中，所述一个或多个所需最大转向角包括左转的第一所需最大转向角和右转的第二所需最大转向角。