JP6845874B2 - 自動運転車のための経路及び速度の最適化フォールバックメカニズム - Google Patents
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Description
(式中、s、lは、n次までの多項式の測点−横方向の一次元幾何学座標(s,l)を表し、p0、…、pnは、解かれる多項式の係数である。)
なお、出願当初の特許請求の範囲の記載は以下の通りである。
請求項1:
自動運転車(ADV)のための走行軌跡を生成するコンピュータ実施方法であって、
地図及びルート情報に基づいて第1の軌跡を計算するステップと、
前記第1の軌跡と、交通ルールと、前記自動運転車によって感知された障害物を記述する障害物情報とに基づいて、経路最適化を実行するステップであって、
前記第1の軌跡上でスプライン曲線に基づく経路最適化を実行することと、
前記スプライン曲線に基づく経路最適化の結果が第1の所定の条件を満たすか否かを判定することと、
前記スプライン曲線に基づく経路最適化の結果が前記第1の所定の条件を満たさないと判定されたことに応じて、前記第1の軌跡上で有限要素に基づく経路最適化を実行することと、
前記経路最適化の結果に基づいて速度最適化を実行することと、
前記経路最適化及び前記速度最適化に基づいて、前記自動運転車を制御するための第2の軌跡を生成することと、を含むステップと、
を含む、
コンピュータ実施方法。
請求項2:
速度最適化を実行することは、
最適化された経路に基づいて、前記第1の軌跡上でスプライン曲線に基づく速度最適化を実行することと、
前記スプライン曲線に基づく速度最適化の結果が第2の所定の条件を満たすか否かを判定することと、
前記スプライン曲線に基づく速度最適化の前記結果が前記第2の所定の条件を満たさないと判定されたことに応じて、前記最適化された経路に従って前記第1の軌跡上で有限要素に基づく速度最適化を実行することと、を含む、
請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
請求項3:
前記自動運転車の初期速度及び制限速度に基づいて前記速度最適化を実行する、
請求項2に記載のコンピュータ実施方法。
請求項4:
前記最適化された経路には径方向経路が含まれ、且つ前記径方向経路の半径に基づいて前記速度最適化を実行する、
請求項3に記載のコンピュータ実施方法。
請求項5:
前記スプライン曲線に基づく経路最適化の結果が第1の所定の条件を満たすか否かを判定することは、前記スプライン曲線に基づく経路最適化の反復計算の数が所定の数を超えるか否かを判定することを含む、
請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
請求項6:
前記スプライン曲線に基づく経路最適化の結果が第1の所定の条件を満たすか否かを判定することは、前記スプライン曲線に基づく経路最適化にかかる時間が所定の期間を超えるか否かを判定することを含む、
請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
請求項7:
有限要素に基づく経路最適化を実行することは、
前記第1の軌跡を複数の経路区間に分割することと、
前記複数の経路区間における隣接経路区間の間の不連続性を最小化することと、を含む、
請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
請求項8:
指令が記憶された非一時的な機械可読媒体であって、
前記指令が一つ以上のプロセッサによって実行されるとき、前記一つ以上のプロセッサに動作を実行させ、前記動作は、
地図及びルート情報に基づいて第1の軌跡を計算するステップと、
前記第1の軌跡と、交通ルールと、前記自動運転車によって感知された障害物を記述する障害物情報とに基づいて、経路最適化を実行するステップであって、
前記第1の軌跡上でスプライン曲線に基づく経路最適化を実行することと、
前記スプライン曲線に基づく経路最適化の結果が第1の所定の条件を満たすか否かを判定することと、
前記スプライン曲線に基づく経路最適化の結果が前記第1の所定の条件を満たさないと判定されたことに応じて、前記第1の軌跡上で有限要素に基づく経路最適化を実行することと、
前記経路最適化の結果に基づいて速度最適化を実行することと、
前記経路最適化及び前記速度最適化に基づいて、前記自動運転車を制御するための第2の軌跡を生成することと、を含むステップと、
を含む、
非一時的な機械可読媒体。
請求項9:
速度最適化を実行することは、
最適化された経路に基づいて、前記第1の軌跡上でスプライン曲線に基づく速度最適化を実行することと、
前記スプライン曲線に基づく速度最適化の結果が第2の所定の条件を満たすか否かを判定することと、
前記スプライン曲線に基づく速度最適化の前記結果が前記第2の所定の条件を満たさないと判定されたことに応じて、前記最適化された経路に従って前記第1の軌跡上で有限要素に基づく速度最適化を実行することと、を含む、
請求項8に記載の非一時的な機械可読媒体。
請求項10:
前記自動運転車の初期速度及び制限速度に基づいて前記速度最適化を実行する、
請求項9に記載の非一時的な機械可読媒体。
請求項11:
前記最適化された経路には径方向経路が含まれ、且つ前記径方向経路の半径に基づいて前記速度最適化を実行する、
請求項10に記載の非一時的な機械可読媒体。
請求項12:
前記スプライン曲線に基づく経路最適化の結果が第1の所定の条件を満たすか否かを判定することは、前記スプライン曲線に基づく経路最適化の反復計算の数が所定の数を超えるか否かを判定することを含む、
請求項8に記載の非一時的な機械可読媒体。
請求項13:
前記スプライン曲線に基づく経路最適化の結果が第1の所定の条件を満たすか否かを判定することは、前記スプライン曲線に基づく経路最適化にかかる時間が所定の期間を超えるか否かを判定することを含む、
請求項8に記載の非一時的な機械可読媒体。
請求項14:
有限要素に基づく経路最適化を実行することは、
前記第1の軌跡を複数の経路区間に分割することと、
前記複数の経路区間における隣接経路区間の間の不連続性を最小化することと、を含む、
請求項8に記載の非一時的な機械可読媒体。
請求項15:
データ処理システムであって、
一つ以上のプロセッサと、
前記一つ以上のプロセッサに接続され指令が記憶されているメモリであって、前記指令が前記一つ以上のプロセッサによって実行されるとき、前記一つ以上のプロセッサに動作を実行させるメモリと、を備え、
前記動作は、
地図及びルート情報に基づいて第1の軌跡を計算するステップと、
前記第1の軌跡と、交通ルールと、前記自動運転車によって感知された障害物を記述する障害物情報とに基づいて、経路最適化を実行するステップであって、
前記第1の軌跡上でスプライン曲線に基づく経路最適化を実行することと、
前記スプライン曲線に基づく経路最適化の結果が第1の所定の条件を満たすか否かを判定することと、
前記スプライン曲線に基づく経路最適化の結果が前記第1の所定の条件を満たさないと判定されたことに応じて、前記第1の軌跡上で有限要素に基づく経路最適化を実行することと、
前記経路最適化の結果に基づいて速度最適化を実行することと、
前記経路最適化及び前記速度最適化に基づいて、前記自動運転車を制御するための第2の軌跡を生成することと、を含むステップと、
を含む、
データ処理システム。
請求項16:
速度最適化を実行することは、
最適化された経路に基づいて、前記第1の軌跡上でスプライン曲線に基づく速度最適化を実行することと、
前記スプライン曲線に基づく速度最適化の結果が第2の所定の条件を満たすか否かを判定することと、
前記スプライン曲線に基づく速度最適化の前記結果が前記第2の所定の条件を満たさないと判定されたことに応じて、前記最適化された経路に従って前記第1の軌跡上で有限要素に基づく速度最適化を実行することと、を含む、
請求項15に記載のシステム。
請求項17:
前記自動運転車の初期速度及び制限速度に基づいて前記速度最適化を実行する、
請求項16に記載のシステム。
請求項18:
前記最適化された経路には径方向経路が含まれ、且つ前記径方向経路の半径に基づいて前記速度最適化を実行する、
請求項17に記載のシステム。
請求項19:
前記スプライン曲線に基づく経路最適化の結果が第1の所定の条件を満たすか否かを判定することは、前記スプライン曲線に基づく経路最適化の反復計算の数が所定の数を超えるか否かを判定することを含む、
請求項15に記載のシステム。
請求項20:
前記スプライン曲線に基づく経路最適化の結果が第1の所定の条件を満たすか否かを判定することは、前記スプライン曲線に基づく経路最適化にかかる時間が所定の期間を超えるか否かを判定することを含む、
請求項15に記載のシステム。
請求項21:
有限要素に基づく経路最適化を実行することは、
前記第1の軌跡を複数の経路区間に分割することと、
前記複数の経路区間における隣接経路区間の間の不連続性を最小化することと、を含む、
請求項15に記載のシステム。
Claims (31)
- 自動運転車(ADV)のための走行軌跡を生成するコンピュータ実施方法であって、
地図及びルート情報に基づいて基準ルートを計算するステップと、
前記基準ルートと、交通ルールと、前記自動運転車によって感知された障害物を記述する障害物情報とに基づいて第1の軌跡を生成するステップと、
前記第1の軌跡に対して経路最適化を実行するステップであって、
前記第1の軌跡上でスプライン曲線に基づいて経路最適化を実行することと、
前記スプライン曲線に基づいて実行された経路最適化の結果が第1の所定の条件を満たすか否かを判定することと、
前記スプライン曲線に基づいて実行された経路最適化の結果が前記第1の所定の条件を満たさないと判定されたことに応じて、前記第1の軌跡上で有限要素に基づいて経路最適化を実行することと、
前記経路最適化の結果に基づいて速度最適化を実行することと、
前記経路最適化及び前記速度最適化の結果に基づいて、前記自動運転車を制御するための第2の軌跡を生成することとを含む経路最適化を実行するステップと
を含む、コンピュータ実施方法。 - 前記スプライン曲線に基づいて経路最適化を実行することは、
前記第1の軌跡上の複数の制御点を決定することと、
隣接する前記制御点を接続するスプライン曲線をそれぞれ生成することと、
前記スプライン曲線を滑らかに結合することと、
二次計画法最適化により経路コストを最小化することと
を含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。 - 前記有限要素に基づいて経路最適化を実行することは、
前記第1の軌跡を複数の有限要素に分割することと、
前記複数の有限要素のうちの隣接する有限要素間の不連続性を低減するために、隣接する有限要素間の曲率、方向および角度のうちの少なくとも1つの全体的な変化を最小限に抑えることと
を含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。 - 前記速度最適化を実行することは、
最適化された経路に基づいて、前記第1の軌跡上でスプライン曲線に基づいて速度最適化を実行することと、
前記スプライン曲線に基づいて実行された速度最適化の結果が第2の所定の条件を満たすか否かを判定することと、
前記スプライン曲線に基づいて実行された速度最適化の結果が前記第2の所定の条件を満たさないと判定されたことに応じて、前記最適化された経路に従って前記第1の軌跡上で有限要素に基づいて速度最適化を実行することと
を含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。 - 前記スプライン曲線に基づいて速度最適化を実行することは、
前記第1の軌跡に基づいて速度プロファイルを生成することと、
前記速度プロファイルにおける複数の制御点を決定することと、
隣接する前記制御点を接続するスプライン曲線をそれぞれ生成することと、
前記スプライン曲線を滑らかに結合することと、
二次計画法最適化により速度コストを最小化することと
を含む、請求項4に記載のコンピュータ実施方法。 - 前記有限要素に基づいて速度最適化を実行することは、
前記速度プロファイルを複数の有限要素に分割することと、
隣接する有限要素間の加速度変化および速度変化を低減することで最適な速度曲線を生成することと
を含む、請求項4に記載のコンピュータ実施方法。 - 前記自動運転車の速度最適化開始時の初期速度及び制限速度に基づいて前記速度最適化を実行する、
請求項4に記載のコンピュータ実施方法。 - 前記最適化された経路には径方向経路が含まれ、且つ前記径方向経路の半径に基づいて前記速度最適化を実行する、
請求項7に記載のコンピュータ実施方法。 - 前記第1の所定の条件は、前記スプライン曲線に基づいて経路最適化を実行する際の反復計算の回数が所定の数を超えないことである、
請求項1に記載のコンピュータ実施方法。 - 前記第1の所定の条件は、前記スプライン曲線に基づいて経路最適化を実行する際にかかる時間が所定の期間を超えないことである、
請求項1に記載のコンピュータ実施方法。 - 指令が記憶された非一時的な機械可読媒体であって、
前記指令が一つ以上のプロセッサによって実行されるとき、該一つ以上のプロセッサに動作を実行させ、該動作は、
地図及びルート情報に基づいて基準ルートを計算するステップと、
前記基準ルートと、交通ルールと、前記自動運転車によって感知された障害物を記述する障害物情報とに基づいて第1の軌跡を生成するステップと、
前記第1の軌跡に対して経路最適化を実行するステップであって、
前記第1の軌跡上でスプライン曲線に基づいて経路最適化を実行することと、
前記スプライン曲線に基づいて実行された経路最適化の結果が第1の所定の条件を満たすか否かを判定することと、
前記スプライン曲線に基づいて実行された経路最適化の結果が前記第1の所定の条件を満たさないと判定されたことに応じて、前記第1の軌跡上で有限要素に基づいて経路最適化を実行することと、
前記経路最適化の結果に基づいて速度最適化を実行することと、
前記経路最適化及び前記速度最適化の結果に基づいて、前記自動運転車を制御するための第2の軌跡を生成することとを含む経路最適化を実行するステップと
を含む、非一時的な機械可読媒体。 - 前記スプライン曲線に基づいて経路最適化を実行することは、
前記第1の軌跡上の複数の制御点を決定することと、
隣接する前記制御点を接続するスプライン曲線をそれぞれ生成することと、
前記スプライン曲線を滑らかに結合することと、
二次計画法最適化により経路コストを最小化することと
を含む、請求項11に記載の非一時的な機械可読媒体。 - 前記有限要素に基づいて経路最適化を実行することは、
前記第1の軌跡を複数の有限要素に分割することと、
前記複数の有限要素のうちの隣接する有限要素間の不連続性を低減するために、隣接する有限要素間の曲率、方向および角度のうちの少なくとも1つの全体的な変化を最小限に抑えることと
を含む、請求項11に記載の非一時的な機械可読媒体。 - 前記速度最適化を実行することは、
最適化された経路に基づいて、前記第1の軌跡上でスプライン曲線に基づいて速度最適化を実行することと、
前記スプライン曲線に基づいて実行された速度最適化の結果が第2の所定の条件を満たすか否かを判定することと、
前記スプライン曲線に基づいて実行された速度最適化の結果が前記第2の所定の条件を満たさないと判定されたことに応じて、前記最適化された経路に従って前記第1の軌跡上で有限要素に基づいて速度最適化を実行することと
を含む、請求項11に記載の非一時的な機械可読媒体。 - 前記スプライン曲線に基づいて速度最適化を実行することは、
前記第1の軌跡に基づいて速度プロファイルを生成することと、
前記速度プロファイルにおける複数の制御点を決定することと、
隣接する前記制御点を接続するスプライン曲線をそれぞれ生成することと、
前記スプライン曲線を滑らかに結合することと、
二次計画法最適化により速度コストを最小化することと
を含む、請求項14に記載の非一時的な機械可読媒体。 - 前記有限要素に基づいて速度最適化を実行することは、
前記速度プロファイルを複数の有限要素に分割することと、
隣接する有限要素間の加速度変化および速度変化を低減することで最適な速度曲線を生成することと
を含む、請求項14に記載の非一時的な機械可読媒体。 - 前記自動運転車の速度最適化開始時の初期速度及び制限速度に基づいて前記速度最適化を実行する、
請求項14に記載の非一時的な機械可読媒体。 - 前記最適化された経路には径方向経路が含まれ、且つ前記径方向経路の半径に基づいて前記速度最適化を実行する、
請求項17に記載の非一時的な機械可読媒体。 - 前記第1の所定の条件は、前記スプライン曲線に基づいて経路最適化を実行する際の反復計算の回数が所定の数を超えないことである、
請求項11に記載の非一時的な機械可読媒体。 - 前記第1の所定の条件は、前記スプライン曲線に基づいて経路最適化を実行する際にかかる時間が所定の期間を超えないことである、
請求項11に記載の非一時的な機械可読媒体。 - 一つ以上のプロセッサと、
前記一つ以上のプロセッサに接続され指令が記憶されているメモリであって、前記指令が前記一つ以上のプロセッサによって実行されるとき、前記一つ以上のプロセッサに動作を実行させるメモリと
を備えるデータ処理システムであって、
前記動作は、
地図及びルート情報に基づいて基準ルートを計算するステップと、
前記基準ルートと、交通ルールと、前記自動運転車によって感知された障害物を記述する障害物情報とに基づいて第1の軌跡を生成するステップと、
前記第1の軌跡に対して経路最適化を実行するステップであって、
前記第1の軌跡上でスプライン曲線に基づいて経路最適化を実行することと、
前記スプライン曲線に基づいて実行された経路最適化の結果が第1の所定の条件を満たすか否かを判定することと、
前記スプライン曲線に基づいて実行された経路最適化の結果が前記第1の所定の条件を満たさないと判定されたことに応じて、前記第1の軌跡上で有限要素に基づいて経路最適化を実行することと、
前記経路最適化の結果に基づいて速度最適化を実行することと、
前記経路最適化及び前記速度最適化の結果に基づいて、前記自動運転車を制御するための第2の軌跡を生成することとを含む経路最適化を実行するステップと
を含む、データ処理システム。 - 前記スプライン曲線に基づいて経路最適化を実行することは、
前記第1の軌跡上の複数の制御点を決定することと、
隣接する前記制御点を接続するスプライン曲線をそれぞれ生成することと、
前記スプライン曲線を滑らかに結合することと、
二次計画法最適化により経路コストを最小化することと
を含む、請求項21に記載のシステム。 - 前記有限要素に基づいて経路最適化を実行することは、
前記第1の軌跡を複数の有限要素に分割することと、
前記複数の有限要素のうちの隣接する有限要素間の不連続性を低減するために、隣接する有限要素間の曲率、方向および角度のうちの少なくとも1つの全体的な変化を最小限に抑えることと
を含む、請求項21に記載のシステム。 - 前記速度最適化を実行することは、
最適化された経路に基づいて、前記第1の軌跡上でスプライン曲線に基づいて速度最適化を実行することと、
前記スプライン曲線に基づいて実行された速度最適化の結果が第2の所定の条件を満たすか否かを判定することと、
前記スプライン曲線に基づいて実行された速度最適化の結果が前記第2の所定の条件を満たさないと判定されたことに応じて、前記最適化された経路に従って前記第1の軌跡上で有限要素に基づいて速度最適化を実行することと
を含む、請求項23に記載のシステム。 - 前記スプライン曲線に基づいて速度最適化を実行することは、
前記第1の軌跡に基づいて速度プロファイルを生成することと、
前記速度プロファイルにおける複数の制御点を決定することと、
隣接する前記制御点を接続するスプライン曲線をそれぞれ生成することと、
前記スプライン曲線を滑らかに結合することと、
二次計画法最適化により速度コストを最小化することと
を含む、請求項24に記載のシステム。 - 前記有限要素に基づいて速度最適化を実行することは、
前記速度プロファイルを複数の有限要素に分割することと、
隣接する有限要素間の加速度変化および速度変化を低減することで最適な速度曲線を生成することと
を含む、請求項24に記載のシステム。 - 前記自動運転車の速度最適化開始時の初期速度及び制限速度に基づいて前記速度最適化を実行する、
請求項24に記載のシステム。 - 前記最適化された経路には径方向経路が含まれ、且つ前記径方向経路の半径に基づいて前記速度最適化を実行する、
請求項27に記載のシステム。 - 前記第1の所定の条件は、前記スプライン曲線に基づいて経路最適化を実行する際の反復計算の回数が所定の数を超えないことである、
請求項21に記載のシステム。 - 前記第1の所定の条件は、前記スプライン曲線に基づいて経路最適化を実行する際にかかる時間が所定の期間を超えないことである、
請求項21に記載のシステム。 - コンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムがプロセッサにより実行されると、請求項1ないし請求項10のいずれか一項に記載の方法を実現するコンピュータプログラム。
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