基于Frenet坐标系的自动驾驶轨迹规划与优化算法

来源期刊：控制与决策2021年第4期

论文作者：魏民祥 滕德成 吴树凡

文章页码：815 - 824

关键词：自动驾驶;轨迹规划与优化;Frenet坐标系;损失函数;加速度变化率;高斯卷积;

摘    要：针对公路场景下作速度保持的自动驾驶汽车实时轨迹规划问题,提出一种基于Frenet坐标系的优化轨迹规划算法.首先,利用Frenet坐标系将车辆运动解耦,构建无约束横向/纵向独立积分系统;然后,根据初始配置和可内嵌到行为层的目标配置,通过采样生成有限的4次、5次多项式候选轨迹集合;最后,利用以高斯卷积、加速度变化率为核心的安全性和舒适性评价指标构建损失函数,评价轨迹成本,并结合曲率、加速度检查,选择能够最小化损失的最优解.结果表明,该算法能满足公路型场景的规划需求,车辆运动轨迹平滑、舒适、安全性更高.