[发明专利]基于概率的车道变更决策和运动规划系统及其方法

说明书

本发明题为基于概率的车道变更决策和运动规划系统及其方法。本发明公开一种用于提供基于概率的车道变更决策和运动规划的系统和方法，其包括：接收与自我意识车辆的道路环境相关联的数据。该系统和方法还包括：进行间隙分析以确定在该目标车道内行驶的相邻车辆之间的至少一个间隙，从而滤出供该自我意识车辆并入该目标车道的最佳合并入口；以及确定与跟随的相邻车辆的驾驶员让路以允许该自我意识车辆并入该目标车道的意图相关联的概率值。该系统和方法还包括：基于以下中的至少一者来控制该自我意识车辆自主地继续在该当前车道内行驶或自主地从当前车道合并到该目标车道：是否滤出该最佳合并入口以及该概率值是否指示该驾驶员让路的意图。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年8月12日提交的美国临时申请序列号63/064,522的优先权，该申请明确地以引用方式并入本文。

背景技术

自主车辆需要在复杂城市场景中进行社会认可的行为，这些复杂城市场景包括具有不确定意图的人类驾驶的车辆。这可能导致许多困难的决策问题，诸如决定车道变更操纵以及生成穿过交通拥堵的策略。在可预测的未来，自主车辆可能必须在道路上与人类驾驶的车辆共存。这在由交通拥堵或交通事故引起的密集交通中可能变得特别具有挑战性。这可能需要自主车辆领悟与人类驾驶员交互的能力以进行非常类似于人类驾驶员行为的车道变更。

典型的场景将是在人类驾驶员的配合下在交通拥堵时进行平稳的车道变更。该复杂性可能是由周围车辆的物理状态的不确定测量、未知意图(例如，另一驾驶员是否让路)、其他驾驶员的未知未来轨迹和/或其他驾驶员之间和/或与自主车辆的潜在交互引起的。交互的建模得到框架，其中预测和规划无法再分离，而是必须被建模为组合的问题。

发明内容

根据一个方面，提供了一种用于提供基于概率的车道变更决策和运动规划的计算机实现的方法，其包括：接收与自我意识车辆的道路环境相关联的数据。道路环境包括道路，该道路包括自我意识车辆的当前车道和自我意识车辆的目标车道。该计算机实现的方法还包括：进行间隙分析以确定在目标车道内行驶的相邻车辆之间的至少一个间隙，从而滤出供自我意识车辆从当前车道并入目标车道的最佳合并入口。该计算机实现的方法另外包括：基于确定不存在最佳合并入口而确定与跟随的相邻车辆的驾驶员让路以允许自我意识车辆并入目标车道的意图相关联的概率值。该计算机实现的方法还包括：基于以下中的至少一者来控制自我意识车辆自主地继续在当前车道内行驶或自主地从当前车道合并到目标车道：是否基于间隙分析滤出最佳合并入口以及概率值是否指示驾驶员让路的意图。

根据另一方面，一种用于提供基于概率的车道变更决策和运动规划的系统，该系统包括存储指令的存储器，这些指令在由处理器执行时，使得处理器接收与自我意识车辆的道路环境相关联的数据。道路环境包括道路，该道路包括自我意识车辆的当前车道和自我意识车辆的目标车道。这些指令还使得处理器进行间隙分析以确定在目标车道内行驶的相邻车辆之间的至少一个间隙，从而滤出供自我意识车辆从当前车道并入目标车道的最佳合并入口。这些指令另外使得处理器基于确定不存在最佳合并入口而确定与跟随的相邻车辆的驾驶员让路以允许自我意识车辆并入目标车道的意图相关联的概率值。这些指令另外使得处理器基于以下中的至少一者来控制自我意识车辆自主地继续在当前车道内行驶或自主地从当前车道合并到目标车道：是否基于间隙分析滤出最佳合并入口以及概率值是否指示驾驶员让路的意图。

根据又一方面，一种存储指令的非暂态计算机可读存储介质，这些指令在由包括处理器的计算机执行时进行一种方法，该方法包括：接收与自我意识车辆的道路环境相关联的数据。道路环境包括道路，该道路包括自我意识车辆的当前车道和自我意识车辆的目标车道。该方法还包括：进行间隙分析以确定在目标车道内行驶的相邻车辆之间的至少一个间隙，从而滤出供自我意识车辆从当前车道并入目标车道的最佳合并入口。该方法另外包括：基于确定不存在最佳合并入口而确定与跟随的相邻车辆的驾驶员让路以允许自我意识车辆并入目标车道的意图相关联的概率值。该方法还包括：基于以下中的至少一者来控制自我意识车辆自主地继续在当前车道内行驶或自主地从当前车道合并到目标车道：是否基于间隙分析滤出最佳合并入口以及概率值是否指示驾驶员让路的意图。