[发明专利]一种园区自动驾驶车辆任务建模系统及方法

说明书

本发明请求保护一种园区自动驾驶车辆任务建模系统及方法，包括任务建模和任务解析执行。任务建模部分通过对园区自动驾驶车辆的业务场景和交通场景进行建模分析，提取场景要素，形成一套通用的任务表示标准；针对某一具体任务，按照此标准根据任务中涉及的场景序列生成相应的场景描述，得到任务模型并存入任务库。车辆运行时，由任务解析执行部分从任务库中加载指定的任务模型，根据车辆状态解析对应的场景描述，并通过查找动作库，生成对应的信息交互与动作序列，然后调用车辆规划控制模块控制车辆运行。本发明实现园区自动驾驶车辆任务表示的标准化，提高自动驾驶软件系统的通用性与可扩展性，实现园区自动驾驶车辆作业功能的快速开发与部署。

技术领域

本发明属于自动化与计算机技术领域，特别是自动驾驶车辆的任务建模技术领域，具体涉及一种园区自动驾驶车辆任务建模系统及方法。

背景技术

自动驾驶技术首先应用的领域是在特定场所执行特定功能，特定场所主要是景区、港口、工厂等园区，特定功能包括物流、巡检、接驳等。

在自动驾驶车辆的软件架构方面，根据Apollo官方《Apollo3.5软件架构》中对其软件架构的描述，Apollo架构中对任务的管理是通过路径规划结合地图引擎来实现的。根据Autoware官方《Autoware-Manuals》中对其软件架构的描述，在其规划模块中通过全局路径规划来实现任务管理功能。上述两种自动驾驶软件架构都是将任务管理与路径规划耦合在一起，在做路径规划时考虑任务的需求，需要提前将实现作业任务功能的代码固化，不能达到对抽象任务进行建模管理的效果，降低了自动驾驶系统的灵活性。而且，任务管理与规划模块耦合，导致系统兼容性差，可扩展性差，不能支持新增自定义任务。

中国专利申请：一种园区物流车的控制方法及控制装置、无人驾驶车辆(申请号：202110500189.0)公开了一种园区物流车的控制方法，该方法利用路径环境信息和历史轨迹预估园区物流车沿着全局路径行驶时发生碰撞的概率值，并基于概率值调整园区物流车的行驶路径。该方法仅考虑了车道宽度、与车道沿距离、车道数量等简单要素用于车辆控制，未涉及任务建模，对复杂场景适应能力不足。

本发明针对园区智能自动驾驶车辆的作业特点，设计一种基于任务建模的智能自动驾驶车辆软件框架，包含表示自动驾驶车辆任务的任务库和任务解析模块。该软件框架将自动驾驶车辆的任务管理系统与决策规划系统独立，实现了两者的解耦。用户只需根据实际的应用场景制定出满足本文任务表示标准的任务库，就可调用本系统的动作库来实现相应的复杂业务任务，从而极大的提高了系统的开发效率。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种园区自动驾驶车辆任务建模系统及方法。本发明的技术方案如下：

一种园区自动驾驶车辆任务建模方法，其包括：任务建模步骤和任务解析执行步骤，其中，

任务建模包括步骤：首先通过对园区自动驾驶车辆的典型场景进行静态建模和动态建模，提取能描述场景的静态要素和涉及信息交互的动态要素，形成一套通用的任务表示方法。园区自动驾驶车辆的任务分为业务场景任务Task_busi、交通场景任务Task_trav和第三方任务Task_other；并对静态建模和动态建模所得问题进行求解，针对每种类型的场景设计一种实现方法，场景包括：通过交通灯路口、通过道闸、停车位泊车，构成动作库；然后针对自动驾驶车辆实际运行环境，按照此表示方法，根据任务中涉及的场景序列，生成相应的场景描述，得到任务模型并存入任务库；

任务解析执行包括步骤：车辆运行时，由任务解析执行部分从任务库加载任务模型，根据车辆状态实时发布对应的任务并进行解析，然后通过查找动作库，生成对应的信息交互与动作序列，发给任务执行模块，驱动车辆执行完成任务。