(Guaranteeing Persistent Feasibility of Model Predictive Motion Planning for Autonomous Vehicles)
模型預(yù)測控制(MPC)方法由于決策的預(yù)測范圍有限而容易失去可行性。對于自動駕駛車輛的運(yùn)動軌跡規(guī)劃而言,在預(yù)測范圍之外的許多檢測到的障礙物在瞬時(shí)決策中不能被考慮,這就會導(dǎo)致模型預(yù)測控制的不可行性。本文研究了保證模型預(yù)測運(yùn)動規(guī)劃方案的持續(xù)可行性。持續(xù)的可行性問題可以表示為計(jì)算一個(gè)有效的系統(tǒng)控制不變集的問題。在本文中,提出了兩種方法來計(jì)算運(yùn)動規(guī)劃問題的控制不變集。
第一種方法是基于運(yùn)動規(guī)劃問題的線性化和凸化,因?yàn)楸苊馀鲎布s束使得優(yōu)化問題的容許區(qū)域是非凸的。凸化的缺點(diǎn)大大減少了可接受的區(qū)域,但是有助于控制變量集合、計(jì)算快速高效,因此在某些情況下是可行的解決方案。
第二種方法采用了一種蠻力搜索算法,該算法被離線使用以實(shí)時(shí)地確定控制不變集。
結(jié)果表明,凸化方法更加保守,消除了運(yùn)動規(guī)劃中的許多可行的操作。另一方面,使用蠻力搜索算法,提出了一種有效的技術(shù)來離線計(jì)算控制不變集合,然后在障礙物周圍產(chǎn)生的非不變區(qū)域,并由兩個(gè)參數(shù)表征,這兩個(gè)參數(shù)可以存儲在查詢表中用于實(shí)際的應(yīng)用程序。