CN113525510A

CN113525510A - 自动将自主驾驶车辆的转向返回至中心位置的系统和方法

Info

Publication number: CN113525510A
Application number: CN202011457878.XA
Authority: CN
Inventors: 朱帆
Original assignee: Baidu USA LLC
Current assignee: Baidu USA LLC
Priority date: 2020-04-15
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2021-10-22
Anticipated expiration: 2040-12-10
Also published as: US20210325887A1; US11181917B2; CN113525510B

Abstract

实施例公开了一种自动将自主驾驶车辆(ADV)的转向返回至中心位置的系统和方法。根据第一方面，系统通过向自主驾驶车辆(ADV)施加转向命令来执行转弯。响应于转弯，系统确定ADV的当前百分比转向、速度和行驶方向。系统基于确定的ADV的速度从一个或多个转向返回轨迹配置文件中选择转向返回轨迹配置文件。系统基于选择生成转向返回轨迹。基于生成的转向返回轨迹，系统控制ADV将转向返回到中心位置。

Description

自动将自主驾驶车辆的转向返回至中心位置的系统和方法

技术领域

本公开的实施例一般涉及操作自主车辆。更特别地，本公开的实施例涉及用于自主驾驶车辆(autonomous driving vehicle，ADV)的基于方向盘自动归零的路径规划系统。

背景技术

以自主模式(例如，无人驾驶)操作的车辆可以减轻乘坐者，尤其是驾驶员的一些驾驶相关责任。当以自主模式操作时，车辆可以使用车载传感器导航到各种位置，从而允许车辆以最小的人机交互或者在没有任何乘客的一些情况下行驶。

车辆的转向系统具有无需任何输入而返回到其中心(零)位置的能力。当车辆从转弯恢复时，这种自动归零可提供平滑舒适的路径曲线。

发明内容

在第一方面中，提供一种用于操作ADV的方法，所述方法包括：

通过向ADV施加转向命令来执行转弯；

响应于转弯，确定ADV的当前百分比转向、速度和行驶方向；

基于所确定的ADV的速度从一个或多个转向返回轨迹配置文件中选择转向返回轨迹配置文件；

根据所述选择生成转向返回轨迹；以及

基于所生成的转向返回轨迹来控制ADV以将转向返回到中心位置。

在第二方面中，提供一种用于离线生成转向返回轨迹配置文件的方法，所述方法包括：

确定车辆以第一速度将转向返回到中心位置的轨迹，其中车辆已经执行了左转或右转；

确定所述轨迹的多个段；

为多个分段中的每个分段关联百分比转向信息；以及

基于所述轨迹和分段的百分比转向信息，生成一个或多个转向返回轨迹配置文件，其中，在自主驾驶车辆(ADV)的自主驾驶期间利用转向返回轨迹配置文件以在转向转弯操作之后返回到初始转向位置。

在第三方面中，提供一种数据处理系统，包括：

一个或多个处理器；以及

存储器，耦接到一个或多个处理器并且存储指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器执行如第一方面所述的方法的操作或如第二方面所述的方法的操作。

根据本发明，可以控制ADV自动转弯并将其转向返回至中心位置。

附图说明

本公开的实施例通过示例的方式示出并且不限于附图中的图，在附图中相同的附图标记表示相似的元件。

图1是示出根据一个实施例的联网系统的框图。

图2是示出根据一个实施例的自主驾驶车辆的示例的框图。

图3A-3B是示出根据一个实施例的与自主驾驶车辆一起使用的自主驾驶系统的示例的框图。

图4是示出根据一个实施例的自动归零模块的框图。

图5示出根据一个实施例的ADV使用自动归零转向进行掉头的时间延时的示例。

图6示出根据一个实施例的用于车辆的转向返回轨迹配置文件。

图7是示出根据一个实施例的由ADV执行的方法的流程图。

图8是示出根据一个实施例的离线处理模块的框图。

图9是示出根据一个实施例的由离线过程执行的方法的流程图。

具体实施方式

将参考以下讨论的细节描述本公开的各个实施例和方面，并且附图将示出各个实施例。以下描述和附图是本公开的说明并且不应被解释为限制本公开。描述了许多具体细节以提供对本公开的各个实施例的全面理解。然而，在某些情况下，为了提供对本公开的实施例的简要讨论，没有描述公知或常规的细节。

说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性可包括在本公开的至少一个实施例中。在说明书中的各个地方出现的短语“在一个实施例中”不一定都指同一实施例。

自主驾驶路径规划可以使用各种路径规划算法/模型来计算轨迹。可以通过这样的算法来计算执行90度或U型转弯的轨迹。这样的轨迹可能具有宽的转弯路径曲线，并且将车辆从大的转向角转向回到中心位置(例如，零度)可能导致车辆路径过冲/振荡，可能不适合急转弯。

实施例公开了一种使自主驾驶车辆(ADV)自动转弯并将转向返回至中心位置的系统和方法。根据第一方面，系统通过向自主驾驶车辆(ADV)施加转向命令来执行转弯。响应于转弯，系统确定ADV的当前百分比转向、速度和行驶方向。系统基于所确定的ADV的速度从一个或多个转向返回轨迹配置文件中选择转向返回轨迹配置文件。系统基于选择生成转向返回轨迹。系统控制ADV根据生成的转向返回轨迹将转向返回到中心位置。

根据第二方面，离线系统为ADV生成一个或多个转向返回轨迹配置文件。系统确定车辆以第一速度将转向返回到中心位置的轨迹，其中车辆已经执行了左转或右转。系统确定轨迹的数个段。系统为每个段关联百分比转向信息。系统基于轨迹和分段的百分比转向信息来生成一个或多个转向返回轨迹配置文件。

图1是示出根据本公开的一个实施例的自主驾驶网络配置的框图。参照图1，网络配置100包括自主驾驶车辆(ADV)101，其可以通过网络102通信耦接到一个或多个服务器103-104。尽管示出了一个ADV，但是多个ADV可以彼此耦接和/或通过网络102耦接到服务器103-104。网络102可以是任何类型的网络，例如局域网(LAN)、诸如互联网(Internet)的广域网(WAN)、蜂窝网络、卫星网络、或其组合(有线或无线)。服务器103-104可以是任何种类的服务器或服务器集群，例如Web或云服务器、应用程序服务器、后端服务器或其组合。服务器103-104可以是数据分析服务器、内容服务器、交通信息服务器、MPOI服务器或位置服务器等。

ADV是指可以用于自主模式的车辆，在这种模式下，车辆在驾驶员很少或没有操作的情况下在环境中导航。这样的ADV可以包括具有一个或多个传感器的传感器系统，传感器系统被用于为检测关于车辆在其中运行的环境信息。车辆及其关联的控制器使用检测到的信息在环境中导航。ADV 101可以在手动模式、完全自主模式或部分自主模式下操作。

在一个实施例中，ADV 101包括但不限于自主驾驶系统(ADS)110、车辆控制系统111、无线通信系统112、用户接口系统113和传感器系统115。ADV101还可以包括在普通车辆中的某些通用部件，例如发动机、车轮、方向盘、变速器等，可以由车辆控制系统111和/或ADS 110使用各种通信信号和/或命令来控制，例如加速信号或命令、减速信号或命令、转向信号或命令、制动信号或命令等。

组件110-115可以经由互连、总线、网络或其组合在通信上彼此耦接。例如，组件110-115可以经由控制器局域网(CAN)总线彼此通信耦接。CAN总线是一种车辆总线标准，旨在允许微控制器和设备在没有主机的应用中相互通信。它是基于消息的协议，最初是为汽车内的多路电气布线而设计的，但也用于许多其他情况。

现在参考图2，在一个实施例中，传感器系统115包括但不限于一个或多个相机211、全球定位系统(GPS)单元212、惯性测量单元(IMU)213、雷达单元214以及激光雷达(LIDAR)单元215。GPS系统212可包括可操作以提供关于ADV的位置信息的收发器。IMU单元213可以基于惯性加速度来感测ADV的位置和方向改变。雷达单元214可以代表利用无线电信号来感测ADV的局部环境内的物体的系统。在一些实施例中，除了感测物体之外，雷达单元214还可以感测物体的速度和/或前进方向。LIDAR单元215可以使用激光感测ADV所位于的环境中的物体。LIDAR单元215可以包括一个或多个激光源、激光扫描仪以及一个或多个检测器以及其他系统组件。相机211可以包括一个或多个设备以捕获ADV周围的环境图像。相机211可以是静物相机和/或视频摄相机。摄像机可以机械地移动，例如通过将摄像机安装在旋转和/或倾斜的平台上。

传感器系统115还可包括其他传感器，例如，声纳传感器、红外传感器、转向传感器、油门传感器、制动传感器和音频传感器(例如，麦克风)。音频传感器可以被配置为从ADV周围的环境捕获声音。转向传感器可以被配置为感测方向盘、车辆的车轮或其组合的转向角。油门传感器和制动传感器分别感测车辆的油门位置和制动位置。在某些情况下，油门传感器和制动传感器可以结合成为集成的油门/制动传感器。

在一个实施例中，车辆控制系统111包括但不限于转向单元201、油门单元202(也称为加速单元)和制动单元203。转向单元201用于调节方向或车辆的行驶方向。油门单元202将控制电动机或发动机的速度，进而控制车辆的速度和加速度。制动单元203通过提供摩擦以使车辆的车轮或轮胎减速来使车辆减速。注意，图2中所示的组件可以以硬件、软件或其组合来实现。

再次参考图1，无线通信系统112允许ADV 101与外部系统(例如设备、传感器、其他车辆等)之间的通信。例如，无线通信系统112可以直接或经由通信网络(例如通过网络102上的服务器103-104)与一个或多个设备进行无线通信。无线通信系统112可以使用任何蜂窝通信网络或无线局域网(WLAN)，例如使用WiFi与另一个组件或系统通信。无线通信系统112可以例如使用红外链路、蓝牙等与设备(例如，乘客的移动设备、显示设备、车辆101中的扬声器)直接通信。用户接口系统113可以是在车辆101内实现的外围设备的一部分，包括例如关键字、触摸屏显示设备、麦克风和扬声器等。

ADV 101的一些或全部功能可以由ADS 110控制或管理，特别是在以自主驾驶模式操作时。ADS 110包括必要的硬件(例如，处理器、内存、存储器)和软件(例如，操作系统、规划和路由程序)，以从传感器系统115、控制系统111、无线通信系统112和/或用户接口系统113接收信息，处理接收到的信息，规划从起点到目的地的路线或路径，然后根据规划和控制信息驾驶车辆101。可替代地，ADS 110可以与车辆控制系统111集成在一起。

例如，作为乘客的用户可以例如经由用户界面来指定旅行的起始位置和目的地。ADS 110获得行程相关数据。例如，ADS 110可以从MPOI服务器获得位置和路线信息，MPOI服务器可以是服务器103-104的一部分。位置服务器提供位置服务，MPOI服务器提供地图服务和某些位置的POI。可替代地，这样的位置和MPOI信息可以被本地缓存在ADS 110的永久存储设备中。

当ADV 101沿着路线移动时，ADS 110还可以从交通信息系统或服务器(TIS)获得实时交通信息。注意，服务器103-104可以由第三方实体操作。可替代地，服务器103-104的功能可以与ADS 110集成。基于实时交通信息、MPOI信息和位置信息，以及由传感器系统115检测或感测到的实时本地环境数据(例如障碍物、物体、附近的车辆)，ADS 110可以规划一条最佳路线，并根据规划的路线(例如，通过控制系统111)驾驶车辆101安全有效地到达指定目的地。

服务器103可以是为各种客户端执行数据分析服务的数据分析系统。在一个实施例中，数据分析系统103包括数据收集器121和机器学习引擎122。数据收集器121从各种车辆收集驾驶统计数据123，这些车辆是ADV或人类驾驶员驾驶的常规车辆。驾驶统计数据123包括指示所发出的驾驶命令(例如，油门、制动器、转向命令)以及由车辆的传感器在不同的时间点捕获的车辆的响应(例如，速度、加速度、减速度、方向)的信息。驾驶统计数据123可以进一步包括描述在不同时间点的驾驶环境信息，例如路线(包括起点和目的地位置)、MPOI、天气状况和道路状况，例如高速公路上的慢行交通、停止交通、车祸、道路建设、临时绕道、未知障碍物等。

基于驾驶统计数据123、机器学习引擎122出于各种目的生成或训练一组规则，算法和/或预测模型124，包括利用转向返回轨迹为ADV执行转向/转弯并返回到中心转向器的算法。然后，算法/模型124可以被上传到ADV上，以在自主驾驶期间被ADV实时利用。

在一个实施例中，数据分析系统103包括离线过程或处理模块125。离线过程125可以生成ADV的一个或多个转向返回轨迹配置文件。特别地，车辆的不同品牌和/或型号可以与一组转向返回轨迹配置文件相关联。

图3A和图3B是示出根据一个实施例的与ADV一起使用的ADS的示例的框图。系统300可以被实现为图1的ADV 101的一部分，包括但不限于ADS 110、控制系统111和传感器系统115。参照图3A-3B，ADS 110包括但不限于，定位模块301、感知模块302、预测模块303、决策模块304、规划模块305、控制模块306、路由模块307和自动归零转向模块308。

模块301-308中的一些或全部可以以软件、硬件或其组合来实现。例如，这些模块可以被安装在永久存储设备352中，被加载到存储器351中，并且由一个或多个处理器(未示出)执行。注意，这些模块中的一些或全部可以通信耦接到图2的车辆控制系统111的一些模块或与之集成。模块301-308中的一些可以集成为集成模块。

定位模块301确定ADV 300的当前位置(例如，利用GPS单元212)，并管理与用户旅行或路线有关的任何数据。定位模块301(也称为地图和路线模块)管理与用户的行程或路线有关的任何数据。用户可以例如通过用户界面登录并指定旅程的开始位置和目的地。定位模块301与ADV 300的其他组件通信，例如地图和路线信息311，以获得与旅程相关的数据。例如，定位模块301可以从位置服务器以及MPOI服务器获得位置和路线信息。位置服务器提供位置服务，MPOI服务器提供地图服务和某些位置的POI，可以将其作为地图和路线信息311的一部分进行缓存。在ADV 300沿路线移动时，定位模块301还可获取来自交通信息系统或服务器的时间交通信息。

基于由传感器系统115提供的传感器数据和由定位模块301获得的定位信息，由感知模块302确定对周围环境的感知。感知信息可以展示出与普通驾驶员在驾驶车辆时对周围车辆的感知相同的信息。所述感知可包括例如车道中的车道配置、交通信号灯、另一车辆相对位置、行人、建筑物、人行横道或其他与交通有关的标志(例如禁止通行标志、让路标志)等，例如以物体的形式。车道配置包括描述一个或多个车道的信息，例如，车道的形状(例如笔直或弯曲)、车道的宽度、一条道路中有多少个车道、单向或双向车道、合并或拆分车道以及出口车道等。

感知模块302可以包括计算机视觉系统或计算机视觉系统的功能，以处理和分析由一个或多个相机捕获的图像，以便识别ADV环境中的物体和/或特征。对象可以包括交通信号、道路边界、其他车辆、行人和/或障碍物等。计算机视觉系统可以使用对象识别算法、视频跟踪和其他计算机视觉技术。在一些实施例中，计算机视觉系统可以绘制环境地图，跟踪物体并估计物体速度等。感知模块302还可以基于由诸如雷达和/或LIDAR的其他传感器提供的数据来检测物体。

对于每个对象，预测模块303预测在当前情况下对象的行为。基于感知数据，结合一组地图或路线信息311和交通规则312，可以感知到特定时间下的行车环境。例如，如果对象是在相反方向行驶的车辆且当前驾驶环境包括交叉路口，则预测模块303将预测车辆是否可以直线行驶或转弯。如果感知数据提示交叉路口没有交通灯，则预测模块303可以预测车辆可能必须在进入交叉路口之前完全停止。如果感知数据提示车辆当前位于左转车道或右转车道，则预测模块303可预测车辆将更可能分别左转或右转。

对于每个对象，决策模块304做出关于如何处理对象的决策。例如，对于特定对象(例如在十字路口中的另一辆车辆)及其描述对象的元数据(例如速度、方向、转弯角度)，决策模块304决定处理遇到对象(例如超车、让路、停止、通过)。决策模块304可以根据可以存储在永久存储设备352中的一组规则(诸如交通规则或驾驶规则312)做出这样的决策。

路由模块307被配置为提供从起点到目的地的一条或多条路线或路径。对于例如从用户接收到的从起始位置到目的地位置的给定行程，路由模块307获得路线和地图信息311，并确定从起始位置到达目的地位置的所有可能的路线或路径。路由模块307可以针对其确定的从起始位置到达目的地位置的每条路线生成地形图形式的参考线。参考线是指一条理想的路线或路径，不受其他车辆、障碍物或交通状况等其他因素的干扰。也就是说，如果道路上没有其他车辆、行人或障碍物，则ADV应准确或紧密按照参考线行驶。然后将地形图提供给决策模块304和/或规划模块305。决策模块304和/或规划模块305根据其他模块提供的其他数据，检测所有可能的路线以选择和修改出最佳路线，其他模块诸如来自定位模块301的交通状况、感知模块302感知的驾驶环境以及预测模块303预测的交通状况之类的模块。根据特定时间点上的特定驾驶环境，用于控制ADV的实际路径或路线可以接近或不同于由路线选择模块307提供的参考线。

基于针对感知到的每个对象的决定，规划模块305利用以路由模块307为基础的提供的参考线来规划ADV的路径或路线以及驾驶参数(例如距离、速度和/或转弯角度)。也就是说，对于给定的对象，决策模块304决定如何处理对象，而规划模块305确定如何进行操作。例如，对于给定的对象，决策模块304决定可以通过对象，而规划模块305可以确定是在对象的左侧还是在右侧通过。规划和控制数据由规划模块305生成，规划和控制数据包括描述车辆300将如何在下一行驶周期(例如下一路线或路径段)中移动的信息。例如，规划和控制数据可以指示车辆300以每小时30英里(mph)的速度移动10米，然后以25mph的速度改变到右车道。

基于规划和控制数据，控制模块306根据规划和控制数据给出的路线或路径，通过向车辆控制系统111发送适当的命令或信号来控制和驾驶自主车辆。规划和控制数据包括足够的信息，以便在沿路径的不同时间点使用适当的车辆设置或驾驶参数(例如油门、制动、转向指令)将车辆从路线或路径的第一点驾驶到第二点或路线。

在一个实施例中，在多个规划周期(也称为驾驶周期)中执行规划阶段，例如在每个100毫秒(ms)的时间间隔中。对于每个规划周期或行驶周期，将基于规划和控制数据发出一个或多个控制命令。即，对于每100毫秒，规划模块305规划例如包括目标位置和ADV到达目标位置所需的时间的下一路线段或路径段。可替代地，规划模块305可以进一步指定特定的速度、方向和/或转向角等。在一个实施例中，规划模块305规划下一预定时间段(例如5秒)的路线段或路径段。对于每个规划周期，规划模块305基于在先前周期中规划的目标位置来规划当前周期的目标位置(例如，接下来的5秒)。然后，控制模块306基于当前周期的规划和控制数据来生成一个或多个控制命令(例如油门、制动、转向控制命令)。

注意，决策模块304和规划模块305可以集成为一个集成模块。决策模块304或规划模块305可以包括导航系统或导航系统的功能，以确定用于ADV的驾驶路径。例如，导航系统可以确定一系列速度和前进方向，在驱使ADV沿着通往最终目的地的基于道路的路径前进时，对沿着基本上避开感知到的障碍物的路径移动的ADV产生影响。可以根据经由用户接口系统113的用户输入来设置目的地。导航系统可以在ADV运行时动态地更新驾驶路径。导航系统可以合并来自GPS系统和一个或多个地图的数据，以便确定ADV的行驶路径。

决策模块304/规划模块305还可包括防撞系统或防撞系统的功能，以识别、评估、避免或以其他方式与ADV环境中的潜在障碍交涉。例如，防撞系统可以通过操纵111控制系统中的一个或多个子系统进行转向机动、转弯机动、制动机动等来改变ADV的导航。防撞系统可以根据周边交通模式、道路条件等自动确定可行的避障动作。防撞系统可以用于，当其他传感器系统探测到ADV附近要进行转向的区域内的车辆、建筑障碍物等时，不进行转向机动。防撞系统可以自动选择既可用又能使ADV乘员安全最大化的操纵。防撞系统可以选择被预测为在ADV的乘客座舱中引起最少加速的避让动作。

图4是示出根据一个实施例的自动归零转向模块的示例的框图。自动归零转向模块308可以转向ADV，并基于转向返回轨迹配置文件将ADV的转向返回至中心位置。参照图4，自动归零转向模块308可包括子模块，诸如转弯/转向401、百分比转向确定器403、速度/行驶方向确定器405、转向返回轨迹配置文件选择器407、转向返回轨迹生成器409和转向控制器411。转弯/转向401可以使ADV转弯/转向，使得ADV行驶方向是转向的方向。百分比转向确定器403可以确定ADV的当前百分比转向。百分比转向可以在100％到0％的范围内。100％可以向左或向右。此处，0％转向表示中心转向位置。速度/行驶方向确定器405可以确定ADV的当前速度和/或当前行驶方向。转向返回轨迹配置文件选择器407可以基于ADV的当前速度来选择转向返回轨迹配置文件。转向返回轨迹生成器409可以基于所选配置文件来生成转向返回轨迹。转向控制器411可以使用所生成的转向返回轨迹来控制ADV的转向。注意，尽管自动归零转向模块308被图示为独立模块，但是自动归零转向模块308和规划模块305可以是集成模块。

图5示出根据一个实施例的ADV使用自动归零转向进行掉头的时间延时的示例。参照图5，框图500示出时间在t0、t1、t2和t3时具有行驶方向510的ADV 101。在t 0时，ADV 101的ADS(例如，图3A的ADS 110)可能已经规划了ADV 101的掉头。在这种情况下，ADS规划了一条轨迹501以使ADV 101进行掉头转向。在时间t1，ADV 101跟随掉头轨迹501转弯。

在一个实施例中，在时间t2，如果确定完成掉头，则基于轨迹501的完成，ADV 101可以确定ADV 101的行驶方向、速度和百分比转向。基于确定的ADV 101的速度，ADV 101选择与最接近ADV 101的确定速度的速度相关的转向返回轨迹配置文件(作为图3A的转向返回轨迹配置文件313的一部分)。可以存在已经配置的多个轨迹(例如，基于大量车辆的先前驾驶数据)，每个轨迹对应于特定车辆速度。在此，每个转向返回轨迹配置文件可以包括针对特定速度具有一定范围的转向(例如，向左100％转向到0％转向，100％向右转向0％)的一个或多个转向返回轨迹。转向返回轨迹表示驾驶轨迹，在转向被释放时(例如，没有转向命令)，将转向从100％转向自动返回到中心位置(0％转向)。在一个实施例中，转向返回轨迹可以包括一系列x-y点，其具有针对每个x-y点的行驶方向和百分比转向信息。在另一个实施例中，转向返回轨迹可以包括具有行驶方向和百分比转向信息的一系列x-y段。转向返回轨迹可以表示先前在真实世界或模拟驾驶环境中为ADV驱动的预先记录的轨迹。注意，尽管图5示出了掉头，但是自动归零转向模块308可以执行任何类型的转弯，包括急转弯。在此，急转弯可以表示方向盘转过大于90度角的任何转弯。

尽管转向返回轨迹覆盖了100％至0％转向的自动返回，但ADV的当前转向角可以小于100％。在一个实施例中，ADV 101通过从所选的转向返回轨迹配置文件修整100％至0％的转向返回轨迹以匹配ADV的当前转向百分比，来产生新的转向返回轨迹。参照图5，如果当前转向是针对ADV 101的向右转向80％，则当u形转弯在时间＝t2完成时，可以修剪从100％到80％的转向返回轨迹配置文件的部分。在此，在这种情况下，可以修整80％至0％的转向部分并将其用于生成新的转向返回轨迹。然后，将新的修剪后的80％至0％的转向轨迹503拼接到当前轨迹(例如，掉头轨迹501)，与时间＝t2时ADV 101的行驶方向和速度匹配。

在一个实施例中，修整的转向轨迹503在x-y坐标系中，而当前轨迹501在站点-横向(station-lateral，SL)坐标系中。在一个实施例中，在将轨迹503拼接到轨迹501之前，基于ADV的当前地理位置和当前行驶方向将轨迹503转换到SL坐标系。

然后，从时间＝t2到时间＝t3，轨迹503引导ADV 101从80％转向到0％转向，同时根据轨迹503控制ADV 101的速度。注意，由于转向返回轨迹503对应于自动归零，因此从时间＝t2到时间＝t3，没有需要发出转向命令。注意，自动归零或自动返回中心是指当操作员在转弯后放开车辆的方向盘时，车辆自动返回到中心对齐位置(也表示为0％转向或中心位置)的趋势。当操作员在转弯后放开方向盘时，车辆的任何运动都将产生扭力，将转向推回到中心对齐位置。

图6示出根据一个实施例的用于车辆的转向返回轨迹配置文件。参照图6，配置文件600包括返回轨迹601-609。轨迹601-609中的每个可以表示特定速度下的自动归零轨迹(或转向返回轨迹)。在一个实施例中，轨迹601-609可以包括具有速度信息的元数据。例如，轨迹601可以与5m/s相关联，轨迹603可以与4m/s相关联，轨迹605可以与3m/s相关联，轨迹607可以与2m/s相关联，轨迹609可以与1m/s相关联。ADV 101使用速度来选择轨迹601-609中的一个以匹配车辆的当前速度，因此可以修整和拼接轨迹以实时匹配车辆的当前速度。在另一个实施例中，每个轨迹可以包括多个段(或点)，并且每个段(或点)可以与百分比转向相关联。这里，图6示出了与20％、40％、60％、80％和100％转向相关联的段611。注意，尽管图6示出了具有20％、40％、60％、80％、100％的转向段粒度的五个速度轨迹601-609，但是轨迹配置文件600可以包括任意数量的轨迹(例如，以不同的速度)，具有更细的或更粗的百分比转向粒度。

图7是示出根据一个实施例的由ADV执行的方法的流程图。处理700可以通过处理逻辑来执行，处理逻辑可以包括软件、硬件或其组合。例如，过程700可以由图4的自动归零转向模块308执行。参照图7，在框701，处理逻辑通过向自主驾驶车辆(ADV)施加转向命令来执行转弯。在框702处，响应于转弯，处理逻辑确定ADV的当前百分比转向、速度和行驶方向。在框703处，处理逻辑基于所确定的ADV的速度从一个或多个转向返回轨迹配置文件中选择转向返回轨迹配置文件。在框704处，处理逻辑基于选择来生成转向返回轨迹。在框705，处理逻辑基于所生成的转向返回轨迹控制ADV以将转向返回到中心位置。

在一个实施例中，基于选择的转向返回轨迹配置文件生成转向返回轨迹包括：以百分比转向修整转向返回轨迹配置文件以匹配ADV的当前百分比转向，并且将修整后的转向返回轨迹配置文件拼接到ADV的当前行驶方向和当前位置以生成转向返回轨迹。在一个实施例中，执行转弯包括执行急转弯，其中对于急转弯，方向盘的转向大于90度角。

在一个实施例中，一个或多个转向返回轨迹配置文件中的每个与特定速度相关联。在一个实施例中，通过使用大约100％转向向左返回到大约0％转向(中心转向)和/或大约100％转向右返回到大约0％转向(中心转向)，预先记录一个或多个转向返回轨迹配置文件中的每个。

在一个实施例中，每个转向返回轨迹配置文件包括多个轨迹段，并且每个轨迹段与百分比转向相关联。在一个实施例中，一个或多个转向返回轨迹配置文件中的每个表示在转弯之后要执行的轨迹以在不应用转向命令的情况下将ADV返回至中心转向。

图8是示出根据一个实施例的离线处理模块的框图。离线处理模块125可以离线生成一个或多个转向返回轨迹配置文件。参照图8，离线处理模块125可以包括子模块，诸如轨迹确定器801、分段确定器803、百分比转向确定器805和转向返回轨迹配置文件产生器807。轨迹确定器801可以确定/获取或记录车辆的轨迹。轨迹可以包括车辆的行驶方向、速度和位置信息。轨迹可以由模拟的车辆或现实环境中的车辆记录。分段确定器803可以确定轨迹的多个分段。百分比转向确定器805可以确定每个段的百分比转向信息。转向返回轨迹配置文件产生器807可以基于一个或多个轨迹和分段的百分比转向信息生成一个或多个返回轨迹配置文件。注意，配置文件可以离线生成，例如由服务器103生成，或者在线生成，由图1的ADV 101或任何其他车辆生成。

为了生成配置文件，在一个实施例中，操作车辆的操作员可以物理地(或通过转向控制命令)转动方向盘，以使车辆向左转向100％(最大转向)。操作员应用油门(或通过速度控制命令)使车辆保持稳定的速度。操作员在将车辆保持在第一速度(例如1m/s)的同时释放转向控制。在一个实施例中，离线处理模块125可以沿着自动归零轨迹收集(或记录)关于不同时间点的数据信息，例如，其中自动归零轨迹是在车辆执行转弯后将转向从100％转向释放以自动返回到0％转向(中心位置)的轨迹。轨迹与沿着轨迹的不同百分比转向相关联(例如，使用元数据)，以生成转向返回轨迹配置文件。

可以重复以上过程，以生成用于使车辆向右100％转向的配置文件和/或不同速度(例如2、3、4和5m/s)下的附加配置文件。注意，每个配置文件可以与不同的速度相关联。最大速度可能受到向心加速度的限制，a＝速度^2/r<＝1，其中r是最小转弯半径(1/曲率)，其对应于具有100％转向的车辆的转弯半径。

在一个实施例中，可以使用在模拟环境中模拟ADV的模拟模型来执行数据收集或轨迹记录。这里，可以模拟转向和速度控制，这样可以收集针对向左转向100％到0％，向右转向100％到0％，以及一个或多个速度的多个转向返回轨迹的数据。在一些实施例中，收集的数据可以包括在沿着轨迹的不同点的车辆的转向百分比、行驶方向、速度、x-y位置。收集的数据可用于生成一个或多个转向返回轨迹配置文件。在一个实施例中，转向返回轨迹配置文件包括转向返回轨迹和指示在沿转向返回轨迹的不同段/点处的百分比转向的元数据信息。这里，可以将所生成的轨迹划分/分割成多个段，使得转向百分比可以与每个段相关联。当ADV检索转向返回轨迹配置文件时，可以在任何段处修剪转向返回轨迹，以将转向返回轨迹拼接到ADV的轨迹。

图9是示出根据一个实施例的由ADV执行的方法的流程图。过程900可以由处理逻辑来执行，处理逻辑可以包括软件、硬件或其组合。例如，过程900可以由图8的离线处理模块125执行。参考图9，在框901，处理逻辑确定车辆以第一速度将转向返回到中心位置的轨迹，其中车辆已经执行了左转或右转。在框902，处理逻辑确定轨迹的多个段。在另一实施例中，轨迹可以被分成一个或多个段。在框903，处理逻辑将百分比转向信息与每个段相关联。在框904，处理逻辑基于轨迹和百分比转向信息生成一个或多个转向返回轨迹配置文件。

在一个实施例中，处理逻辑进一步确定车辆在第二速度下的另一轨迹，以生成另一转向返回轨迹，并基于另一轨迹生成一个或多个转向返回轨迹配置文件。在一个实施例中，一个或多个转向返回轨迹配置文件中的每个与特定速度相关联，并且速度用于轨迹选择。

在一个实施例中，使用向左大约100％转向返回到大约0％转向(中心转向)和/或向右大约100％转向返回到大约0％转向(中心转向)，来生成一个或多个转向返回轨迹配置文件中的每个。在一个实施例中，为车辆生成与模拟环境或现实环境相对应的轨迹。在一个实施例中，一个或多个转向返回轨迹配置文件中的每个表示转弯之后的驾驶轨迹，以在不施加转向命令情况下将自主驾驶车辆(ADV)的转向返回到中心转向。

注意，如上所示和所述的一些或所有组件可以用软件、硬件或其组合实现。例如，这些组件可以被实现为安装并存储在永久存储设备中的软件，软件可以由处理器(未示出)加载并执行在存储器中以执行贯穿本申请所述的过程或操作。可替换地，这些组件可被实现为被编程或嵌入到专用硬件中的可执行代码，专用硬件诸如集成电路(例如，专用IC或ASIC)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)，可执行代码可经由来自应用的对应驱动器和/或操作系统访问。此外，这些组件可以被实现为处理器或处理器内核中的特定硬件逻辑，作为经由一个或多个特定指令软件组件可访问的指令集的一部分。

已经关于对计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示呈现了前述详细描述的一些部分。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用来最有效地将他们的工作实质传达给本领域的其他技术人员的方式。算法在这里并且通常被认为是导致期望结果的自洽操作序列。这些操作是需要对物理量进行物理操纵的那些操作。

然而，应当记住的是，所有这些和类似的术语都与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便的标记。除非特别声明，否则从以上讨论中显而易见的是，应当理解的是，在整个说明书中，使用诸如所附权利要求书中所阐述的术语的讨论指的是计算机系统或类似电子计算设备的动作和过程，所述计算机系统或类似电子计算设备将计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理(电子)量的数据操纵和变换成计算机系统存储器或寄存器或其它这样的信息存储、传输或显示设备内的类似地表示为物理量的其它数据。

本公开的实施例还涉及用于执行本文的操作的装置。这种计算机程序存储在非瞬态计算机可读介质中。机器可读介质包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任何机制。例如，机器可读(例如，计算机可读)介质包括机器(例如，计算机)可读存储介质(例如，只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备)。

在前述附图中描述的过程或方法可以由包括硬件(例如，电路、专用逻辑等)、软件(例如，体现在非暂时性计算机可读介质上)或两者的组合的处理逻辑来执行。尽管以上根据一些顺序操作描述了过程或方法，但是应当理解的是，可以以不同的顺序执行所述的一些操作。此外，一些操作可以并行地而不是顺序地执行。

本公开的实施例不是参考任何特别编程语言描述的。将了解，可使用各种编程语言实施如本文所述的本公开的实施例的教示。

在前述说明书中，已经参考本公开的具体示例性实施例描述了本公开的实施例。显然，在不背离如所附权利要求书中所阐述的本公开的更宽的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims

1.一种用于操作自主驾驶车辆ADV的方法，所述方法包括：

通过向ADV施加转向命令来执行转弯；

响应于转弯，确定ADV的当前百分比转向、速度和行驶方向；

根据所述选择生成转向返回轨迹；以及

2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所选择的转向返回轨迹配置文件来生成转向返回轨迹包括：

以百分比转向修整转向返回轨迹配置文件，以匹配ADV的当前百分比转向；以及

将修整后的转向返回轨迹配置文件拼接到ADV的当前行驶方向和当前位置，以生成转向返回轨迹。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，执行所述转弯包括执行急转弯，其中，对于所述急转弯，方向盘被转向大于90度的角度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个转向返回轨迹配置文件中的每个与特定速度相关联。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，使用向左转向大约100％返回到大约0％转向(中心转向)和/或向右转向大约100％返回到大约0％转向(中心转向)生成所述一个或多个转向返回轨迹配置文件中的每个。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，每个转向返回轨迹配置文件包括多个轨迹段，并且每个轨迹段与百分比转向相关联。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个转向返回轨迹配置文件中的每个表示转弯之后的驾驶轨迹，以在不施加转向命令的情况下将ADV的转向返回到中心转向。

8.一种用于离线生成转向返回轨迹配置文件的方法，所述方法包括：

确定所述轨迹的多个段；

为多个分段中的每个分段关联百分比转向信息；以及

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

确定车辆在第二速度下的另一轨迹以产生另一转向返回轨迹；以及

基于另一轨迹生成一个或多个转向返回轨迹配置文件。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述一个或多个转向返回轨迹配置文件中的每个与特定速度相关联，并且所述速度用于轨迹选择。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，针对所述车辆生成与模拟环境或现实环境相对应的轨迹。

12.一种数据处理系统，包括：

一个或多个处理器；以及

存储器，耦接到一个或多个处理器并且存储指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器执行如权利要求1-11中任一项所述的方法的操作。