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[数据结构与算法]决策规划算法三:DP与分层状态机2种决策算法的对比

决策算法的本质目的就是开辟凸空间

便于后期使用二次规划QP搜索出一条符合约束条件的最优路径。

最优路径的含义:使目标函数最小化的路径。

路径规划本质就是求曲线方程:l=f(s)

开辟凸空间的方法有很多:

1,重决策的策略:分层状态机,深度学习等。根据经验规则进行决策。

2,轻决策:DP。根据代价Cost进行决策。

一,DP决策算法:根据代价Cost进行决策

DP的过程:

?

?

在frenet坐标系中,在均匀固定的\Delta sl方向均匀撒点,并用5次曲线(或者其他曲线)连接各点。每条曲线的方程为:l=f(s)=a_{0}+a_{1}s+a_{2}s^{2}+a_{3}s^{3}+a_{4}s^{4}+a_{5}s^{5}

每条曲线都有对应的Cost,用DP算法找到Cost最小的路径,作为粗解。

并以此粗解为基础开辟凸空间。

DP结果:

二,分层状态机(或者深度学习):根据经验规则进行决策

根据经验规则,结合主车与障碍物距离,相对速度,周围环境等场景信息,综合获得决策结果。

建立场景与决策的映射关系

三,2种策略算法的优缺点分析

DP:

优点:

1,无需经验规则,根据代价Cost即可处理复杂的场景。

2,通过DP可获得凸空间中路径曲线的粗解,有了粗解作为基础路径,QP进行平滑时更易于求解出最优路径。

缺点:

1,场景复杂时,计算量较大

2,代价函数设计较为复杂

3,对于感知,定位精度要求相对较高

分层状态机:

优点:

1,计算量较小

2,对于感知,定位精度要求相对较低

缺点:

1,场景太多,无法完全覆盖

2,根据经验规则开辟的凸空间可能比较复杂,故通过二次规划可能无法获得最终的解。

四,应用场景

重决策:L2,L3

轻决策:L4

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加:2022-05-08 08:20:57  更:2022-05-08 08:24:40 
 
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