以Apollo为例学习/分析自动驾驶运动规划算法

这篇文章写得很粗糙，作为我入门学习的笔记，其中的思路、分析很可能不正确，也希望有在工业界工作的朋友能给我提出一些意见建议。

这将是一篇大杂烩，也是我一直在学习的主线。想要一下子整理清楚还是很困难的

有理论、有工程，有深度、也有广度。

我只算是半路出家，断断续续在了解、学习自动驾驶，18-21年，但是这四年都分别在应对不同的问题，当然现在仍有现在的问题。

只是要尽快调整状态，开启下一阶段的旅程。

目录

学习资料汇总：

公开课和视频：

Apollo本身：

从代码角度了解运动学、动力学模型、控制

关于Apollo决策规划的框架：

地图和参考线

决策： 

实现不同场景、不同任务的规划算法：

一、Lattice(Frenet)/圆弧Lattice

二、EM

三、Piecewise Jerk Path/Speed Optimization

四、Hybrid A*及其改造

五、路径平滑

一些论文分析：

软件工程角度的解读：

碰撞检测：

坐标系转换：

开源汇总：

曲线及其实现： 

速度曲线：

积分方式：

NP-Hard：

DMP等：

TEB、DWA、g2o

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学习资料汇总：

无人驾驶 - 知乎 王方浩专栏

运动规划（Motion Planning） - 知乎  知乎的“运动规划”话题汇总，活跃度在逐渐增加

一些个人总结的综述：

自主超车行为的轨迹规划研究 - 知乎

自动驾驶决策控制及运动规划史上最详细最接地气综述 - 知乎

自动驾驶中的规划控制概述 - 知乎

如何能成为一个优秀的自动驾驶决策规划控制工程师？ - 知乎

公开课和视频：

百度技术培训中心_规划技术详解

良心整理丨假期逆袭计划：智能驾驶免费课，看这一篇就够了

机器人的带约束轨迹规划 - 深蓝学院 - 专注人工智能的在线教育

多旋翼无人机的运动规划 - 深蓝学院 - 专注人工智能的在线教育

深蓝还有很多学习资料

Apollo本身：

GitHub - ApolloAuto/apollo: An open autonomous driving platform

Apollo开发者社区

如何入手学习百度Apollo无人驾驶？ - 知乎

如何入手学习百度Apollo无人驾驶？ - 知乎

从代码角度了解运动学、动力学模型、控制

Apollo代码学习(二)—车辆运动学模型_follow轻尘的博客-CSDN博客_车辆运动学

Apollo代码学习(三)—车辆动力学模型_follow轻尘的博客-CSDN博客_车辆动力学模型

Apollo代码学习(一)—控制模块概述_follow轻尘的博客-CSDN博客_apollo控制

「汽车」01.01 车辆运动学模型 动力学模型,教育,在线教育,好看视频

 Apollo5.0 控制模块-纵向控制代码学习笔记1 - 知乎

决策规划环节涉及到的东西很多，从地图、算法、仿真软件

关于Apollo决策规划的框架：

解析百度Apollo之决策规划模块 - 程十三 - 博客园

解析百度Apollo之决策规划模块

Apollo 6.0 规划算法解析 - 知乎

Apollo 6.0 规划模块算法解析2 - 知乎

百度公开课学习笔记，总结的很好

百度Apollo自动驾驶专题讲座笔记之运动规划模块_zhongweidu3的博客-CSDN博客_apollo运动规划

apollo介绍之planning模块(四) - 知乎

【机器人】无人车-运动规划-Apollo6.0-planning模块代码框架梳理(一)--整体结构 - 知乎

自动驾驶公开课 | Apollo 2.5自动驾驶规划控制  朱帆-Apollo 2.5规划的详细介绍

 Apollo 7.0 规划算法框架解析 - 知乎

地图和参考线

我汇总到了以下博客

以 Apollo 参考线 ReferenceLine 学习离散点曲线平滑_牛仔很忙-CSDN博客

决策： 

很少见到分析决策模块的

百度Apollo决策技术分享_思我所-CSDN博客_apollo 决策

实现不同场景、不同任务的规划算法：

Frenet坐标系下横纵向轨迹决策规划（SL投影及ST投影）及Apollo决策算法解析_David's Tweet-CSDN博客

 百度Apollo决策规划模块相关资料汇总 - 古月居 大杂烩

一、Lattice(Frenet)/圆弧Lattice

Apollo中的Lattice

自动驾驶路径规划-Lattice Planner算法 半杯茶的小酒杯，汇总了一些提问

Apollo中Lattice规划器结构梳理_王不二的路-CSDN博客_apollo lattice

 Lattice Planner从学习到放弃（一）.额不....到实践_王不二的路-CSDN博客_lattice plan

Lattice Planner从学习到放弃（二）：二次规划的应用与调试_王不二的路-CSDN博客_二次规划求解器

 Apollo中Lattice轨迹碰撞检测_王不二的路-CSDN博客_apollo 碰撞检测

 社群分享内容 | Lattice Planner规划算法

关于多项式的理解：

Lattice Planner-Matlab - 知乎

关于五次多项式：还有很多疑问，对多项式的理解？

轨迹优化 | Minimum-jerk - 知乎（以及高飞的课程）

自动驾驶决策规划算法第一章第一节 细说五次多项式_哔哩哔哩_bilibili

五次多项式轨迹（matlab） - 知乎

模型预测的轨迹生成

2021.07.08-模型预测轨迹生成 - 高ws - 博客园

 【无人驾驶规划】BOSS无人车规划算法

最优控制理论 二、哈密尔顿函数法_MSysのCSDN-CSDN博客_汉密尔顿函数

二、EM

文献学习：Baidu Apollo EM Motion Planner - 知乎

【自动驾驶】运动规划丨论文分享丨Baidu Apollo EM Motion Planner - 知乎

Baidu Apollo代码解析之EM Planner中的DP Path Optimizer - 知乎

 Baidu Apollo代码解析之EM Planner中的QP Path Optimizer 2b - 知乎

 Baidu Apollo代码解析之EM Planner中的QP Speed Optimizer 1 - 知乎

 Baidu Apollo代码解析之EM Planner中的QP Speed Optimizer 2 - 知乎

动态规划及其在Apollo项目Planning模块的应用_davidhopper的博客-CSDN博客_apollo 动态规划

三、Piecewise Jerk Path/Speed Optimization

分享回顾 | Apollo 轨迹规划技术分享  高级架构师——Zhang Yajia 的分享

大图 Apollo轨迹规划技术分享 - 程十三 - 博客园

以下是问题汇总，感觉很有价值：百度 Apollo 轨迹规划技术分享笔记 - 知乎

自动微分 - 知乎

Apollo 6.0 QP（二次规划）算法解析 - 知乎

Apollo 6.0 速度规划算法解析 - 知乎

四、Hybrid A*及其改造

Hybrid A*的资料很多

https://github.com/karlkurzer/path_planner

Hybrid A* Planner: Main Page

 https://github.com/teddyluo/hybrid-a-star-annotation

apollo/Open_Space_Planner.md at master · ApolloAuto/apollo · GitHub

【论文研读】路径规划中的Hybrid A*算法_One step, One punch-CSDN博客_hybrid算法

 Hybrid A* 路径规划 | zhkmxx930 blog

 百度Apollo中的A*算法实现笔记_robinvista的专栏-CSDN博客

 堪称最好的A*算法_yulijunzj的专栏-CSDN博客_a*算法

自动驾驶路径规划-Voronoi Planner - 知乎

如果U型转弯是特殊的，那其他场景呢？

Baidu Apollo代码解析之Open Space Planner中的Hybrid A* - 知乎

五、路径平滑

文献阅读之路径平滑 - 知乎

梯度下降法实现路径平滑 - 知乎

文献阅读之如何规划一条让车平稳顺滑过弯道的轨迹 - 知乎

一些论文分析：

自动驾驶论文解析

有一些正好是我关注过的

xu wenda和gu tianyu 都是CMU Dolan组的：

自动驾驶路径规划论文解析(1)_gophae的博客-CSDN博客_路径规划论文

自动驾驶路径规划论文解析(2)_gophae的博客-CSDN博客_自动驾驶路径规划论文

自动驾驶路径规划论文解析(3)_gophae的博客-CSDN博客

国防科大的：

自动驾驶论文解析(7)_gophae的博客-CSDN博客_汽车自动驾驶论文3000字

文献阅读之如何规划一条让车平稳顺滑过弯道的轨迹 - 知乎

 很多工程问题：反思的声音

关于Apollo中规划算法的思考。

其实每一个方法都大有门道！

软件工程角度的解读：

Apollo源码分析：路径规划 （v5.5） - 代码天地

这几篇文章，写的很有深度，作者目前在三一工作，大概是软件专业出身吧

Apollo项目类对象创建之工厂模式分析_davidhopper的博客-CSDN博客

Apollo项目线程池技术浅析_davidhopper的博客-CSDN博客_apollo 线程池

Apollo 3.5 Planning模块源代码分析_davidhopper的博客-CSDN博客_apollo planning代码解析

动态规划及其在Apollo项目Planning模块的应用_davidhopper的博客-CSDN博客_apollo 动态规划

Apollo项目坐标系研究_davidhopper的博客-CSDN博客_sl坐标系

碰撞检测：

“等一下，我碰！”——常见的 2D 碰撞检测 - 掘金

常见的碰撞检测方法 - 知乎

二维计算几何基础 - OI Wiki

坐标系转换：

高斯投影：

【自动驾驶】运动规划丨轨迹规划丨米勒投影法 - 知乎

大地测量基本知识1， 高斯投影及换带计算 - wenglabs - 博客园

高斯坐标_百度百科

高斯投影 - 简书

高斯投影，这些你不得不知的测绘常识_腾讯新闻

高斯-克吕格投影_百度百科

经纬转高斯：

全局（Globalpose，GPS转高斯计算距离，自己定义起点），全局坐标转车体

局部（Localpose，起点为惯导初始化点，码盘递推or融合定位），局部转车体

Apollo项目坐标系研究_davidhopper的博客-CSDN博客_sl坐标系

Frenet坐标系转换

Apollo问答丨Apollo笛卡尔坐标系转Frenet坐标系的函数如何理解？

Frenet坐标系相关知识系统学习_David's Tweet-CSDN博客_frenet坐标系

Frenet坐标系下的无人车轨迹规划详细讲解与ROS实现 - 古月居

 从Cartesian坐标系向Frenet坐标系下的转换中投影点的选取 - 知乎

以上算法结合感知决策等框架，是否能覆盖大多数场景？L2/L4，

辅助驾驶、矿区、环卫、Robotaxi、泊车、无人接驳车、农用、Robobus、物流配送、Robotruck

新势力、Tier1、计算平台？

工业界的仿真、量产、数据？

2022/1/24：碰巧遇到李晓辉老师，在规划方法，优化（计算机离散u等变量，更加灵活表示轨迹），配置法，五次多项式（变分法），四次呢？lattice（固定u），优化问题的构建和求解

计算机的暴力？求解；

IPOPT，

优化问题的研究，理解，实践

连续空间、离散空间、凸问题

道路的边界问题，在优化问题中如何处理？

开源汇总：

1、ompl与MoveIt！

开源运动规划库（OMPL）中文教程（1）（概论） - 知乎

MoveIt!运动规划库OMPL和路径规划算法_工大机器人工作室-CSDN博客_ompl路径规划

偷懒调用ompl中现成的算法

借鉴优秀的代码经验，无需全部从头造轮子

GitHub - ompl/ompl: The Open Motion Planning Library (OMPL)

GitHub - sbpl/sbpl: Search-Based Planning Library

GitHub - AtsushiSakai/PythonRobotics: Python sample codes for robotics algorithms.

GitHub - onlytailei/CppRobotics: cpp implementation of robotics algorithms including localization, mapping, SLAM, path planning and control

GitHub - zhm-real/MotionPlanning: Motion planning algorithms commonly used on autonomous vehicles. (path planning + path tracking)

 GitHub - yangmingustb/Local-Planner

GitHub - robot-motion/bench-mr: Motion Planning Benchmark

【运动规划】MoveIt! - 知乎

曲线及其实现： 

曲线篇: 贝塞尔曲线 - 知乎

 简单粗暴：B-样条曲线入门 - 知乎

B样条曲线（B-spline Curves）_温故而知新-CSDN博客_b样条曲线

B-样条曲线教程（B-spline Curves Notes）目录_tuqu的专栏-CSDN博客_b样条曲线详解

 【自动驾驶】运动规划丨轨迹规划丨贝塞尔Bezier曲线 - 知乎

【自动驾驶】运动规划丨轨迹规划丨Bspline - 知乎

曲线篇: 曲线的几何连续和参数连续 - 知乎

曲线篇：深刻理解B 样条曲线（上） - 知乎

五次多项式呢？

各类曲线有自身的优缺点？综述文章里的分析

Planning 基础库——螺旋曲线类 - 知乎

Planning 基础库——多项式曲线类 - 知乎

速度曲线：

【自动驾驶】运动规划丨速度规划丨T型/S型速度曲线 - 知乎

Planning 基础库——速度曲线类 - 知乎

积分方式：

Planning 基础库——积分方法 - 知乎

NP-Hard：

这个我一直没看太懂，印象中是有限时间？

如何证明一个问题是NP-Hard或NP-Complete? - 知乎

什么是P、NP、NPC、NP-Hard问题 | Ji Hu's Blog

什么是P问题、NP问题和NPC问题 | Matrix67: The Aha Moments

怎么理解 P 问题和 NP 问题？ - 知乎

【转】NP-Hard和NP-Complete的区别 - emy_yu - 博客园

DMP等：

学习分支

Dynamic movement primitives part 1: The basics | studywolf

 动态运动基元（DMPs） - 知乎

GitHub - rock-learning/bolero: Behavior Optimization and Learning for Robots

高斯核函数_wuyanxue的专栏-CSDN博客_高斯核函数

最小二乘法-维基百科

 加权最小二乘法与局部加权线性回归 - 知乎

加权最小二乘法与局部加权线性回归

【statsmodels】WLS加权最小二乘法 | 郭飞的笔记

机器人技能迁移学习的三种技能模型 - 知乎

GitHub - stulp/dmpbbo: C++ library for Function Approximation, Dynamical Movement Primitives, and Black-Box Optimization

机器人运动规划方法动态运动基元(dynamic movement primitive)应如何理解实现? - 知乎

 机械臂轨迹规划方法——动态运动基元法_a921218316的博客-CSDN博客_机械臂的轨迹规划算法

 动态运动基元（大论文素材1）_小心小梦-CSDN博客_动态运动基元

TEB、DWA、g2o

对ROS局部运动规划器Teb的理解_shoufei403的博客-CSDN博客_ros teb

DWA算法分析_peakzuo的博客-CSDN博客_dwa算法

ROS常用局部路径规划算法比较_weixin_44504228的博客-CSDN博客_局部路径规划算法

 ROS中的这些局部导航算法你用过哪些 - 古月居

 深入理解图优化与g2o：图优化篇 - 半闲居士 - 博客园

 深入理解图优化与g2o：g2o篇 - 半闲居士 - 博客园

ROS与navigation教程-teb_local_planner - 创客智造

TEB轨迹规划算法教程-优化测试 - 创客智造

Timed-Elastic-Band局部路径规划算法_cabinx的博客-CSDN博客_teb算法

译文《Efficient Trajectory Optimization using a Sparse Model》_芒果荔枝猕猴桃大西瓜我都爱的博客-CSDN博客