百度Apollo决策规划理解

Apollo系统与Planning模块

Apollo系统中的Planning模块实际上是整合了决策和规划两个功能，该模块是自动驾驶系统中最核心的模块之一（另外三个核心模块是：定位，感知和控制）。

下图是Apollo系统的整体架构图。从这幅图中我们可以看出，整个系统可以分为5层。从下至上依次是：

• 车辆认证平台：经过Apollo认证的电子线控车辆。
• 硬件开发平台：包含了计算单元以及各种传感器，例如：GPS，摄像头，雷达，激光雷达等等。
• 开放软件平台：这就是Apollo开源代码的主体，也是自动驾驶最核心的部分。
• 云服务平台：包含了各种云端服务，实现自动驾驶的车辆一定不是孤立的，而是跑在基于互联网的云端上的。
• 量产交付方案：专门为各种场景量产的解决方案。
  
  我们可以再将最核心的开放软件平台这一层放大近看一下。下面这幅图描述了这其中的模块和它们之间的交互关系。这其中的黄线代表了数据流，黑线代表了控制流。

Planning模块负责整个车辆的驾驶决策，而驾驶决策需要根据当前所处的地理位置，周边道路和交通情况来决定。Planning不直接控制车辆硬件，而是借助于控制模块来完成。

从这幅图中可以看出，对于Planning模块来说：

• 它的上游模块是：定位，地图，导航，感知和预测模块。
• 它的下游模块是控制模块。

注意事项：

决策规划模块的主要责任是：根据导航信息以及车辆的当前状态，在有限的时间范围内，计算出一条合适的轨迹供车辆行驶。

1. 车辆的行驶路线通常由Routing模块提供，Routing模块会根据目的地以及地图搜索出一条代价尽可能小的路线。
2. 车辆的当前状态包含了很多因素，例如：车辆自身的状态（包括姿态，速度，角速度等等），当前所处的位置，周边物理世界的静态环境以及交通状态等等。
3. Planning模块的响应速度必须是稳定可靠的（当然，其他模块也是一样）。正常人类的反应速度是300ms，而自动驾驶车辆想要做到安全可靠，其反应时间必须短于100ms。所以，Planning模块通常以10Hz的频率运行着。如果其中某一个算法的时间耗费了太长时间，就可能造成其他模块的处理延迟，最终可能造成严重的后果。例如：没有即时刹车，或者转弯。
4. ”合适的轨迹“有多个层次的含义。首先，”轨迹“不同于“路径”，“轨迹”不仅仅包含了行驶路线，还要包含每个时刻的车辆的速度，加速度，方向转向等信息。其次，这条轨迹必须是底层控制可以执行的。因为车辆在运动过程中，具有一定的惯性，车辆的转弯角度也是有限的。在计算行驶轨迹时，这些因素都要考虑。最后，从人类的体验上来说，猛加速，急刹车或者急转弯都会造成非常不好的乘坐体验，因此这些也需要考虑。这就是为什么决定规划模块需要花很多的精力来优化轨迹，Apollo系统中的实现自然也不例外。