Accuracy Evaluation of a Lightweight Analytic Vehicle Dynamics Model for Maneuver Planning

要約

車両ダイナミクスのモデルは、自動運転のための操縦計画において重要な役割を果たします。
これらは、指定された制御入力から軌道を導き出すため、または制約違反または安全性、快適性、エコロジーなどの最適性基準の観点から指定された軌道を評価するために使用されます。
計算プロセスに応じて、さまざまな仮定と詳細レベルを持つモデルが使用されます。
操縦計画には通常、計画サイクルごとに多数の軌道評価が行われる可能性があるため、計算速度に対する強い要件があるため、適用されるモデルのほとんどは、暗黙的または明示的に単純化された仮定を導入することで複雑さを軽減することを目的としています。
評価では、これらの仮定が典型的な条件下では十分に有効である可能性があることが示されていますが、その影響はまだ最終的に研究されていません。
与えられた軌道からパラメータを抽出する解析的アプローチと、与えられた制御入力から軌道を確立する生成的アプローチの両方をサポートすることで、操縦計画に便利な車両ダイナミクスのモデルを提案します。
モデルの両方のアプリケーションは、閉鎖されたテスト トラックと公道の両方で、動的な条件下で実際のテスト走行で評価され、単純化された仮定から生じる影響が分析されます。

要約(オリジナル)

Models for vehicle dynamics play an important role in maneuver planning for automated driving. They are used to derive trajectories from given control inputs, or to evaluate a given trajectory in terms of constraint violation or optimality criteria such as safety, comfort or ecology. Depending on the computation process, models with different assumptions and levels of detail are used; since maneuver planning usually has strong requirements for computation speed at a potentially high number of trajectory evaluations per planning cycle, most of the applied models aim to reduce complexity by implicitly or explicitly introducing simplifying assumptions. While evaluations show that these assumptions may be sufficiently valid under typical conditions, their effect has yet to be studied conclusively. We propose a model for vehicle dynamics that is convenient for maneuver planning by supporting both an analytic approach of extracting parameters from a given trajectory, and a generative approach of establishing a trajectory from given control inputs. Both applications of the model are evaluated in real-world test drives under dynamic conditions, both on a closed-off test track and on public roads, and effects arising from the simplifying assumptions are analyzed.

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