Az önvezető versenyautók egyik kulcsfontosságú eleme a trajektória megtervezése, amely meghatározza az autó mozgását a pályán. A verseny sikeressége nagymértékben függ attól, mennyire pontosan és hatékonyan képes az autó követni ezt az előre meghatározott vonalat.
Mi az a trajektória, és miért fontos?
A trajektória az autó mozgását meghatározó pontok sorozata, ahol minden egyes ponthoz egy sebességérték is tartozik. Ez az ideális nyomvonal, amelyet az autó igyekszik követni, bár a valóságban mindig előfordulnak kisebb eltérések. A trajektóriát számos tényező befolyásolja, például a jármű fizikai korlátai, a versenystratégia és a verseny szabályai.
Létezik globális és lokális trajektória, illetve online és offline. A globális offline trajektória előre megtervezett, koordinátákhoz rendelt sebesség, ezzel szemben a lokális online trajektóriát az autó tervezi menet közben, a saját koordinátarendszeréhez képest.
Hogyan néz ki egy ’jó’ trajektória?
Egy jól megtervezett trajektória figyelembe veszi:
- Az elérhető leggyorsabb köridőt, az ideális ív és a tapadás maximális kihasználásával.
- Az autó képességeit, például a kanyarodási sebességet és a stabilitást.
- A pályahatárokat, hiszen a szabályok tilthatják a fehér vonalak átlépését.
- A szenzorok pontosságát, hogy az autó pontosan meghatározhassa a saját helyzetét, ezeket figyelembe véve lehet meghatározni a tolerancia sávokat
A trajektória tervezésének szoftveres szempontjai is vannak. Például fontos, hogy a görbületváltozások minél simábbak legyenek, mert ez segíti a szabályzót az autó mozgásának pontosabb kezelésében.
A tesztekhez és a versenyhez különféle globális offline trajektóriák szükségesek, ilyen például az előzés, amikor meg kell vizsgálni, hogy hol lehetséges az előzés és ahhoz többféle lehetséges trajektóriát is kell készíteni. Hasonló speciális eset a box-ból kihajtó és a box utcán átmenő trajektória, amikor nagyon lassan, viszont nagyon pontosan kell mennie az autónak.
A döntéshozatal folyamata – hogyan működik a planning?
A planning első lépése, amikor betöltjük az előre elkészített globális offline trajektóriákat. Amikor az autó üzemel, akkor ő megkeresi magát a globális trajektórián és kiválaszt egy lokális szakaszt, ezt a lokális részletet az alapján lehet választani, hogy az autónak milyen sebessége van, ez nem fix szakasz, hanem idő alapján paraméterezett. És végül ez a lokális szakasz érkezik meg a kontrollernek, ami irányítja az autó mozgását.
A globális trajektória a referencia, ami alapján választja az autó a lokális ívet, de egy előzésnél vagy amikor kijön a boxból és átvált egy másik globális trajektóriára, akkor tervez még egy lokális átvezető ívet is, hogy a két trajektória közötti váltás egy szép folytonos megtervezett görbe alapján történjen.
A megfelelő trajektóriák megtervezése elengedhetetlen az önvezető versenyautók számára. A gyorsaság, a stabilitás és a szabályok betartása mind ezen múlik. Az online és offline tervezési stratégiák kombinációja lehetővé teszi, hogy az autó minden helyzetben a lehető legjobb döntést hozza meg a pályán, így maximalizálva a teljesítményét és versenyképességét.
Az alábbi videóban látható kék és sárga ívek a pálya szélét mutatják, melyet nem érinthet meg az autó, míg a kettő között lévő ív a trajektória, melyet az autó követ.
