In unstructured environments, obstacles are diverse and lack lane markings, making trajectory planning for intelligent vehicles a challenging task. Traditional trajectory planning methods typically involve multiple stages, including path planning, speed planning, and trajectory optimization. These methods require the manual design of numerous parameters for each stage, resulting in significant workload and computational burden. While end-to-end trajectory planning methods are simple and efficient, they often fail to ensure that the trajectory meets vehicle dynamics and obstacle avoidance constraints in unstructured scenarios. Therefore, this paper proposes a novel trajectory planning method based on Graph Neural Networks (GNN) and numerical optimization. The proposed method consists of two stages: (1) initial trajectory prediction using the GNN, (2) trajectory optimization using numerical optimization. First, the graph neural network processes the environment information and predicts a rough trajectory, replacing traditional path and speed planning. This predicted trajectory serves as the initial solution for the numerical optimization stage, which optimizes the trajectory to ensure compliance with vehicle dynamics and obstacle avoidance constraints. We conducted simulation experiments to validate the feasibility of the proposed algorithm and compared it with other mainstream planning algorithms. The results demonstrate that the proposed method simplifies the trajectory planning process and significantly improves planning efficiency.


翻译:在非结构化环境中,障碍物形态多样且缺乏车道标线,使得智能车辆的轨迹规划成为一项具有挑战性的任务。传统轨迹规划方法通常包含路径规划、速度规划和轨迹优化等多个阶段,这些方法需要为每个阶段手动设计大量参数,导致工作量和计算负担显著增加。端到端轨迹规划方法虽简单高效,但在非结构化场景下往往难以保证轨迹满足车辆动力学和避障约束。为此,本文提出一种基于图神经网络(GNN)与数值优化的新型轨迹规划方法。该方法包含两个阶段:(1)利用GNN进行初始轨迹预测;(2)通过数值优化进行轨迹优化。首先,图神经网络处理环境信息并预测粗略轨迹,以替代传统路径与速度规划。该预测轨迹作为数值优化阶段的初始解,通过优化确保轨迹满足车辆动力学与避障约束。我们进行了仿真实验验证所提算法的可行性,并与主流规划算法进行对比。结果表明,所提方法简化了轨迹规划流程,并显著提升了规划效率。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
A Survey on Deep Learning for Named Entity Recognition
Arxiv
26+阅读 · 2020年3月13日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
0+阅读 · 23分钟前
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
1+阅读 · 31分钟前
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:27
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
9+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
11+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
7+阅读 · 6月4日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员