Apollo Planning决策规划算法代码详解 (22):决策规划算法最完整介绍

前言：

后台已经写完了Apollo Planning决策规划算法的完整解析，一路从规划模块的入口OnLanePlanning，介绍到常见的规划器PublicRoadPlanner；接着介绍了在PublicRoadPlanner中如何通过类似有限状态机的ScenarioDispatch进行场景决策。之后又介绍了在每个场景Scenario中如何配置以及判断当前所处的stage，以及对于每个stage又是如何注册tasks来执行具体的规划任务。

现在回头来看，这个系列应该是目前全网最完整的apollo规划算法planning模块的解析教程了，所以现在阶段性的，想再对apollo整个规划算法的流程做一个总结，也可以当做是整个系列的文章的概述。

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在本文将会讲解下面这些内容：

1、apollo规划算法整体运行框架pipline

2、常用的LANE_FOLLOW场景如何执行具体的规划任务；

3、LANE_FOLLOW_DEFAULT_STAGE有哪些tasks，这些task分别执行什么任务；

4、完整的决策规划流程

正文如下：

一、apollo规划算法整体运行框架

在每个运行周期内，可以理解为task是最小的执行单位；按照配置不同的task构成了stage；当确定所处stage后，会执行stage下注册的所有task。

apollo规划算法中，task的执行流程如下，下图便是apollo规划算法的完整运行流程：

二、apollo规划算法具体执行的task

上文讲到PublicRoadPlanner 的 LaneFollowStage 是在自动驾驶过程中使用频率最高的场景与stage，LaneFollowStage的配置如下，正是下面这些task组成了在LaneFollowStage状态下完整的决策规划算法。

scenario_type: LANE_FOLLOW
stage_type: LANE_FOLLOW_DEFAULT_STAGE
stage_config: {
  stage_type: LANE_FOLLOW_DEFAULT_STAGE
  enabled: true
  task_type: LANE_CHANGE_DECIDER
  task_type: PATH_REUSE_DECIDER
  task_type: PATH_LANE_BORROW_DECIDER
  task_type: PATH_BOUNDS_DECIDER
  task_type: PIECEWISE_JERK_PATH_OPTIMIZER
  task_type: PATH_ASSESSMENT_DECIDER
  task_type: PATH_DECIDER
  task_type: RULE_BASED_STOP_DECIDER
  task_type: ST_BOUNDS_DECIDER
  task_type: SPEED_BOUNDS_PRIORI_DECIDER
  task_type: SPEED_HEURISTIC_OPTIMIZER
  task_type: SPEED_DECIDER
  task_type: SPEED_BOUNDS_FINAL_DECIDER
  # task_type: PIECEWISE_JERK_SPEED_OPTIMIZER
  task_type: PIECEWISE_JERK_NONLINEAR_SPEED_OPTIMIZER
  task_type: RSS_DECIDER
}

三、apollo规划算法tasks最完整解析

上文提到task组成了在LaneFollowStage状态下完整的决策规划算法，本节将会完整介绍这些task设置的目的，具体执行什么样的任务：

1、LaneChangeDecider

LaneChangeDecider 是lanefollow 场景下，所调用的第一个task，它的作用主要有两点：

判断当前是否进行变道，以及变道的状态，并将结果存在变量lane_change_status中；
变道过程中将目标车道的reference line放置到首位，变道结束后将当前新车道的reference line放置到首位

流程图如下：

2、PathReuseDecider

PathReuseDecider 是lanefollow 场景下，所调用的第 2 个 task，它的作用主要是换道时：

根据横纵向跟踪偏差，来决策是否需要重新规划轨迹；
如果横纵向跟踪偏差，则根据上一时刻的轨迹生成当前周期的轨迹，以尽量保持轨迹的一致性

流程如下：

3、PathLaneBorrowDecider

PathLaneBorrowDecider 是第3个task，PathLaneBorrowDecider会判断已处于借道场景下判断是否退出避让；判断未处于借道场景下判断是否具备借道能力。

需要满足下面条件才能判断是否可以借道：

只有一条参考线，才能借道
起点速度小于最大借道允许速度
阻塞障碍物必须远离路口
阻塞障碍物会一直存在
阻塞障碍物与终点位置满足要求
为可侧面通过的障碍物

4、PathBoundsDecider

PathBoundsDecider 是第四个task，PathBoundsDecider根据lane borrow决策器的输出、本车道以及相邻车道的宽度、障碍物的左右边界，来计算path 的boundary，从而将path 搜索的边界缩小，将复杂问题转化为凸空间的搜索问题，方便后续使用QP算法求解。