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时空语义走廊 SSC

Spatio-temporal Semantic Corridor · 也叫 语义时空走廊

沿决策层前向仿真的状态,在 s-l-t 空间里修一串相连的无碰撞立方体,再在这条走廊里铺轨迹——决策和规划在这里合龙。

会上可能听到:“时空联合这块我们用的是走廊法。——走廊里的「语义」指什么?”

它到底是什么意思

时空联合规划把 s-l 平面沿时间拉成 s-l-t 空间:静止障碍是竖直的柱,运动障碍是斜面。代价是动作空间从「转角」变成「转角 × 加速度」,SSC 是把空间砍小最成体系的做法。

它接在 MPDM 后面:MPDM 选出语义行为、前向仿真出一串期望状态,SSC 沿这串状态修走廊。EPSILON 的运动规划层走的也是这条路。

轨迹用分段贝塞尔曲线加 QP 优化,目标是横纵 jerk 最小。贝塞尔曲线整条落在控制点的凸包里,「无穷多个点都在走廊内」就变成「有限个控制点在走廊内」的线性约束。

机制图解

  1. 01撒种子仿真状态投进 s-l-t,相邻两颗围成初始立方体
  2. 02膨胀胀到障碍物和语义边界为止
  3. 03关联约束与语义边界相交的只沿 s 正向长,挂上该段约束
  4. 04放宽给软约束留余量,硬约束和避障不动
  5. 05铺轨迹分段贝塞尔 + QP,约束控制点就约束了整条曲线
「语义」就在这里:障碍物挡住走廊,交通规则把它切成段,每段带着自己的约束。走廊里的轨迹因此天然避开预测占用、不闯红灯。

容易搞混的地方

常见误解

语义边界和障碍物一样,走廊碰到就过不去

正确理解

障碍物挡住走廊;语义边界只把走廊切段:下一个立方体只沿 s 正向接着长,并挂上这一段的约束,比如限速

常见误解

SSC 自己决定变不变道

正确理解

行为由决策层定:MPDM 选出语义行为、前向仿真出期望状态,SSC 只沿这串状态修走廊、铺轨迹

看懂之后可以追问

  1. 限速、红灯这些规则,是挂在走廊上,还是只写进代价函数?挂在走廊上的规则,走廊里的轨迹天然满足;只写进代价的,可能被别的项抵掉。
  2. 「放宽」这一步放宽了哪些约束?硬约束和避障有没有跟着松?放宽只该给软约束留余量,硬约束和避障要原样保留。两类没分清,走廊可能被放宽进障碍物里。

先知道

  • MPDM 与 EPSILON——预定义一小撮语义策略,对每个候选做闭环前向仿真、打分选优——把不可解的 POMDP 砍成「在有限集合里挑一个」。

对比着看

  • DP + QP:EM Planner——路径和速度分开规划,每边先 DP 后 QP:DP 在非凸空间里做离散决策、圈出凸的可行走廊,QP 在走廊里求平滑解。

接着看

  • 端到端——让模型更直接地从传感器输入学到驾驶输出,减少中间环节的信息损失,但不等于取消工程约束。