Подходы к планированию скорости для наземных беспилотных транспортных средств

Автор(ы): Лившиц А.Б., Темкин И.О., Фадеев А.Ю.

Выпуск: 116

Рубрика: Управление подвижными объектами и навигация

Год: 2025

Библиография: Лившиц А.Б., Темкин И.О., Фадеев А.Ю. Подходы к планированию скорости для наземных беспилотных транспортных средств // Управление большими системами. - 2025. - Вып. 116. - С.271-297.

Дата опубликования: 26.07.2025

Ключевые слова: беспилотные транспортные системы, профиль скорости, динамическое программирование, непрерывная оптимизация, ST-граф

Аннотация: Статья представляет обзор методов планирования профиля скорости для наземных беспилотных транспортных средств. Технология автономного вождения находится в фазе активной разработки, и многие задачи уже решены, но с недостаточным для безопасной эксплуатации и масштабирования технологии качеством. Таким образом, эта область является перспективной с научной и инженерной точек зрения. В работе подробно разбираются постановки задачи, описываются различные виды ограничений к итоговому решению, а также рассматривается построение целевой функции в зависимости от требований и используемых методов. Особое внимание уделено ST-графу как инструменту моделирования взаимодействия с другими участниками движения. Также детально анализируются практические сценарии взаимодействия агентов в различных ситуациях, часто возникающих в дорожном потоке. Авторы концентрируют внимание на классе методов построения профиля скорости по известной геометрической траектории. В частности, рассматривается два семейства подходов: динамическое программирование и сведение непрерывной задачи к задаче квадратичного программирования. Подробно разбираются существующие современные методы, основанные на этих подходах, а также предлагаются улучшения и доработки в контексте различных дополнительных требований к решению. Статья служит методической основой для разработчиков систем автономного вождения.

Author(s): Livshits A., Temkin I., Fadeev A.

Article title: Approaches to speed planning for ground-based autonomous vehicles

Issue: 116

Year: 2025

Keywords: unmanned transport systems, speed profile, dynamic programming, continuous optimization, ST graph

Abstract: The article provides an overview of speed profile planning methods for ground-based unmanned vehicles. Autonomous driving technology is in the active development phase, and many tasks have already been solved, but with insufficient quality for safe operation and scaling of the technology. Thus, this field is promising from a scientific and engineering point of view. The paper examines in detail the formulation of the problem, describes various types of constraints to the final solution, and considers the construction of the task's functionality, depending on the requirements and methods used. Special attention is paid to the ST graph as a tool for modeling interaction with other traffic participants. Practical scenarios of agent interaction in various situations that often arise in traffic are also analyzed in detail. The authors focus on a class of methods for constructing a velocity profile along a known geometric trajectory. Two families of approaches are considered: dynamic programming and reducing a continuous problem to a quadratic programming problem. The existing modern methods based on these approaches are analyzed in detail, and improvements and improvements are proposed in the context of various additional requirements for the solution. The article serves as a methodological basis for developers of autonomous driving systems.