IT202300022488A1 - DRIVING TRAJECTORY PLANNER - Google Patents

DRIVING TRAJECTORY PLANNER

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Publication number
IT202300022488A1
IT202300022488A1 IT102023000022488A IT202300022488A IT202300022488A1 IT 202300022488 A1 IT202300022488 A1 IT 202300022488A1 IT 102023000022488 A IT102023000022488 A IT 102023000022488A IT 202300022488 A IT202300022488 A IT 202300022488A IT 202300022488 A1 IT202300022488 A1 IT 202300022488A1
Authority
IT
Italy
Prior art keywords
driving
neural network
artificial neural
trajectories
evaluation
Prior art date
Application number
IT102023000022488A
Other languages
Italian (it)
Inventor
Nicola Poerio
Maciej Dziubinski
Grzegorz Bartyzel
Original Assignee
Stellantis Europe Spa
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W60/00Drive control systems specially adapted for autonomous road vehicles
    • B60W60/001Planning or execution of driving tasks
    • B60W60/0011Planning or execution of driving tasks involving control alternatives for a single driving scenario, e.g. planning several paths to avoid obstacles
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/08Learning methods
    • G06N3/084Backpropagation, e.g. using gradient descent
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06NCOMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02Neural networks
    • G06N3/08Learning methods
    • G06N3/092Reinforcement learning

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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:

PIANIFICATORE DI TRAIETTORIE DI GUIDA DRIVING TRAJECTORY PLANNER

SETTORE TECNICO DELL?INVENZIONE TECHNICAL SECTOR OF THE INVENTION

La presente invenzione ? relativa in generale all'ambito autoveicolistico, in particolare ad un sistema autoveicolistico di controllo della dinamica di un autoveicolo. In particolare, la presente invenzione ? relativa alla pianificazione di traiettorie di guida per un sistema autoveicolistico di guida autonoma. The present invention relates in general to the automotive field, in particular to a vehicle dynamics control system. In particular, the present invention relates to the planning of driving paths for an autonomous driving system.

STATO DELL?ARTE STATE OF THE ART

Come ? noto, la pianificazione di traiettorie di guida ? un compito complesso che coinvolge una raccolta ed analisi di dati provenienti da sensori e altri sistemi di rilevamento autoveicolistici. Nel campo autoveicolistico, ? noto l' impiego di differenti sistemi autoveicolistici di guida autonoma progettati per calcolare traiettorie di guida da far seguire ad un autoveicolo. As is well known, planning driving trajectories is a complex task that involves the collection and analysis of data from sensors and other vehicle detection systems. In the automotive field, various autonomous driving systems are used to calculate driving trajectories for a vehicle to follow.

In particolare, diversi sistemi autoveicolistici noti sono progettati per impiegare sistemi a regole o macchine a stati finiti per effettuare processi decisionali, per esempio basandosi su enunciati logici di ordine n-esimo, e per calcolare un traiettorie di guida sulla base di formule geometriche o cinematiche e/o sulla base di ottimizzazioni soggette a vincoli. In particular, several known automotive systems are designed to employ rule-based systems or finite-state machines to perform decision-making processes, for example based on nth-order logic statements, and to compute driving trajectories based on geometric or kinematic formulas and/or based on constraint-based optimizations.

? inoltre noto l'impiego di un sistema autoveicolistico che permette di eseguire un numero predefinito di passaggi di ottimizzazione al fine di determinare la soluzione ottimale in un insieme predeterminato di traiettorie di guida; inoltre, ? noto che il sistema autoveicolistico ? progettato per determinare simultaneamente una traiettoria di ripiego ( fallback ) nel caso in cui i passaggi di ottimizzazione non si dimostrino sufficienti per raggiungere la convergenza. It is also known that a driving system is used that allows a predefined number of optimization steps to be performed in order to determine the optimal solution in a predetermined set of driving trajectories; furthermore, it is known that the driving system is designed to simultaneously determine a fallback trajectory in case the optimization steps prove insufficient to achieve convergence.

Inoltre, ? noto l?impiego di sistemi autoveicolistici configurati per assegnare un punteggio a ciascuna traiettoria di un insieme di traiettorie di guida e per selezionare una traiettoria appartenente a tale insieme sulla base dei punteggi assegnati. Furthermore, it is known to use automotive systems configured to assign a score to each trajectory of a set of driving trajectories and to select a trajectory belonging to that set based on the assigned scores.

Inoltre, ? noto che un sistema autoveicolistico pu? essere progettato per calcolare traiettorie di guida impiegando reti neurali artificiali addestrate su dati relativi a traiettorie di guida percorse da conducenti umani esperti. Furthermore, it is known that a vehicle system can be designed to calculate driving trajectories using artificial neural networks trained on data relating to driving trajectories traveled by expert human drivers.

OGGETTO E RIASSUNTO DELL?INVENZIONE OBJECT AND SUMMARY OF THE INVENTION

La Richiedente ha potuto osservare che le soluzioni secondo l?arte nota, seppur soddisfacenti sotto certi aspetti, sono passibili di miglioramenti. The Applicant was able to observe that the solutions according to the prior art, although satisfactory in certain aspects, are open to improvement.

In particolare, un sistema a regole non consente di calcolare traiettorie di guida per gestire scenari complessi, come ad esempio situazioni di traffico intenso; inoltre, ? necessario che un operatore, o progettista, definisca manualmente le regole di tale sistema a regole. In particular, a rule-based system does not allow for the calculation of driving trajectories to handle complex scenarios, such as heavy traffic; furthermore, an operator or designer must manually define the rules of such a rule-based system.

Inoltre, la Richiedente ha potuto osservare che le soluzioni note di ottimizzazione configurate per operare in tempo reale presuppongono un problema quadratico (invece che multimodale), e quindi possono convergere facilmente verso minimi locali. Furthermore, the Applicant was able to observe that the known optimization solutions configured to operate in real time assume a quadratic (rather than multimodal) problem, and therefore can easily converge to local minima.

La Richiedente ha inoltre potuto osservare che, se un sistema autoveicolistico ? progettato per calcolare, o pianificare, una traiettoria di guida tramite l?impiego di formule geometriche o cinematiche, un autoveicolo che segue tale traiettoria non ? in grado di gestire comportamenti complessi e di tenere in considerazione il comfort del conducente dell?autoveicolo. The Applicant was also able to observe that, if a vehicle system is designed to calculate, or plan, a driving trajectory through the use of geometric or kinematic formulas, a vehicle following such a trajectory is not able to manage complex behaviors and take into account the comfort of the driver of the vehicle.

La Richiedente ha inoltre osservato che sistemi autoveicolistici progettati per pianificare traiettorie di guida mediante reti neurali artificiali sono tipicamente meno suscettibili all?influenza di vincoli relativi alla sicurezza dell?autoveicolo (a titolo esemplificativo per evitare collisioni con altri autoveicoli) rispetto a sistemi differenti. Inoltre, la Richiedente ha osservato che, i dati su cui sono addestrate tali reti neurali artificiali, spesso, soffrono di spostamento covariato {covariate shifi). The Applicant further observed that automotive systems designed to plan driving trajectories using artificial neural networks are typically less susceptible to the influence of vehicle safety constraints (for example, avoiding collisions with other vehicles) than other systems. Furthermore, the Applicant observed that the data on which such artificial neural networks are trained often suffer from covariate shift (covariate shift).

Scopo della presente invenzione ? quindi mettere a disposizione un software di pianificazione di traiettorie di guida che consenta di migliorare, almeno in parte, le soluzioni dell?arte nota. The aim of the present invention is therefore to provide a software for planning driving paths that allows for improving, at least in part, the solutions of the prior art.

Secondo la presente invenzione viene messo a disposizione un software di pianificazione di traiettorie di guida come rivendicato nelle rivendicazioni allegate. According to the present invention, a software for planning driving paths is provided as claimed in the appended claims.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La Figura 1 mostra uno schema a blocchi di un sistema autoveicolistico elettronico di controllo della dinamica di un autoveicolo secondo la presente invenzione. Figure 1 shows a block diagram of an electronic vehicle dynamics control system according to the present invention.

La Figura 2 mostra uno schema a blocchi di un metodo di addestramento di una rete neurale artificiale di pianificazione di traiettorie di guida secondo la presente invenzione. Figure 2 shows a block diagram of a training method of a driving trajectory planning artificial neural network according to the present invention.

La Figura 3 mostra uno schema a blocchi di un metodo di addestramento di una rete neurale artificiale di valutazione di traiettorie di guida secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. Figure 3 shows a block diagram of a training method of an artificial neural network for evaluating driving trajectories according to an embodiment of the present invention.

DESCRIZIONE DI FORME DT REALIZZAZIONE PREFERITE DELL?INVENZIONE DESCRIPTION OF PREFERRED FORMS AND EMBODIMENTS OF THE INVENTION

La presente invenzione verr? ora descritta in dettaglio con riferimento alle figure allegate per permettere ad una persona esperta di realizzarla ed utilizzarla. Varie modifiche alle forme di realizzazione descritte saranno immediatamente evidenti alle persone esperte ed i generici principi descritti possono essere applicati ad altre forme di realizzazione ed applicazioni senza per questo uscire dall?ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate. Pertanto, la presente invenzione non deve essere considerata limitata alle forme di realizzazione descritte ed illustrate, ma gli si deve accordare il pi? ampio ambito protettivo conforme con le caratteristiche descritte e rivendicate. The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying figures to enable a skilled person to construct and use it. Various modifications to the described embodiments will be immediately apparent to those skilled in the art, and the general principles described may be applied to other embodiments and applications without departing from the scope of the present invention, as defined in the appended claims. Therefore, the present invention should not be considered limited to the described and illustrated embodiments, but should be accorded the broadest scope of protection consistent with the features described and claimed.

Ove non definito in altro modo, tutti i termini tecnici e scientifici qui utilizzati hanno lo stesso significato comunemente utilizzato da persone di ordinaria esperienza nel settore di pertinenza della presente invenzione. In caso di conflitto, la presente descrizione, comprese le definizioni fomite, risulter? vincolante. Inoltre, gli esempi sono forniti a puro scopo illustrativo e come tali non devono essere considerati limitanti. Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meanings commonly used by persons of ordinary skill in the art pertaining to the present invention. In the event of a conflict, this specification, including the definitions provided, shall prevail. Furthermore, the examples provided are for illustrative purposes only and as such should not be considered limiting.

In particolare, gli schemi a blocchi inclusi nelle figure allegate e descritti in seguito non sono da intendersi come rappresentazione delle caratteristiche strutturali, ovvero limitazioni costruttive, ma devono essere interpretati come rappresentazione di caratteristiche funzionali, propriet? cio? intrinseche dei dispositivi e definite dagli effetti ottenuti ovvero limitazioni funzionali e che possono essere implementate in modi diversi, quindi in modo da proteggere le funzionalit? dello stesso (possibilit? di funzionare). In particular, the block diagrams included in the attached figures and described below are not to be understood as representing structural characteristics, or construction limitations, but must be interpreted as representing functional characteristics, i.e. intrinsic properties of the devices and defined by the effects obtained, or functional limitations, and which can be implemented in different ways, therefore in such a way as to protect the functionality of the device itself (ability to function).

Al fine di facilitare la comprensione delle forme di realizzazione qui descritte, si far? riferimento ad alcune specifiche forme di realizzazione e un linguaggio specifico sar? utilizzato per descrivere le stesse. La terminologia utilizzata nel presente documento ha lo scopo di descrivere solo particolari realizzazioni, e non ? destinata a limitare l'ambito della presente invenzione. To facilitate understanding of the embodiments described herein, specific embodiments will be referenced and specific language will be used to describe them. The terminology used herein is intended to describe specific embodiments only and is not intended to limit the scope of the present invention.

La Figura 1 mostra uno schema a blocchi di un sistema autoveicolistico 1 elettronico di controllo della dinamica di, o integrato in, un autoveicolo (qui non illustrato) secondo la presente invenzione. Il sistema autoveicolistico 1 elettronico di controllo della dinamica dell?autoveicolo ? configurato per determinare, ovvero pianificare, una traiettoria di guida (blocco 3) che l?autoveicolo deve seguire, e per controllare l?operativit? di uno o differenti componenti dell?autoveicolo 4 per far s? che quest?ultimo segua la traiettoria di guida determinata. Figure 1 shows a block diagram of an electronic vehicle dynamics control system 1 for, or integrated into, a motor vehicle (not illustrated here) according to the present invention. The electronic vehicle dynamics control system 1 is configured to determine, or plan, a driving path (block 3) for the motor vehicle to follow, and to control the operation of one or more components of the motor vehicle 4 to ensure that the latter follows the determined driving path.

In particolare, il sistema autoveicolistico 1 comprende una centralina elettronica di controllo autoveicolistica (ECU - Electronic Control Unit) memorizzante, e configurata per eseguire, un software di pianificazione di traiettorie di guida. In dettaglio, secondo un aspetto della presente invenzione, il software di pianificazione di traiettorie di guida, o un modulo di tale software, ? inoltre memorizzato ed ? eseguibile da risorse elettroniche di elaborazione esterne all?autoveicolo per far s? che queste ultime, eseguendo il software, diventino configurate per determinare e fornire alla ECU (qui non illustrata) dati, a titolo esemplificativo una o pi? reti neurali artificiali addestrate, per pianificare (blocco 3) traiettorie di guida. In particular, the automotive system 1 comprises a vehicle electronic control unit (ECU) storing, and configured to execute, a driving trajectory planning software. In detail, according to one aspect of the present invention, the driving trajectory planning software, or a module of such software, is also stored and is executable by electronic processing resources external to the vehicle so that the latter, by executing the software, are configured to determine and provide the ECU (not illustrated here) with data, for example one or more trained artificial neural networks, to plan (block 3) driving trajectories.

Per quanto riguarda la pianificazione (blocco 3) di traiettorie di guida si sottolinea che ci? che conta sono le operazioni che devono essere implementate per realizzare tale funzionalit? e non le architetture hardware e software con cui tali operazioni sono implementate, al punto che queste potrebbero essere implementate tramite un?architettura concentrata, ovvero da un solo dispositivo elettronico, oppure tramite un?architettura distribuita cooperativa, ovvero distribuite fra diversi dispositivi elettronici in comunicazione e cooperanti fra loro secondo una architettura logica proprietaria che il produttore del sistema autoveicolistico 1 elettronico di controllo della dinamica dell?autoveicolo decider? di adottare. As regards the planning (block 3) of driving trajectories, it is emphasized that what matters are the operations that must be implemented to achieve this functionality and not the hardware and software architectures with which these operations are implemented, to the point that these could be implemented through a concentrated architecture, i.e. by a single electronic device, or through a distributed cooperative architecture, i.e. distributed among several electronic devices communicating and cooperating with each other according to a proprietary logical architecture that the manufacturer of the electronic vehicle dynamics control system decides to adopt.

Si noti che, da qui e nel seguito, con il termine traiettoria di guida di un autoveicolo si fa riferimento ad una sequenza, o vettore, di informazioni indicative della posizione dell?autoveicolo per uno o diversi istanti temporali. Note that, from now on and in the following, the term driving trajectory of a motor vehicle refers to a sequence, or vector, of information indicating the position of the motor vehicle for one or more instants in time.

Il software di pianificazione di traiettorie di guida ? memorizzabile in, ed eseguibile da, risorse elettroniche di elaborazione, in particolare comprendenti almeno la ECU, e progettato per far s? che, quando eseguito, queste ultime diventino configurate per calcolare o determinare diverse traiettorie di guida (blocco 5), per selezionare una di esse sulla base di uno o pi? criteri predefmiti (blocco 7). Inoltre, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per controllare l?operativit? dell?autoveicolo per far s? che esso segua la traiettoria di guida selezionata; in particolare, per controllare l?operativit? di uno o pi? componenti autoveicolistici 4 (a titolo esemplificativo uno sterzo, un motore, un freno od altri componenti qui non citati) per far s? che l?autoveicolo segua tale traiettoria di guida. The driving path planning software is storable in, and executable by, electronic processing resources, in particular including at least the ECU, and is designed so that, when executed, the latter are configured to calculate or determine different driving paths (block 5), to select one of them on the basis of one or more predefined criteria (block 7). Furthermore, the electronic processing resources are configured to control the operation of the motor vehicle to ensure that it follows the selected driving path; in particular, to control the operation of one or more motor vehicle components 4 (for example, a steering system, an engine, a brake or other components not mentioned herein) to ensure that the motor vehicle follows that driving path.

Inoltre, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per ricevere grandezze autoveicolistiche fomite da una piattaforma sensoriale autoveicolistica 2, preferibilmente comprendente una pluralit? di sensori autoveicolistici, progettata per rilevare grandezze autoveicolistiche. Furthermore, the electronic processing resources are configured to receive automotive quantities provided by an automotive sensor platform 2, preferably comprising a plurality of automotive sensors, designed to detect automotive quantities.

In particolare, tali grandezze autoveicolistiche sono indicative dell?ambiente stradale statico, e convenientemente dinamico, in cui ? collocato l?autoveicolo; in particolare, sono indicative della presenza e posizione, e opzionalmente anche di ulteriori attributi, di eventuali ostacoli stradali (a titolo esemplificativo autoveicoli, pedoni, ciclisti ed animali), e di informazioni indicative della dinamica e della posizione dell?autoveicolo. Convenientemente, le grandezze autoveicolistiche comprendono inoltre informazioni relative alla cinematica, alla posizione di un numero di ostacoli stradali. In particolare, la piattaforma sensoriale autoveicolistica 2 comprende sensori per determinare la posizione dell?autoveicolo, a titolo esemplificativo sensori Lidar (Light Detection andRanging ) e/o sensori GNSS (i Global Navigation Satellite System ). In particular, these vehicle parameters are indicative of the static, and appropriately dynamic, road environment in which the vehicle is located; in particular, they are indicative of the presence and position, and optionally also of additional attributes, of any road obstacles (for example, vehicles, pedestrians, cyclists, and animals), and of information indicative of the dynamics and position of the vehicle. Conveniently, the vehicle parameters also include information relating to the kinematics and position of a number of road obstacles. In particular, the vehicle sensor platform 2 includes sensors for determining the position of the vehicle, for example, Lidar (Light Detection and Ranging) sensors and/or GNSS (Global Navigation Satellite System) sensors.

Inoltre, secondo un aspetto della presente invenzione, le risorse elettroniche di elaborazione sono progettate per ricevere un numero di mappe digitali stradali di diversi istanti temporali anche da risorse esterne all?autoveicolo; per esempio, da un insieme di dati, o database , comprendente tali informazioni. Furthermore, according to an aspect of the present invention, the electronic processing resources are designed to receive a number of digital road maps of different instants of time even from resources external to the motor vehicle; for example, from a data set, or database, comprising such information.

Inoltre, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per calcolare, o pianificare, una o pi? traiettorie di guida relativamente semplici sulla base delle grandezze autoveicolistiche ricevute e sulla base di regole geometriche e/o cinematiche; in particolare, per far s? che tali traiettorie di guida siano cinematicamente realizzabili. A titolo esemplificativo e non limitativo, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per calcolare le traiettorie di guida relativamente semplici sulla base di funzioni cl otoidi e/o di funzioni a tratti ( splines ). Furthermore, the electronic processing resources are configured to calculate, or plan, one or more relatively simple driving trajectories based on the received vehicle data and on the basis of geometric and/or kinematic rules; in particular, to ensure that such driving trajectories are kinematically realizable. By way of example and not limitation, the electronic processing resources are configured to calculate relatively simple driving trajectories based on clotoid functions and/or piecewise functions (splines).

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, le risorse elettroniche di elaborazione sono inoltre configurate per calcolare una o pi? traiettorie di guida, relativamente semplici, di ripiego (fallback) sulla base delle grandezze autoveicolistiche ricevute, sulla base di regole geometriche e/o cinematiche e sulla base di una o differenti condizioni di sicurezza da soddisfare; in particolare, in cui l?impiego delle condizioni di sicurezza permette di calcolare traiettorie di guida che soddisfino per definizione uno o pi? criteri di sicurezza predefiniti (a titolo esemplificativo e non limitativo, per evitare almeno che l?autoveicolo entri in collisione con ostacoli stradali). In cui, in particolare, tali condizioni di sicurezza da soddisfare comprendono condizioni di conformit? a norme stradali e condizioni di collisione con ostacoli stradali. Le condizioni di conformit? a norma stradali, o dell?area di guida, sono soddisfatte nel caso in cui un autoveicolo che segue la traiettoria di guida calcolata non violerebbe una o pi? norme stradali nel percorrere un?area di guida interessata; a titolo esemplificativo, tali condizioni non sarebbero soddisfatte nel caso la traiettoria di guida si estendesse verso una strada a senso unico. Invece, le condizioni di collisione con ostacoli stradali sono soddisfatte nel caso in cui un autoveicolo che segue la traiettoria di guida calcolata non colliderebbe con ostacoli stradali. Convenientemente, tali traiettorie di guida di ripiego sono traiettorie di guida di frenata da performare, o seguire, al fine evitare di collidere con ostacoli stradali o per evitare di violare una o pi? norme stradali. According to an embodiment of the present invention, the electronic processing resources are further configured to calculate one or more relatively simple fallback driving trajectories based on the received vehicle data, based on geometric and/or kinematic rules, and based on one or more safety conditions to be satisfied; in particular, wherein the use of the safety conditions allows the calculation of driving trajectories that satisfy by definition one or more predefined safety criteria (for example, but not limited to, to at least prevent the vehicle from colliding with road obstacles). Wherein, in particular, such safety conditions to be satisfied include traffic law compliance conditions and road obstacle collision conditions. The traffic law or driving area compliance conditions are satisfied if a vehicle following the calculated driving trajectory would not violate one or more traffic laws when driving within the relevant driving area; For example, these conditions would not be met if the driving path extended toward a one-way street. However, the conditions for collision with road obstacles are met if a vehicle following the calculated driving path would not collide with any road obstacles. Conveniently, these fallback driving paths are braking paths that must be performed, or followed, in order to avoid colliding with road obstacles or violating one or more traffic regulations.

La Figura 2 mostra uno schema a blocchi di un metodo di addestramento di una rete neurale artificiale di pianificazione 10 di traiettorie di guida. Figure 2 shows a block diagram of a training method for a driving trajectory planning artificial neural network 10.

Le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per implementare una rete neurale artificiale di pianificazione 10 addestrata per calcolare, o pianificare, una o differenti traiettorie di guida che imitano diverse traiettorie di guida performate da conducenti esperti, siano essi esseri umani o sistemi di guida autonoma di intelligenza artificiale. The electronic processing resources are configured to implement a planning artificial neural network 10 trained to compute, or plan, one or different driving trajectories that mimic different driving trajectories performed by experienced drivers, whether humans or artificial intelligence autonomous driving systems.

In particolare, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per addestrare la rete neurale artificiale di pianificazione 10 per far s? che le traiettorie di guida calcolate da tale rete neurale 10 imitino differenti traiettorie di guida performate in precedenza da conducenti esperti e preferibilmente per fornire tale rete addestrata in uscita. In particolare, la rete neurale artificiale di pianificazione 10 ? addestrata sulla base di un meccanismo, o funzione di perdita ( loss function), di imitazione 14 che pu? essere deterministico oppure stocastico; in dettaglio, l'applicazione della stocasticit? ad una rete neurale potrebbe estendere la capacit? di campionamento di traiettorie di guida quando la rete neurale effettua una inferenza. In particolare, impiegando un meccanismo di imitazione 14 stocastico, la rete neurale artificiale di pianificazione 10 ? addestrata per pianificare una pluralit? di traiettorie di guida per ogni epoca di addestramento. In particular, the electronic processing resources are configured to train the planning artificial neural network 10 to cause the driving trajectories computed by the planning artificial neural network 10 to mimic different driving trajectories previously performed by experienced drivers, and preferably to provide such trained network output. In particular, the planning artificial neural network 10 is trained based on an imitation mechanism, or loss function, 14 that may be deterministic or stochastic; specifically, applying stochasticity to a neural network may extend the ability to sample driving trajectories when the neural network performs inference. In particular, by employing a stochastic imitation mechanism 14, the planning artificial neural network 10 is trained to plan a plurality of driving trajectories for each training epoch.

Le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per calcolare una o pi? traiettorie di guida relativamente complesse sulla base delle grandezze autoveicolistiche ricevute, opzionalmente anche sulla base di mappe digitali stradali ricevute, e sulla base di una rete neurale artificiale di pianificazione 10 addestrata. The electronic processing resources are configured to calculate one or more relatively complex driving trajectories based on the received vehicle data, optionally also based on received digital road maps, and based on a trained artificial neural planning network 10.

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, la rete neurale artificiale di pianificazione 10 comprende uno strato di incorporazione di caratteristiche 11 (oppure di entit?), o feature embedding layer (a titolo esemplificativo, la rete neurale artificiale PointNet); in cui, in particolare, lo strato di incorporazione delle caratteristiche 11 comprende una rete neurale MLP (Multi-Layer Perceptron) eventualmente ma preferibilmente, seguita da un numero di operazioni di aggregazione. According to an embodiment of the present invention, the planning artificial neural network 10 comprises a feature (or entity) embedding layer 11 (for example, the PointNet artificial neural network); wherein, in particular, the feature embedding layer 11 comprises a Multi-Layer Perceptron (MLP) neural network optionally but preferably followed by a number of aggregation operations.

Inoltre, lo strato di incorporazione delle caratteristiche 11 ? seguito da uno strato di incorporazione sociale 12, o social embedding, convenientemente comprendente una rete neurale a grafo (GNN -Graph Neural Network ) od una multi-head attention network basata sul meccanismo dell?auto-attenzione Self- Attention. Furthermore, the feature embedding layer 11 is followed by a social embedding layer 12, or social embedding, conveniently comprising a graph neural network (GNN) or a multi-head attention network based on the Self-Attention mechanism.

Inoltre, a sua volta, lo strato di incorporazione sociale 12 ? seguito da uno strato di decodifica 13 progettato per fornire in uscita una traiettoria di guida relativamente complessa sulla base dell?uscita fornita dallo strato di incorporazione sociale 12. Secondo un aspetto della presente invenzione, lo strato di decodifica 13 comprende uno tra una rete neurale MLP, una rete neurale ricorrente RNN ( Recurrent Neural Network ), oppure una differente rete neurale che impiega il meccanismo dell? auto-attenzione. Further, in turn, the social embedding layer 12 is followed by a decoding layer 13 designed to output a relatively complex driving trajectory based on the output provided by the social embedding layer 12. According to one aspect of the present invention, the decoding layer 13 comprises one of an MLP neural network, a Recurrent Neural Network (RNN), or a different neural network that employs the self-attention mechanism.

In dettaglio, la rete neurale artificiale di pianificazione 10 ? addestrata su dati indicativi di traiettorie di conducenti esperti collezionati durante manovre di guida di test performate da conducenti esperti, preferibilmente conducenti umani, su uno o pi? autoveicoli. In particolare, i dati indicativi di traiettorie di conducenti esperti sono collezionati memorizzando le grandezze autoveicolistiche ricevute da piattaforme sensoriali autoveicolistiche 2 di uno o pi? autoveicoli, convenientemente con funzionalit? di guida autonoma disattivate, con cui sono state eseguite manovre di test. In detail, the artificial neural planning network 10 is trained on data indicative of expert driver trajectories collected during test driving maneuvers performed by expert drivers, preferably human drivers, on one or more motor vehicles. Specifically, the data indicative of expert driver trajectories are collected by storing the vehicle parameters received from the vehicle sensor platforms 2 of one or more motor vehicles, conveniently with autonomous driving functions deactivated, with which test maneuvers were performed.

Inoltre, i dati indicativi di traiettorie di conducenti esperti con cui addestrare la rete neurale artificiale di pianificazione 10 comprendono differenti campioni 8, o esempi, associati ad etichette 9 (ovvero ground truth ) di riferimento per la predizione. Furthermore, the data indicative of trajectories of expert drivers with which to train the planning artificial neural network 10 include different samples 8, or examples, associated with reference labels 9 (i.e. ground truth) for the prediction.

In particolare, un campione 8 dei dati ? indicativo di, opzionalmente comprende, informazioni relative all?ambiente stradale statico (come la posizione di un numero di entit? statiche), e convenientemente relative all?ambiente stradale dinamico, in uno o differenti istanti temporali; in dettaglio, le informazioni relative all?ambiente stradale dinamico comprendono uno o pi? tra posizione, cinematica ed eventualmente altri attributi relativi ad uno o differenti ostacoli stradali e all?autoveicolo. In particular, a sample 8 of the data is indicative of, and optionally includes, information relating to the static road environment (such as the position of a number of static entities), and conveniently relating to the dynamic road environment, at one or different instants in time; in detail, the information relating to the dynamic road environment includes one or more of the position, kinematics, and possibly other attributes relating to one or different road obstacles and to the vehicle.

Inoltre, in dettaglio, una etichetta 9 ? indicativa di informazioni relative all?ambiente stradale statico, e convenientemente relative all?ambiente stradale dinamico, in uno o differenti istanti temporali successivi rispetto all?istante temporale associato al campione 8 di tale etichetta 9. Furthermore, in detail, a label 9 is indicative of information relating to the static road environment, and conveniently relating to the dynamic road environment, at one or different moments in time subsequent to the moment in time associated with sample 8 of said label 9.

In particolare, un campione 8 ? una rappresentazione dell?ambiente stradale ed una etichetta 9 ? una traiettoria di guida esperta. In maggior dettaglio, un campione 8 ? un vettore di informazioni relative all?ambiente stradale ed una etichetta 9 ? un vettore comprendente, per differenti istanti temporali (convenientemente futuri rispetto all?istante di tempo corrente), una o differenti informazioni indicative della posizione e cinematica dell?autoveicolo ed eventualmente anche di posizione e cinematica di ostacoli stradali. Secondo un differente aspetto della presente invenzioni, tali rappresentazioni dell?ambiente stradale sono mappe bidimensionali dell?ambiente stradale oppure matrici tridimensionali comprendenti una o pi? mappe (convenientemente bidimensionali) dell?ambiente stradale in differenti istanti temporali; in cui, ciascuna mappa dell?ambiente stradale comprende un numero di canali, oppure pixels , indicative di differenti informazioni relative all?ambiente stradale percepito. In particular, a sample 8 is a representation of the road environment and a label 9 is an expert driving trajectory. In greater detail, a sample 8 is a vector of information relating to the road environment and a label 9 is a vector comprising, for different time instants (conveniently in the future with respect to the current time instant), one or different pieces of information indicative of the position and kinematics of the motor vehicle and possibly also the position and kinematics of road obstacles. According to a different aspect of the present invention, such representations of the road environment are two-dimensional maps of the road environment or three-dimensional matrices comprising one or more maps (conveniently two-dimensional) of the road environment at different time instants; wherein, each map of the road environment comprises a number of channels, or pixels, indicative of different pieces of information relating to the perceived road environment.

Secondo un aspetto della presente invenzione, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per determinare, e collezionare, i campioni 8 tramite una piattaforma sensoriale autoveicolistica 2 e per determinare le etichette 9 ad essi associati sulla base di una differente piattaforma sensoriale autoveicolistica 2 di precisione, di un autoveicolo con cui performare manovre di test, comprendente sensori di precisione (per esempio, sensori GNSS di precisione) per il rilevamento di etichette 9. Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, le risorse elettroniche di elaborazione sono progettate per determinare e collezionare le etichette 9 sulla base della stessa piattaforma sensoriale autoveicolistica 2 impiegata per collezionare i campioni 8 dei dati indicativi di traiettorie di conducenti esperti. According to one aspect of the present invention, the electronic processing resources are configured to determine and collect the samples 8 via an automotive sensor platform 2 and to determine the labels 9 associated therewith based on a different precision automotive sensor platform 2 of a motor vehicle with which to perform test maneuvers, comprising precision sensors (e.g., precision GNSS sensors) for detecting labels 9. According to a further aspect of the present invention, the electronic processing resources are designed to determine and collect the labels 9 based on the same automotive sensor platform 2 used to collect the samples 8 of the data indicative of expert driver trajectories.

In maggior dettaglio, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per collezionare un numero di etichette 9 sulla base della piattaforma sensoriale autoveicolistica 2 di precisione ed ulteriori etichette 9 sulla base della piattaforma sensoriale autoveicolistica 2 progettata per collezionare campioni 8 di dati indicativi di traiettorie di conducenti esperti; in questo modo, ? possibile costruire un grande insieme di dati indicativi di traiettorie di conducenti esperti comprendente una pluralit? di dati per l?addestramento ed un insieme di dati precisi, collezionati tramite la piattaforma sensoriale autoveicolistica 2 di precisione, adatti per la validazione e per effettuare test relativi alla capacit? di generalizzazione della rete neurale impiegata. In more detail, the electronic processing resources are configured to collect a number of labels 9 based on the precision automotive sensory platform 2 and additional labels 9 based on the automotive sensory platform 2 designed to collect samples 8 of data indicative of expert driver trajectories; in this way, it is possible to construct a large data set indicative of expert driver trajectories comprising a plurality of training data and a set of precise data, collected via the precision automotive sensory platform 2, suitable for validation and for carrying out tests relating to the generalization capacity of the neural network used.

Inoltre, le risorse elettroniche di elaborazione, che esse siano autoveicolistiche od esterne all?autoveicolo, sono progettate per processare i campioni 8 dei dati collezionati sulla base di tecniche di accumulo temporale, ovvero time buffering , al fine di consentire una gestione efficiente delle informazioni sequenziali o temporali dei campioni 8. Furthermore, the electronic processing resources, whether they are in-vehicle or external to the vehicle, are designed to process the samples 8 of the collected data based on time accumulation techniques, i.e. time buffering, in order to allow efficient management of the sequential or temporal information of the samples 8.

A titolo esemplificativo, le risorse elettroniche di elaborazione processano un campione 8 dei dati in modo tale che le informazioni relative all?ambiente stradale comprese da quest?ultimo siano associate ad istanti temporali i cui estremi differiscono di un numero predefinito di secondi, ad esempio due secondi, l?uno dall?altro; ovvero, un campione 8 ? definito accumulando due secondi di informazioni indicative della posizione e cinematica, relative ad ostacoli ed entit? stradali (compreso l?autoveicolo), di istanti temporali passati rispetto all?istante di tempo corrente. For example, the electronic processing resources process a sample 8 of the data in such a way that the information relating to the road environment understood by the latter is associated with time instants whose extremes differ by a predefined number of seconds, for example two seconds, from each other; that is, a sample 8 is defined by accumulating two seconds of information indicative of the position and kinematics, relating to obstacles and road entities (including the motor vehicle), of time instants in the past with respect to the current time instant.

In particolare, le risorse elettroniche di elaborazione sono inoltre progettate per processare le etichette 9 tramite operazioni non causali, ovvero che non dipendono dalle relazioni di causa ed effetto tra i dati, al fine di addestrare la rete neurale artificiale di pianificazione 10 con queste ultime. In maggior dettaglio, le risorse elettroniche di elaborazione sono progettate per smussare ( smooth ), a titolo esemplificativo impiegando un filtro Butterworth, le traiettorie di un numero di ostacoli stradali e dell?autoveicolo, presenti in una rappresentazione dell?ambiente stradale in entrambe le direzioni temporali al fine di escludere eventuali ritardi temporali. Inoltre, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per filtrare, o associare tra loro, le traiettorie degli ostacoli stradali e dell?autoveicolo e le entit? statiche dell?ambiente stradale statico sulla base delle dimensioni delle entit? statiche e della coerenza nel tempo e/o nello spazio per le traiettorie di guida, determinata successivamente. In particular, the EPRs are also designed to process the labels 9 through non-causal operations, i.e. operations that do not depend on the cause and effect relationships between the data, in order to train the artificial neural planning network 10 with them. In greater detail, the EPRs are designed to smooth, for example using a Butterworth filter, the trajectories of a number of road obstacles and the vehicle present in a representation of the road environment in both temporal directions in order to exclude any possible temporal delays. Furthermore, the EPRs are configured to filter, or associate with each other, the trajectories of the road obstacles and the vehicle and the static entities of the static road environment based on the size of the static entities and the coherence in time and/or space for the driving trajectories, determined subsequently.

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione opzionalmente indipendente da altri aspetti o forme realizzative della presente invenzione, la rete neurale artificiale di pianificazione 10 ? addestrata anche sulla base di un modello di valutazione 17 ( a scoring model) configurato per valutare traiettorie di guida sulla base di uno o differenti fattori, in particolare condizioni, di valutazione dell?ambiente stradale; in tal modo, la rete neurale artificiale di pianificazione 10, se addestrata, ? configurata per calcolare l?una o le pi? traiettorie di guida relativamente complesse anche in funzione di un numero di punteggi di valutazione assegnati a tali traiettorie di guida relativamente complesse od a segmenti (indicativi di almeno una posizione assunta dall? autoveicolo in un istante di tempo) di queste ultime. According to an embodiment of the present invention optionally independent of other aspects or embodiments of the present invention, the artificial neural planning network 10 is also trained on the basis of an evaluation model 17 (a scoring model) configured to evaluate driving trajectories on the basis of one or more factors, in particular conditions, of evaluation of the road environment; in this way, the artificial neural planning network 10, if trained, is configured to calculate one or more relatively complex driving trajectories also as a function of a number of evaluation scores assigned to such relatively complex driving trajectories or to segments (indicative of at least one position assumed by the motor vehicle at a given moment in time) of the latter.

In particolare, i fattori di valutazione dell?ambiente stradale sono indicativi di una o pi? tra presenza di collisioni con ostacoli stradali, infrazione di norme stradali (convenientemente, estensione della traiettoria in zone stradali non autorizzate come, per esempio, strade a senso unico), differenza di tale traiettoria rispetto ad una traiettoria di guida esperta o ground truth. Opzionalmente, le risorse elettroniche di elaborazione sono inoltre progettate per comunicare con altri veicoli, od ostacoli stradali, nella vicinanza dell?autoveicolo e per ricevere dati relativi alle traiettorie di guida degli altri veicoli, performate ed eventualmente previste, al fine di determinare se l?autoveicolo entrer? in conflitto, o in collisione, con tali veicoli; a titolo esemplificativo, i dati ricevuti relativi alle traiettorie di guida degli altri veicoli comprendono informazioni indicative di posizione e velocit? di tali veicoli per diversi istanti di tempo. Specifically, road environment assessment factors are indicative of one or more of the following: collisions with road obstacles, traffic violations (such as extending the trajectory into unauthorized road areas, such as one-way streets), or deviations from an experienced driving trajectory, or ground truth. Optionally, the electronic processing resources are also designed to communicate with other vehicles or road obstacles in the vicinity of the vehicle and to receive data relating to the driving trajectories of other vehicles, both performed and predicted, in order to determine whether the vehicle will collide with or conflict with such vehicles. For example, the data received relating to the driving trajectories of other vehicles includes information indicative of the position and speed of such vehicles at various points in time.

In particolare, le risorse elettroniche di elaborazione sono inoltre configurate per implementare una rete neurale artificiale di valutazione 15 addestrata per determinare un modello di valutazione 17 per valutare una o pi? traiettorie di guida sulla base degli uno o pi? fattori di valutazione di traiettorie di guida, in particolare in funzione dell?abilit? di tali traiettorie di guida nell? osservare una o pi? norme stradali e/o nell?evitare collisioni con ostacoli stradali. In cui, in particolare, tale rete neurale artificiale di valutazione 15 ? una rete neurale codificatrice-decodificatrice, ovvero encoder-decoder, addestrata per mappare la traiettoria di guida prodotta ad un punteggio di valutazione; in particolare, tale rete neurale artificiale di valutazione 15 ? una rete neurale convoluzionale CNN {Convolutional Neural Network ), ed ancor pi? in particolare, essendo definita da una architettura encoder-decoder, ? una rete neurale completamente convoluzionale FCN ( Fully Convolutional Networks ), a titolo esemplificativo ? una rete neurale convoluzionale UNet. In particular, the electronic processing resources are further configured to implement an evaluation artificial neural network 15 trained to determine an evaluation model 17 for evaluating one or more driving trajectories based on one or more driving trajectory evaluation factors, in particular as a function of the ability of such driving trajectories to comply with one or more traffic regulations and/or to avoid collisions with road obstacles. Wherein, in particular, such evaluation artificial neural network 15 is an encoder-decoder neural network trained to map the produced driving trajectory to an evaluation score; in particular, such evaluation artificial neural network 15 is a convolutional neural network (CNN), and even more specifically, being defined by an encoder-decoder architecture, it is a fully convolutional neural network (FCN), for example. a UNet convolutional neural network.

La Figura 3 mostra uno schema a blocchi di un metodo di addestramento di una rete neurale artificiale di valutazione 15 di traiettorie di guida secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. Figure 3 shows a block diagram of a training method of a driving trajectory evaluation artificial neural network 15 according to an embodiment of the present invention.

Inoltre, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per determinare il modello di valutazione 17 sulla base della rete neurale artificiale di valutazione 15 addestrata sulla base di un insieme di dati di addestramento 8 e di rispettive etichette (qui non illustrate); in dettaglio, la rete neurale artificiale di valutazione 15 ? addestrata per fornire in uscita il modello di valutazione 17. La rete neurale artificiale di valutazione 15 pu? essere addestrata tramite diversi approcci e metodologie. Furthermore, the electronic processing resources are configured to determine the evaluation model 17 based on the evaluation artificial neural network 15 trained on the basis of a set of training data 8 and respective labels (not illustrated here); in detail, the evaluation artificial neural network 15 is trained to output the evaluation model 17. The evaluation artificial neural network 15 can be trained using different approaches and methodologies.

In particolare, l?insieme di dati di addestramento 8 comprende una o differenti mappe, a titolo esemplificativo vettori o immagini, indicative dell?ambiente stradale; preferibilmente, che rappresentano una panoramica dall?alto, o bird-eye-view, indicativa della percezione sull?ambiente stradale. In particular, the training dataset 8 comprises one or more maps, for example vectors or images, indicative of the road environment; preferably, representing a bird's-eye view, indicative of the perception of the road environment.

Inoltre, ciascuna delle mappe dell?insieme di dati di addestramento comprende informazioni indicative dell?ambiente stradale percepito in uno o differenti istanti temporali, convenientemente precedenti all?istante temporale corrente ed opzionalmente anche informazioni indicative dell?ambiente stradale previsto in uno o pi? istanti di tempo successivi rispetto all?istante temporale corrente; in dettaglio, una mappa dell?insieme di dati di addestramento presenta una o differenti traiettorie (dell?autoveicolo e di ostacoli stradali) ed opzionalmente previsioni (per istanti di tempo futuri) di traiettorie degli ostacoli stradali, convenientemente veicoli, effettuate e trasmesse da tali ostacoli o veicoli stradali. A titolo esemplificativo e non limitativo, una mappa di tale insieme presenta una o diverse traiettorie di istanti di tempo passati, presenti e/o futuri degli ostacoli stradali e la traiettoria dell?autoveicolo indicativa della posizione di quest?ultimo nell?istante di tempo corrente ed eventualmente in istanti di tempo precedenti al corrente. Furthermore, each map in the training dataset includes information indicative of the road environment perceived at one or more time instants, conveniently prior to the current time instant, and optionally also information indicative of the road environment expected at one or more time instants subsequent to the current time instant. Specifically, a map in the training dataset presents one or more trajectories (of the vehicle and road obstacles) and optionally predictions (for future time instants) of trajectories of road obstacles, conveniently vehicles, carried out and transmitted by such obstacles or road vehicles. By way of example and not limitation, a map in this set presents one or more trajectories of past, present, and/or future time instants of road obstacles and the trajectory of the vehicle indicative of its position at the current time instant and, where applicable, at time instants prior to the current one.

In particolare, la rete neurale artificiale di pianificazione 10, essendo addestrata anche sulla base del modello di valutazione 17, permette di calcolare traiettorie di guida relativamente complesse che abbiano maggiori probabilit? di essere selezionate {more likely to be selected ), dal modello di valutazione 17, per controllare la dinamica dell?autoveicolo rispetto a traiettorie di guida calcolate sulla base di una rete neurale artificiale non addestrata sulla base del modello di valutazione 17; in particolare, si vuole che tali traiettorie siano in grado di gestire comportamenti relativamente complessi preservando sicurezza e comfort alla guida. In particular, the planning artificial neural network 10, being also trained on the basis of the evaluation model 17, allows for the calculation of relatively complex driving trajectories that are more likely to be selected by the evaluation model 17, to control the dynamics of the vehicle compared to driving trajectories calculated on the basis of an artificial neural network not trained on the basis of the evaluation model 17; in particular, it is desired that such trajectories be able to manage relatively complex behaviors while preserving safety and driving comfort.

In particolare, la rete neurale artificiale di pianificazione 10 ? addestrata sulla base di una tecnica di apprendimento per rinforzo {reinforcement learning ) per ricompensare pianificazioni di traiettorie di guida, effettuate tramite la rete neurale artificiale di pianificazione 10, sulla base di punteggi di valutazione determinati in funzione del modello di valutazione 17. In particular, the planning artificial neural network 10 is trained based on a reinforcement learning technique to reward driving trajectory planning, performed by the planning artificial neural network 10, based on evaluation scores determined as a function of the evaluation model 17.

In maggior dettaglio, la rete neurale artificiale di pianificazione 10 ? addestrata impiegando una tecnica di apprendimento attore-critico ( actor-critic ) al fine di guidare l?addestramento della rete neurale artificiale di pianificazione 10 sulla base di uno o differenti punteggi di valutazione assegnati a rispettive traiettorie di guida od a rispettivi segmenti di traiettorie di guida analizzati; in cui, l?attore ? la rete neurale artificiale di pianificazione 10 ed il critico chiamato anche state-action vaine network , ? la rete neurale artificiale di valutazione 15. In maggior dettaglio, la tecnica di actor-critic ? impiegata per addestrare la rete neurale artificiale di pianificazione 10 (in questo caso, l?attore) sulla base di uno o diversi riscontri forniti dal modello di valutazione 17 (qui considerato essere il critico). In more detail, the planning artificial neural network 10 is trained using an actor-critic learning technique in order to guide the training of the planning artificial neural network 10 based on one or different evaluation scores assigned to respective analyzed driving trajectories or segments of driving trajectories; wherein, the actor is the planning artificial neural network 10 and the critic, also called state-action variable network, is the evaluation artificial neural network 15. In more detail, the actor-critic technique is used to train the planning artificial neural network 10 (in this case, the actor) based on one or different feedback provided by the evaluation model 17 (here considered to be the critic).

In particolare, l?assunzione alla base della tecnica implementata ? che l?orizzonte di predizione, o pianificazione, della rete neurale artificiale di pianificazione 10 sia inferiore all?orizzonte di predizione del modello di valutazione 17 fornito dalla rete neurale artificiale di valutazione 15; in cui, l?orizzonte di predizione ? il numero di istanti temporali successivi all?istante corrente su cui la rete neurale ? in grado di effettuare previsioni. Inoltre, si assume che non sia necessaria una differenziazione tra valutazioni, o costi, calcolate su una traiettoria di guida che copre un numero di istanti temporali relativamente basso e tra valutazioni calcolate su una differente traiettoria di guida che copre un numero di istanti temporali relativamente alto. In particular, the underlying assumption of the implemented technique is that the prediction, or planning, horizon of the planning artificial neural network 10 is smaller than the prediction horizon of the evaluation model 17 provided by the evaluation artificial neural network 15; where the prediction horizon is the number of time instants subsequent to the current instant over which the neural network is able to make predictions. Furthermore, it is assumed that no differentiation is necessary between evaluations, or costs, calculated on a driving trajectory that covers a relatively low number of time instants and between evaluations calculated on a different driving trajectory that covers a relatively high number of time instants.

Secondo un aspetto della presente invenzione, la rete neurale artificiale di pianificazione 10 ? addestrata effettuando ciclicamente, o ripetutamente, in modo alternato un apprendimento per imitare le traiettorie di guida performate da conducenti esperti ed un apprendimento per rinforzo ( reinforcement learning), in particolare per ricompense, sulla base del modello di valutazione 17 prodotto dalla rete neurale artificiale di valutazione 15 ad un?epoca di addestramento precedente (convenientemente dell?addestramento della rete neurale artificiale di valutazione 15); in particolare, al fine di mitigare il fenomeno dell?oblio (o forgetfulness phenomenon ) che si pu? manifestare nell?addestramento di reti neurali artificiali quando queste ultime sono addestrate su nuovi dati. According to one aspect of the present invention, the planning artificial neural network 10 is trained by cyclically, or repeatedly, alternating learning to imitate the driving trajectories performed by expert drivers and reinforcement learning, in particular by rewards, based on the evaluation model 17 produced by the evaluation artificial neural network 15 at a previous training epoch (conveniently the training of the evaluation artificial neural network 15); in particular, in order to mitigate the forgetfulness phenomenon that can occur in the training of artificial neural networks when the latter are trained on new data.

In maggior dettaglio, la rete neurale artificiale di pianificazione 10 ? addestrata effettuando ciclicamente in modo alternato, per un numero di epoche (o passaggi) di addestramento, un addestramento per imitare le traiettorie di guida performate da conducenti esperti ed un apprendimento per rinforzo sulla base del modello di valutazione 17 prodotto dalla rete neurale artificiale di valutazione 15; in particolare, sulla base del modello di valutazione 17 prodotto dalla rete neurale artificiale di valutazione 15 in un epoca precedente, convenientemente la pi? prossima, all?epoca di addestramento corrente. In particolare, le risorse elettroniche di elaborazione sono progettate inoltre per trasmettere, o rendere accessibile, la predizione effettuata dalla rete neurale artificiale di pianificazione 10 alla rete neurale artificiale di valutazione 15 dopo ogni epoca, o numero predefinito di epoche, di addestramento. In greater detail, the planning artificial neural network 10 is trained by cyclically performing, for a number of training epochs (or steps), training to imitate the driving trajectories performed by expert drivers and reinforcement learning based on the evaluation model 17 produced by the evaluation artificial neural network 15; in particular, based on the evaluation model 17 produced by the evaluation artificial neural network 15 in a previous epoch, conveniently the closest, to the current training epoch. In particular, the electronic processing resources are also designed to transmit, or make accessible, the prediction performed by the planning artificial neural network 10 to the evaluation artificial neural network 15 after each training epoch, or predefined number of epochs.

La rete neurale artificiale di valutazione 15 ? addestrata, al fine di determinare il modello di valutazione 17, effettuando ciclicamente (per un numero di epoche predefinito) in modo alternato due differenti apprendimenti; ovvero, un apprendimento per ricompense, in particolare una tecnica value-based (tipica della tecnica actor-critic), sulla base di uno schema di ricompense 18 predefinito e sulla base di una predizione effettuata dalla rete neurale artificiale di pianificazione 10, a titolo esemplificativo una pluralit? di traiettorie di guida, ad un?epoca di addestramento precedente ed un differente e secondo apprendimento per determinare il modello di valutazione 17. In cui, in particolare, il secondo apprendimento ? un addestramento sulla base di una tecnica per differenziare (blocco 20), in funzione degli uno o pi? fattori di valutazione di traiettorie di guida, traiettorie di guida esperte rispetto a traiettorie di guida non esperte (per esempio tramite una funzione di perdita di margine massimo, o max margin loss ). The evaluation artificial neural network 15 is trained, in order to determine the evaluation model 17, by cyclically carrying out (for a predefined number of epochs) two different learning processes in an alternating manner; that is, a reward-based learning process, in particular a value-based technique (typical of the actor-critic technique), on the basis of a predefined reward scheme 18 and on the basis of a prediction made by the planning artificial neural network 10, for example a plurality of driving trajectories, at a previous training epoch and a different and second learning process to determine the evaluation model 17. Wherein, in particular, the second learning process is a training process based on a technique for differentiating (block 20), as a function of one or more evaluation factors of driving trajectories, expert driving trajectories compared to non-expert driving trajectories (for example via a maximum margin loss function).

In maggior dettaglio, le risorse elettroniche di elaborazione sono progettate per addestrare, modificando i pesi di, la rete neurale artificiale di valutazione 15, ad ogni epoca di addestramento di tale rete, effettuando una prima retropropagazione basata sulla tecnica value-based ed effettuando una seconda e differente retropropagazione basata sulla tecnica per differenziare (blocco 20) traiettorie di guida. In more detail, the electronic processing resources are designed to train, by modifying the weights of, the evaluation artificial neural network 15, at each training epoch of this network, carrying out a first backpropagation based on the value-based technique and carrying out a second and different backpropagation based on the technique for differentiating (block 20) driving trajectories.

In particolare, le risorse elettroniche di elaborazione sono progettate inoltre per trasmettere la predizione, uno o diversi punteggi di valutazione od il modello di valutazione 17, effettuata dalla rete neurale artificiale di valutazione 15 alla rete neurale artificiale di pianificazione 10 dopo ogni epoca, o numero predefinito di epoche, di addestramento. In particular, the electronic processing resources are further designed to transmit the prediction, one or several evaluation scores or the evaluation model 17, performed by the evaluation artificial neural network 15 to the planning artificial neural network 10 after each training epoch, or predefined number of epochs.

In particolare, le risorse elettroniche di elaborazione sono progettate per impiegare la tecnica di apprendimento per rinforzo per far s? che la rete neurale artificiale di valutazione 15 diventi addestrata per determinare (o prevedere), per un numero di potenziali uscite, od azioni, che possono essere formite in un istante di tempo, rispettive ricompense ad esse associate (per uno o differenti istanti di tempo successivi rispetto all?istante di tempo corrente) sulla base di una mappatura di ricompense, o schema di ricompense 18; in cui, tale mappatura di ricompense ? progettata per correlare un segmento di una traiettoria di guida, indicativa dell?azione che dovrebbe eseguire l?autoveicolo in un istante temporale, ad una ricompensa sulla base di una pluralit? di condizioni di comfort alla guida e/o di condizioni di sicurezza alla guida predefinite. In particular, the electronic processing resources are designed to employ reinforcement learning to train the evaluation artificial neural network 15 to determine (or predict), for a number of potential outputs, or actions, that may be performed at a given time, respective rewards associated therewith (for one or several time points subsequent to the current time point) based on a reward mapping, or reward scheme 18; wherein, such reward mapping is designed to correlate a segment of a driving trajectory, indicative of the action the motor vehicle is expected to perform at a given time point, to a reward based on a plurality of predefined driving comfort conditions and/or driving safety conditions.

Inoltre, le risorse elettroniche di elaborazione sono progettate per impiegare la tecnica di apprendimento per ricompense per far s? che la rete neurale artificiale di valutazione 15 sia o diventi addestrata per fornire un uscita, od effettuare un?azione, associata ad una ricompensa prevista che sia maggiore od uguale rispetto alle ricompense previste di ulteriori e differenti uscite; ovvero, in modo che tale uscita massimizzi il valore atteso della sommatoria delle ricompense per istanti di tempo successivi all?istante di tempo corrente rispetto ad ulteriori potenziali uscite che la rete neurale artificiale di valutazione 15 potrebbe fornire. Furthermore, the electronic processing resources are designed to employ the reward learning technique to cause the evaluation artificial neural network 15 to be or become trained to provide an output, or perform an action, associated with an expected reward that is greater than or equal to the expected rewards of additional, different outputs; that is, so that such output maximizes the expected value of the sum of rewards for time points subsequent to the current time point with respect to additional potential outputs that the evaluation artificial neural network 15 could provide.

Inoltre, le risorse elettroniche di elaborazione sono progettate per impiegare la tecnica per differenziare traiettorie di guida (blocco 20) esperte, ovvero traiettorie di guida che avrebbero assegnato un punteggio di valutazione relativamente alto, rispetto a traiettorie di guida non esperte, ovvero traiettorie di guida che avrebbero assegnato un punteggio di valutazione relativamente basso, per far s? che la rete neurale artificiale di valutazione 15 diventi addestrata per valutare una o pi? traiettorie di guida sulla base di uno o diversi fattori di valutazione. Inoltre, in particolare, la rete neurale artificiale di valutazione 15 ? addestrata determinando il modello di valutazione 17, in particolare una o pi? mappe di costo del modello di valutazione 17, sulla base di una o pi? delle traiettorie di guida relativamente semplici 19; in particolare, la rete neurale artificiale di valutazione 15 ? addestrata mediante una tecnica di campionamento di importanza (importance sampling) integrando i dati di addestramento con le traiettorie di guida relativamente semplici 19 ed opzionalmente con una o pi? traiettorie di guida seguite dall?autoveicolo. Furthermore, the electronic processing resources are designed to employ the technique to differentiate expert driving trajectories (block 20), i.e., driving trajectories that would have assigned a relatively high evaluation score, from non-expert driving trajectories, i.e., driving trajectories that would have assigned a relatively low evaluation score, to cause the evaluation artificial neural network 15 to become trained to evaluate one or more driving trajectories based on one or more evaluation factors. Furthermore, in particular, the evaluation artificial neural network 15 is trained by determining the evaluation model 17, in particular one or more cost maps of the evaluation model 17, based on one or more of the relatively simple driving trajectories 19; in particular, the evaluation artificial neural network 15 is trained by determining the evaluation model 17, in particular one or more cost maps of the evaluation model 17, based on one or more of the relatively simple driving trajectories 19; in particular, the evaluation artificial neural network 15 is trained by determining the evaluation model 17, in particular one or more cost maps of the evaluation model 17, based on one or more of the relatively simple driving trajectories 19; trained using an importance sampling technique by integrating the training data with relatively simple driving trajectories 19 and optionally with one or more driving trajectories followed by the vehicle.

In particolare, le risorse elettroniche di elaborazione sono progettate per guidare l?apprendimento della rete in funzione di uno o pi? costi calcolati, tramite una funzione di perdita (ovvero una loss function ) complessiva, per un insieme di dati di addestramento, comprendente una o pi? mappe dell?ambiente stradale, e per le traiettorie di guida relativamente semplici 19 (supplementari ad i dati di addestramento). In maggior dettaglio, le risorse elettroniche di elaborazione sono progettate per addestrare la rete neurale artificiale di valutazione 15 modificando uno o differenti pesi della rete sulla base di uno o pi? errori residui della rete neurale, calcolati effettuando un confronto tra una o diverse predizioni della rete neurale (effettuate su un sottoinsieme di dati di addestramento) e rispettive etichette di confronto; ed anche sulla base di una o differenti mappature dei costi per correlare una o differenti traiettorie di guida relativamente semplici 19 ad una o differenti mappe di costo di un modello di valutazione 17. In particular, the EHRs are designed to guide the learning of the network as a function of one or more costs calculated, via an overall loss function, for a set of training data, including one or more maps of the road environment, and for relatively simple driving trajectories 19 (supplemental to the training data). In more detail, the EHRs are designed to train the evaluation artificial neural network 15 by modifying one or more network weights based on one or more residual errors of the neural network, calculated by comparing one or more predictions of the neural network (performed on a subset of the training data) and respective comparison labels; and also based on one or more cost mappings to correlate one or more relatively simple driving trajectories 19 to one or different cost maps of an evaluation model 17.

In maggior dettaglio, la rete neurale artificiale di valutazione 15 ? addestrata per calcolare un errore residuo sulla base della similarit?, o dissimilarit?, della predizione effettuata rispetto all?etichetta associata; in cui, tale errore, e quindi un indice di similarit?, ? calcolato tramite una funzione di perdita di margine massimo ( max-margin loss) al fine di addestrare la rete neurale artificiale di valutazione 15 ad associare un punteggio di valutazione relativamente alto per una traiettoria di guida esperta, e per garantire un punteggio di valutazione relativamente basso per una traiettoria di guida non esperta. In particolare, la rete neurale artificiale di valutazione 15 ? addestrata retro propagando una o pi? delle traiettorie di guida relativamente semplici 19 al fine di determinare il modello di valutazione 17, in particolare una o diverse mappe di costo di un modello di valutazione 17. In dettaglio, le risorse elettroniche di elaborazione, al fine di addestrare la rete neurale artificiale di valutazione 15, sono configurate per retro propagare l?una o le diverse traiettorie relativamente semplici 19 insieme agli errori residui calcolati in modo tale da determinare una o diverse mappe di costo di un modello di valutazione 17. In particolare, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per determinare se ad uno o pi? segmenti di traiettoria relativamente semplici 19 corrispondono una o pi? celle, le quali sono associate ciascuna ad un costo, di una mappa di costo di un modello di valutazione 17 da modificare e da fornire in uscita; e nel caso i segmenti corrispondessero a tali celle, tali risorse sono inoltre configurate per guidare l?addestramento della rete anche sulla base, convenientemente della sommatoria, dei costi associati ai segmenti di traiettorie relativamente semplici 19. In more detail, the evaluation artificial neural network 15 is trained to calculate a residual error based on the similarity, or dissimilarity, of the prediction made with respect to the associated label; wherein, this error, and therefore a similarity index, is calculated via a max-margin loss function in order to train the evaluation artificial neural network 15 to associate a relatively high evaluation score for an expert driving trajectory, and to ensure a relatively low evaluation score for an inexperienced driving trajectory. In particular, the evaluation artificial neural network 15 is trained by back-propagating one or more relatively simple guiding trajectories 19 in order to determine the evaluation model 17, in particular one or more cost maps of an evaluation model 17. In detail, the electronic processing resources, in order to train the artificial neural network for evaluation 15, are configured to back-propagate one or more relatively simple trajectories 19 together with the residual errors calculated in such a way as to determine one or more cost maps of an evaluation model 17. In particular, the electronic processing resources are configured to determine whether one or more relatively simple trajectory segments 19 correspond to one or more cells, each associated with a cost, of a cost map of an evaluation model 17 to be modified and output; and if the segments correspond to such cells, such resources are also configured to guide the training of the network also on the basis, conveniently, of the sum of the costs associated with the segments of relatively simple trajectories 19.

Inoltre, secondo un aspetto della presente invenzione, il modello di valutazione 17 prodotto dalla rete neurale artificiale di valutazione 15 ? una mappatura dei costi, od un volume, o una matrice tridimensionale, dei costi, indicativa degli svantaggi associati a seguire una traiettoria di guida. In maggior dettaglio, al fine di determinare il punteggio di valutazione, il modello di valutazione 17 ? configurato per mappare una o diverse informazioni relative ad un ambiente stradale, e relative ad, preferibilmente comprese in, una traiettoria di guida che si vuole seguire, ad uno o pi? costi o svantaggi per seguire tale traiettoria. Furthermore, according to an aspect of the present invention, the evaluation model 17 produced by the artificial neural evaluation network 15 is a cost mapping, or a volume, or a three-dimensional cost matrix, indicative of the disadvantages associated with following a driving trajectory. In greater detail, in order to determine the evaluation score, the evaluation model 17 is configured to map one or more pieces of information relating to a road environment, and relating to, preferably included in, a driving trajectory to be followed, to one or more costs or disadvantages of following that trajectory.

In maggior dettaglio, il modello di valutazione 17 ? un volume dei costi che comprende una o pi? mappe di costi (o matrici bidimensionali di costi) ciascuna comprendente una pluralit? di celle, o canali; in particolare, ciascuna di tali celle ? associata ad un costo determinato sulla base dei fattori di valutazione dell?ambiente stradale. In maggior dettaglio, ciascuna di tali celle ? associata ad un costo relativo ad una regione, in un istante di tempo, di una rappresentazione dell?ambiente stradale presentante la traiettoria di guida da valutare; in particolare, ? associata ad un segmento di traiettoria di guida. Inoltre, in particolare, le risorse elettroniche di elaborazione sono progettate per associare ciascun segmento di traiettoria da valutare ad una differente cella di una mappa di costo; in cui, la cella corrisponde, in termini spaziali, al segmento di traiettoria. In greater detail, the evaluation model 17 is a cost volume comprising one or more cost maps (or two-dimensional cost matrices), each comprising a plurality of cells, or channels; in particular, each of these cells is associated with a cost determined on the basis of the evaluation factors of the road environment. In greater detail, each of these cells is associated with a cost relating to a region, at a given moment in time, of a representation of the road environment presenting the driving trajectory to be evaluated; in particular, it is associated with a driving trajectory segment. Furthermore, in particular, the electronic processing resources are designed to associate each trajectory segment to be evaluated with a different cell of a cost map; in which, the cell corresponds, in spatial terms, to the trajectory segment.

In particolare, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per calcolare il punteggio di valutazione di una traiettoria di guida effettuando un calcolo additivo delle celle (associate ad una regione della rappresentazione dell?ambiente stradale), cella per cella, di diverse mappe di costo del modello di valutazione 17 corrispondenti a diversi istanti temporali, preferibilmente in sequenza. Inoltre, preferibilmente, l?algoritmo per calcolare il punteggio di valutazione ? additivo e parallelizzabile. Specifically, the electronic processing resources are configured to calculate the evaluation score of a driving trajectory by performing an additive calculation of the cells (associated with a region of the road environment representation), cell by cell, of different cost maps of the evaluation model 17 corresponding to different time points, preferably sequentially. Furthermore, the algorithm for calculating the evaluation score is preferably additive and parallelizable.

In particolare, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per calcolare il punteggio di valutazione sulla base di un costo totale determinato effettuando un calcolo additivo di una o pi? celle di mappe di costo corrispondenti, in termini spaziali, ad un numero di punti caratteristici dell?autoveicolo che segue la traiettoria di guida da valutare; in cui, tali punti caratteristici dell?autoveicolo sono individuabili in una regione della rappresentazione dell?ambiente stradale od in particolare in un segmento di traiettoria di guida da valutare. Secondo un aspetto della presente invenzione, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per calcolare il punteggio di valutazione effettuando il calcolo additivo di una o pi? celle corrispondenti al centro dell?autoveicolo di diverse mappe di costo di istanti temporali diversi. Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, il numero di punti caratteristici corrisponde ai quattro vertici, o angoli, principali dell?autoveicolo. In particular, the electronic processing resources are configured to calculate the evaluation score based on a total cost determined by performing an additive calculation of one or more cost map cells corresponding, in spatial terms, to a number of characteristic points of the motor vehicle following the driving trajectory to be evaluated; wherein, such characteristic points of the motor vehicle are identifiable in a region of the representation of the road environment or, in particular, in a segment of the driving trajectory to be evaluated. According to one aspect of the present invention, the electronic processing resources are configured to calculate the evaluation score by performing the additive calculation of one or more cells corresponding to the center of the motor vehicle of different cost maps of different time points. According to a further aspect of the present invention, the number of characteristic points corresponds to the four main vertices, or corners, of the motor vehicle.

Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per calcolare un numero di traiettorie di guida relativamente semplici e di traiettorie di guida relativamente complesse al fine di costruire un unico insieme di traiettorie di guida, sulla base delle traiettorie calcolate, progettato per coprire una vasta gamma di finalit?. According to a preferred embodiment of the present invention, the electronic processing resources are configured to calculate a number of relatively simple guidance trajectories and relatively complex guidance trajectories in order to construct a single set of guidance trajectories, based on the calculated trajectories, designed to cover a wide range of purposes.

In dettaglio, l?insieme di traiettorie di guida calcolate ? memorizzato in una struttura dati ad albero, convenientemente una struttura ad albero binario od una min-heap , in modo da ridurre il costo computazionale richiesto al fine di assegnare (blocco 6) punteggi di valutazione alle traiettorie di guida dell?insieme; in maggior dettaglio, il costo computazionale richiesto per l?iterazione di k traiettorie meglio valutate corrisponderebbe In detail, the set of calculated driving trajectories is stored in a tree data structure, conveniently a binary tree structure or a min-heap, in order to reduce the computational cost required to assign (block 6) evaluation scores to the driving trajectories of the set; in more detail, the computational cost required for the iteration of k best evaluated trajectories would correspond to

che sarebbe inferiore rispetto al costo richiesto per l?iterazione di tutte le n which would be lower than the cost required to iterate through all n

traiettorie trajectories

Inoltre, in maggior dettaglio, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per contrassegnare (fi ag) le traiettorie di guida di ripiego in modo che sia possibile differenziarle rispetto alle altre traiettorie di guida calcolate, in modo che siano estraibili dall?insieme di traiettorie di guida senza la necessit? di impiegare ulteriori risorse computazionali; opzionalmente, anche le ulteriori traiettorie di guida, relativamente semplici e relativamente complesse, sono contrassegnate in modo da essere differenziabili rispetto alle altre traiettorie di guida. Furthermore, in greater detail, the electronic processing resources are configured to mark (fi ag) the fallback guidance trajectories so that they can be differentiated from the other computed guidance trajectories, allowing them to be extracted from the set of guidance trajectories without the need to employ additional computational resources. Optionally, additional guidance trajectories, both relatively simple and relatively complex, are also marked so that they can be differentiated from the other guidance trajectories.

Inoltre, secondo la forma realizzativa preferita della presente invenzione, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per assegnare un punteggio di valutazione (blocco 6), a ciascuna delle traiettorie di guida calcolate, sulla base di un modello di valutazione 17 prodotto al termine dell?addestramento della rete neurale artificiale di valutazione 15; in cui, la rete neurale artificiale di valutazione 15 ? addestrata almeno sulla base della tecnica per differenziare traiettorie di guida esperte rispetto a traiettorie di guida non esperte, opzionalmente essa corrisponde alla rete neurale artificiale di valutazione 15 addestrata per l?esecuzione della tecnica actor-critic. Furthermore, according to the preferred embodiment of the present invention, the electronic processing resources are configured to assign an evaluation score (block 6), to each of the calculated driving trajectories, based on an evaluation model 17 produced at the end of the training of the evaluation artificial neural network 15; wherein, the evaluation artificial neural network 15 is trained at least on the basis of the technique for differentiating expert driving trajectories from non-expert driving trajectories, optionally it corresponds to the evaluation artificial neural network 15 trained for the execution of the actor-critic technique.

Inoltre, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per mappare una traiettoria di guida (che sia relativamente complessa, relativamente semplice o di ripiego) ad un punteggio di valutazione sulla base del modello di valutazione 17. Additionally, the electronic processing resources are configured to map a driving trajectory (whether relatively complex, relatively simple, or a fallback) to an evaluation score based on evaluation model 17.

In dettaglio, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per ordinare, in particolare nella struttura dati ad albero, le traiettorie di guida calcolate sulla base dei punteggi di valutazione assegnati alle traiettorie di guida; in particolare, per ordinare le traiettorie di guida in modo che i punteggi di valutazione ad esse assegnati siano disposti in modo decrescente. In detail, the electronic processing resources are configured to sort, in particular in the tree data structure, the driving trajectories calculated on the basis of the evaluation scores assigned to the driving trajectories; in particular, to sort the driving trajectories so that the evaluation scores assigned to them are arranged in decreasing order.

Le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per selezionare (blocco 7) una delle traiettorie di guida relativamente semplici e relativamente complesse calcolate sulla base di uno o pi? criteri predefiniti; in particolare, sulla base del modello di valutazione 17 ed eventualmente, ma preferibilmente, sulla base dell?una o delle differenti condizioni di sicurezza da soddisfare. Secondo una differente forma realizzativa della presente invenzione, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per assegnare un punteggio di valutazione (blocco 6), alle traiettorie di guida relativamente complesse e per selezionare una di tali traiettorie di guida relativamente complesse. The electronic processing resources are configured to select (block 7) one of the relatively simple and relatively complex driving trajectories calculated on the basis of one or more predefined criteria; in particular, on the basis of the evaluation model 17 and possibly, but preferably, on the basis of one or more different safety conditions to be satisfied. According to a different embodiment of the present invention, the electronic processing resources are configured to assign an evaluation score (block 6) to the relatively complex driving trajectories and to select one of these relatively complex driving trajectories.

Inoltre, in particolare, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per determinare se, per una traiettoria di guida, l?una o le differenti condizioni di sicurezza da soddisfare risultano soddisfatte o non soddisfatte; e per selezionare (blocco 7) una delle traiettorie di guida di ripiego, nel caso l?una o le differenti condizioni di sicurezza non risultino essere soddisfatte per un numero predefmito di traiettorie di guida; in particolare, per le prime k traiettorie di guida meglio valutate, a cui sono assegnati punteggi di valutazione maggiori od uguali ai punteggi di valutazione assegnati a ulteriori traiettorie di guida calcolate. Furthermore, in particular, the electronic processing resources are configured to determine whether, for a driving trajectory, one or several safety conditions to be satisfied are satisfied or not satisfied; and to select (block 7) one of the fallback driving trajectories, in the event that one or several safety conditions are not satisfied for a predefined number of driving trajectories; in particular, for the first k best-rated driving trajectories, which are assigned evaluation scores greater than or equal to the evaluation scores assigned to further calculated driving trajectories.

In particolare, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per selezionare (blocco 7) una delle traiettorie di guida di ripiego sulla base dei punteggi di valutazioni ad esse assegnate; in maggior dettaglio, per selezionare (blocco 7) una traiettoria di guida di ripiego con un punteggio di valutazione maggiore od uguale rispetto ai punteggi di valutazione delle altre traiettorie di guida di ripiego. Inoltre, in particolare, le differenti condizioni di sicurezza risulteranno essere soddisfatte per tale traiettoria di guida di ripiego per definizione. In particular, the electronic processing resources are configured to select (block 7) one of the fallback driving trajectories based on the evaluation scores assigned to them; in greater detail, to select (block 7) a fallback driving trajectory with an evaluation score greater than or equal to the evaluation scores of the other fallback driving trajectories. Furthermore, in particular, the different safety conditions will be satisfied for this fallback driving trajectory by definition.

In maggior dettaglio, le risorse elettroniche di elaborazione sono configurate per determinare che le condizioni di sicurezza siano soddisfatte per un numero k di traiettorie meglio valutate delle traiettorie di guida ordinate. In more detail, the electronic processing resources are configured to determine that the safety conditions are satisfied for a number k of trajectories that are best estimated from the ordered driving trajectories.

Se le condizioni di sicurezza sono determinate essere soddisfatte per una traiettoria di guida (sia essa relativamente complessa o relativamente semplice), le risorse elettroniche di elaborazione sono inoltre configurate per selezionare (blocco 7) tale traiettoria di guida e preferibilmente per interrompere la verifica per le ulteriori traiettorie di guida calcolate che fanno parte dell?insieme delle traiettorie di guida. If the safety conditions are determined to be satisfied for a driving path (whether relatively complex or relatively simple), the electronic processing resources are further configured to select (block 7) that driving path and preferably to stop the verification for the further calculated driving paths that are part of the set of driving paths.

Sulla base di quanto sopra descritto, sono evidenti i vantaggi che la presente invenzione consente di raggiungere. Based on the above description, the advantages that the present invention allows to achieve are evident.

In particolare, il presente software di pianificazione di traiettorie di guida consente di pianificare traiettorie sicure e confortevoli per il comportamento di un autoveicolo in guida autonoma al fine di migliorare l?esperienza dei passeggeri dell?autoveicolo; in particolare, la presente invenzione consente di pianificare traiettorie di guida sicure e confortevoli combinando il calcolo di traiettorie di guida relativamente semplici ed il calcolo di traiettorie di guida relativamente complesse. In particular, the present driving trajectory planning software enables the planning of safe and comfortable driving trajectories for the behavior of a self-driving vehicle in order to improve the experience of the vehicle's passengers; in particular, the present invention enables the planning of safe and comfortable driving trajectories by combining the calculation of relatively simple driving trajectories with the calculation of relatively complex driving trajectories.

Inoltre, una semplice combinazione del calcolo di traiettorie di guida relativamente semplici e del calcolo di traiettorie di guida relativamente complesse difficilmente porterebbe ad un miglioramento della sicurezza e della confortevolezza delle traiettorie di guida calcolate; infatti, le traiettorie di guida calcolate sulla base di un sistema o algoritmo di intelligenza artificiale, ovvero le traiettorie di guida relativamente complesse, verrebbero spesso respinte da un valutatore in quanto non sicure. Furthermore, a simple combination of calculating relatively simple driving paths and calculating relatively complex driving paths would hardly lead to an improvement in the safety and comfort of the calculated driving paths; in fact, driving paths calculated on the basis of an artificial intelligence system or algorithm, i.e., relatively complex driving paths, would often be rejected by an evaluator as unsafe.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI 1. Software di pianificazione di traiettorie di guida per un sistema autoveicolistico (1) elettronico di controllo della dinamica di un autoveicolo; in cui, il software di pianificazione di traiettorie di guida ? memorizzabile in, ed eseguibile da, risorse elettroniche di elaborazione ed ? progettato per far s? che, quando eseguito, queste ultime diventino configurate per:1. Driving path planning software for a motor vehicle electronic dynamics control system (1); wherein, the driving path planning software is storable in, and executable from, electronic processing resources and is designed so that, when executed, the latter become configured to: ricevere grandezze autoveicolistiche fornite da una piattaforma sensoriale autoveicolistica (2) progettata per rilevare grandezze autoveicolistiche; implementare una rete neurale artificiale di pianificazione (10) addestrata per calcolare traiettorie di guida che imitano diverse traiettorie di guida performate da conducenti esperti, o traiettorie di guida esperte; e calcolare una o pi? traiettorie di guida relativamente complesse sulla base delle grandezze autoveicolistiche ricevute e sulla base della rete neurale artificiale di pianificazione (10);receive automotive quantities provided by an automotive sensor platform (2) designed to detect automotive quantities; implement a planning artificial neural network (10) trained to compute driving trajectories that mimic different driving trajectories performed by expert drivers, or expert driving trajectories; and compute one or more relatively complex driving trajectories based on the received automotive quantities and based on the planning artificial neural network (10); selezionare una delle traiettorie di guida calcolate sulla base di uno o pi? criteri predefiniti; eselect one of the driving paths calculated on the basis of one or more predefined criteria; and controllare l?operativit? dell?autoveicolo per far s? che esso segua la traiettoria di guida selezionata;check the operation of the vehicle to ensure that it follows the selected driving path; caratterizzato sul fatto che la rete neurale artificiale di pianificazione (10) ? addestrata sulla base di un modello di valutazione (17) configurato per valutare traiettorie di guida sulla base di uno o pi? fattori di valutazione di traiettorie di guida; edcharacterized in that the planning artificial neural network (10) is trained on the basis of an evaluation model (17) configured to evaluate driving trajectories on the basis of one or more driving trajectory evaluation factors; and in cui, il software di pianificazione di traiettorie di guida ? inoltre progettato per far s? che, quando eseguito, le risorse elettroniche di elaborazione diventino configurate per implementare una rete neurale artificiale di valutazione (15) addestrata per determinare un modello di valutazione (17) effettuando ciclicamente ed in modo alternato due differenti addestramenti.wherein, the driving trajectory planning software is further designed so that, when executed, the electronic processing resources become configured to implement an evaluation artificial neural network (15) trained to determine an evaluation model (17) by cyclically and alternately performing two different training runs. 2. Software di pianificazione di traiettorie di guida secondo la rivendicazione 1, in cui la rete neurale artificiale di valutazione (10) ? addestrata effettuando ciclicamente in modo alternato un apprendimento per ricompense sulla base di uno schema di ricompense (18) predefinito ed un differente e secondo apprendimento per determinare il modello di valutazione (17). 2. Driving trajectory planning software according to claim 1, wherein the evaluation artificial neural network (10) is trained by cyclically performing in an alternating manner a reward learning based on a predefined reward scheme (18) and a different and second learning to determine the evaluation model (17). 3. Software di pianificazione di traiettorie di guida secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la rete neurale artificiale di valutazione (10) ? addestrata effettuando ciclicamente in modo alternato:3. Driving trajectory planning software according to claim 1 or 2, wherein the evaluation artificial neural network (10) is trained by cyclically performing in an alternating manner: un apprendimento per ricompense sulla base di uno schema di ricompense (18) predefinito e sulla base di una predizione effettuata dalla rete neurale artificiale di pianificazione (10) ad una epoca di addestramento precedente; edreward learning based on a predefined reward scheme (18) and on a prediction made by the planning artificial neural network (10) at a previous training epoch; and un addestramento sulla base di una tecnica per differenziare, in funzione degli uno o pi? fattori di valutazione di traiettorie di guida, traiettorie di guida esperte rispetto a traiettorie di guida non esperte.training based on a technique for differentiating, based on one or more factors for evaluating driving trajectories, expert driving trajectories from non-expert driving trajectories. 4. Software di pianificazione di traiettorie di guida secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui la rete neurale artificiale di pianificazione (10) ? addestrata effettuando ciclicamente in modo alternato:4. Driving trajectory planning software according to any preceding claim, wherein the planning artificial neural network (10) is trained by cyclically performing in an alternating manner: - un apprendimento per imitare le traiettorie di guida performate da conducenti esperti; ed- learning to imitate the driving trajectories performed by expert drivers; and - un apprendimento per rinforzo sulla base del modello di valutazione (17) prodotto dalla rete neurale artificiale di valutazione (15) ad un?epoca di addestramento precedente.- a reinforcement learning based on the evaluation model (17) produced by the evaluation artificial neural network (15) at a previous training epoch. 5. Software di pianificazione di traiettorie di guida secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, e progettato per far s? che, quando eseguito, le risorse elettroniche di elaborazione diventino configurate per calcolare una o pi? traiettorie di guida relativamente semplici sulla base delle grandezze autoveicolistiche ricevute e sulla base di regole geometriche e/o cinematiche; ed in cui la rete neurale artificiale di valutazione (15) ? addestrata determinando il modello di valutazione (17) sulla base delle traiettorie di guida relativamente semplici.5. Driving trajectory planning software according to any preceding claim, and designed so that, when executed, the electronic processing resources become configured to calculate one or more relatively simple driving trajectories based on the received automotive quantities and on the basis of geometric and/or kinematic rules; and wherein the evaluation artificial neural network (15) is trained by determining the evaluation model (17) based on the relatively simple driving trajectories. 6. Software di pianificazione di traiettorie di guida secondo la rivendicazione 5, in cui la rete neurale artificiale di valutazione (15) ? addestrata retro propagando una o pi? delle traiettorie di guida relativamente semplici (19) al fine di determinare, convenientemente una o diverse mappe di costo del, il modello di valutazione (17). 6. Driving trajectory planning software according to claim 5, wherein the evaluation artificial neural network (15) is trained by back-propagating one or more of the relatively simple driving trajectories (19) in order to determine, conveniently, one or several cost maps of the evaluation model (17). 7. Software di pianificazione di traiettorie di guida secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, e progettato per far s? che, quando eseguito, le risorse elettroniche di elaborazione diventino configurate per:7. Driving path planning software according to any preceding claim, and designed so that, when executed, the electronic processing resources become configured to: calcolare una o pi? traiettorie di guida relativamente semplici sulla base delle grandezze autoveicolistiche ricevute e sulla base di regole geometriche e/o cinematiche; ecalculate one or more relatively simple driving trajectories based on the received vehicle data and on the basis of geometric and/or kinematic rules; and selezionare (blocco 7) una delle traiettorie di guida sulla base del modello di valutazione (17), ed eventualmente sulla base di una o differenti condizioni di sicurezza da soddisfare.select (block 7) one of the driving trajectories based on the evaluation model (17), and possibly based on one or different safety conditions to be satisfied. 8. Software di pianificazione di traiettorie di guida secondo la rivendicazione 7, e progettato per far s? che, quando eseguito, le risorse elettroniche di elaborazione diventino configurate per:8. Driving path planning software according to claim 7, and designed so that, when executed, the electronic processing resources become configured to: calcolare una o differenti traiettorie di guida di ripiego (fallback) sulla base delle grandezze autoveicolistiche ricevute, sulla base di regole geometriche e/o cinematiche e sulla base dell?una o delle differenti condizioni di sicurezza da soddisfare;calculate one or different fallback driving trajectories based on the received vehicle data, on the basis of geometric and/or kinematic rules and on the basis of one or different safety conditions to be satisfied; determinare se, per una traiettoria di guida, l?una o le differenti condizioni di sicurezza da soddisfare risultano essere soddisfatte o non soddisfatte; e selezionare (blocco 7) una dell?una o delle differenti traiettorie di guida di ripiego sulla base del modello di valutazione (17), nel caso l?una o le differenti condizioni di sicurezza non risultino essere soddisfatte per un numero predefinito di traiettorie di guida.determine whether, for a driving path, one or several safety conditions to be satisfied are satisfied or not satisfied; and select (block 7) one of the one or several fallback driving paths on the basis of the evaluation model (17), in case one or several safety conditions are not satisfied for a predefined number of driving paths. 9. Software di pianificazione di traiettorie di guida secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, e progettato per far s? che, quando eseguito, le risorse elettroniche di elaborazione diventino configurate per addestrare la rete neurale artificiale di pianificazione (10) e fornire in uscita la rete neurale artificiale di pianificazione (10) addestrata.9. Driving trajectory planning software according to any preceding claim, and designed so that, when executed, the electronic processing resources become configured to train the planning artificial neural network (10) and output the trained planning artificial neural network (10). 10. Autoveicolo comprendente risorse elettroniche di elaborazione in cui ? memorizzato il software di pianificazione di traiettorie di guida secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti. 10. A motor vehicle comprising electronic processing resources in which the driving path planning software according to any of the preceding claims is stored.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210370980A1 (en) * 2018-10-16 2021-12-02 Five Al Limited Autonomous vehicle planning
US20220011776A1 (en) * 2020-06-05 2022-01-13 Gatik Ai Inc. Method and system for deterministic trajectory selection based on uncertainty estimation for an autonomous agent
US11243532B1 (en) * 2017-09-27 2022-02-08 Apple Inc. Evaluating varying-sized action spaces using reinforcement learning
US20220317695A1 (en) * 2020-07-10 2022-10-06 Goertek Inc. Multi-agv motion planning method, device and system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11243532B1 (en) * 2017-09-27 2022-02-08 Apple Inc. Evaluating varying-sized action spaces using reinforcement learning
US20210370980A1 (en) * 2018-10-16 2021-12-02 Five Al Limited Autonomous vehicle planning
US20220011776A1 (en) * 2020-06-05 2022-01-13 Gatik Ai Inc. Method and system for deterministic trajectory selection based on uncertainty estimation for an autonomous agent
US20220317695A1 (en) * 2020-07-10 2022-10-06 Goertek Inc. Multi-agv motion planning method, device and system

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