无人驾驶路径规划(三)局部路径规划-frenet坐标系

Frenet坐标系是一种常用于无人驾驶路径规划中的局部路径规划方法。它是由两个坐标系组成的，分别是Frenet纵向坐标系和横向坐标系。

Frenet纵向坐标系主要用于描述车辆在路径上的纵向运动，它的原点位于路径上的某一点，纵轴与路径的切线方向一致。其中，s轴表示纵向距离，表示车辆在路径上行驶的位置。而d轴表示横向距离，表示车辆在路径上的横向偏移量，即车辆离路径的距离。

Frenet横向坐标系用于描述车辆在路径上的横向运动，它的原点也位于路径上的某一点，横轴与路径的法向方向（垂直于切线方向的方向）一致。其中，l轴表示横向距离，表示车辆在路径的左右偏移量，即车辆相对于路径的位置。而r轴表示横向曲率半径，表示车辆所在位置的曲率半径，它与路径的曲率有关。

使用Frenet坐标系进行路径规划时，首先需要根据路径曲线，将路径离散化为一系列的路径点。然后，根据车辆当前状态（包括位置、速度、加速度等），在Frenet坐标系下进行规划。局部路径规划的目标是生成一条较短且安全的路径，能够使车辆沿着路径稳定行驶。

在Frenet坐标系下，路径规划算法主要涉及到横向运动和纵向运动的规划。横向运动规划主要考虑车辆与车道的对齐以及避免碰撞等因素，通常使用虚拟弓形路径或者多项式拟合等方法进行规划。纵向运动规划主要考虑车辆的速度和加速度等因素，以及与前车的保持安全距离和行驶速度的匹配等要求，一般采用经典的PID控制方法或者模型预测控制等技术。

总之，Frenet坐标系是无人驾驶路径规划中一种常用的局部路径规划方法，通过将车辆位置在路径上的纵向和横向运动分解为Frenet坐标系下的变量，并结合车辆动力学和环境约束，可以实现车辆的稳定行驶和避免碰撞等目标。