2. 核心评价指标:乘坐舒适性、通行效率、能耗经济性、轨迹平滑性

调速度规划参数,说白了就是在四个指标之间找平衡。我刚开始做这行的时候,总觉得把车开快就完事了。结果呢?乘客晕车投诉,电池续航崩了,方向盘还来回抖。嗯,后来我才明白——这四个指标,一个都不能偏废。

一句话总结:舒适性管感受,效率管时间,能耗管里程,平滑性管执行。四者互相牵制,调参就是找那个“黄金交叉点”。

速度规划四大核心评价指标 速度规划目标 乘坐舒适性 通行效率 能耗经济性 轨迹平滑性 核心矛盾 舒适性 ↔ 效率(急加速省时间但颠簸) 平滑性 ↔ 能耗(频繁微调轨迹增加能耗)

2.1 乘坐舒适性——别让乘客晕车

舒适性,说白了就是加速度及其变化率。人不是货物,受不了猛起步、急刹车、突然打方向。

我习惯用两个物理量来量化:

  • 加速度 (a):单位 m/s²。一般控制在 ±2.0 m/s² 以内,急刹时不超过 3.0 m/s²。
  • 加加速度 (jerk):加速度的变化率,单位 m/s³。这个更关键——jerk 太大,乘客会感觉“被推了一下”。

我的经验值:日常场景下,jerk 控制在 1.0 m/s³ 以内,大部分乘客不会抱怨。运动模式可以放宽到 2.0 m/s³,但别超过 3.0。

我在项目中遇到过一件事:某次路测,乘客反馈“晕得想吐”。查了半天,发现是 jerk 上限设到了 5.0 m/s³。降到 1.5 之后,问题立刻消失。你想想看,省那 0.3 秒的加速时间,换来一车人难受,值吗?

2.2 通行效率——快,但别盲目

效率指标很直观:从 A 到 B 花了多少时间。但这里有个坑——不能只看平均速度。

我一般关注三个子指标:

  1. 总行程时间:起点到终点的时间,包含停车等待。
  2. 平均速度:总里程 / 总时间。城市道路 25-35 km/h 算不错了。
  3. 停车次数:每停一次车,重新加速就要多耗能、多花时间。
场景 目标平均速度 最大停车次数 备注
城市道路 25-35 km/h ≤ 3 次/km 红绿灯密集时放宽
快速路 50-70 km/h ≤ 1 次/km 尽量不停车
高速公路 90-110 km/h 0 次(理想) 跟车巡航为主

注意:别为了追求效率把加速度上限拉满。我曾经见过一个团队,把加速上限设到 4.0 m/s²,结果每趟省了 2 分钟,但电池过热报警多了 3 倍。得不偿失。

2.3 能耗经济性——续航就是生命线

对于电动车来说,能耗直接决定续航。我习惯用 Wh/km 来度量——每公里消耗多少瓦时。

影响能耗的主要因素:

  • 急加速/急减速:能量回收效率只有 60-70%,浪费的动能回不来。
  • 高速巡航:风阻与速度平方成正比,超过 80 km/h 后能耗飙升。
  • 频繁启停:每次起步都要克服静摩擦,比匀速行驶多耗 30-50%。

我个人习惯在调参时,把能耗作为一个软约束——不设硬上限,但用权重把它压到合理范围。举个例子:

# 伪代码:能耗权重影响代价函数
cost = w_time * time_cost + w_comfort * jerk_cost + w_energy * energy_cost
# 城市道路:w_energy = 0.3
# 高速场景:w_energy = 0.5  # 能耗权重提高

说白了,能耗和效率是一对冤家。开快了费电,开慢了费时间。怎么选?看场景。跑滴滴的,效率优先;跑长途的,能耗优先。

2.4 轨迹平滑性——让方向盘不“哆嗦”

轨迹平滑性,很多人容易忽略。它指的是规划出来的速度曲线是否连续、可执行。

不平滑的轨迹长什么样?

  • 速度曲线有“尖点”——突然从 30 km/h 跳到 10 km/h。
  • 加速度曲线不连续——上一秒还在加速,下一秒突然变减速。
  • 曲率变化剧烈——弯道里速度忽快忽慢。

我曾经遇到过一个问题:车辆在弯道里方向盘来回修正,像喝醉了一样。查到最后,发现是速度规划输出的加速度曲线有阶跃。底层控制器跟不上,就开始抖。嗯,从那以后,我要求所有速度曲线至少 C² 连续(加速度连续)。

平滑性检查清单:

  • 速度曲线:一阶可导(无尖点)
  • 加速度曲线:连续无阶跃
  • 加加速度曲线:尽量连续,峰值可控
  • 曲率-速度匹配:弯道速度不超出侧向加速度极限

2.5 四个指标的权衡——没有免费的午餐

你不可能同时把四个指标都做到最优。我习惯用一个权重矩阵来管理:

场景 舒适性权重 效率权重 能耗权重 平滑性权重
Robotaxi(载客) 0.40 0.25 0.20 0.15
物流配送 0.15 0.35 0.35 0.15
高速巡航 0.20 0.30 0.40 0.10
泊车/园区低速 0.30 0.10 0.20 0.40

你看,不同场景下,权重完全不一样。Robotaxi 最怕乘客晕车,所以舒适性权重最高;物流车要跑里程,能耗和效率都得兼顾;泊车场景速度低,平滑性反而成了关键——因为空间窄,轨迹稍微抖一下就蹭上了。

我的调参习惯:先固定三个指标,只调一个。比如先调舒适性,等 jerk 达标了,再调效率。四个一起动,你根本不知道谁影响了谁。

最后说一句:这四个指标没有绝对的好坏,只有场景适配。你调出来的参数,在 A 场景是神,换到 B 场景可能就是坑。所以,别迷信一套参数打天下——多跑场景,多调权重,才是正道。