STBoundsDecider ST 可行驶边界决策器

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模块定位

STBoundsDecider 是 FLAGS_use_st_drivable_boundary 模式下的 ST 边界生成器。与 SpeedBoundsDecider 不同，它通过扫描线算法逐时间步决策每个障碍物的超车/让行关系，生成连续的 ST 可行驶区域（drivable boundary），而非独立的 ST 边界。

类结构

STBoundsDecider (Decider)
├── STObstaclesProcessor  — 障碍物映射与决策管理
├── STGuideLine           — 引导线（期望 s-t 曲线）
└── STDrivingLimits       — 车辆动力学限制

Process() — 主流程

cpp

Status STBoundsDecider::Process(Frame* frame, ReferenceLineInfo* rli) {
  // 1. 初始化
  InitSTBoundsDecider(*frame, rli);

  // 2. 生成 Regular ST Bound（扫描线 + 决策排序）
  GenerateRegularSTBound(&regular_st_bound, &regular_vt_bound, &st_guide_line);

  // 3. 设置到 StGraphData
  st_graph_data->SetSTDrivableBoundary(regular_st_bound, regular_vt_bound);
}

st_bounds_decider.cc:L52-L89

InitSTBoundsDecider()

cpp

void InitSTBoundsDecider(const Frame& frame, ReferenceLineInfo* rli) {
  // 1. 障碍物映射到 ST 图
  st_obstacles_processor_.Init(path_length, total_time, path_data, path_decision, history);
  st_obstacles_processor_.MapObstaclesToSTBoundaries(path_decision);

  // 2. 初始化引导线（desired_speed = 15 m/s）
  st_guide_line_.Init(desired_speed);

  // 3. 初始化动力学限制
  st_driving_limits_.Init(max_acc=2.5, max_dec=5.0, max_v=22.5, init_v);
}

GenerateRegularSTBound() — 扫描线决策

核心算法：逐时间步（Δt = 0.1s）扫描，在每个时间步：

cpp

for (size_t i = 0; i < st_bound->size(); ++i) {
  double t = i * 0.1;

  // 1. 车辆动力学约束 → [s_lower, s_upper]
  auto driving_limits = st_driving_limits_.GetVehicleDynamicsLimits(t);
  s_lower = max(s_lower, driving_limits.first);
  s_upper = min(s_upper, driving_limits.second);

  // 2. 障碍物约束 → 多个可选 s 区间
  st_obstacles_processor_.GetSBoundsFromDecisions(t, &available_s_bounds, &decisions);

  // 3. 移除不可行选择
  RemoveInvalidDecisions(driving_limits, &available_choices);

  // 4. 按引导线排序选择最优
  double guide_s = st_guide_line_.GetGuideSFromT(t);
  RankDecisions(guide_s, driving_limits, &available_choices);

  // 5. 选择排名第一的决策
  auto top_choice = available_choices.front();
  s_lower = max(s_lower, top_choice.s_lower);
  s_upper = min(s_upper, top_choice.s_upper);

  // 6. 设置障碍物决策 & 更新限速信息
  st_obstacles_processor_.SetObstacleDecision(top_choice.decisions);
  st_driving_limits_.UpdateBlockingInfo(t, s_lower, v_lower, s_upper, v_upper);
}

GenerateFallbackSTBound() — 保守兜底

与 Regular 版本类似，但选择最保守的决策（最小 s_lower）：

cpp

// Always go for the most conservative option
for (auto& choice : available_choices) {
  if (choice.s_lower < top_choice.s_lower)
    top_choice = choice;
}

辅助类

STObstaclesProcessor

方法	功能
`MapObstaclesToSTBoundaries`	将障碍物轨迹映射为 ST 边界
`GetSBoundsFromDecisions`	给定 t，返回所有可选 s 区间及对应决策
`SetObstacleDecision`	确认某时间步的障碍物决策
`GetLimitingSpeedInfo`	获取限速障碍物的速度信息

STGuideLine

Init(desired_speed) — 以期望速度初始化引导线
GetGuideSFromT(t) — 获取 t 时刻的引导 s 值
UpdateBlockingInfo(t, s, is_lower) — 被阻塞时更新引导线

STDrivingLimits

Init(max_acc, max_dec, max_v, init_v) — 初始化动力学参数
GetVehicleDynamicsLimits(t) — 获取 t 时刻的 s 可达范围
UpdateBlockingInfo(...) — 被阻塞时更新可达范围

关键常量

常量	值	说明
`kSTBoundsDeciderResolution`	0.1s	时间步长
`kSTPassableThreshold`	3.0m	可通过间隙阈值
`desired_speed`	15.0 m/s	引导线期望速度
`max_acc`	2.5 m/s²	最大加速度
`max_dec`	5.0 m/s²	最大减速度

与 SpeedBoundsDecider 的区别

特性	SpeedBoundsDecider	STBoundsDecider
决策方式	独立 ST 边界 + 类型标签	扫描线逐步决策
输出	`vector<STBoundary*>`	`STDrivableBoundary`
障碍物关系	由 SpeedDecider 后续决定	在此任务内决定
启用条件	默认	`FLAGS_use_st_drivable_boundary`

贡献者

Steven Moder

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STBoundsDecider ST 可行驶边界决策器 ​

模块定位 ​

类结构 ​

Process() — 主流程 ​

InitSTBoundsDecider() ​

GenerateRegularSTBound() — 扫描线决策 ​

GenerateFallbackSTBound() — 保守兜底 ​

辅助类 ​

STObstaclesProcessor ​

STGuideLine ​

STDrivingLimits ​

关键常量 ​

与 SpeedBoundsDecider 的区别 ​

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