一种自动平行泊车路径规划方法技术

本发明专利技术公开了一种自动平行泊车路径规划方法。所采用的方法是以车辆进入车位的航向角为基础，并基于车辆的运动学模型、B样条曲线、直线、回旋线、圆弧进行组合的路径规划方法，其具体的步骤如下：1)传感器检测车位的大小并建立车位坐标系；2)在建立坐标系的基础上判断是否满足最小泊车位的要求；3)根据车辆所在位置先利用圆弧

【技术实现步骤摘要】
一种自动平行泊车路径规划方法


[0001]本专利技术涉及自动平行泊车
，尤其是涉及一种以车辆进入车位航向角为基础，并基于多曲线组合的自动平行泊车路径规划方法。

技术介绍

[0002]随着汽车数量的不断增加，导致现在停车场的车位变得非常紧张，从而导致泊车区域附近的环境变得越来越复杂，增大了驾驶员成功进入车位的难度，这样也极易导致交通事故。
[0003]另一方面，无人驾驶在以后的汽车发展过程中是一个重要的方向。其中自动泊车是无人驾驶车辆的重要组成部分，当需要泊车时，驾驶员停到车位附近，车辆自动地寻找泊车位置，在正确寻找到满足泊车要求的车位之后进行路径规划，并根据规划的路径控制车辆的转向和速度，从而实现轨迹跟踪，最终到达车位内部。这样不仅能够节约大量时间，还能够有效地减少由于泊车所造成的交通事故，改善整个泊车秩序，提高泊车的成功率。
[0004]虽然目前在一些高档车型上已经搭载了特定环境下的自动平行泊车技术，但是该技术并不是很成熟，存在成本高，算法复杂，所规划的车辆路径曲率不能连续，也不能够很好地嵌入到车载ECU中，所需车位较长的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有的自动平行泊车所规划的路径曲率不连续，导致车辆不能很好的沿着所规划的路径进行跟踪行驶和现有的单一曲线规划方法中计算量大，运行效率不高的问题而提供了一种自动平行泊车路径规划方法。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方法来实现：
[0007]一种自动平行泊车路径规划方法，该方法以车辆进入车位的航向角为基础，并基于车辆的运动学模型、B样条曲线、直线、回旋线、圆弧进行组合的路径规划方法，具体包括以下步骤：
[0008]1)传感器检测车位的大小并建立车位坐标系；
[0009]2)在车位坐标系基础上判断是否满足最小泊车位的要求；
[0010]3)根据车辆所在的位置先利用圆弧
‑
直线
‑
圆弧方法求解出满足车辆碰撞约束的航向角；
[0011]4)保证曲率的连续性并在求出航向角的基础上规划一条B样条曲线
‑
直线
‑
回旋线
‑
圆弧的自动平行泊车路径。
[0012]进一步的讲传感器检测车位大小采用的是车辆的每一侧各安装四个超声波雷达传感器进行检测，在每一侧的轮胎上方的车身上各安装两个超声波雷达传感器。车位坐标系中车辆运行的方向为X轴，从车位指向车辆并垂直于X轴的为Y轴，坐标原点在车位前方外侧边缘点。
[0013]进一步的讲在车位坐标系基础上判断是否满足最小车位要求中满足泊车位要求
的条件为：为所测车位的长度，L为所需要的最小车位长度，R
h
为车辆尾部中心所对应的最小转弯半径，W为车辆的宽度，l为车辆的轴距，l
f
为车辆的前悬，l
r
为车辆的后悬。
[0014]进一步的讲根据车辆所在位置利用圆弧
‑
直线
‑
圆弧方法求解出满足车辆碰撞约束的航向角中满足车辆碰撞约束条件分别为：1)在最后一段圆弧中车辆的左后端点的横坐标不能够与车位的后边缘发生碰撞；2)在最后一段圆弧中车辆的左后端点纵坐标能够成功的进入到车位内部；3)在最后一段圆弧中车辆的右后端点不能够与车位的下边缘发生碰撞；4)在最后一段圆弧中使车辆尽可能的停在车位的中间位置；5)车辆也要满足中间直线阶段防止与车位坐标系中的原点发生碰撞；6)在第一阶段车辆横坐标满足从X
D
沿着圆弧到X
A
进行转变；7)在第一阶段车辆纵坐标满足从Y
D
沿着圆弧到Y
A
进行转变。
[0015][0016](X
A
,Y
A
)：开始的第一段圆弧与中间直线阶段交点坐标；
[0017](X
B
,Y
B
)：最后一段圆弧车辆左后方端点开始位置；
[0018](X
D
,Y
D
)：车辆开始自动平行泊车左后方端点起始位置；
[0019]S：车辆直线阶段不与坐标原点发生碰撞的阈值
[0020]R
1min
：车辆最后一段圆弧左后方端点的最小转弯半径；
[0021]R
min
：车辆第一段圆弧左后方端点的最小转弯半径；
[0022]θ：车辆进入车位的航向角；
[0023]进一步的讲在航向角的基础上规划一条B样条曲线
‑
直线
‑
回旋线
‑
圆弧的自动平行泊车路径，具体指在第一段圆弧采用B样条曲线的形式所代替，对最后一段圆弧与直线部分加入回旋线进行连接。
[0024]进一步的讲第一段圆弧采用B样条曲线是依照所行使的路径最短来选取B样条曲线的6个控制点依次为P0～P5，形成三次B样条曲线。其中控制点的选择以所规划的路径最短为目标，并满足的约束条件分别为：1)控制点P0需要选择在车辆起始泊车位置上；2)控制点P5需要选择在车辆第一段圆弧路径规划的终止点位置上；3)控制点P1需要与P0连线的斜率为0；4)控制点P4与P5的连线的斜率应该为tan θ；5)车辆在泊车的过程中不与车位的右上角发生碰撞(车位坐标系中原点的位置)；6)规划路径上每一个点的曲率要小于车辆最小转弯半径的要求。
[0025][0026]x
P0
～x
P5
:控制点P0～P5的横坐标点；
[0027]y
P0
～y
P5
:控制点P0～P5的纵坐标点；
[0028]F：车位的右下端点坐标；
[0029]O：车位坐标系原点；
[0030]θ：车辆进入车位的航向角；
[0031]k
xi
：B样条曲线上点的曲率；
[0032]K：车辆最小转弯半径下的曲率；
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0034]1、本专利技术在车位检测模块在车辆的两侧分别安装四个超声波雷达进行检测，在增加检测精度的同时能够有效地降低系统的成本，增加系统检测的速度。
[0035]2、本专利技术的自动平行泊车路径规划方法以车辆进入车位的航向角为基础，并采用B样条曲线、直线、回旋线、圆弧多种线型组合的方法进行路径规划，有效的解决了各个线型存在的缺点，同时很好的解决了所规划的路线曲率不连续，计算效率低的问题。
[0036]本专利技术的路径规划方法采用多段线型组合方式很好的解决了规划路径曲率不连续、计算效率低的问题。
附图说明
[0037]图1为本专利技术的路径规划的流程示意图；
[0038]图2为实例中计算自动泊车所需要的最小车位示意图；
[0039]图3为圆弧
‑
直线
‑
圆弧方法中第二段圆弧约束示意图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动平行泊车路径规划方法，其特征在于：所采用的方法是以车辆进入车位的航向角为基础，并基于车辆的运动学模型、B样条曲线、直线、回旋线、圆弧进行组合的路径规划方法，具体包括以下步骤：1)传感器检测车位的大小并建立车位坐标系；2)在建立坐标系的基础上判断是否满足最小泊车位的要求；3)根据车辆所在的位置先利用圆弧
‑
直线
‑
圆弧方法求解出满足车辆碰撞约束的航向角；4)保证曲率的连续性并在求出航向角的基础上规划一条B样条曲线
‑
直线
‑
回旋线
‑
圆弧的自动平行泊车路径。2.如权利要求1所述一种自动平行泊车路径规划方法，其特征在于：所述步骤1)中传感器检测车位大小采用的是车辆的每一侧各安装四个超声波雷达传感器进行检测，在每一侧的轮胎上方的车身上各安装两个超声波雷达传感器；车位坐标系中车辆运行的方向为X轴，从车位指向车辆并垂直于X轴的为Y轴，坐标原点在车位前方外侧边缘点。3.如权利要求1所述一种自动平行泊车路径规划方法，其特征在于：所述步骤2)中在建立坐标系的基础上判断是否满足最小泊车位要求中满足泊车位要求的条件为：X为所测车位的长度，L为所需要的最小车位长度，R
h
为车辆尾部中心所对应的最小转弯半径，W为车辆的宽度，l为车辆的轴距，l
f
为车辆的前悬，l
r
为车辆的后悬。4.如权利要求1所述一种自动平行泊车路径规划方法，其特征在于：所述步骤3)中根据车辆所在位置利用圆弧
‑
直线
‑
圆弧方法求解出满足车辆碰撞约束的航向角中满足车辆碰撞约束条件分别为：1)在最后一段圆弧中车辆的左后端点的横坐标不能够与车位的后边缘发生碰撞；2)在最后一段圆弧中车辆的左后端点纵坐标能够成功的进入到车库内部；3)在最后一段圆弧中车辆的右后端点不能够与车位的下边缘发生碰撞；4)在最后一段圆弧中使车辆尽可能的停在车位的中间位置；5)车辆也要满足中间直线阶段防止与车位坐标系中的原点发生碰撞；6)在第一阶段车辆横坐标满足从X
D
沿着圆弧到X
A
进行转变；7)在第一阶段车辆纵坐标满足从Y
D
沿着圆弧到Y
A
进行转变；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉海，张秀才，吕睿，扈建龙，马林，刘持林，陈项羽，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：