本发明专利技术公开了一种针对狭窄垂直车位的自动泊车轨迹规划方法及电子设备，包括如下步骤：根据车辆感知信息，划定能够接管车辆完成自动泊车的初始范围；根据车辆与车位之间的相对位置，建立坐标系，导入车辆周围环境的参数模型；基于五次多项式完成第一段轨迹规划，使得车辆行驶至能够一次泊入的位置；基于几何法和三次多项式耦合的方式依次完成第二段轨迹规划和第三段规划，使得车辆由能够一次泊入的位置一次泊入车位，再最终停在车位正中间的位置；最后将计算得到的轨迹信息以矩阵的形式输出，为车辆的控制提供数据。避免多次前后腾挪和档位切换，最大程度节约车位前通道空间的泊车轨迹，同时满足狭窄停车场环境下杜宇泊车过程舒适度的要求。程舒适度的要求。程舒适度的要求。
【技术实现步骤摘要】
针对狭窄垂直车位的自动泊车轨迹规划方法及电子设备
[0001]本专利技术属于汽车相关人工智能技术中的自动驾驶领域，尤其涉及一种针对狭窄垂直车位的自动泊车轨迹规划方法及电子设备。
技术介绍
[0002]现如今，汽车行业发展迅速，汽车相关技术快速提高，人们对于出行工具的需求也越来越高；很多汽车产品开始推出智能辅助驾驶和无人驾驶功能，用以帮助驾驶员驾驶车辆，提高汽车的行驶安全性，同时降低长时间驾驶带来的疲劳感。
[0003]在停车场或园区内，环境相对固定，障碍物的种类也相对单一，因此在停车场内的自动驾驶是目前落地最多的技术环境。同时，当下机动车保有量越来越大，造成车位愈发紧张，很多停车场的面积十分有限。面对通道狭窄的垂直车位停车场环境，现存的自动泊车策略少数会无法完成泊入，多数会采用传统的多步泊入方法，通过在车位前的多次切换档位、前后腾挪的方式完成泊入，这种方法效率低下，有失败的可能性，同时多次的停车与档位切换，对于跟踪控制的精度提出了很高的要求。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种针对狭窄垂直车位的自动泊车轨迹规划方法及电子设备，避免多次前后腾挪和档位切换，最大程度节约车位前通道空间的泊车轨迹，同时满足狭窄停车场环境下杜宇泊车过程舒适度的要求。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题，提供如下技术方案：
[0006]一种针对狭窄垂直车位的自动泊车轨迹规划方法，其特征在于包括如下步骤：
[0007]S1：根据车辆感知信息，建立坐标系，划定能够自初始位置接管车辆完成自动泊车的初始范围；
[0008]S2：根据车辆初始范围与车位之间的相对位置，在坐标系中导入车辆周围环境的参数模型，计算能够一次泊入的位置；
[0009]S3：基于五次多项式完成第一段轨迹规划，使得车辆由初始位置行驶至能够一次泊入的位置；
[0010]S4：基于几何法和三次多项式耦合的方式完成第二段轨迹规划，使得车辆由所述能够一次泊入的位置一次性泊入到所述车位；
[0011]S5：基于五次多项式完成第三段轨迹规划，使得车辆最终停在车位正中间的位置；
[0012]S6：将计算得到的轨迹信息以矩阵的形式输出，为车辆控制提供数据。
[0013]上述技术方案中，步骤S1根据感知信息数据，依照车位初始位置建立坐标系，在车位前或上部的其中一侧划定泊车初始范围，所述初始范围为：靠近车位其中一侧的车辆纵向边界为边界低端纵坐标，自所述边界纵坐标间隔车架横梁的长度设置为边界高端纵坐标；车位前或上部的所述一侧边界点为初始范围近端横坐标，位于车位上部的车辆后轴车架横梁中心点设置为初始范围远端横坐标。
[0014]上述技术方案中，S1中初始范围中，车辆后轴车架横梁中心点位于车位上部，距离车位上边缘线1m至4m；由一般车辆车架横梁位置和两边纵梁位置尺寸参数设置车架横梁的长度为8m；在车位前右侧划定初始范围如下：
[0015]b_4＝b+1
[0016]b_5＝b+4
[0017]a_5＝a+8；
[0018]其中，(a,b)是车位右侧边界点，a为车位右侧边界的横坐标；b为车位右侧边界的纵坐标；
[0019](a_4,b_4)是初始位置的左下边界点坐标；
[0020](a_5,b_5)是初始位置的右上边界点坐标；
[0021]在车位前左侧划定初始范围的步骤与上述类似。
[0022]上述技术方案中，步骤S2基于车辆的运动学模型、右侧边角碰撞约束、和左侧边角碰撞约束，计算车辆在泊入过程中不会与车位发生碰撞的轨迹圆心(center_x，center_y)，
[0023]其中，右侧边角碰撞约束：
[0024][0025]式中：
[0026]Rmin：汽车的最小转弯半径；
[0027]W：汽车的宽度；
[0028]safe_dis：汽车的与车位边界需要保持的最小安全距离；
[0029]a为车位的边界点右侧边角的横坐标，b为车位的边界点右侧边角的纵坐标；
[0030]左侧边角碰撞约束：
[0031]center_x
‑
R min≥a_2+W/2+safe_dis
[0032]其中；a
‑
2为左侧边角的横坐标，b
‑
2为右侧边角的纵坐标；
[0033]求得：center_x＝a_2+safe_dis+W/2+R min
[0034][0035]上述技术方案中，步骤S3由轨迹圆心得到能够一次泊入的位置或初始位置：依据圆心轨迹纵坐标直接得到能够一次泊入的位置纵坐标：
[0036]y_2＝center_y+Rmin
[0037]横坐标x_2与x_1的距离设置为同纵坐标y_2与y_1的距离正相关，为：
[0038]x_2
‑
x_1＝5*(y_2
‑
y_1)。
[0039]上述技术方案中，步骤S3所述第一段轨迹f为由初始位置行驶至能够一次泊入的位置这段轨迹，利用五次多项进行第一段轨迹规划，保证这段轨迹的跃度最小，即取最小值；
[0040]其中，车辆从初始位置到能够一次泊入的位置所花费的时间t间隔如下：
[0041]t0＝0；
[0042]t1＝(a_2
‑
a_1+1)/v_target；
[0043]目标速度设定为v_target＝0.8m/s。
[0044]上述技术方案中，步骤S4中使用几何法和三次多项式结合的方法进行第二段轨迹规划，利用直线与曲线的连接几何法规划路径，利用三次多项式规划速度，最终将二者合成规划轨迹：
[0045]车辆的路径s(t)＝a0+a1(t
‑
t2)+a2(t
‑
t2)2+a3(t
‑
t2)3,t2≤t≤t3；
[0046][0047]式中t2是第二段轨迹的初始时间点，t3是结束时间点，a0、a1、a2、a3为多项式代数， s0代表初始位置，v0代表初始速度，h代表第二段轨迹的位移，T代表第二段轨迹所消耗的时间。
[0048]上述技术方案中，步骤S5中第三段轨迹的规划使用同S4同样的方法进行轨迹规划，终点位置限制为车位的中心位置，保证车辆的泊车规范性。
[0049]上述技术方案中，S4中第二段规划中的结束点的速度和S5中第三段规划的初始点速度相同，且两个点处的转向角度设置相同。这样可以保证两段轨迹的平稳衔接，能够实现平滑的过度。
[0050]优选，S4中第二段规划中的结束点的速度和设置为0.6m/s，同时第三段规划的初始点速度同样为0.6m/s，这样可以保证两段轨迹的平稳衔接，同时二者的转向角度同样为0，完全能够实现平滑的过度。
[0051]一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，一个或多个程序，其特征在于所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种针对狭窄垂直车位的自动泊车轨迹规划方法，其特征在于包括如下步骤：S1：根据车辆感知信息，建立坐标系，划定能够自初始位置接管车辆完成自动泊车的初始范围；S2：根据车辆初始范围与车位之间的相对位置，在坐标系中导入车辆周围环境的参数模型；计算能够一次泊入的位置；S3：基于五次多项式完成第一段轨迹规划，使得车辆由初始位置行驶至能够一次泊入的位置；S4：基于几何法和三次多项式耦合的方式完成第二段轨迹规划，使得车辆由所述能够一次泊入的位置一次性泊入到所述车位；S5：基于五次多项式完成第三段轨迹规划，使得车辆最终停在车位正中间的位置；S6：将计算得到的轨迹信息以矩阵的形式输出，为车辆控制提供数据。2.根据权利要求1所述的针对狭窄垂直车位的自动泊车轨迹规划方法，其特征在于步骤S1根据感知信息数据，依照车位初始位置建立坐标系，在车位前或上部的其中一侧划定泊车初始范围；所述初始范围为：靠近车位其中一侧的车辆纵向边界为边界低端纵坐标，自所述边界纵坐标间隔车架横梁的长度设置为边界高端纵坐标；车位前或上部的所述一侧边界点为初始范围近端横坐标，位于车位上部的车辆后轴车架横梁中心点设置为初始范围远端横坐标。3.根据权利要求2所述的针对狭窄垂直车位的自动泊车轨迹规划方法，其特征在于步骤S1中初始范围中，车辆后轴车架横梁中心点位于车位上部，距离车位上边缘线1m至4m；由一般车辆车架横梁位置和两边纵梁位置尺寸参数设置车架横梁的长度为8m；在车位前右侧划定初始范围如下：b_4＝b+1b_5＝b+4a_5＝a+8；其中，(a,b)是车位右侧边界点，a为车位右侧边界的横坐标；b为车位右侧边界的纵坐标；(a_4,b_4)是初始位置的左下边界点坐标；(a_5,b_5)是初始位置的右上边界点坐标；在车位前左侧划定初始范围的步骤与上述类似。4.根据权利要求1所述的针对狭窄垂直车位的自动泊车轨迹规划方法，其特征在于步骤S2基于车辆的运动学模型、右侧边角碰撞约束、和左侧边角碰撞约束，计算车辆在泊入过程中不会与车位发生碰撞的轨迹圆心(center_x，center_y)，其中，右侧边角碰撞约束：式中：Rmin：汽车的最小转弯半径；W：汽车的宽度；
safe_dis：汽车的与车位边界需要保持的最小安全距离；a为车位的边界点右侧边角的横坐标，b为车位的边界点右侧边角的纵坐标；左侧边角碰撞约束：center_x
‑
Rmin≥a_2+W/2+safe_dis其中；a
‑
2为左侧边角的横坐标，b
‑
2为右侧边角的纵坐标；求得：center_x＝a_2+safe_dis+W/2+Rmin5.根据权利要求1所述的针对狭窄垂直车位的自动泊车轨迹规划方法，其特征在于步骤S3由轨迹圆心得到所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐峰祥，王峥明，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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