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专利号: 2019111136845
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般车辆
更新日期:2024-08-07
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于两段二阶贝塞尔曲线的自动平行泊车路径规划方法,其特征在于包括如下步骤:1)获取目标车位信息,利用车载超声波雷达、激光雷达、视觉传感器、毫米波雷达获取目标车位信息;所述目标车位信息包括车位长度Lc、车位宽度Lk和车位左上角位置Z;2)确定泊车目标位置D,即待泊车辆停靠在目标车位时后轴中点的目标位置,所述泊车目标位置D位于目标车位纵向中轴线上且在目标车位横向中轴线下方,距离目标车位横向

中轴线距离为其中L为待泊车辆轴距;

3)构建全局坐标系XOY,其中,坐标原点为泊车目标位置D,X轴为车位宽方向,以待泊车辆所在侧为正方向,Y轴为车位长方向,以车辆正向行驶方向为正方向;4)通过车载信息采集模块、数据处理模块实时获取待泊车辆位姿和待泊车辆周边障碍物位置;所述待泊车辆位姿包括待泊车辆后轴中点位置C和待泊车辆车身姿态角α;所述车身姿态角α为从Y轴逆时针转向车身纵轴的转角;5)构建泊车轨迹分段判断模型M;6)根据泊车轨迹分段判断模型M判断是否需要进行第一段泊车轨迹规划,如果需要进行第一段泊车轨迹规划,转步骤7);否则转步骤17);7)确定第一段泊车轨迹结束位置区域G;8)判断车身纵轴反向延长线L1与第一段泊车轨迹结束位置区域G是否有相交线段,若有相交线段则进行步骤9),否则调整车辆位姿,转步骤8);9)通过数据处理模块确定第一控制点P1位置,所述第一控制点P1为待泊车辆车身纵轴反向延长线L1与第一段泊车轨迹结束位置区域G交线段的中点;10)通过数据处理模块确定第一段泊车规划轨迹结束点P2位置;11)确定初始第二控制点临近区域K;12)根据待泊车辆后轴中点初始位置P0、第一控制点P1、第一段泊车规划轨迹结束点P2生成基于二阶贝塞尔曲线的第一段泊车规划轨迹,所述第一段泊车规划轨迹方程为:其中Bx(d)为第一段泊车规划轨迹横坐标,By(d)为第一段泊车规划轨迹纵坐标,P0x为待泊车辆后轴中点初始位置横坐标,P0y为待泊车辆后轴中点初始位置纵坐标,P1x为第一控制点横坐标,P1y为第一控制点纵坐标,P2x为第一段泊车规划轨迹结束点横坐标,P2y为第一段泊车规划轨迹结束点纵坐标;13)待泊车辆按照第一段泊车规划轨迹行驶,每隔Δt时间检测车辆与障碍物距离ΔX、检测并计算实际行驶轨迹与规划轨迹的位置误差ΔS(t)和实际车身姿态角与规划姿态角误差Δα(t),所述实际行驶轨迹与规划轨迹的位置误差ΔS(t)的计算公式如下:其中,其中ΔS(t)为t时刻车辆实际泊车轨迹与规划轨迹的位置误差,x(t)s为t时刻实际泊车位置的横坐标,y(t)s为t时刻实际泊车位置的纵坐标,x(t)g为t时刻规划泊车位置的横坐标,y(t)g为t时刻规划泊车位置的纵坐标;所述实际车身姿态角与规划姿态角误差Δα

(t)计算公式如下:Δα(t)=|α(t)s-α(t)g|其中Δα(t)为t时刻车辆实际车身姿态角与规划姿态角的误差,α(t)s为t时刻实际车身姿态角,α(t)g为t时刻规划车身姿态角;14)判断是否可以进行第二段泊车轨迹规划,判断方法为:若车辆沿第一段泊车轨迹行驶至某点处时车身纵轴反向延长线与初始第二控制点临近区域K有交点,则可以进行第二段泊车轨迹规划,转步骤17),否则进行下一步;15)判断是否同时满足ΔS(t)<H、Δα(t)<θ、ΔX>X,其中H为轨迹位置误差阈值,θ为轨迹角度误差阈值,X为安全距离阈值,若同时满足则不需要调整规划轨迹,转步骤13);否则转步骤16);16)动态调整第一段泊车规划轨迹;17)确定第二段轨迹开始点位置P,确定方法为:若进行了第一段泊车轨迹规划,则第二段轨迹开始点位置P为车身纵轴反向延长线与初始第二控制点临近区域K有交点时待泊车辆后轴中点所在位置,否则第二段轨迹开始点位置P为待泊车辆初始后轴中点所在的位置;18)确定第二控制点位置P3,第二控制点位置P3为过点P的车身纵轴反向延长线与Y轴正方向的交点;19)根据第二段轨迹开始点P、第二控制点P3、泊车目标位置点D生成基于二阶贝塞尔曲线的第二段泊车规划轨迹,所述第二段泊车规划轨迹方程为:其中Cx(d)为第二段泊车规划轨迹横坐标,Cy(d)为第二段泊车规划轨迹纵坐标,Px为第二段轨迹开始点横坐标,Py为第二段轨迹开始点纵坐标,P3x为第二控制点横坐标,P3y为第二控制点纵坐标,Dx为泊车目标位置点横坐标,Dy为泊车目标位置点纵坐标;20)待泊车辆按照第二段泊车规划轨迹行驶,检测并计算车辆与障碍物距离ΔX、实际行驶轨迹与规划轨迹的位置误差ΔS(t)和实际车身姿态角与规划姿态角误差Δα(t);21)判断是否同时满足ΔS(t)<H、Δα(t)<θ、ΔX>X,其中H为轨迹位置误差阈值,θ为轨迹角度误差阈值,X为安全距离阈值,若同时满足则不需要调整规划轨迹,转步骤23);否则转步骤22);22)动态调整第二段泊车规划轨迹;23)车辆沿第二段泊车规划轨迹行驶直至泊车目标位置,完成泊车。2.如权利要求1所述的基于两段二阶贝塞尔曲线的自动平行泊车路径规划方法,其特征在于所述步骤5)中,所述泊车轨迹分段判断模型M构建方法包括如下步骤:5.1)过待泊车辆后轴中点沿车身纵轴反方向作射线,记为L1;5.2)在Y轴正方向上距泊车目标位置D为N的点向Y轴正方向作射线,记为L2;5.3)以Z点为圆心作半径的圆S1,其中W为待泊车辆轮距。

3.如权利要求1所述的基于两段二阶贝塞尔曲线的自动平行泊车路径规划方法,其特征在于所述步骤6)中,所述是否需要进行第一段泊车轨迹规划的判断方法为:如果泊车轨迹分段判断模型M中射线L1与圆S1不相交且与射线L2在圆S1下侧相交,则不需要进行第一段

泊车轨迹规划,否则需要进行第一段泊车轨迹规划。4.如权利要求1所述的基于两段二阶贝塞尔曲线的自动平行泊车路径规划方法,其特征在于所述步骤7)中,所述第一段泊车轨迹结束位置区域G确定方法包括如下步骤:7.1)过在目标车位内且在Y轴正方向上的一点,在待泊车辆所在侧作与Y轴正方向夹角为α2且与圆s1下半部分相切的射线L3,该点为第一段泊车轨迹结束位置区域右上角点,记为D0;7.2)过D点在待泊车辆所在侧作与Y轴正方向夹角为α1的射线L4;射线L3、L4交点为第一段泊车轨迹结束位置区域左上角点,记为点Q;7.3)D、D0、Q三点连线构成的三角形区域为第一段泊车轨迹结束位置区域G。5.如权利要求1所述的基于两段二阶贝塞尔曲线的自动平行泊车路径规划方法,其特征在于所述步骤10)中,所述第一段泊车规划轨迹结束点P2位置确定方法包括如下步骤:10.1)过第一控制点P1向停车位侧作平行于G区域上下边界线的射线L5、L6;10.2)作L5、L6两射线所夹角的角平分线;记该线与第一段泊车轨迹结束位置区域右边界所交点为初始第二控制点P3′;10.3)第一控制点P1与初始第二控制点P3′连线中点为第一段泊车规划轨迹结束点P2。6.如权利要求1所述的基于两段二阶贝塞尔曲线的自动平行泊车路径规划方法,其特征在于所述步骤11)中,所述初始第二控制点临近区域K确定方法如下:若P3y′-δ>0,则初始第二控制点临近区域K由点P3′沿Y轴正、负方向分别加长度为δ的线段所构成,若P3y′-δ≤0,初始第二控制点临近区域K由点P3′到点P3′沿Y轴正方向加长度为δ的线段所构成;其中P3y′为初始第二控制点P3′纵坐标。7.如权利要求1所述的基于两段二阶贝塞尔曲线的自动平行泊车路径规划方法,其特征在于所述步骤16)中,所述第一段泊车规划轨迹动态调整方法包括如下步骤:16.1)判断车辆与障碍物距离是否大于预设安全距离阈值X,如车辆与障碍物距离大于预设安全距离阈值X则转步骤16.2),否则转16.3);16.2)获取待泊车辆位姿信息并覆盖原有待泊车辆初始位姿信息,转步骤5);16.3)待泊车辆向远离障碍物侧偏移,偏移角为α0,转步骤16.1)。8.如权利要求1所述的基于两段二阶贝塞尔曲线的自动平行泊车路径规划方法,其特征在于所述步骤22)中,所述第二段泊车规划轨迹动态调整方法包括如下步骤:22.1)判断车辆与障碍物距离是否大于预设安全距离阈值X,如车辆与障碍物距离大于预设安全距离阈值X则转步骤22.2),否则转22.5);22 .2)车身纵轴反向延长线与第二控制点生成区域有交点则进行步骤22 .3),否则转22.4);所述第二控制点生成区域为距零点长度为E的Y轴正方向上一点与距零点长度为F的Y轴正方向上一点所构成的线段;22.3)获取待泊车辆位姿信息并覆盖原有P点位姿信息,转步骤18);22.4)调整待泊车辆位姿,转步骤22.1);22.5)待泊车辆向远离障碍物侧偏移,偏移角为α0,转步骤22.1)。