[发明专利]一种用于多种泊车场景的路径规划方法、系统及介质

说明书

本发明提供一种用于多种泊车场景的路径规划方法、系统及介质，采用环境感知模块、路径优化模块、单次路径规划模块、输出模块，所述单次路径规划模块包括依次连接路径规划建模模块、离散化模块、优化求解模块的结构和环境感知模块，基于视觉和超声波雷达进行车位和障碍物检测；路径优化模块，基于时间‑空间解耦的初始化策略进行单次路径规划的迭代优化；单次路径规划模块，基于一定的初始猜想，完成单次路径规划；输出模块，通过一定的筛选机制输出最优路径的规划方法，解决现有技术中路径规划方法不能适用于各种泊车场景的路径规划，未考虑离散点间约束违背的情况，缺乏一种更优的初始化方法的技术问题。

技术领域

本发明涉及路径规划技术领域，具体而言，涉及一种基于改进算法的用于多种泊车场景的路径规划方法、系统及介质。

背景技术

近年来，随着经济的高速发展，机动车数量迅速增加。但停车场数量有限，而且停车的规模越来越大，狭小的停车空间给驾驶员停车造成了严重的困难。泊车辅助系统可以有效解决“泊车难”的问题，而路径规划是自动泊车的重要步骤。

目前，路径规划的方法很多，大多仅针对特定泊车场景设计一段式或分段式泊车路径，同时存在停车转向、固定的泊车初始位置(固定点或区域)、无针对所有泊车位类型通用性的框架等问题。因此，一个适用于各种泊车场景的路径规划框架应运而生。然而，现有的通用性泊车路径规划方法未考虑离散点间约束违背的情况，同时缺乏一种更优的初始化方法，将导致更小泊车位的路径规划失败。

发明内容

本发明提供一种用于多种泊车场景的路径规划方法，采用环境感知模块、路径优化模块、单次路径规划模块、输出模块，环境感知模块，基于视觉和超声波雷达进行车位和障碍物检测；路径优化模块，基于时间-空间解耦的初始化策略进行单次路径规划的迭代优化；单次路径规划模块，基于一定的初始猜想，完成单次路径规划；输出模块，通过一定的筛选机制输出最优路径的规划方法，解决现有技术中路径规划方法不能适用于各种泊车场景的路径规划，未考虑离散点间约束违背的情况，缺乏一种更优的初始化方法的技术问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种用于多种泊车场景的路径规划方法包括环境感知模块、路径优化模块、单次路径规划模块、输出模块，所述环境感知模块包括车位检测模块和障碍物检测模块，所述车位检测模块判断所述车位的停车情况，所述障碍物检测模块判断检测周围障碍物情况，所述单次路径规划模块包括依次连接路径规划建模模块、离散化模块、优化求解模块。

一种用于多种泊车场景的路径规划方法，该方法包括以下步骤：

A.基于视觉和超声波雷达通过车位检测模块和障碍物检测模块判断所述车位的停车情况和周围障碍物情况，确定泊车场景；

B.基于车辆自身位置与待泊车车位和障碍物的相对距离建立二维平面坐标系,基于所建坐标系，将相关参数输入到单次路径规划模块中；

C.根据所述相关参数进行路径规划问题建模，得到路径规划模型；

D.将所建立的路径规划模型离散化为非线性规划问题NLP；

E.随机分形搜索SFS进行控制变量“v,w”的优化求解，所述的优化求解器随机分形搜索SFS以所有控制变量“v,w”的离散点“K*FE+1”以及t_f作为决策变量，状态变量可通过数值积分获得，然后计算每个离散状态的约束违背代价，结合目标函数，构成最终的优化代价，通过优化求解，最终，我们可以得到控制变量“v,w”的离散化序列，可计算出相对应的车辆后轴中心的坐标和相车身航向角，将数据输送给路径优化模块；

F.路径优化模块将最优路径结果传输给输出模块，输出结果。

所述步骤C中所述路径规划建模还包括以下分步骤：

C1.基于前轮转向四轮车辆的阿克曼模型，建立车辆运动学微分方程：