[发明专利]一种自动泊车路径规划方法

说明书

一种自动泊车路径规划方法，属于泊车领域，为了解决摆正车身所增加的控制点和原有控制点相比，斜率变化过大，导致曲线曲率变化过大，从而车辆无法跟上的问题，技术要点是：在规划的样条曲线的起始点和/或终止点补齐一段由车辆最小转弯半径确定的圆弧，使得与样条曲线相接点处，其一阶导数连续；在圆弧段的末端其一阶导数为0；输出轨迹点坐标以完成规划。效果是：本发明保证了整条曲线的起止点位姿，也保证在摆正车身过程中，满足车辆的运动学约束。

技术领域

本发明属于泊车领域，涉及一种自动泊车路径规划方法。

背景技术

现有技术是在规划B样条路径的时候，在最后一个控制点的结尾处，同一水平线上再增加4个控制节点，以保持终止点姿态与泊车位底边平行。该方法存在以下缺点：

1、在额外增加控制点后，无法保证整条样条曲线的曲率都满足车辆的最小半径约束。

2、初始位置处无法保证车身的姿态。

在自动泊车控制系统中，路径规划作为其中的关键核心技术，一直是众多研究人员关注的重点和热点。良好的路径规划不仅可以保证车辆的避障功能，而且可以减轻控制执行系统的压力。

针对平行泊车位，双圆弧拼接的方法是最为基础的方法。该方法通过车辆与泊车位的相对关系，计算出泊车位的起始位置，然后通过两段最小转弯半径所构成的圆弧，将车辆摆进停车位。放宽要求后，两段圆弧的半径可以扩展到满足车辆运动学、避障要求，相切约束的任意半径。但是基于圆弧拼接的泊车路径规划方法，有一个无法克服的困难，就是曲率不连续。这就要求车辆在某些特定位置，在极端的时间内，将方向盘转过一个较大的角度，从而对车辆造成损害，且对乘车人的舒适性造重大影响。

在此基础上，研发人员开发了基于样条曲线的泊车路径规划算法。该算法最大的优点就在于保证了车辆在行驶过程中曲率的连续性。本专利正是在此基础之上发明的来的。

现有技术请参见宋金泽博士论文《自主泊车系统关键技术研究》，第三章融合微分平坦、样条理论的轨迹生成方法，《国防科学技术大学》,2009。

根据以上原理，在进行研究分析及仿真时，发现，在曲线的后半段部分，车辆并不能根据规划好的点进行跟踪。原因在于其为了摆正车身所增加的控制点和原有控制点相比，斜率变化过大，导致曲线曲率变化过大，从而车辆无法跟上。

发明内容

为了解决摆正车身所增加的控制点和原有控制点相比，斜率变化过大，导致曲线曲率变化过大，从而车辆无法跟上的问题，本发明提供的技术方案是：自动泊车路径规划方法，在可行范围内选择最优的路径作为样条曲线的逼近路线；在逼近路线上选取若干点作为样条曲线控制点，并规划样条曲线；在规划的样条曲线的起始点和/或终止点补齐一段由车辆最小转弯半径确定的圆弧，使得与样条曲线相接点处，其一阶导数连续；在圆弧段的末端其一阶导数为0；输出轨迹点坐标以完成规划。

有益效果：本发明在规划好样条曲线后，在该曲线的起止点位置补齐一段由最小转弯半径构成的圆弧。其主要的优点为：1.保证了起止点的车身姿态。2.满足车辆的运动学约束。3.在样条曲线弧长一定的情况下，其所增加的满足要求的圆弧弧长最小。

用于平行泊车位的自动泊车，实现平滑有效、规范停车，本技术方案是在规划好样条曲线后，在原有曲线的起止位置点，补上一段以最小半径约束的圆弧路径，圆弧段与样条曲线相接处保持一阶导数连续，而末端姿态保持斜率为0。这样保证了整条曲线的起止点位姿，也保证在摆正车身过程中，满足车辆的运动学约束。

原有技术没有考虑车辆起点位置的姿态约束，也并没有考虑到终止点摆正过程中的车辆运动学约束.本发明保证了整条曲线的起止点位姿，也保证在摆正车身过程中，满足车辆的运动学约束。

附图说明

图1为实施例1中的自动泊车路径规划方法的流程示意图。