[发明专利]一种基于曲线拟合的车道偏离辅助方法及系统

权利要求书

1.一种基于曲线拟合的车道偏离辅助方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：目标轨迹离散化；

步骤S2：目标轨迹平滑处理；

步骤S3：车道偏离检测，若偏离，执行步骤S4；若不偏离，直接将检测信息转化成接口信息输出；

步骤S4：计算拟合曲线的起点和终点；

步骤S5：采用贝塞尔曲线拟合的方式进行起点与终点之间曲线的平滑轨迹计算，获得纠偏轨迹曲线；

步骤S6：将步骤S5获得的纠偏轨迹曲线信息转化，将转化获得的接口信息输出；

步骤S5中，所述纠偏轨迹曲线用分段曲线C_n(t)表示，定义分段曲线C_n(t)为：

其中，当t∈[0，t_e]时，分段曲线需要满足以下约束条件：

C_k(t)为连续函数；分段曲线起点C_n(0)＝x₀，分段曲线终点C_n(t_e)＝x_e；

分别表示贝塞尔曲线拟合后的车辆位置、车辆速度、车辆加速度和车辆加加速度；分别表示贝塞尔曲线拟合后的车辆位置曲线、车辆速度曲线、车辆加速度曲线和车辆加加速度曲线；τ₁、τ₂……τ_n分别表示分段曲线C_n(t)中各分段对应的时间终点，t_e表示分段曲线C_n(t)对应的时间终点。

2.根据权利要求1所述的一种基于曲线拟合的车道偏离辅助方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用样条曲线拟合的方式对步骤S1获得的离散化的目标轨迹参考线进行平滑处理。

3.根据权利要求1所述的一种基于曲线拟合的车道偏离辅助方法，其特征在于，所述步骤S3的具体过程，包括以下步骤：

步骤A1：检测获取车辆距离车道线的距离和车辆驶离车道时间；

步骤A2：通过比较所述车辆距离车道线的距离与设定的距离阈值，及所述车辆驶离车道时间与设定的时间阈值，判断是否偏离车道，若是，执行步骤S4；若否，直接将检测信息转化成接口信息输出。

4.根据权利要求1所述的一种基于曲线拟合的车道偏离辅助方法，其特征在于，所述步骤S4中，起点为当前时刻车身位姿点，终点为目标轨迹上的一点。

5.根据权利要求4所述的一种基于曲线拟合的车道偏离辅助方法，其特征在于，所述步骤S5中，将步骤S4计算获得的起点和终点作为贝塞尔曲线的两个端点，对所述贝塞尔曲线进行求导或积分计算，获得平滑变化的位置曲线、速度曲线、加速度曲线和加加速度曲线。

6.根据权利要求1或5所述的一种基于曲线拟合的车道偏离辅助方法，其特征在于，所述步骤S5中，每个时刻的车辆状态表示为：

其中，x为车辆状态量，p表示车辆位置，v表示车辆速度，a表示车辆加速度，j表示车辆加加速度。

7.根据权利要求5所述的一种基于曲线拟合的车道偏离辅助方法，其特征在于，所述贝塞尔曲线的计算公式为：

其中，d为贝塞尔阶数；k为曲线段索引值；s为时间归一化的量，0≤s≤1；B_i，d(s)为伯恩斯坦基函数，定义如下：

其中，

8.一种基于曲线拟合的车道偏离辅助系统，包括信息采集模块、信息处理模块和控制模块，所述信息采集模块、信息处理模块和控制模块依次连接，所述信息采集模块包括车道线、障碍物信息采集单元和车身信息采集单元，所述信息处理模块包括数据融合单元和数据处理单元，所述控制模块包括报警单元和转向控制单元，其特征在于，所述信息处理模块还包括规划单元，所述规划单元采用权利要求1至7任一项所述的一种基于曲线拟合的车道偏离辅助方法，所述规划单元按照与所述控制模块约定的接口协议，将步骤S3或步骤S6转化获得的接口信息作为控制模块的输入。