[发明专利]垂直车位自主泊车方法、系统、存储介质及电子设备

说明书

一种基于路径规划的垂直车位自主泊车方法，涉及智能车辆控制技术领域，结合超声波雷达、摄像头采集车位角点、宽度、余量相关信息、建立车辆动力学模型计算车辆最小转弯半径和最短行驶轨迹，基于超声波和摄像头获取目标垂直车位的4个角点位置坐标、车位可利用宽度，确定待进入车位信息，同时以最靠近车辆前轮的点为坐标原点，对障碍物信息和车位信息进行坐标转换；计算泊车起点PosOK点，建立路径规划方程,调整车辆姿态至PosOK点；车辆从PosOK点启动，以最小转弯半径，按照最短行驶轨迹倒车绕行经过P1点进入车位，到达目标点位置。能更好的适应未知环境的垂直车位进行路径规划，通过实时规划，快速安全的泊车。

技术领域

本发明涉及智能车辆控制技术领域，具体是一种智能车辆自主泊车的路径规划控制技术。

背景技术

近年来，随着汽车的保有量呈指数增加，泊车难的问题越发凸显。随着智能驾驶的兴起，自主泊车系统也越来越普及，人们的生活也得到了改善。但基于现有的传感器资源和计算资源，暂不足以支撑激光雷达等传感器的量产和启发式搜索等路径规划算法的计算，故搭配超声波雷达和摄像头融合的感知系统、几何路径规划算法依旧是现存自主泊车系统的标配。

公开号CN106945662A，发明名称“一种自动垂直泊车控制系统”的中国发明专利申请公开了如下的技术：建立车辆转向运动学模型，利用传感器获取的待泊车辆周边环境信息建立全局坐标系，结合基于阿克曼转向机构的车辆转向特性，使车辆实现有效、安全地垂直泊车。公开号：CN110271539B，名称“一种自动垂直泊车控制系统”，包括：车位识别模块，由超声波传感器和环视摄像头传感器探测车位大小及坐标，通过融合获得准确的车位信息数据；限制条件决策模块，根据车位信息数据，解算车位的转弯半径及曲率，通过公式解算限制条件，判断转弯半径是否满足限制条件，进行泊车路径规划，计算限制条件；控制执行模块，获得泊车路径规划信息，实现泊车过程。但在现有架构中，无法对位置区域进行有效探测，导致泊车激活之后，有泊车失败或卡死的风险。本文根据雷达实时感知信息，获取内部障碍物，提高垂直泊车过程中的可靠性，提升垂直泊车的整体性能。

在已有量产的传感器架构中，如特斯拉model3、小鹏P7、长安Uni-T，均通过超声波雷达和摄像头对车位和目标进行检测。如图1所示为支持泊车的超声波雷达分布图，为现有量产车型超声波雷达安装位置，在进行车位识别时，前后角雷达和摄像头对车位周边环境进行探测，由于超声波雷达和摄像头探测的局限性，无法对未知区域进行有效探知和预测。

基于现有框架，泊车激活时对未知空间的探测距离和性能有限，若自主泊车过程中环境空旷，则不需要做额外处理。但是停车场环境错综复杂，不得不设计一种基于现有探测特性并能在未知复杂场景比如窄通道下进行垂直自主泊车的路径规划方法及系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有复杂场景如窄通道智能车辆自主泊车中通过超声波雷达和摄像头对未知空间的实时探测，解决在对环境未知的情况下，结合路径规划算法，进行更高效和安全的泊车。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，结合路径规划算法，提供一种复杂场景下的垂直车位自主泊车路径规划方法。具体为，一种基于路径规划的垂直车位自主泊车方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，建立车辆动力学模型，根据车辆轴距、前轮转角的平均值计算车辆最小转弯半径和最短行驶轨迹；

步骤2，基于超声波和摄像头获取目标垂直车位的4个角点位置坐标、车位可利用宽度、目标停车位置；

步骤3，基于距离车辆前轮最近的角点位置P1点和最小转弯半径计算泊车起点PosOK点，建立路径规划方程,调整车辆姿态至PosOK点；

步骤4，车辆从PosOK点启动，根据路径规划方程计算确定的转弯半径，行驶最短行驶轨迹倒车绕行经过P1点进入车位，到达目标点位置。