[发明专利]路径优化方法、泊车控制方法及车辆

权利要求书

1.一种路径优化方法，其特征在于，包括：

对历史路径进行分段，得到若干个分段路径；

对每个所述分段路径构建螺旋线；

根据各个所述分段路径对应的螺旋线，得到平滑处理后的优化路径，以使得所述优化路径满足路径长度最短、路径曲率变化率平滑以及车辆远离周围障碍物的目标。

2.如权利要求1所述的路径优化方法，其特征在于，所述根据各个所述分段路径对应的螺旋线，得到平滑处理后的优化路径，包括：

对于每个螺旋线，计算所述螺旋线满足预设的约束条件时的曲率变化率；

根据计算得到的所述螺旋线的曲率变化率，对所述螺旋线对应的分段路径进行平滑处理；

依次连接所有平滑处理后的分段路径，得到所述历史路径的分段路径。

3.如权利要求2所述的路径优化方法，其特征在于，所述约束条件包括：所述螺旋线上端点在历史路径的法线上移动、所述螺旋线上端点在法线上的可移动范围约束条件、所述螺旋线上两端点的位置约束条件、所述螺旋线上端点的航向角约束条件、车辆运动学约束条件。

4.如权利要求3所述的路径优化方法，其特征在于，所述螺旋线上端点在历史路径的法线上移动的函数表达为：

其中，(x_i，y_i)表示所述螺旋线上的第i端点，表示法线方向，g_i表示第i点在法线上的位置；

所述螺旋线上两端点的位置约束条件的函数表达为：

其中，θ_i表示车辆在第i点时的航向角，s_i表示第i-1点到第i点的曲线长度，k_i表示在第i点时的曲率，σ表示曲率变化率；

所述螺旋线上端点在法线上的可移动范围约束条件的函数表达为：

g_i，r≤g_i≤g_i，l；

其中，g_i，r表示第i点在法线上向左移动的极限，g_i，l表示第i点在法线上向左移动的极限；

所述螺旋线上端点的航向角约束条件的函数表达为：

|θ_i-θ_i，0|≤δ_max；

其中，δ_max表示车辆的允许最大差异角；

所述车辆运动学约束条件的函数表达为：

其中，k_max表示对应螺旋线的最大曲率，σ_max对应螺旋线的最大曲率变化率。

5.如权利要求1所述的路径优化方法，其特征在于，所述对每个所述分段路径构建螺旋线，包括：

对于每个所述分段路径，将所述分段路径的第一端点沿其法线方向移动得到第一参照点，将所述分段路径的第二端点沿其法线方向移动得到第二参照点；

以第一参照点为起点，第二参照点为终点，绘制螺旋线。

6.如权利要求1或5所述的路径优化方法，其特征在于，每个所述分段路径对应的螺旋线的曲率变化率恒定。

7.如权利要求4所述的路径优化方法，其特征在于，求解以路径长度最短、曲率变化率平滑以及车辆远离周围障碍物为目标的函数表达为：

其中，n表示分段路径的数量，w₁、w₂、w₃表示权值，f₁表示路径长度函数，f₂表示曲率变化率函数，f₃表示车辆与左右障碍物的距离函数；

则，对于每个螺旋线，计算所述螺旋线满足预设的约束条件时的曲率变化率，包括：

在所述螺旋线满足所述约束条件时，获取f值最小时对应的曲率变化率σ_i，作为对应螺旋线的曲率变化率。