[发明专利]一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法

说明书

本发明的目的是提供一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法，属于智能农机装备领域，该方法包括：获取车辆位置信息和泊车场景信息；使用泊车路径规划器根据车辆位置信息和泊车场景信息规划出最优路径；使用泊车控制器控制农机按照最优路径到达预期位置。本发明不依赖雷达相机就能够实现农机自动泊车，并且泊车路径平滑使得农机行驶稳定性大大提高。

技术领域

本发明涉及路径规划领域，特别涉及一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法。

背景技术

近年来，随着国家持续深化改革与科学技术的快速发展，国民汽车保有量大幅上升的同时，停车位建设滞后与停车事故等问题也随即出现。面对复杂的泊车环境，农业机械作业回库泊车过程，同样也遇到了许多问题。当泊车空间过于狭窄，即使是经验丰富的农机驾驶员也得小心谨慎，通过对车辆的多次反复调整，才能让车辆安全驶入车位。而为了农机能够安全泊入车库，甚至还需要另一个同伴协助指挥，使整个农机泊车过程变得繁琐。在农机泊车过程中，驾驶员往往只能依靠后视镜与自己观察来获取环境信息，因此可能会因为观察不够充分而导致泊车过程的剐蹭，车辆零部件的损坏甚至碰撞行人等危险情况的发生。农机泊车系统能够识别定位停车位置并辅助泊入，降低对狭小车位的泊车难度，减少剐蹭事故的发生，减少因农业机械停放不标准会导致的车位利用率变低等问题，提高农机智能化水平。

目前泊车系统主要依赖超声波雷达或者相机进行泊车环境信息的提取，关于自动泊车系统的控制方法研究主要分为两种：一种是基于目标路径的控制算法，根据车辆运动学特性和避障要求规划出一条几何曲线，然后设计车辆泊车运动的控制方法。根据几何关系规划需要针对不同泊车过程(垂直泊车，平行泊车和斜向泊车等)做分析工作；另一种是基于经验的智能控制方法，这种方法没有设计参考路径，而是把有经验的驾驶员泊车行为转化为泊车控制器，由控制器根据实时的泊车障碍物探测信息和当前车辆状态和位置实时生成控制策略,控制车辆泊车入库，该方法需要大量的有经验驾驶员的泊车数据样本。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法，该方法不依赖雷达相机就能够实现农机自动泊车，并且泊车路径平滑使得农机行驶稳定性大大提高。

本发明提供一种基于GNSS的农机泊车路径规划与跟踪控制方法，包括：

获取车辆位置信息和泊车场景信息；

使用泊车路径规划器根据车辆位置信息和泊车场景信息规划出最优路径；

使用泊车控制器控制农机按照最优路径到达预期位置。

使用泊车路径规划器根据车辆位置信息和泊车场景信息规划出最优路径包括：

泊车路径规划器参数初始化；

泊车路径离散点采样；

曲线连接离散点获得初始路径；

检测初始路径是否有障碍物碰撞，若有障碍物碰撞则重新规划初始路径，若没有障碍物碰撞则进行下一步；

对初始路径进行平滑优化。

使用泊车控制器控制农机按照最优路径到达预期位置包括：

使用前馈控制器控制农机前行时转弯；

使用反馈控制器实时纠正农机位姿。

泊车路径离散点采样包括：

泊车区域采样包括目标偏置采样和转角约束采样；

给定固定的目标偏置概率P0(P01)，生成随机数P(P1)，若PP0则将产生的随机点设置为目标点；

采用高斯分布采样限制采样的方向与范围：