[发明专利]基于两段二阶贝塞尔曲线的自动平行泊车路径规划方法

说明书

本发明公开了一种基于两段二阶贝塞尔曲线的自动平行泊车路径规划方法，该方法通过获取目标车位信息，确定泊车目标位置并以它为原点建立全局坐标系，构建泊车轨迹分段判断模型以确定规划轨迹分段数量，规划第一段轨迹结束位置范围，确定各段规划轨迹起止点及控制点位置，用二阶贝塞尔曲线进行路径规划，每隔一段时间监测并用动态调整规划轨迹法调整规划轨迹。本发明降低了对待泊车辆起始位姿的要求，提高了路径规划方法的环境适应性；可人为通过简单调整将车辆驶入所规划区域，以降低成本，可应用于中低档车中；泊车轨迹规划的控制点易确定、轨迹生成算法简单、路径曲率连续；降低了对轨迹误差的修正难度，提高了车辆避障性及泊车效率。

技术领域

本发明涉及自动泊车路径规划技术领域，特别涉及一种基于两段二阶贝塞尔曲线的自动平行泊车路径规划方法。

背景技术

自动泊车系统在一定程度上降低了驾驶员的疲劳强度和车辆被损伤的风险，节约了驾驶员的时间。自动泊车轨迹规划问题是自动泊车系统的重要部分，其主要任务是在泊车场景中，为智能驾驶车辆提供从起始位姿到目标位姿的一系列速度和方向盘转角，其中轨迹规划的优劣直接决定着泊车系统的好坏。

目前，国内外针对泊车轨迹规划问题研究了多种方法，包括螺旋线、极样条等曲线拟合方法，还有通过简单的几何作图方法进行轨迹规划。其中用三阶贝塞尔曲线规划的泊车轨迹存在控制点难以寻找、轨迹生成算法较复杂及无法实现对移动障碍物的有效避障等问题，且当实际轨迹与规划轨迹出现误差后对实际轨迹进行动态调整较困难；用几何作图方法进行轨迹规划的方式适用范围小，不灵活，且存在曲率突变等问题。故准确灵活与简单高效不能同时在泊车轨迹规划上得到满足。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出一种基于两段二阶贝塞尔曲线的自动平行泊车路径规划方法，以降低路径规划复杂程度、对轨迹误差的修正难度，同时提高泊车效率、路径规划方法的环境适应性及对移动障碍物的有效避障性。

为了实现上述目的，本发明具体技术方案如下：一种基于两段二阶贝塞尔曲线的自动平行泊车路径规划方法，包括如下步骤：

1)获取目标车位信息，利用车载超声波雷达、激光雷达、视觉传感器、毫米波雷达获取目标车位信息；所述目标车位信息包括车位长度L_c、车位宽度L_k和车位左上角位置Z，其中Z为待泊车辆停靠在目标车位时，以车辆正向行驶方向为正方向，车位左上角位置；

2)确定泊车目标位置D，泊车目标位置D为待泊车辆停靠在目标车位时后轴中点的目标位置，位于目标车位纵向中轴线上且在目标车位横向中轴线下方，距离目标车位横向中轴线距离为其中L为待泊车辆轴距；

3)构建全局坐标系XOY，其中，坐标原点为泊车目标位置D，X轴为车位宽方向，以待泊车辆所在侧为正方向，Y轴为车位长方向，以车辆正向行驶方向为正方向；

4)通过车载信息采集模块、数据处理模块实时获取待泊车辆位姿和待泊车辆周边障碍物位置；所述待泊车辆位姿包括待泊车辆后轴中点位置C和待泊车辆车身姿态角α；所述车身姿态角α为从Y轴逆时针转向车身纵轴的转角；

5)构建泊车轨迹分段判断模型M；

6)根据泊车轨迹分段判断模型M判断是否需要进行第一段泊车轨迹规划，判断方法为：如果泊车轨迹分段判断模型M中射线L₁与圆S₁不相交且与射线L₂在圆S₁下侧相交，则不需要进行第一段泊车轨迹规划，转步骤17)；否则需要进行第一段泊车轨迹规划，转步骤7)；

7)确定第一段泊车轨迹结束位置区域G；

8)判断车身纵轴反向延长线L₁与第一段泊车轨迹结束位置区域G是否有相交线段，若有相交线段则进行步骤9)，否则调整车辆位姿，转步骤8)；