CN110487285B - 一种车辆低速转弯时的路径规划控制方法和电子设备 - Google Patents

一种车辆低速转弯时的路径规划控制方法和电子设备 Download PDF

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CN110487285B CN201910798184.3A CN201910798184A CN110487285B CN 110487285 B CN110487285 B CN 110487285B CN 201910798184 A CN201910798184 A CN 201910798184A CN 110487285 B CN110487285 B CN 110487285B
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Abstract

本发明提供了一种车辆低速转弯时的路径规划控制方法和电子设备。该方法基于在固定的转弯车速和前轮等效转速下车辆的后轴中心点纵向位移、后轴中心点横向位移和车辆方位角与前轮等效转角的函数关系，车辆当前位置以及与道路之间的位置关系，通过穷举法确定待规划的双匀速‑圆弧‑双匀速轨迹中圆弧段轨迹的起点处的前轮等效转角，并进一步确定该双匀速‑圆弧‑双匀速轨迹中圆弧段轨迹的起点和终点的参数；根据前述位置和参数，规划出该双匀速‑圆弧‑双匀速轨迹，并进行轨迹跟踪控制，使车辆沿规划的路径行驶。本发明基于双匀速‑圆弧‑双匀速轨迹的特性，规划出车辆低速转弯情况下的转弯路径，并实现路径规划与轨迹跟踪的一体化运算控制。

Description

一种车辆低速转弯时的路径规划控制方法和电子设备
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，特别是一种车辆低速转弯时的路径规划控制方法和电子设备。
背景技术
汽车自动驾驶技术是物联网技术应用之一。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统等协同合作，自动地控制机动车辆。自动驾驶技术的研发在20世纪已经有数十年的历史，于21世纪初呈现出接近实用化的趋势。由于在安全性和能源消耗方面的优势，自动驾驶技术受到各国各大汽车厂商的重点关注。
在正常行驶工况下，车辆在进行转弯时，通常会以低速行驶，因此，如何在车辆低速转弯工况下，规划出满足车辆低速运动学特性并达到预定转弯目标的路径，以提高驾驶安全性和用户的用车体验，是自动驾驶技术需要解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的车辆低速转弯时的路径规划控制方法和电子设备。
根据本发明实施例的一方面，提供了一种车辆低速转弯时的路径规划控制方法，包括：
获取车辆的当前位置；
将车辆的当前位置匹配到导航地图中，基于所述导航地图确定车辆的当前位置所在的道路A与车辆规划转弯后所在的道路B之间的夹角β；
以车辆的当前位置作为待规划的双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点C1，根据车辆的当前位置以及根据所述导航地图确定出的车辆的当前位置所在的道路A与车辆规划转弯后所在的道路B的交点C，确定车辆的当前位置与交点C之间的距离LCC1；
基于所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点与交点C之间的距离与所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的终点与交点C之间的距离相等的特性，根据所述距离LCC1在车辆规划转弯后所在的道路B上确定所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的终点C2，其中，所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹包括顺序连接的双匀速段C1F、圆弧段FG和双匀速段GC2；
设定车辆的转弯车速值v0和前轮等效转速值ω0，获取在所设定的转弯车速值v0和前轮等效转速值ω0下车辆的后轴中心点纵向位移X与前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000021
的函数关系
Figure BDA0002181548610000022
后轴中心点横向位移Y与前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000023
的函数关系
Figure BDA0002181548610000024
和车辆方位角ψ与前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000025
的函数关系
Figure BDA0002181548610000026
根据所述夹角β、距离LCC1、函数关系
Figure BDA0002181548610000027
和
Figure BDA0002181548610000028
以及车辆的轴距l，通过穷举法确定圆弧段FG的F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000029
基于所确定的F点处的前轮等效转角
Figure BDA00021815486100000210
根据所述函数关系
Figure BDA00021815486100000211
和
Figure BDA00021815486100000212
计算出F点的车辆方位角以及F点相对于起点C1的横向偏移量和纵向偏移量；
根据起点C1的位置以及F点相对于起点C1的横向偏移量和纵向偏移量确定F点的位置，进而根据起点C1的位置和F点的位置，规划出所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段C1F；
基于所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹相对于所述夹角β的角平分线对称的特性，根据所述夹角β、车辆的轴距l以及F点的前轮等效转角
Figure BDA00021815486100000217
和车辆方位角，得到圆弧段FG的G点的车辆方位角，进而根据F点的位置和G点的车辆方位角确定G点的位置；
根据F点和G点的位置规划出所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的圆弧段FG，并根据G点和终点C2的位置规划出所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段GC2；
根据所设定的转弯车速值v0和前轮等效转速值ω0以及规划出的所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的F点的前轮等效转角
Figure BDA00021815486100000213
和G点的车辆方位角生成对车辆的控制信号，根据所述控制信号控制车辆以相互间成固定数值比的车速和前轮等效转速从所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点C1行驶到所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的终点C2，其中，所述车辆的车速和前轮等效转速之间的固定数值比与该设定的转弯车速值v0和该设定的前轮等效转速值ω0之间的数值比相等。
可选地，所述函数关系
Figure BDA00021815486100000214
和
Figure BDA00021815486100000215
如下式所示：
Figure BDA00021815486100000216
Figure BDA0002181548610000031
Figure BDA0002181548610000032
其中，l表示车辆的轴距。
可选地，所述通过穷举法确定圆弧段FG的F点处的前轮等效转角
Figure BDA00021815486100000312
包括：
从指定转角值范围内选取一个转角值作为F点处的前轮等效转角
Figure BDA00021815486100000318
令
Figure BDA00021815486100000315
通过所述函数关系
Figure BDA00021815486100000313
和
Figure BDA00021815486100000314
分别计算F点处的车辆方位角ψF以及F点相对于起点C1的纵向偏移量Fx和横向偏移量Fy：
Figure BDA00021815486100000317
Figure BDA00021815486100000316
通过下式(4)-(7)计算所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的中点D相对于F点的纵向位移变化量DFΔx和横向位移变化量DFΔy：
Figure BDA0002181548610000033
δ＝(180°-β-2*ψF)/2 (5)
DFΔx＝R2*(sin(δ+ψF)-sinψF) (6)
DFΔy＝R2*(cosψF-cos(δ+ψF)) (7)
式(4)-(7)中，R2为所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的中点D与F点之间的FD圆弧段的转弯半径，δ为FD圆弧段的圆心角，l表示车辆的轴距；
通过下式(8)-(9)计算中点D相对于起点C1的纵向偏移量Dx和横向偏移量Dy：
Dx＝Fx+DFΔx (8)
Dy＝Fy+DFΔy (9)
通过下式(10)计算角度γ：
γ＝arctan(Dy/(LCC1-Dx)) (10)；
将计算出的角度γ与β/2进行比较，若二者之差在预设范围内，则将当前选取的转角值作为确定的F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000034
否则，循环执行从所述指定转角值范围内选取一个转角值作为F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000035
至计算角度γ的步骤，直到所计算出的角度γ与β/2之差在所述预设范围内。
可选地，所述指定转角值范围为0至
Figure BDA0002181548610000036
其中，
Figure BDA0002181548610000037
为与车辆的方向盘可转角度的最大值对应的前轮等效转角。
可选地，所述指定转角值范围为
Figure BDA0002181548610000038
至
Figure BDA0002181548610000039
其中，
Figure BDA00021815486100000310
为连接起点C1和终点C2且分别与道路A和道路B相切的圆弧C1C2所对应的车辆的前轮等效转角。
可选地，
Figure BDA00021815486100000311
通过下式(11)-(12)计算得到：
R1＝LCC1*tan(β/2) (11)
Figure BDA0002181548610000041
式(11)-(12)中，R1为圆弧C1C2的半径，l为车辆的轴距。
可选地，所述基于所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹相对于所述夹角β的角平分线对称的特性，根据所述夹角β、车辆的轴距l以及F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000042
和车辆方位角，得到圆弧段FG的G点的车辆方位角，进而根据F点的位置和G点的车辆方位角确定G点的位置，包括：
基于F点的车辆方位角ψF以及根据所述夹角β和F点的车辆方位角ψF通过式(5)计算得到的FD圆弧段的圆心角δ，计算圆弧段FG的G点的车辆方位角ψG：ψG＝ψF+2δ；
根据F点的位置、F点的车辆方位角ψF以及根据F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000044
和车辆的轴距l通过式(4)计算得到的FD圆弧段的转弯半径R2，确定圆弧段FG的圆心；
根据FD圆弧段的转弯半径R2、圆弧段FG的圆心以及G点的车辆方位角ψG，确定G点的位置。
可选地，所述根据所述控制信号控制车辆以相互间成固定数值比的车速和前轮等效转速从所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点C1行驶到所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的终点C2，包括：
根据所述控制信号控制车辆以第一车速和第一前轮等效转速从所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点C1行驶，直到车辆的前轮等效转角达到F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000045
时车辆到达所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的F点，其中，所述第一车速和所述第一前轮等效转速之间成所述固定数值比；
当车辆到达所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的F点后，控制车辆保持自身的前轮等效转角的值为
Figure BDA0002181548610000043
不变，以任意车速继续行驶，直到车辆的车辆方位角达到G点的车辆方位角时车辆到达所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的G点；
当车辆到达所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的G点后，控制车辆以第二车速和第二前轮等效转速继续行驶至所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的终点C2，其中，所述第二车速和所述第二前轮等效转速之间成所述固定数值比，所述第二车速与所述第一车速相等或不相等。
可选地，所述根据起点C1的位置和F点的位置，规划出所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段C1F，包括：
根据起点C1的位置和F点的位置，通过线性插值得到所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段C1F；
所述根据G点和终点C2的位置规划出所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段GC2，包括：
根据G点的位置和终点C2的位置，通过线性插值得到所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段GC2。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储有计算机程序代码的存储器；
当所述计算机程序代码被所述处理器运行时，导致所述电子设备执行上述任一项所述的车辆低速转弯时的路径规划控制方法。
本发明实施例提出的车辆低速转弯时的路径规划控制方法，获取在固定的转弯车速和前轮等效转速下车辆的后轴中心点纵向位移与前轮等效转角的函数关系、后轴中心点横向位移与前轮等效转角的函数关系和车辆方位角与前轮等效转角的函数关系；进而，根据车辆当前位置与当前所在道路和转弯后所在道路之间的位置关系以及上述函数关系，通过穷举法确定待规划的双匀速-圆弧-双匀速(简称DCD)轨迹中圆弧段轨迹的起点处的前轮等效转角；基于所确定的圆弧段轨迹的起点处的前轮等效转角，可进一步确定该双匀速-圆弧-双匀速轨迹中的关键点(即圆弧段轨迹的起点和终点)的位置和参数，这些参数包括各点的前轮等效转角和车辆方位角；根据前述确定的位置和参数，规划出该双匀速-圆弧-双匀速轨迹；最后，在规划出转弯路径后，控制车辆按照规划出的路径行驶，实现对车辆的转弯轨迹跟踪控制。本发明基于双匀速-圆弧-双匀速轨迹的特性，规划出车辆低速转弯情况下的转弯路径。所规划出的路径满足车辆低速运动学特性，同时在任意转弯角度都可以良好地达到预定转弯目标。并且，在规划出转弯路径后，还可以控制车辆按照规划出的路径行驶，实现对车辆的转弯轨迹跟踪控制，从而达到基于DCD轨迹的路径规划与轨迹跟踪的一体化运算控制的目标。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明一实施例的车辆低速转弯时的路径规划控制方法的流程图；
图2示出了根据本发明一实施例的车辆进行低速转弯时的场景示意图；
图3示出了图2所示的车辆低速转弯场景下规划的DCD轨迹的分段示意图；
图4示出了根据本发明一实施例的通过穷举法确定DCD轨迹中的圆弧段FG的F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000061
的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为解决上述技术问题，本发明实施例提出一种车辆低速转弯时的路径规划控制方法。本发明实施例中，车辆的低速可指小于10km/h的车速。图1示出了根据本发明一实施例的车辆低速转弯时的路径规划控制方法的流程图。参见图1，该方法至少可以包括以下步骤S102至步骤S122。
步骤S102，获取车辆的当前位置。
本步骤中，可以通过设置在车辆上的定位设备(如GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)模块)实时获取车辆的当前位置。
步骤S104，将车辆的当前位置匹配到导航地图中，基于导航地图确定车辆的当前位置所在的道路A与车辆规划转弯后所在的道路B之间的夹角β。
本步骤中，车辆可从云端或本地存储器获取导航地图。通过导航地图，可确定车辆的当前位置所在的道路与车辆规划转弯后所在的道路之间的夹角。
图2示出了本发明实施例中车辆进行低速转弯时的场景示意图，其中方框代表车辆，A、B分别代表车辆当前位置所在道路和规划转弯后所在道路，C为道路A和道路B的交点或道路A和道路B的延长线的交点，β为道路A与道路B之间的夹角。车辆需要从道路A切换至道路B，在此情况下需规划出一条行车转弯轨迹，该轨迹连接道路A和道路B，使车辆可沿规划出的轨迹行驶。
步骤S106，以车辆的当前位置作为待规划的双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点C1，根据车辆的当前位置以及根据导航地图确定出的车辆的当前位置所在的道路A与车辆规划转弯后所在的道路B的交点C，确定车辆的当前位置与交点C之间的距离LCC1。
如图2所示，可将车辆的当前位置(即车辆的后轴中心点位置)作为双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点C1，结合车辆的当前位置和导航地图可以计算出车辆的当前位置C1与道路A和道路B的交点C之间的距离LCC1。具体地，例如，可以将导航地图中标识出的车辆的当前位置与道路A和道路B的交点C之间的距离与该地图的比例尺相乘，得到车辆的当前位置C1与道路A和道路B的交点C之间的实际距离LCC1。
在实际应用中，可根据行车需求设定一预定触发距离(如15m)。当根据实时采集的车辆的位置数据和导航地图获取到的距离LCC1等于或小于该预定触发距离时，则触发执行后续的路径规划步骤。
步骤S108，基于双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点与交点C之间的距离与双匀速-圆弧-双匀速轨迹的终点与交点C之间的距离相等的特性，根据距离LCC1在车辆规划转弯后所在的道路B上确定双匀速-圆弧-双匀速轨迹的终点C2，其中，双匀速-圆弧-双匀速轨迹包括顺序连接的双匀速段C1F、圆弧段FG和双匀速段GC2。
双匀速-圆弧-双匀速轨迹，简称为DCD轨迹，指的是车辆在初始前轮转角为零、前轮等效转速和后轴中心点速度均保持恒定的情况下后轴中心点的运动轨迹，它是从车辆本身特性出发而构建的符合车辆低速运动学特性的轨迹线。DCD轨迹具有轴对称的特性，对称轴为通过DCD轨迹的中点和DCD轨迹中圆弧轨迹对应的圆心的直线。也就是说，DCD轨迹中两段双匀速轨迹是对称的。
将车辆的当前位置C1作为待规划的DCD轨迹的起点，由于DCD轨迹的特性所致，DCD轨迹起点与交点C之间的距离必须与DCD轨迹终点与交点C之间的距离一致，则根据距离LCC1，在转弯后所在道路B上找到与交点C距离等于LCC1的点，该点即为DCD轨迹的终点C2。如图2中所示，C1和C2分别表示DCD轨迹的起点和终点，两点之间的弧形连线代表待规划的DCD轨迹。
步骤S110，设定车辆的转弯车速值v0和前轮等效转速值ω0，获取在所设定的转弯车速值v0和前轮等效转速值ω0下车辆的后轴中心点纵向位移X与前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000081
的函数关系
Figure BDA00021815486100000817
后轴中心点横向位移Y与前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000082
的函数关系
Figure BDA0002181548610000083
和车辆方位角ψ与前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000084
的函数关系
Figure BDA0002181548610000085
此处提及的车辆的车速指车辆的后轴中心点速度。前轮等效转速指与车辆的方向盘转速对应的前轮等效转角速率，其等于车辆的方向盘转速与转向系传动比的商。
在实际应用中，可根据具体应用场景确定转弯车速和前轮等效转速的设定值。如，将转弯车速设定为1m/s，前轮等效转速设定为12°/s。在固定的转弯车速和前轮等效转速下规划DCD转弯轨迹。
对于任何一个在DCD轨迹上的点，都对应了车辆的前轮等效转角、车辆相对于轨迹起始点的横向和纵向的位移量、以及车辆相对于起始点位置的方位角变化量。因此，需要用到车辆的后轴中心点纵向位移与前轮等效转角
Figure BDA00021815486100000818
大小的函数关系
Figure BDA0002181548610000086
后轴中心点横向位移与前轮等效转角
Figure BDA00021815486100000813
大小的函数关系
Figure BDA00021815486100000814
和车辆方位角与前轮等效转角
Figure BDA00021815486100000810
大小的函数关系
Figure BDA00021815486100000824
来描述。
在车辆的转弯车速和前轮等效转速固定的情况下，
Figure BDA00021815486100000811
和
Figure BDA00021815486100000812
的函数也是固定不变的。因此，本实施例中可将
Figure BDA00021815486100000815
和
Figure BDA00021815486100000816
写进车辆的控制器中，以供在路径规划计算中直接调用这三个函数，降低路径规划算法的复杂度。
另外，需要说明的是，本文中提及的纵向指沿所规划的路径的起始点所在的道路延伸的方向，即图2中所示的C1C方向。横向则指与纵向垂直的方向。
在一个优选的实施方式中，函数
Figure BDA00021815486100000822
和
Figure BDA00021815486100000823
具体如下式所示：
Figure BDA0002181548610000087
Figure BDA0002181548610000088
Figure BDA0002181548610000089
其中，v0表示所设定的车辆的转弯车速值，l表示车辆的轴距，ω0表示所设定的车辆的前轮等效转速值。
步骤S112，根据夹角β、距离LCC1、函数关系
Figure BDA00021815486100000819
和
Figure BDA00021815486100000820
以及车辆的轴距l，通过穷举法确定圆弧段FG的F点处的前轮等效转角
Figure BDA00021815486100000821
图3示出了图2所示的车辆低速转弯场景下规划的DCD轨迹的分段示意图，其中，起点C1和终点C2之间的弧形连线1代表规划的DCD轨迹。如图3所示，DCD轨迹包括双匀速段C1F、圆弧段FG和双匀速段GC2，D为DCD轨迹的中点，同样也是圆弧段FG的中点。下面结合图3对本发明进行说明。
在道路A与道路B之间的夹角β已知和LCC1长度给定的条件下，本发明需解决的技术问题在于解算出平滑连结起点C1和终点C2的DCD轨迹。在规划上述DCD轨迹时，核心问题是求解出DCD轨迹的具体参数。在车辆的转弯车速和前轮等效转速这两个参数已固定的情况下，应用于路径规划中的DCD轨迹的主要不同点在于其双匀速轨迹段的长度。如图3所示，F点和G点是DCD轨迹中圆弧轨迹分别与第一段双匀速轨迹和第二段双匀速轨迹的切点。换言之，F点是DCD轨迹中第一段双匀速轨迹的终点，同时也是圆弧轨迹的起点；G点是DCD轨迹中第二段双匀速轨迹的起点，同时也是圆弧轨迹的终点。如此，则本发明的算法主要在于如何求解出F点和G点处的具体参数，尤其是F点处参数，从而即可得到整条DCD轨迹的详细参数。
本步骤中，通过穷举法确定适合的F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000093
步骤S114，基于所确定的F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000094
根据函数关系
Figure BDA0002181548610000095
Figure BDA0002181548610000092
和
Figure BDA0002181548610000091
计算出F点的车辆方位角以及F点相对于起点C1的横向偏移量和纵向偏移量。
步骤S116，根据起点C1的位置以及F点相对于起点C1的横向偏移量和纵向偏移量确定F点的位置，进而根据起点C1的位置和F点的位置，规划出双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段C1F。
步骤S118，基于双匀速-圆弧-双匀速轨迹相对于夹角β的角平分线对称的特性，根据夹角β、车辆的轴距l以及F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000096
和车辆方位角，得到圆弧段FG的G点的车辆方位角，进而根据F点的位置和G点的车辆方位角确定G点的位置。
步骤S120，根据F点和G点的位置规划出双匀速-圆弧-双匀速轨迹的圆弧段FG，并根据G点和终点C2的位置规划出双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段GC2。
步骤S122，根据所设定的转弯车速值v0和前轮等效转速值ω0以及规划出的双匀速-圆弧-双匀速轨迹的F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000097
和G点的车辆方位角生成对车辆的控制信号，根据控制信号控制车辆以相互间成固定数值比的车速和前轮等效转速从双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点C1行驶到双匀速-圆弧-双匀速轨迹的终点C2，其中，车辆的车速和前轮等效转速之间的固定数值比与该设定的转弯车速值v0和该设定的前轮等效转速值ω0之间的数值比相等。需要说明的是，此处提及的数值比指车速与前轮等效转速的绝对值之比。
本发明实施例提出的车辆低速转弯时的路径规划控制方法，基于双匀速-圆弧-双匀速轨迹的特性，规划出车辆低速转弯情况下的转弯路径。所规划出的路径满足车辆低速运动学特性，同时在任意转弯角度都可以良好地达到预定转弯目标。并且，在规划出转弯路径后，还可以控制车辆按照规划出的路径行驶，实现对车辆的转弯轨迹跟踪控制，从而达到基于DCD轨迹的路径规划与轨迹跟踪的一体化运算控制的目标。
在一个优选的实施例中，上文步骤S112中通过穷举法确定双匀速-圆弧-双匀速轨迹中的圆弧段FG的F点处的前轮等效转角
Figure BDA00021815486100001018
的步骤还可以包括如图4中所示的步骤S401至步骤S406。
步骤S401，从指定转角值范围内选取一个转角值作为F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000101
本步骤中，通过随机选取一个转角值作为假设的F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000105
而对于作为双匀速段C1F的终点的F点而言，结合车辆属性，F点处的前轮等效转角有一定的限制条件和取值范围。车辆的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000102
有一个最大值，不能超过车辆的方向盘可转角度的最大值对应的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000103
也即，
Figure BDA0002181548610000104
需满足：
Figure BDA0002181548610000106
因此，需要在0至
Figure BDA0002181548610000108
的转角值范围内选取转角值作为F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000109
Figure BDA0002181548610000107
的取值可视具体情况而定。例如，对于大多数车型而言，当车辆的方向盘角度转至最大时，对应的前轮等效转角
Figure BDA00021815486100001010
一般在30°至40°之间。本发明实施例中，
Figure BDA00021815486100001011
可以取值为30°。
步骤S402，通过函数关系
Figure BDA00021815486100001012
和
Figure BDA00021815486100001013
分别计算F点的车辆方位角ψF以及F点相对于双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点C1的纵向偏移量Fx和横向偏移量Fy：
Figure BDA00021815486100001014
步骤S403，计算双匀速-圆弧-双匀速轨迹的中点D相对于F点的纵向位移变化量DFΔx和横向位移变化量DFΔy。
首先，计算双匀速-圆弧-双匀速轨迹的中点D与F点之间的FD圆弧段的转弯半径R2。
根据阿克曼转向原理，FD圆弧段的转弯半径R2与F点处的前轮等效转角
Figure BDA00021815486100001017
有下述直接关系：
Figure BDA00021815486100001015
式(4)中，l表示车辆的轴距。
通过式(4)，根据已知的车辆轴距和假设的
Figure BDA00021815486100001016
可以计算出FD圆弧段的转弯半径R2。
其次，计算D点相对于F点的纵向位移变化量DFΔx和横向位移变化量DFΔy。
FD圆弧段相对于C1C方向的横向和纵向偏移量与FD圆弧段的半径R2和FD圆弧段的圆心角大小有关系。参见图3所示，从起点C1到终点C2车辆总的方位角变化量等于180°-β，则FG圆弧段的方位角变化量就等于总的方位角变化量减去双匀速段C1F和双匀速段GC2的方位角变化量，而圆弧段FG的方位角变化量即是圆弧段FG所对应的圆心角大小。根据函数关系
Figure BDA0002181548610000112
可知，双匀速段C1F的方位角变化量为ψF：
Figure BDA0002181548610000111
而双匀速段GC2的方位角变化量与双匀速段C1F的方位角变化量相同。因此，圆弧段FG的圆心角(也即圆弧段FG的车辆方位角变化量)可表示为180°-β-2*ψF。由于D为圆弧段FG的中点，因此，FD圆弧段的圆心角δ可表示为：
δ＝(180°-β-2*ψF)/2 (5)
通过式(5)，根据已知的夹角β和前述计算所得的ψF，可以计算出FD圆弧段的圆心角δ。
进一步，参考图3可得到如下所示的中点D相对于F点的纵向位移变化量DFΔx和横向位移变化量DFΔy的表达式：
DFΔx＝R2*(sin(δ+ψF)-sinψF) (6)
DFΔy＝R2*(cosψF-cos(δ+ψF)) (7)
根据上述步骤计算出的FD圆弧段的转弯半径R2和FD圆弧段的圆心角δ，可以计算出中点D相对于F点的纵向位移变化量DFΔx和横向位移变化量DFΔy。
步骤S404，计算中点D相对于起点C1的纵向偏移量Dx和横向偏移量Dy。
参考图3，如下式所示：
Dx＝Fx+DFΔx (8)
F点相对于起点C1的纵向偏移量Fx加上中点D相对于F点的纵向位移变化量DFΔx即为中点D相对于起点C1的纵向偏移量Dx。
如下式所示：
Dy＝Fy+DFΔy (9)
F点相对于起点C1的横向偏移量Fy加上中点D相对于F点的横向位移变化量DFΔy即为中点D相对于起点C1的横向偏移量Dy。
步骤S405，计算角度γ。
参考图3所示，由于中点D为DCD轨迹的中点，则线段CD应该是∠C1CC2的角平分线。此时，对于轨迹中点D，若从中点D向线段CC1做垂线，将该垂线的垂足设为E点(如图3中所示)，则应当满足关系：β/2＝arctan(LED/LCE)。
换言之，在规划DCD轨迹时，对于一个合适的F点而言，基于假设的F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000121
对应推导计算得到的轨迹中点D也应位于∠C1CC2的角平分线上，并且也需要满足上述关系。根据前面分析可知，中点D相对于起点C1的横向偏移量Dy即为LED，也就是说，LED＝Dy。线段CC1的长度减去中点D相对于起点C1的纵向偏移量Dx即为LCE，也就是说，LCE＝LCC1-Dx。因此，可以基于下式(10)：
γ＝arctan(Dy/(LCC1-Dx)) (10)
计算出一个理论推导角度γ。
步骤S406，将计算出的角度γ与β/2进行比较，判断二者之差是否在预设范围内，若是，则将当前选取的转角值作为确定的F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000122
否则，返回至步骤S401，从该指定转角值范围内选取另一个转角值作为F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000123
并重复步骤S402至S406，直到所计算出的角度γ与β/2之差在预设范围内。
此处提及的预设范围可以根据实际应用的精度要求进行设置，例如，预设范围可以设置为[-1°,+1°]、或[-0.5°,+0.5°]等，本发明对此不作具体限制。
另外，在选取该指定转角值范围内的转角值时，可以按指定间隔(例如，以1°为间隔)从小到大、或从大到小、或从中间值开始向上下限值方向取值等方式进行选取。
本发明实施例通过采用穷举法找出最符合DCD轨迹条件的F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000125
从而完成路径规划。与直接求解F点的位置的方法相比，可以减少计算的复杂度，提高路径规划的效率。
在一个更优选的实施例中，还可以利用DCD路径上的几何关系缩小穷举法中F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000124
的搜索范围(即该指定转角值范围)，从而提高算法效率。
参照图3所示，弧形连线2为连接起点C1和终点C2且分别与道路A和道路B相切的圆弧C1C2。当车辆沿圆弧C1C2轨迹进行转弯时，车辆的前轮等效转角固定。根据起点C1和终点C2的位置可以确定出圆弧C1C2段所对应的车辆的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000129
利用图3所示的几何关系可知，圆弧C1C2段的转弯半径比本发明实施例中的DCD轨迹中的圆弧段FG的转弯半径大，则车辆沿圆弧C1C2轨迹行驶所需的前轮等效转角要小于沿圆弧段FG轨迹行驶所需的前轮等效转角。因此，可将F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000126
的搜索范围(即该指定转角值范围)缩小为
Figure BDA0002181548610000127
至
Figure BDA0002181548610000128
的范围内。
进一步地，可以通过如下步骤得到圆弧C1C2段所对应的车辆的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000138
首先，根据起点C1和终点C2的位置，通过以下关系式计算圆弧C1C2段的半径R1：
R1＝LCC1*tan(β/2) (11)
其中，LCC1和β的含义与前面相同。
然后，根据所得出的半径R1，通过以下关系式计算圆弧C1C2段所对应的车辆的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000132
Figure BDA0002181548610000131
其中，l表示车辆的轴距。
在确定出符合条件的F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000133
后，在步骤S114中，即可以根据所确定的F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000134
按照式(1)-(3)表示的函数关系
Figure BDA0002181548610000139
Figure BDA0002181548610000135
确定F点的车辆方位角ψF、F点相对于起点C1的纵向偏移量Fx、F点相对于起点C1的横向偏移量Fy。
进而，在步骤S116中，可以根据起点C1的位置和这些F点的参数得到F点的位置，从而根据起点C1的位置和F点的位置规划出双匀速段C1F的路径。
在一种可选的实施方式中，可以根据起点C1的位置和F点的位置，通过在起点C1和F点之间进行线性插值的方式得到双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段C1F的路径。
在另一种可选的实施方式中，也可以根据起点C1的位置和F点的位置，通过查表函数的方式得到双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段C1F的路径。具体地，可以根据上述函数关系
Figure BDA0002181548610000136
和
Figure BDA0002181548610000137
预先计算在双匀速轨迹的起点和终点之间的任意点相对于该双匀速轨迹的起点的纵向偏移量和横向偏移量的值，并将计算所得的这些纵向偏移量和横向偏移量的值一一对应地保存至数据表中。在进行双匀速段C1F的路径规划时，可沿纵向或横向将起点C1和F点之间的距离均分为几等分，通过查找上述数据表，得到每一等分点相对于起点C1的纵向偏移量和对应的横向偏移量，从而得到起点C1和F点之间的多个等分点的位置，进而基于起点C1和F点以及这些等分点的位置得到双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段C1F的路径。
上文步骤S118中，基于双匀速-圆弧-双匀速轨迹相对于夹角β的角平分线(图3所示的线段CD)对称的特性，求出圆弧段FG的G点的车辆方位角，进而确定G点的位置。
进一步地，步骤S118可以具体实施为：
首先，计算圆弧段FG的G点的车辆方位角ψG。
由前面分析已知，圆弧段FG的方位角变化量即是圆弧段FG所对应的圆心角大小，FD圆弧段的圆心角δ为圆弧段FG的圆心角的一半，如此，基于前文计算所得的F点的车辆方位角ψF以及前文中根据夹角β和F点的车辆方位角ψF通过式(5)计算得到的FD圆弧段的圆心角δ，可得到圆弧段FG的G点的车辆方位角ψG：ψG＝ψF+2δ。
然后，确定圆弧段FG的圆心。
根据F点的位置、F点的车辆方位角ψF以及前文中根据F点处的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000141
和车辆的轴距l通过式(4)计算得到的FD圆弧段的转弯半径R2，即可确定圆弧段FG的圆心。例如，根据F点的车辆方位角ψF确定F点处车辆的中轴线的方向，过F点作垂直于车辆的中轴线的垂线，在该垂线上找到距F点的距离为R2的点，则该点为圆弧段FG的圆心。
最后，根据FD圆弧段的转弯半径R2、圆弧段FG的圆心以及G点的车辆方位角ψG，确定G点的位置。
在另一种可替换的实施方式中，在通过穷举法确定F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000145
的流程中，还可以将在当前假设的F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000142
值下计算得到的F点相对于起点C1的纵向偏移量Fx、横向偏移量Fy和车辆方位角ψF，以及FD圆弧段的转弯半径R2和圆心角δ的值保存在缓存中，当确定当前假设的F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000143
值符合条件时，可以从缓存中直接读取与该前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000144
值对应的Fx、Fy、ψF、R2和δ的值，用于进行路径规划，从而免去了重新进行计算的过程，提高处理效率。
在上文步骤S120中，根据G点和终点C2的位置规划出双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段GC2的方式与根据F点和G点的位置规划出双匀速-圆弧-双匀速轨迹的圆弧段FG的方式类似，即也可以通过线性插值或查表函数的方式进行，此处不再赘述。
在规划出双匀速-圆弧-双匀速轨迹的路径后，上文步骤S122中，根据所设定的转弯车速值v0和前轮等效转速值ω0以及规划出的双匀速-圆弧-双匀速轨迹的F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000146
和G点的车辆方位角生成对车辆的控制信号，以控制车辆按照规划出的路径行驶，实现对车辆的转弯轨迹跟踪控制。
在实际应用中，可以将所得到的F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000147
和G点的车辆方位角ψG发送给车辆的控制器。由于车辆的转弯车速和前轮等效转速的数值比已确定，控制器根据F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000151
和G点的车辆方位角ψG对车辆行驶进行控制，以实现对车辆的转弯轨迹跟踪控制。
具体地，对车辆的转弯轨迹跟踪控制流程可包括：首先，根据控制信号控制车辆以第一车速和第一前轮等效转速从双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点C1行驶，直到车辆的前轮等效转角达到F点的前轮等效转角
Figure BDA0002181548610000152
时车辆到达双匀速-圆弧-双匀速轨迹的F点，其中，第一车速和第一前轮等效转速之间成固定数值比，且该固定数值比与该设定的转弯车速值v0和该设定的前轮等效转速值ω0之间的数值比相等。
然后，当车辆到达双匀速-圆弧-双匀速轨迹的F点后，控制车辆保持自身的前轮等效转角的值为
Figure BDA0002181548610000153
不变，以任意车速继续行驶，直到车辆的车辆方位角达到G点的车辆方位角时车辆到达双匀速-圆弧-双匀速轨迹的G点。
最后，当车辆到达双匀速-圆弧-双匀速轨迹的G点后，控制车辆以第二车速和第二前轮等效转速继续行驶至双匀速-圆弧-双匀速轨迹的终点C2，其中，第二车速和第二前轮等效转速之间也成上述的固定数值比。在此过程中，车辆以第二车速行驶至终点C2的同时，以第二前轮等效转速使车辆的前轮回正，从而使得车辆的前轮等效转角恢复到车辆在起点C1时的初始前轮等效转角(通常初始前轮等效转角为0)。
此处提及的第一车速和第二车速可以等于或不等于前文所设定的转弯车速值v0，第二车速与第一车速也可以相等或不相等。也就是说，只要同一段轨迹中相应的车速与前轮等效转速之间的数值比与该设定的转弯车速值v0和该设定的前轮等效转速值ω0之间的数值比相等即可。例如，假设该设定的转弯车速值v0为1m/s，设定的前轮等效转速值ω0为12°/s，则第一车速和第一前轮等效转速可以分别为1m/s和12°/s，也可以分别为2m/s和24°/s等，第二车速和第二前轮等效转速可以分别为2.5m/s和30°/s，只要相应的车速和前轮等效转速的数值比(如2:24)等于设定的转弯车速值v0和前轮等效转速值ω0的数值比1:12即可。
本发明实施例提供的方案，在规划出转弯路径后，还可以控制车辆按照规划出的路径行驶，达到基于DCD轨迹的路径规划与轨迹跟踪的一体化运算控制的目标。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种电子设备。该电子设备可以包括：
处理器；以及
存储有计算机程序代码的存储器；
当该计算机程序代码被处理器运行时，导致该电子设备执行根据上述任意一个实施例或其组合所述的车辆低速转弯时的路径规划控制方法。
根据上述任意一个可选实施例或多个可选实施例的组合，本发明实施例能够达到如下有益效果：
本发明实施例提出的车辆低速转弯时的路径规划控制方法，获取在固定的转弯车速和前轮等效转速下车辆的后轴中心点纵向位移与前轮等效转角的函数关系、后轴中心点横向位移与前轮等效转角的函数关系和车辆方位角与前轮等效转角的函数关系；进而，根据车辆当前位置与当前所在道路和转弯后所在道路之间的位置关系以及上述函数关系，通过穷举法确定待规划的双匀速-圆弧-双匀速(简称DCD)轨迹中圆弧段轨迹的起点处的前轮等效转角；基于所确定的圆弧段轨迹的起点处的前轮等效转角，可进一步确定该双匀速-圆弧-双匀速轨迹中的关键点(即圆弧段轨迹的起点和终点)的位置和参数，这些参数包括各点的前轮等效转角和车辆方位角；根据前述确定的位置和参数，规划出该双匀速-圆弧-双匀速轨迹；最后，在规划出转弯路径后，控制车辆按照规划出的路径行驶，实现对车辆的转弯轨迹跟踪控制。本发明基于双匀速-圆弧-双匀速轨迹的特性，规划出车辆低速转弯情况下的转弯路径。所规划出的路径满足车辆低速运动学特性，同时在任意转弯角度都可以良好地达到预定转弯目标。并且，在规划出转弯路径后，还可以控制车辆按照规划出的路径行驶，实现对车辆的转弯轨迹跟踪控制，从而达到基于DCD轨迹的路径规划与轨迹跟踪的一体化运算控制的目标。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，为简洁起见，在此不另赘述。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以物理上相互独立，也可以两个或两个以上功能单元集成在一起，还可以全部功能单元都集成在一个处理单元中。上述集成的功能单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件或者固件的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：所述集成的功能单元如果以软件的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，其包括若干指令，用以使得一台计算设备(例如个人计算机，服务器，或者网络设备等)在运行所述指令时执行本发明各实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)，磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，实现前述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件(诸如个人计算机，服务器，或者网络设备等的计算设备)来完成，所述程序指令可以存储于一计算机可读取存储介质中，当所述程序指令被计算设备的处理器执行时，所述计算设备执行本发明各实施例所述方法的全部或部分步骤。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：在本发明的精神和原则之内，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案脱离本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车辆低速转弯时的路径规划控制方法，其特征在于，包括：
获取车辆的当前位置；
将车辆的当前位置匹配到导航地图中，基于所述导航地图确定车辆的当前位置所在的道路A与车辆规划转弯后所在的道路B之间的夹角β；
以车辆的当前位置作为待规划的双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点C1，根据车辆的当前位置以及根据所述导航地图确定出的车辆的当前位置所在的道路A与车辆规划转弯后所在的道路B的交点C，确定车辆的当前位置与交点C之间的距离LCC1；
基于所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点与交点C之间的距离与所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的终点与交点C之间的距离相等的特性，根据所述距离LCC1在车辆规划转弯后所在的道路B上确定所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的终点C2，其中，所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹包括顺序连接的双匀速段C1F、圆弧段FG和双匀速段GC2；
设定车辆的转弯车速值v0和前轮等效转速值ω0，获取在所设定的转弯车速值v0和前轮等效转速值ω0下车辆的后轴中心点纵向位移X与前轮等效转角
Figure FDA0002181548600000011
的函数关系
Figure FDA0002181548600000012
后轴中心点横向位移Y与前轮等效转角
Figure FDA0002181548600000013
的函数关系
Figure FDA0002181548600000014
和车辆方位角ψ与前轮等效转角
Figure FDA0002181548600000015
的函数关系
Figure FDA0002181548600000016
根据所述夹角β、距离LCC1、函数关系
Figure FDA0002181548600000017
和
Figure FDA0002181548600000018
以及车辆的轴距l，通过穷举法确定圆弧段FG的F点处的前轮等效转角
Figure FDA0002181548600000019
基于所确定的F点处的前轮等效转角
Figure FDA00021815486000000110
根据所述函数关系
Figure FDA00021815486000000111
和
Figure FDA00021815486000000112
计算出F点的车辆方位角以及F点相对于起点C1的横向偏移量和纵向偏移量；
根据起点C1的位置以及F点相对于起点C1的横向偏移量和纵向偏移量确定F点的位置，进而根据起点C1的位置和F点的位置，规划出所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段C1F；
基于所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹相对于所述夹角β的角平分线对称的特性，根据所述夹角β、车辆的轴距l以及F点的前轮等效转角
Figure FDA00021815486000000113
和车辆方位角，得到圆弧段FG的G点的车辆方位角，进而根据F点的位置和G点的车辆方位角确定G点的位置；
根据F点和G点的位置规划出所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的圆弧段FG，并根据G点和终点C2的位置规划出所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段GC2；
根据所设定的转弯车速值v0和前轮等效转速值ω0以及规划出的所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的F点的前轮等效转角
Figure FDA0002181548600000021
和G点的车辆方位角生成对车辆的控制信号，根据所述控制信号控制车辆以相互间成固定数值比的车速和前轮等效转速从所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点C1行驶到所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的终点C2，其中，所述车辆的车速和前轮等效转速之间的固定数值比与该设定的转弯车速值v0和该设定的前轮等效转速值ω0之间的数值比相等。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述函数关系
Figure FDA0002181548600000022
和
Figure FDA0002181548600000023
如下式所示：
Figure FDA0002181548600000024
Figure FDA0002181548600000025
Figure FDA0002181548600000026
其中，l表示车辆的轴距。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过穷举法确定圆弧段FG的F点处的前轮等效转角
Figure FDA0002181548600000027
包括：
从指定转角值范围内选取一个转角值作为F点处的前轮等效转角
Figure FDA0002181548600000028
令
Figure FDA0002181548600000029
通过所述函数关系
Figure FDA00021815486000000210
和
Figure FDA00021815486000000211
分别计算F点处的车辆方位角ψF以及F点相对于起点C1的纵向偏移量Fx和横向偏移量Fy：
Figure FDA00021815486000000212
Figure FDA00021815486000000213
通过下式(4)-(7)计算所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的中点D相对于F点的纵向位移变化量DFΔx和横向位移变化量DFΔy：
Figure FDA00021815486000000214
δ＝(180°-β-2*ψF)/2 (5)
DFΔx＝R2*(sin(δ+ψF)-sinψF) (6)
DFΔy＝R2*(cosψF-cos(δ+ψF)) (7)
式(4)-(7)中，R2为所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的中点D与F点之间的FD圆弧段的转弯半径，δ为FD圆弧段的圆心角，l表示车辆的轴距；
通过下式(8)-(9)计算中点D相对于起点C1的纵向偏移量Dx和横向偏移量Dy：
Dx＝Fx+DFΔx (8)
Dy＝Fy+DFΔy (9)
通过下式(10)计算角度γ：
γ＝arctan(Dy/(LCC1-Dx)) (10)；
将计算出的角度γ与β/2进行比较，若二者之差在预设范围内，则将当前选取的转角值作为确定的F点处的前轮等效转角
Figure FDA0002181548600000031
否则，循环执行从所述指定转角值范围内选取一个转角值作为F点处的前轮等效转角
Figure FDA0002181548600000032
至计算角度γ的步骤，直到所计算出的角度γ与β/2之差在所述预设范围内。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述指定转角值范围为0至
Figure FDA0002181548600000033
其中，
Figure FDA0002181548600000034
为与车辆的方向盘可转角度的最大值对应的前轮等效转角。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述指定转角值范围为
Figure FDA0002181548600000035
至
Figure FDA0002181548600000036
其中，
Figure FDA0002181548600000037
为连接起点C1和终点C2且分别与道路A和道路B相切的圆弧C1C2所对应的车辆的前轮等效转角。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
Figure FDA0002181548600000038
通过下式(11)-(12)计算得到：
R1＝LCC1*tan(β/2) (11)
Figure FDA0002181548600000039
式(11)-(12)中，R1为圆弧C1C2的半径，l为车辆的轴距。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹相对于所述夹角β的角平分线对称的特性，根据所述夹角β、车辆的轴距l以及F点的前轮等效转角
Figure FDA00021815486000000310
和车辆方位角，得到圆弧段FG的G点的车辆方位角，进而根据F点的位置和G点的车辆方位角确定G点的位置，包括：
基于F点的车辆方位角ψF以及根据所述夹角β和F点的车辆方位角ψF通过式(5)计算得到的FD圆弧段的圆心角δ，计算圆弧段FG的G点的车辆方位角ψG：ψG＝ψF+2δ；
根据F点的位置、F点的车辆方位角ψF以及根据F点的前轮等效转角
Figure FDA00021815486000000311
和车辆的轴距l通过式(4)计算得到的FD圆弧段的转弯半径R2，确定圆弧段FG的圆心；
根据FD圆弧段的转弯半径R2、圆弧段FG的圆心以及G点的车辆方位角ψG，确定G点的位置。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述控制信号控制车辆以相互间成固定数值比的车速和前轮等效转速从所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点C1行驶到所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的终点C2，包括：
根据所述控制信号控制车辆以第一车速和第一前轮等效转速从所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的起点C1行驶，直到车辆的前轮等效转角达到F点的前轮等效转角
Figure FDA0002181548600000041
时车辆到达所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的F点，其中，所述第一车速和所述第一前轮等效转速之间成所述固定数值比；
当车辆到达所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的F点后，控制车辆保持自身的前轮等效转角的值为
Figure FDA0002181548600000042
不变，以任意车速继续行驶，直到车辆的车辆方位角达到G点的车辆方位角时车辆到达所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的G点；
当车辆到达所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的G点后，控制车辆以第二车速和第二前轮等效转速继续行驶至所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的终点C2，其中，所述第二车速和所述第二前轮等效转速之间成所述固定数值比，所述第二车速与所述第一车速相等或不相等。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据起点C1的位置和F点的位置，规划出所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段C1F，包括：
根据起点C1的位置和F点的位置，通过线性插值得到所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段C1F；
所述根据G点和终点C2的位置规划出所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段GC2，包括：
根据G点的位置和终点C2的位置，通过线性插值得到所述双匀速-圆弧-双匀速轨迹的双匀速段GC2。
10.一种电子设备，包括：
处理器；以及
存储有计算机程序代码的存储器；
当所述计算机程序代码被所述处理器运行时，导致所述电子设备执行根据权利要求1-9中任一项所述的车辆低速转弯时的路径规划控制方法。
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