CN110737261A - 一种车辆的自动停靠站控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车辆的自动停靠站控制方法及系统，属于自动驾驶路径规划技术领域。本发明通过规划出多条全局进站路径，并根据各进站路径是否存在障碍物来选择相应一条进站路径进行停靠，既保证了所选择的停靠路径是全局路径，又保证了所选择的停靠路径满足无碰撞要求，解决了目前所选择的停靠路径停站位置、方向不合理的问题，优化了车辆停靠过程中的进站路径。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆的自动停靠站控制方法及系统，属于自动驾驶路径规划技术领域。
背景技术
自动驾驶车辆路径规划分为两类：一类是基于地图信息的全局路径规划，它是根据先验环境模型找出的一条可顺利通过的路径；另外一类是基于自动驾驶车辆周围信息的局部路径规划，它是在车辆运行环境部分未知或者完全未知的情况下，通过自身传感器实时获取道路及障碍物信息，并规划出一条局部路径，实现无碰撞行驶。全局路径规划的任务是根据全局静态地图数据库信息规划出自起始点到目标点的一条无碰撞、可通过的路径；而局部规划的任务是根据局部环境信息和自身状态信息，规划出一段无碰撞的局部路径。全局路径为局部规划提供导向约束，全局路径算法实时性较差，同时依赖于全局静态地图，属于道路级路径规划，而局部规划实时性好，能够根据局部环境动态规划路径，属于车道级路径规划，可直接用于控制。
对于公交车自动停靠站场景，目前通用的做法为，首先根据环境地图规划出一条全局进站路径，在无障碍物的情况下，车辆沿着全局路径循迹即可实现精确停靠站，当全局路径有障碍物遮挡的情况下，使用局部规划算法(如B样条、触须法、多项式曲线等)规划出一条局部路径，对于进出站场景，由于局部环境的不确定性因素较多，同时又处于换道避障与精确进站的双层任务下，造成局部规划模块规划出的曲线难以同时兼顾两者，要不无法精确进站，要不无法避障。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆的自动停靠站控制方法，以解决目前车辆停靠控制方法中存在的停靠位置、方向不合理的问题；同时，本发明还提供了一种车辆的自动停靠站控制系统。
本发明为解决上述技术问题而提供一种车辆的自动停靠站控制方法，该方法包括以下步骤：
1)规划出至少两条全局进站路径；
2)选取其中一条进站路径，并判断该进站路径上是否有障碍物，若没有，则按照该进站路径行驶；
3)当所选取的进站路径上有障碍物时，则逐个判断其余进站路径是否存在障碍物，直至找到没有障碍物的进站路径。
本发明通过规划出多条全局进站路径，并根据各进站路径是否存在障碍物来选择相应一条进站路径进行停靠，既保证了所选择的停靠路径是全局路径，又保证了所选择的停靠路径满足无碰撞要求，解决了目前所选择的停靠路径停站位置、方向不合理的问题，优化了车辆停靠过程中的进站路径。
进一步地，为了解决所有规划路径均存在障碍物时的路径选择问题，当所有进站路径上都有障碍物时，按照距离站台最近的进站路径行驶，并进行报警提醒。
进一步地，为了保证能够选择到路径的最优，所述步骤2)选取的是距离站台最近的进站路径。
进一步地，为了保证所选择的路径较优，在逐个判断其余进站路径时是按照进站路径距离站台由近到远的顺序来选择的。
进一步地，所述的报警提醒采用喇叭和或双闪灯信号实现。
本发明还提供了一种车辆的自动停靠站控制系统，该控制系统包括存储器和处理器，以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
1)规划出至少两条全局进站路径；
2)选取其中一条进站路径，并判断该进站路径上是否有障碍物，若没有，则按照该进站路径行驶；
3)当所选取的进站路径上有障碍物时，则逐个判断其余进站路径是否存在障碍物，直至找到没有障碍物的进站路径。
进一步地，当所有进站路径上都有障碍物时，按照距离站台最近的进站路径行驶，并进行报警提醒。
进一步地，所述步骤2)选取的是距离站台最近的进站路径。
进一步地，在逐个判断其余进站路径时是按照进站路径距离站台由近到远的顺序来实现的。
进一步地，所述的报警提醒采用喇叭和或双闪灯信号实现。
附图说明
图1是本发明车辆的自动停靠站控制方法的原理图；
图2是本发明车辆的自动停靠站控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
本发明首先通过环境地图规划出多条全局进站路径；然后选取其中一条进站路径，并判断该进站路径上是否有障碍物，若没有，则按照该进站路径行驶；当所选取的进站路径上有障碍物时，则逐个判断其余进站路径是否存在障碍物，直至找到没有障碍物的进站路径。下面以城市公交车辆停靠站为例对本发明的停靠站控制方法进行详细说明，该方法的实现流程如图2所示，具体实施过程如下。
1.规划出至少两条全局进站路径。
本发明根据环境地图规划出N条全局进站路径，这N条路径均是全局路径。主要是通过采集多名驾驶员在不同场景下(如车速、障碍物)的进出站位置与速度曲线，并通过车辆运动学方程进行约束，最后筛选出多条模拟驾驶员进站行为的路径。整体实施方式类似于多名驾驶员在同一条路上开出的多条导航线。
X＝V*COS(θ)
Y＝V*SIN(θ)
θ＝V*TAN(δ)/L
其中，(X,Y)为车辆位置坐标，θ为车辆航向角，δ为前轮偏角，V为车速，L为轴距。
车辆沿着这N条路径中的任一条仅能够实现精确停靠站。对本实施例而言，规划出的N条进站路径如图1所示，3是所规划出的一组N条进站路径，2是站台，1是自动驾驶公交车，其中最右边的进站路径最靠近站台2，自动驾驶公交车1沿着进站路径3中的任意一条均可到达站台2。
2.选取其中一条进站路径，并判断该进站路径上是否有障碍物，若没有，则按照该进站路径行驶。
所规划出的N条路径中的任一条进站路径均能够到达站台，可以首先选择其中任意一条进行判断，当判断到所选择的进站路径上没有有障碍物时，则控制车辆沿着该进站路径进行停靠。其中障碍物检测可通过在车辆上设置雷达、摄像头等方式实现，这在车辆碰撞检测领域属于非常成熟的技术，这里不再详述。
由于所规划出的N条进站路径距离站台的远近不同，距离站台越近的路径越优，因此，在选择时，首先选择距离站台最近的进站路径进行判断，一旦该进站路径满足无碰撞要求，则选择该进站路径进行停靠站，这样，就选择到了最优路径来进行停靠。
3.当所选取的进站路径上有障碍物时，则逐个判断其余进站路径是否存在障碍物，直至找到没有障碍物的进站路径。
若选取的路径上有障碍物时，则说明不能沿着该进站路径进行停靠，则需要从其余的停靠进站路径中选取新的路径进行障碍物的重新判断。为了保证所选取的进站路径较优，本发明按照距离站台由近到远的顺序逐个选取进站路径进行障碍物判断，直至找到满足无碰撞要求的进站路径，并按照该进站路径进行停靠。对本实施例而言，如图1所示，按照从右向左的顺序逐个进行障碍物检测判断，直至达到最左边的进站路径。
若在逐个选取进站路径进行障碍物判断过程，发现所有进站路径均不能满足无碰撞要求，则按照距离站台最近的进站路径进行停靠站，并通过喇叭、双闪灯信号提醒。
上述方法可以作为一种计算机程序，存储在车辆的自动停靠站控制系统中的存储器中并可在车辆的自动停靠站控制系统中的处理器上运行，该系统中的处理器可以采用单片机、FPGA、DSP、PLC或MCU等实现，存储器可以采用RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其他形式的存储介质，可以将该存储介质耦接至处理器，使处理器能够从该存储介质读取信息，或者该存储介质可以是处理器的组成部分。
通过上述过程本发明能够按照最靠站台的一条路径行驶，当有障碍物遮挡时，由仅到远逐个判断该条轨迹上是否有障碍物，直到满足无碰撞要求时，按照此条路径行驶，否则继续，当所有路径上都有障碍物时，按照距离站台最近进站路径行驶，并通过喇叭、双闪灯信号提醒。所选的任一路径均是规划出的全局路径，解决了目前公交车进靠站系统鲁棒性差，进站不合理等问题，提高了车辆进站停靠位置的合理性。
Claims (10)
1.一种车辆的自动停靠站控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)规划出至少两条全局进站路径；
2)选取其中一条进站路径，并判断该进站路径上是否有障碍物，若没有，则按照该进站路径行驶；
3)当所选取的进站路径上有障碍物时，则逐个判断其余进站路径是否存在障碍物，直至找到没有障碍物的进站路径。
2.根据权利要求1所述车辆的自动停靠站控制方法，其特征在于，当所有进站路径上都有障碍物时，按照距离站台最近的进站路径行驶，并进行报警提醒。
3.根据权利要求1或2所述的车辆的自动停靠站控制方法，其特征在于，所述步骤2)选取的是距离站台最近的进站路径。
4.根据权利要求1或2所述的车辆的自动停靠站控制方法，其特征在于，在逐个判断其余进站路径时是按照进站路径距离站台由近到远的顺序来选择的。
5.根据权利要求2所述的车辆的自动停靠站控制方法，其特征在于，所述的报警提醒采用喇叭和或双闪灯信号实现。
6.一种车辆的自动停靠站控制系统，其特征在于，该控制系统包括存储器和处理器，以及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器与所述存储器相耦合，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
1)规划出至少两条全局进站路径；
2)选取其中一条进站路径，并判断该进站路径上是否有障碍物，若没有，则按照该进站路径行驶；
3)当所选取的进站路径上有障碍物时，则逐个判断其余进站路径是否存在障碍物，直至找到没有障碍物的进站路径。
7.根据权利要求6所述车辆的自动停靠站控制系统，其特征在于，当所有进站路径上都有障碍物时，按照距离站台最近的进站路径行驶，并进行报警提醒。
8.根据权利要求6或7所述的车辆的自动停靠站控制系统，其特征在于，所述步骤2)选取的是距离站台最近的进站路径。
9.根据权利要求6或7所述的车辆的自动停靠站控制系统，其特征在于，在逐个判断其余进站路径时是按照进站路径距离站台由近到远的顺序来实现的。
10.根据权利要求7所述的车辆的自动停靠站控制系统，其特征在于，所述的报警提醒采用喇叭和或双闪灯信号实现。
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