CN111907516A - 一种全自动泊车方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自动泊车方法和系统,其中该方法包括:S1、车辆进行车位搜索时,实时获取并根据车辆的当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角,控制车辆运动到下一位置;S2、当车辆搜索到可泊车位时,获取可泊车位的一顶点的坐标,根据所述顶点的坐标进行路径规划获得规划路径,其中所述顶点为车辆搜索所述可泊车位时靠近车辆行驶方向所在直线的可泊车位顶点;S3、控制车辆所述规划路径进行泊车。本发明能够提高泊车的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆泊车技术领域,尤其涉及一种自动泊车方法和系统。
背景技术
目前全自动泊车是行业研究的热点,大量的技术创新正在从学术研究转向产品落地的推进,由于自动泊车方案面向量产开发,最大可能地压缩传感器的成本,无法使用高精度IMU定位以及RTK-GPS高精定位技术,因此需要开发低成本的定位方案,然而,泊车时车辆低速行驶,轮速信号的信噪比较小;泊车时车辆大幅转向,难以用简单的动力学模型进行准确建模;同时泊车受各种外界因素(如路况等)的影响,这使得传统航位推算算法(如基于后轮轮速信号)无法满足智能泊车系统对车辆高精度定位的要求。
传统的航迹推算采用过于简化的模型与单一的传感器数据,航迹推算误差大,不能适应泊车工况遇到的问题,其次传统的泊车自定位完全依赖初始位置,没有根据超声信息和环视信息进行位置修正,导致误差积累无法修正,影响泊车效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种自动泊车方法和系统,以解决现有技术中没有根据超声信息和环视信息进行位置修正以及泊车定位精度不高的问题。
为解决上述技术问题,本发明提供一种自动泊车方法,该方法包括如下步骤:
S1、车辆进行车位搜索时,实时获取车辆的当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度并根据车辆的当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角,控制车辆运动到所述下一位置;
S2、当车辆搜索到可泊车位时,获取可泊车位的一顶点的坐标,根据所述顶点的坐标进行路径规划获得规划路径,其中所述顶点为车辆搜索所述可泊车位时靠近车辆行驶方向所在直线的可泊车位顶点;
S3、控制车辆根据所述规划路径进行泊车。
其中,在所述S1之前还包括:
当车辆开启车位搜索时,获取车辆此时的航向角为第一初始航向角,以车辆后轴中心为坐标原点,以车辆当前行驶方向为X轴正方向,以所述X轴顺时针旋转90度为Y轴正方向建立坐标系,获得车辆第一初始位置坐标。
其中,所述S1中根据所述当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角具体包括:
以所述第一初始位置坐标为第一坐标值的初始值,以所述第一初始航向角为第一航向角的初始值;
根据车辆当前转弯半径以及车轮轮速实时计算车辆速度;
判断车辆当前加速度值是否大于设定的加速度阈值,若是,则根据车辆横摆角速度、车辆当前位置、当前航向角计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值和第一航向角,否则,进一步判断所述车辆速度是否大于设定的车速阈值,若大于,则根据所述车辆速度、车辆当前位置、当前航向角计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值和第一航向角,若小于,则更进一步判断车辆轮速脉冲是否有更新,若更新,则根据轮速脉冲、车辆当前位置、当前航向角计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值和第一航向角。
其中,所述根据车辆当前转弯半径以及车轮轮速实时计算车辆速度具体包括:
将车辆四个车轮的轮速分别转换为相对车辆后轴中心的等效轮速值;
计算任意三个等效轮速值的平均值以及所述任意三个等效轮速值到所述平均值的距离和的平均值,获得第一距离值;
计算所述任意三个等效轮速值之外的等效轮速值到所述平均值的第二距离值;
当所述第二距离值大于所述第一距离值时,所述任意三个等效轮速值的平均值为所述车辆速度。
其中,所述根据车辆横摆角速度计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值和第一航向角具体包括:
根据车辆横摆角速度和计算时间周期计算获得航向角变化量;
计算所述航向角变化量与当前位置处的航向角的和值获得车位搜索过程中的下一位置的第一航向角;
对车辆横摆角速度进行二次积分获得车辆在计算时间周期内的路程改变量,并计算路程改变量在车辆当前航向上的X轴分量和Y轴分量;
根据车辆当前位置和所述X轴分量、Y轴分量计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值。
其中,所述根据车辆速度计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值和第一航向角具体包括:
根据车辆速度计算单位时间的移动弧长,根据所述移动弧长以及转弯半径计算航向角度变化量以及移动向量;
计算所述航向角度变化量与当前位置处的航向角的和值获得车位搜索过程中的下一位置的第一航向角;
计算所述移动向量在车辆当前航向上的X轴分量和Y轴分量;
根据车辆当前位置坐标、X轴分量以及Y轴分量计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值。
其中,所述根据轮速脉冲计算车位搜索过程中的下一位置的坐标值和航向角具体包括:
根据车轮的转弯半径以及车轮的齿数计算每一脉冲对应的长度;
计算脉冲个数与每一脉冲对应的长度的乘积获得移动弧度;
根据所述移动弧长以及转弯半径计算航向角度变化量以及移动向量;
计算所述航向角度变化量与当前位置处的航向角的和值获得车位搜索过程中的下一位置的第一航向角;
计算所述移动向量在车辆航向上的X轴分量和Y轴分量;
根据车辆当前位置坐标值、X轴分量和Y轴分量计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值。
其中,所述S2具体包括:
至少获取所述车辆在搜索所述可泊车位时,靠近车辆行驶方向所在直线的且车辆最先通过的所述可泊车位的沿车辆前进方向的第一顶点的坐标,以所述第一顶点为规划路径的参考点;
获取所述可泊车位沿车辆行驶方向的两个顶点的中点处的航向角;
根据所述参考点坐标计算车辆搜索到所述可泊车位时车辆当前位置相对于所述参考点的相对位置坐标;
根据所述中点处的航向角计算车辆搜索到所述可泊车位时车辆当前航向角相对于中点的相对航向角;
根据所述参考点位置、相对位置坐标和相对航向角进行路径规划获得规划路径。
其中,所述根据所述参考点坐标计算车辆搜索到所述可泊车位时车辆当前位置相对于所述参考点的相对位置坐标具体包括:
Xo1=Xo–XDb
Yo1=Yo–YDbXo为车辆搜索到所述可泊车位时车辆的横向坐标,Yo为车辆搜索到所述可泊车位时车辆的纵向坐标,XDb为所述参考点的横向坐标值,YDb为所述参考点的纵向坐标值,Xo1为相对横向坐标,Yo1为相对纵向坐标值;
所述根据所述中点处的航向角计算车辆搜索到所述可泊车位时车辆当前航向角相对于中点的相对航向角具体包括:
Θo1=Θo-θDm
其中,θDm为所述中点处对应的航向角,Θo为车辆搜索到所述可泊车位时车辆的当前航向角,Θo1为相对航向角。
其中,所述S3具体包括:
控制车辆根据所述规划路径行驶,并实时获取车辆的当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度,根据所述车辆当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆在泊车入库过程中的下一位置的第二坐标值和第二航向角;
利用车辆雷达检测所述可泊车位的边界位置是否有障碍物,如有障碍物,获取车辆与所述障碍物之间的距离;
根据所述下一位置的第二坐标值、第二航向角以及所述距离计算车辆在泊车入库过程中的下一位置的最终坐标值以及最终航向角。
其中,根据所述车辆当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆在泊车入库过程中的下一位置的第二坐标值和第二航向角具体包括:
以所述相对位置坐标为所述第二坐标值的初始坐标值,以所述相对航向角为第二航向角的初始值。
其中,所述根据所述下一位置的第二坐标值和第二航向角以及所述距离计算车辆下一位置的最终坐标值以及最终航向角具体包括:
判断所述距离是否小于设定的距离阈值,若是,获取所述车辆雷达在同一采集周期的采集数据,根据所述采集数据计算下一位置的第三坐标值,通过下一位置的第二坐标值和第三坐标值计算获得下一位置的最终坐标值,并使得下一位置的最终航向角等于第二航向角;否则,使所述下一位置的第二坐标值为下一位置的最终坐标值,下一位置的第二航向角为最终航向角。
其中,所述通过下一位置的第二坐标值和第三坐标值计算下一位置的最终坐标值具体包括:
Xm=nX1+(1-n)X2
Ym=nY1+(1-n)Y2
其中,Xm为下一位置的最终横坐标值,Ym为下一位置的最终纵坐标值,X1为下一位置的第二横坐标值,Y1为下一位置的第二纵坐标值,X2为下一位置的第三横坐标值,Y2为下一位置的第三纵坐标值,n为权重值。
本发明还提供一种自动泊车系统,包括:
车位搜索单元,用于车辆进行车位搜索时,实时获取车辆的当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度,并根据所述当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角,控制车辆运动到所述下一位置;
路径规划单元,用于当车辆搜索到可泊车位时,获取可泊车位的一顶点的坐标,根据所述顶点的坐标进行路径规划获得规划路径,其中所述顶点为车辆搜索所述可泊车位时靠近车辆行驶方向所在直线的可泊车位顶点;
泊车控制单元,用于控制车辆根据所述规划路径进行泊车。
本发明实施例的有益效果在于:本发明在车辆搜索车位时,结合车辆的超声波信息和环视信息进行车位搜索和车辆泊车,在车辆搜索到可泊车位时,对路径规划考虑了车辆在行驶过程中的前进距离,以车辆的第一顶点为坐标原点进行路径规划,在车辆泊车过程中,当检测到车位边界线具有障碍物时,根据与障碍物之间的距离进行位置融合,本发明提高了泊车定位的准确性和泊车效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的一种自动泊车方法的流程示意图。
图2是本发明实施例的一种自动泊车方法的车位搜索的示意图。
图3是本发明实施例的一种自动泊车方法的泊车入库的示意图。
图4是本发明实施例的一种自动泊车方法的雷达采集数据示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图,用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
车辆自动泊车过程一般分为三个过程,分别为可泊车位搜索、路径规划以及泊车入库三个过程,基于上述三个过程,本发明提供一种自动泊车方法,以下参照图1进行说明,该方法包括如下步骤:
S1、车辆进行车位搜索时,实时获取车辆当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度,并根据车辆当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角,控制车辆运动到所述下一位置。
车辆行驶至可泊停车区的行驶道路中,驾驶员启动泊车搜索按钮,泊车搜索功能开启,超声波检测和环视检测功能开始工作,在车辆进行车位搜索过程中,为了便于超声波可以探测到合适的距离,车辆与平行车辆行驶方向的车位边界线的距离一般设置在0.5-2米之间。同时自车定位功能也开始工作。当车辆开启车位搜索时,以车辆后轴中心所在位置为坐标原点,以车辆此时行驶方向为X轴正方向,以X轴正方向沿顺时针旋转90度方向为Y轴正方向建立坐标系,获取车辆此时的位置坐标,该位置坐标为车辆进行车位搜索过程的航迹规划的初始位置坐标,获取车辆此时的航向角,该航向角为车辆进行车位搜索过程的航迹规划的初始航向角。
实时获取车辆的当前转弯半径以及车轮轮速,根据当前转弯半径和车轮轮速计算车辆速度,在车辆搜索车位的航迹规划过程中,首先判断车辆当前加速度是否大于设定的加速度阈值,若大于,则根据车身稳定系统输出的横摆角计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角,若小于,则进一步判断车速是否大于设定的车速阈值,若大于,则根据车速计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角,若小于,则判断轮速脉冲是否有更新,若有更新,则根据轮速脉冲计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角,若没有更新,则说明车辆没有前进或者前进的距离非常小,可以忽略。
在一具体实施方式中,采用以下方式计算车辆车速。
根据车辆运行学模型,将车辆四个车轮的轮速转换成后轴中心的等效轮速,利用刚体移动角速度相同的方法,计算如下:
Vfrm=Vfr·R/((R-m·0.5D)^2+L^2)
Vflm=Vfl·R/((R+m·0.5D)^2+L^2)
Vrrm=Vrr·R/(R-m·0.5D)
Vrlm=Vrl·R/(R+m·0.5D)
其中,R为车辆的当前转弯半径,D为车轮轮距,L为车轮轴距,Vfr为右前轮速,Vfl为左前轮轮速,Vrr为右后轮速,Vrl左后轮速,Vfrm为右前轮的等效轮速,Vflm为左前轮的等效轮速,Vrrm为右后轮的等效轮速,Vrlm为左后轮的等效轮速。
在获得了车轮的等效轮速后,采用快速聚类的方法估算获得车速。具体地,选取其中任意三个等效轮速,并计算该任意三个等效轮速的平均值,计算所述任意三个等效轮速与平均值之间的距离和的平均值,该距离和的平均值为第一距离值,计算除该任意三个等效轮速之外的第四个等效轮速与平均值之间的第二距离值,判断所述第一距离值是否小于所述第二距离值,若是,则该平均值为车辆速度。
在一具体实施方式中,根据车身稳定系统输出的横摆角速度计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角具体包括:通过对车辆横摆角速度在计算时间周期内进行一次积分获得车辆航向角的改变量,利用车辆当前航向角加上车辆航向角的改变量即获得车辆下一位置的第一航向角,通过对车辆横摆角速度在计算时间周期内进行二次积分获得路程改变量,对路程改变量进行当前航向的分解得到X轴的位移改变量和Y轴的位移改变量,将获得的X轴的位移改变量和Y轴的位移改变量与当前位置坐标进行对应相加,获得下一位置的第一坐标值。
在一具体实施方式中,根据车速计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角具体包括:对车速在一个计算时间周期内进行积分,得到车辆的移动弧长,利用弧长除以当前转弯半径得到航向角的改变量,利用当前航向角加上航向角的改变量得到下一位置的第一航向角,通过移动弧长以及转弯半径计算获得车辆的移动向量,对移动向量进行当前航向的分解,得到X轴和Y轴的位置改变量,利用车辆当前位置对应加上X轴和Y轴的位置改变量得到下一位置的第一坐标值。
在一具体实施方式中,根据轮速脉冲计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角具体包括:根据车轮半径计算车轮的周长,利用周长除以车轮齿数得到每一个脉冲对应的长度,利用脉冲个数乘以每个脉冲对应的长度得到移动弧长,利用弧长除以当前转弯半径得到航向角的改变量,利用当前航向角加上航向角的改变量得到下一位置的第一航向角,通过移动弧长以及转弯半径计算获得车辆的移动向量,对移动向量进行当前航向的分解,得到X轴和Y轴的位置改变量,利用车辆当前位置对应加上X轴和Y轴的位置改变量得到下一位置的第一坐标值。
在一具体实施方式中,加速度阈值为0.5km/h2,车速阈值跟车内提供的轮速分辨率以及更新率有关,在20ms的更新率下,分辨率不低于0.125km/h时,车速阈值为0.6km/h。
S2、当车辆搜索到可泊车位时,获取可泊车位的一顶点的坐标,根据所述顶点的坐标进行路径规划获得规划路径,其中所述顶点为车辆搜索所述可泊车位时靠近车辆行驶方向所在直线的可泊车位顶点。
如图2所示,至少获取所述车辆在搜索所述可泊车位时,车辆最先通过的可泊车位沿车辆行驶方向的第一顶点b的坐标,以所述第一顶点b为规划路径的参考点;获取所述可泊车位沿车辆行驶方向的两个顶点的中点处的航向角;根据所述第一顶点坐标计算车辆搜索到所述可泊车位时车辆当前位置相对于所述参考点的相对位置坐标;根据所述中点处的航向角计算车辆搜索到所述可泊车位时车辆当前航向角相对于中点的相对航向角;根据所述参考点位置、相对位置坐标和相对航向角进行路径规划获得规划路径。
具体地,采用下式计算相对位置坐标:
Xo1=Xo–XDb
Yo1=Yo–YDb
其中,Xo为车辆搜索到所述可泊车位时车辆的横向坐标,Yo为车辆搜索到所述可泊车位时车辆的纵向坐标,XDb为所述参考的横向坐标值,YDb为所述参考点的纵向坐标值,Xo1为相对横向坐标,Yo1为相对纵向坐标值;
具体地,采用下式计算相对航向角:
Θo1=Θo-θDm
其中,Dm为车辆前进到所述中点时车辆的前进距离,θDm为所述中点处对应的航向角,在实际的过程中,θDm通过查表获得,即通过确定前进距离Dm从对应的表格中查出该中点对应的航向角θDm,Θo为车辆搜索到所述可泊车位时车辆的当前航向角,Θo1为相对航向角,Xo为车辆搜索到所述可泊车位时车辆的横向坐标,Yo为车辆搜索到所述可泊车位时车辆的纵向坐标,XDb为所述参考的横向坐标值,YDb为所述参考点的纵向坐标值,Xo1为相对横向坐标,Yo1为相对纵向坐标值。
在实际的过程中,若可泊车位为超声波车位,则通过获取车辆通过可泊车位相邻两车位沿车辆前进方向的边界的中点的前进方向,如图所示,假设车辆通过a点时的前进距离为Da,通过d点时的前进距离为Dd,则车辆通过可泊车位中点时的前进距离为:Dm=(Da+Dd)/2。当车位为线性车位时,获取车辆通过第一顶点b的前进距离Db以及车辆通过第二顶点c的前进距离Dc,则Dm=(Db+Dc)/2。
S3、控制所述车辆根据所述根据规划路径进行泊车。
其中,控制车辆根据所述规划路径行驶,并根据所述车辆当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆下一位置的第二坐标值和第二航向角;检测所述可泊车位的边界位置上是否有障碍物,如有障碍物,获取车辆与所述障碍物之间的距离;根据所述下一位置的第二坐标值、第二航向角以及最小距离计算车辆下一位置的最终坐标值以及最终航向角。
具体地,当完成路径规划后,以相对位置坐标为泊车入库过程中的第二坐标值的初始位置坐标,以相对航向角为泊车入库过程中的第二航向角的初始航向角进行泊车。在泊车入库的过程中,实时获取车辆的当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度,并根据所述当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆下一位置的第二坐标值和第二航向角。该计算下一位置的第二坐标值和第二航向角的方法与前面车位搜索过程中计算下一位置的第一坐标值和第一航向角的方法相同。不同点在于,在车位搜索过程中,初始位置和初始航向角是车辆开启车位搜索时车辆所在的位置和航向角,而在泊车入库过程中,对应的初始位置为车辆在搜索到可泊车位时,车辆的当前位置相对于参考点的相对位置,对应的初始航向角为车辆搜索到可泊车位时车辆的当前航向角相对于中点的相对航向角,因而具体地计算方法在此不再赘述。
车辆在泊车入库的过程中,利用雷达实时检测车位边界线上是否有障碍物,并获取车辆与障碍物之间的距离,当车辆与障碍物之间的距离小于设定的距离阈值时,获取车辆雷达同一采集周期得到的数据图,根据所述数据图和车辆雷达与车辆后轴中心的位置关系计算获得车辆后轴中心与障碍物之间的转移矩阵,根据转移矩阵计算获得车辆下一位置的第三坐标值,然后根据下一位置的第二坐标值和下一位置的第三坐标值计算获得下一位置的最终坐标值,并且使得下一位置的最终航向角等于下一位置的第二航向角,否则,使得下一位置的最终坐标值等于下一位置的第二坐标值,下一位置的最终航向角等于下一位置的第二航向角。
如图3所示,在车辆泊车入库过程中,在所述可泊车位的相邻车位上停有静止车辆,其处于可泊车位的边界处。利用车辆后方的4颗超声波雷达进行障碍物检测,通过结合四个组合配对测距,一共可以得到8个或者更多的测距值。利用超声波的配对收发功能,可以得到更高的位置分辨率,使得横向间距分辨率低于20cm。若车辆雷达检测到车位边界上的障碍物时,第一方面,根据车辆当前的转弯半径、车辆加速度和车辆计算车辆下一位置的第二坐标值和第二航向角,同时,当雷达检测到车辆与障碍物之间的距离小于设定距离阈值时,记录车辆后方各雷达同一采集周期得到的数据图,如图所示4,其中,Dxy为rx雷达发波,ry雷达收波得到的距离,后方雷达一共得到8个值,根据4颗雷达相对于o的位置关系,可以计算出o和a的相对位置矩阵,根据相对位移矩阵,计算得到下一位置的第三坐标值。对第二坐标值和第三坐标值采用加权融合的方法计算车辆下一位置的最终坐标值。具体地:
Xm=nX1+(1-n)X2
Ym=nY1+(1-n)Y2
其中,Xm为下一位置的最终横坐标值,Ym为下一位置的最终纵坐标值,X1为下一位置的第二横坐标值,Y1为下一位置的第二纵坐标值,X2为下一位置的第三横坐标值,Y2为下一位置的第三纵坐标值,n为权重值。优选地,n的取值优选为0.3-0.7之间。
本发明实施例的全自动泊车方法,在车辆搜索车位时,结合车辆的超声波信息和环视信息进行车位搜索和车辆泊车,在车辆搜索到车位时,对路径规划考虑了车辆在行驶过程中的前进距离,以车辆的第一顶点为坐标原点进行路径规划,在车辆泊车过程中,当检测到车位边界线具有障碍物时,根据与障碍物之间的距离进行位置融合,本发明提高了泊车定位的准确性和泊车效果。
基于本发明实施例一,本发明实施例二提供一种自动泊车系统,该系统包括:
车位搜索单元,用于车辆进行车位搜索时,实时获取车辆的当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度,并根据所述当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角,控制车辆运动到所述下一位置;
路径规划单元,当车辆搜索到可泊车位时,用于获取可泊车位的一顶点的坐标,根据所述顶点的坐标进行路径规划获得规划路径,其中所述顶点为车辆搜索所述可泊车位时靠近车辆行驶方向所在直线的可泊车位顶点;
泊车控制单元,用于控制车辆根据所述规划路径进行泊车。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (14)
1.一种自动泊车方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、车辆进行车位搜索时,实时获取车辆的当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度,并根据车辆的当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角,控制车辆运动到所述下一位置;
S2、当车辆搜索到可泊车位时,获取可泊车位的一顶点的坐标,根据所述顶点的坐标进行路径规划获得规划路径,其中所述顶点为车辆搜索所述可泊车位时靠近车辆行驶方向所在直线的可泊车位顶点;
S3、控制车辆根据所述规划路径进行泊车。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述S1还包括:
当车辆开启车位搜索时,获取车辆此时的航向角为第一初始航向角,以车辆后轴中心为坐标原点,以车辆当前行驶方向为X轴正方向,以所述X轴顺时针旋转90度为Y轴正方向建立坐标系,获得车辆第一初始位置坐标。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述S1中根据所述当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角具体包括:
以所述第一初始位置坐标为第一坐标值的初始值,以所述第一初始航向角为第一航向角的初始值;
根据车辆当前转弯半径以及车轮轮速实时计算车辆速度;
判断车辆当前加速度值是否大于设定的加速度阈值,若是,则根据车辆横摆角速度、车辆当前位置、当前航向角计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值和第一航向角;否则,进一步判断所述车辆速度是否大于设定的车速阈值,若大于,则根据所述车辆速度、车辆当前位置、当前航向角计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值和第一航向角,若小于,则更进一步判断车辆轮速脉冲是否有更新,若有更新,则根据轮速脉冲、车辆当前位置、当前航向角计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值和第一航向角。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据车辆当前转弯半径以及车轮轮速实时计算车辆速度具体包括:
将车辆四个车轮的轮速分别转换为相对车辆后轴中心的等效轮速值;
计算任意三个等效轮速值的平均值以及所述任意三个等效轮速值到所述平均值的距离和,计算所述距离和的平均值获得第一距离值;
计算所述任意三个等效轮速值之外的等效轮速值到所述平均值的第二距离值;
当所述第二距离值大于所述第一距离值时,所述任意三个等效轮速值的平均值为所述车辆速度。
5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据车辆横摆角速度计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值和第一航向角具体包括:
根据车辆横摆角速度和计算时间周期计算获得航向角变化量;
计算所述航向角变化量与当前位置处的航向角的和值获得车位搜索过程中的下一位置的第一航向角;
对车辆横摆角速度进行二次积分获得车辆在计算时间周期内的路程改变量,并计算路程改变量在车辆当前航向上的X轴分量和Y轴分量;
根据车辆当前位置和所述X轴分量、Y轴分量计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值。
6.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据车辆速度计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值和第一航向角具体包括:
根据车辆速度计算单位时间的移动弧长,根据所述移动弧长以及转弯半径计算航向角度变化量以及移动向量;
计算所述航向角度变化量与当前位置处的航向角的和值获得车位搜索过程中的下一位置的第一航向角;
计算所述移动向量在车辆当前航向上的X轴分量和Y轴分量;
根据车辆当前位置坐标、X轴分量以及Y轴分量计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值。
7.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据轮速脉冲计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值和第一航向角具体包括:
根据车轮的转弯半径以及车轮的齿数计算每一脉冲对应的长度;
计算脉冲个数与每一脉冲对应的长度的乘积获得移动弧度;
根据所述移动弧长以及转弯半径计算航向角度变化量以及移动向量;
计算所述航向角度变化量与当前位置处的航向角的和值获得车位搜索过程中的下一位置的第一航向角;
计算所述移动向量在车辆航向上的X轴分量和Y轴分量;
根据车辆当前位置坐标值、X轴分量和Y轴分量计算车位搜索过程中的下一位置的第一坐标值。
8.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述S2具体包括:
至少获取所述车辆在搜索所述可泊车位时,靠近车辆行驶方向所在直线的且车辆最先通过的可泊车位顶点的坐标,以所述顶点为规划路径的参考点;
获取所述可泊车位沿车辆行驶方向的两个顶点的中点处的航向角;
根据所述参考点坐标计算车辆搜索到所述可泊车位时车辆当前位置相对于所述参考点的相对位置坐标;
根据所述中点处的航向角计算车辆搜索到所述可泊车位时车辆当前航向角相对于中点的相对航向角;
根据所述参考点位置、相对位置坐标和相对航向角进行路径规划获得规划路径。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据所述参考点坐标计算车辆搜索到所述可泊车位时车辆当前位置相对于所述参考点的相对位置坐标具体包括:
Xo1= Xo –XDb
Yo1= Yo –YDb
Xo为车辆搜索到所述可泊车位时车辆的横向坐标,Yo为车辆搜索到所述可泊车位时车辆的纵向坐标,XDb为所述参考点的横向坐标值,YDb为所述参考点的纵向坐标值,Xo1为相对横向坐标,Yo1为相对纵向坐标值;
所述根据所述中点处的航向角计算车辆搜索到所述可泊车位时车辆当前航向角相对于中点的相对航向角具体包括:
Θo1=Θo-θDm
其中,θDm为所述中点处对应的航向角,Θo为车辆搜索到所述可泊车位时车辆的当前航向角,Θo1为相对航向角。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述S3具体包括:
控制车辆根据所述规划路径行驶,并实时获取车辆的当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度,根据所述车辆的当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆在泊车入库过程中的下一位置的第二坐标值和第二航向角;
利用车辆雷达检测所述可泊车位的边界位置是否有障碍物,若有障碍物,获取车辆与所述障碍物之间的距离;
根据所述下一位置的第二坐标值、第二航向角以及所述车辆与所述障碍物之间的距离计算车辆在泊车入库过程中的下一位置的最终坐标值以及最终航向角。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,根据所述车辆当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆在泊车入库过程中的下一位置的第二坐标值和第二航向角具体包括:
以所述相对位置坐标为所述第二坐标值的初始坐标值,以所述相对航向角为第二航向角的初始值。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述根据所述下一位置的第二坐标值和第二航向角以及所述车辆与所述障碍物之间的距离计算车辆下一位置的最终坐标值以及最终航向角具体包括:
判断所述车辆与所述障碍物之间的距离是否小于设定的距离阈值,若是,获取所述车辆雷达在同一采集周期的采集数据,根据所述采集数据计算下一位置的第三坐标值,通过下一位置的第二坐标值和第三坐标值计算获得下一位置的最终坐标值,并使得下一位置的最终航向角等于第二航向角;否则,使所述下一位置的第二坐标值为下一位置的最终坐标值,下一位置的第二航向角为最终航向角。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述通过下一位置的第二坐标值和第三坐标值计算下一位置的最终坐标值具体包括:
Xm=nX1+(1-n)X2
Ym=nY1+(1-n)Y2
其中,Xm为下一位置的最终横坐标值,Ym为下一位置的最终纵坐标值,X1为下一位置的第二横坐标值,Y1为下一位置的第二纵坐标值,X2为下一位置的第三横坐标值,Y2为下一位置的第三纵坐标值,n为权重值。
14.一种自动泊车系统,其特征在于,包括:
车位搜索单元,用于车辆进行车位搜索时,实时获取车辆的当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度,并根据所述当前位置、当前航向角、当前转弯半径、加速度以及车轮速度实时计算车辆下一位置的第一坐标值和第一航向角,控制车辆运动到所述下一位置;
路径规划单元,用于当车辆搜索到可泊车位时,获取可泊车位的一顶点的坐标,根据所述顶点的坐标进行路径规划获得规划路径,其中所述顶点为车辆搜索所述可泊车位时靠近车辆行驶方向所在直线的可泊车位顶点;
泊车控制单元,用于控制车辆根据所述规划路径进行泊车。
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