CN116161018A - 平行泊车路径规划方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车智能化技术领域，提供一种平行泊车路径规划方法，包括步骤S1‑S6，即通过车辆传感器感知待泊车车位数据等数据，根据车辆平行泊车路径建立多项式函数关系，根据第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件获得多项式系数数值，并获得多项式函数路径规划曲线；基于双曲正切tanh函数获得双曲正切路径规划曲线，再通过融合多项式函数路径规划曲线和双曲正切路径规划曲线，获得平行泊车路径规划曲线，车辆根据平行泊车路径规划曲线进行跟踪控制，完成车辆泊车操作。能够解决泊车路径曲率不连续、不易跟踪、路径结构组成复杂，节点过多，拟合路径误差较大的缺点，保障泊车路径平滑，提高泊车效率，改善泊车效果。
Description
技术领域
本发明涉及汽车智能化技术领域，特别涉及一种平行泊车路径规划方法及系统。
背景技术
自动泊车路径规划就是在满足各种泊车约束条件并结合周围泊车环境，从泊车起始点与终止点之间规划出一条安全合理容易跟踪的路径曲线。路径规划作为连接自动泊车停车位检测与跟踪控制的中间环节，对自动泊车系统能否快速安全的停入车位起到关键作用。自动泊车通过各种传感器获取车辆自身的位姿，车位信息以及障碍物的信息，并将所得到的信息进行路径规划，使车辆能够根据规划好的路径能够安全高效、无碰撞的泊车。可靠性且高效率的自动泊车系统能够保证驾驶员安全，减少停车堵塞，有效的提高驾驶舒适性。
CN115384518A公开了一种基于超声波雷达的侧边车位定位方法和装置，包括：在当前车辆前进过程中通过超声波雷达获取当前车辆侧面的障碍物的轮廓点集；根据所述轮廓点集对所述当前车辆侧面的障碍物轮廓进行分段拟合，得到当前车辆侧面的障碍物的方向；根据所述当前车辆侧面的障碍物的方向，确定当前车辆侧面的车位方向。
JP2022173839A公开了一种自动泊车系统及自动泊车系统控制方法，其具有多个停车区域，在该停车区域中，多个停车位至少在平行方向上平行。所述自动停车系统为所述多个停车区域中的每一个获取停车位的数量，所述停车位的数量是沿平行方向排列的停车位的数量。对于多个停车场中的每一个，获取空位的数量，即空闲停车位的数量。基于垂直数量，计算空位阈值，该空位阈值是空位数量的阈值，用于计算自动停车的车辆停放在其中的停车区域的优先级。计算优先级，使得空位数目大于或等于空位数目阈值的停车区域的优先级高于空位数目小于空位阈值的停车区域的优先级。将优先考虑在高优先级停车场的停车位中停放自动泊车的车辆。
CN115303263A公开了一种基于神经网络的自动泊车方法及系统，所述方法包括：通过摄像头获取车辆周围全景环视图像；基于全景环视图像通过深度神经网络算法获取泊车位置；基于泊车位置和车辆状态，规划出泊车路径；启动车辆控制系统执行泊车，每隔一定时间阈值判断是否泊车结束，若结束则检测结束，否则继续执行泊车。
现有自动泊车系统的泊车路径规划中，往往采用几何法的方式进行路径规划，包括两段圆弧、圆弧直线、回旋曲线、B样条曲线、多项式曲线、正弦函数曲线往往难以完成高精度的自动泊车。
发明内容
经过长期实践发现，圆弧与直线的方法结构简单，但其路径曲率不连续，不易跟踪，会额外增加转向系统和轮胎的压力，有损乘员的舒适性；回旋曲线和B样条曲线虽然曲率连续易于跟踪，但结构复杂计算量大，且多段路径会增加转向系统和轮胎的损伤和实际泊车路径的误差；多项式曲线泊车方法存在泊车路径曲率过大、曲线偏长。现有技术的泊车路径规划方法中，存在的路径曲率不连续、曲率过大不易跟踪、拟合路径误差较大，从而影响自动泊车效果，进而造成泊车失败等问题。
有鉴于此，本发明旨在提出一种平行泊车路径规划方法，所述平行泊车路径规划方法包括，
步骤S1，通过车辆传感器感知待泊车车位数据、车辆初始位置姿态数据，根据车辆平行泊车路径建立多项式函数关系，
y(x)＝a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0
由车辆起始点坐标
与泊车终止点坐标
建立第一约束条件，
其中，起始点坐标数值通过定位系统得到，终止点坐标数值通过泊车结束时车辆与车位的安全约束得到；a0、a1、a2、a3、a4、a5分别为多项式系数；
步骤S2，根据路径的起始点及终止点的位置姿态约束条件，得到路径曲线在起始点及终止点处的一阶导数为0的第二约束条件，即为，
步骤S3，根据泊车结束时，其转向轮回正，此时泊车路径中斜率不发生变化，得到路径曲线在终止点处的二阶导数为0的第三约束条件，即为，
步骤S4，根据车辆安全无碰撞驶出车位约束条件，后轴中心点正好处于
点的第四约束条件，即为，
其中，
R1为车辆最小转弯半径，δ为车辆转弯角度；
根据第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件获得a0、a1、a2、a3、a4、a5多项式系数数值，并获得多项式函数路径规划曲线；
步骤S5，基于双曲正切tanh函数获得双曲正切路径规划曲线，
其中，a、b、c、d分别函数系数；
步骤S6，融合多项式函数路径规划曲线和双曲正切路径规划曲线，获得平行泊车路径规划曲线，即为，
f(x)＝kg(x)+(1-k)y(x)
其中，k为比例系数，范围0-1；
车辆根据平行泊车路径规划曲线进行跟踪控制，完成车辆泊车操作。
优选地，在步骤S5中，函数系数a、b、c、d通过第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件的车辆泊车过程中位置姿态约束关系获得。
优选地，在步骤S6中，通过迭代优化方法确定比例系数k。
优选地，通过车辆传感器获取车辆与车位相对位置，在平行泊车路径规划曲线中，以车辆后轴中心点行驶轨迹作为跟踪控制依据。
本发明还公开了一种用于执行上述平行泊车路径规划方法的系统，所述系统包括，
第一约束单元，包括传感器模块，传感器模块至少包括视觉传感器、超声波传感器；用于通过车辆传感器感知待泊车车位数据、车辆初始位置姿态数据，根据车辆平行泊车路径建立多项式函数关系，
y(x)＝a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0
由车辆起始点坐标
与泊车终止点坐标
建立第一约束条件，
其中，起始点坐标数值通过定位系统得到，终止点坐标数值通过泊车结束时车辆与车位的安全约束得到；a0、a1、a2、a3、a4、a5分别为多项式系数；
第二约束单元，用于根据路径的起始点及终止点的位置姿态约束条件，得到路径曲线在起始点及终止点处的一阶导数为0的第二约束条件，即为，
第三约束单元，用于根据泊车结束时，其转向轮回正，此时泊车路径中斜率不发生变化，得到路径曲线在终止点处的二阶导数为0的第三约束条件，即为，
第四约束单元，包括计算模块，用于根据车辆安全无碰撞驶出车位约束条件，后轴中心点正好处于
点的第四约束条件，即为，
其中，
R1为车辆最小转弯半径，δ为车辆转弯角度；
所述计算模块用于根据第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件获得a0、a1、a2、a3、a4、a5多项式系数数值，并获得多项式函数路径规划曲线；
构建单元，用于基于双曲正切tanh函数获得双曲正切路径规划曲线，
其中，a、b、c、d分别函数系数；
融合单元，包括跟踪控制模块，用于融合多项式函数路径规划曲线和双曲正切路径规划曲线，获得平行泊车路径规划曲线，即为，
f(x)＝kg(x)+(1-k)y(x)
其中，k为比例系数，范围0-1；
跟踪控制模块用于车辆根据平行泊车路径规划曲线进行跟踪控制，完成车辆泊车操作。
优选地，所述第一约束单元还包括定位模块，所述定位模块包括SLAM定位，用于识别车辆和待泊车位的位置与相对位置，获取待泊车位边界障碍物信息与安全距离数据。
优选地，所述融合单元还包括迭代优化模块，用于通过迭代优化方法确定比例系数k。
本发明还公开了一种车辆，所述车辆装载有包括上述的系统，或能够实现如上述平行泊车路径规划方法。
本发明公开了一种电子设备，包括存储器和处理器：所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行计算机程序时，实现上述的平行泊车路径规划方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明提供的方法。
相对于现有技术，本发明提供的平行泊车路径规划方法包括步骤S1-S6，即通过车辆传感器感知待泊车车位数据、车辆初始位置姿态数据，根据车辆平行泊车路径建立多项式函数关系，由车辆起始点坐标
与泊车终止点坐标
建立第一约束条件；根据路径的起始点及终止点的位置姿态约束条件，得到路径曲线在起始点及终止点处的一阶导数为0的第二约束条件；根据泊车结束时位置姿态得到第三约束条件以及根据车辆安全能够无碰撞驶出车位约束条件，后轴中心点所在位置建立第四约束条件；最终根据第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件获得多项式系数数值，并获得多项式函数路径规划曲线；基于双曲正切tanh函数获得双曲正切路径规划曲线，再通过融合多项式函数路径规划曲线和双曲正切路径规划曲线，获得平行泊车路径规划曲线，车辆根据平行泊车路径规划曲线进行跟踪控制，完成车辆泊车操作。本发明还公开了一种用于执行上述方法的系统，该方法和系统通过融合多项式函数路径规划曲线与基于双曲正切tanh函数获得双曲正切路径规划曲线，其路径曲率连续，易于跟踪，双曲正切函数弥补了泊车常用的五次多项式方法曲率过大的缺陷，缓解了车辆转向压力，能够解决泊车路径曲率不连续、不易跟踪、路径结构组成复杂，节点过多，拟合路径误差较大的缺点，保障泊车路径平滑，提高泊车效率，改善泊车效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的平行泊车路径规划方法平行泊车坐标系与约束条件示意图；
图2为本发明的车辆平行泊车流程图；
图3为本发明的迭代法求比例系数k流程图；
图4为本发明的平行泊车路径轨迹图；
图5为本发明的路径规划优化曲线对比图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
圆弧与直线的方法结构简单，但其路径曲率不连续，不易跟踪，会额外增加转向系统和轮胎的压力，有损乘员的舒适性；回旋曲线和B样条曲线虽然曲率连续易于跟踪，但结构复杂计算量大，且多段路径会增加转向系统和轮胎的损伤和实际泊车路径的误差；多项式曲线泊车方法存在泊车路径曲率过大、曲线偏长。为了解决现有技术的泊车路径规划方法中，存在的路径曲率不连续、曲率过大不易跟踪、拟合路径误差较大，从而影响自动泊车效果，进而造成泊车失败等问题。本发明提供一种平行泊车路径规划方法，如图1-图3所示，所述平行泊车路径规划方法包括，
步骤S1，通过车辆传感器感知待泊车车位数据、车辆初始位置姿态数据，根据车辆平行泊车路径建立多项式函数关系，
y(x)＝a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0
由车辆起始点坐标
与泊车终止点坐标
建立第一约束条件，
其中，起始点坐标数值通过定位系统得到，终止点坐标数值通过泊车结束时车辆与车位的安全约束得到；a0、a1、a2、a3、a4、a5分别为多项式系数；
步骤S2，根据路径的起始点及终止点的位置姿态约束条件，得到路径曲线在起始点及终止点处的一阶导数为0的第二约束条件，即为，
步骤S3，根据泊车结束时，其转向轮回正，此时泊车路径中斜率不发生变化，得到路径曲线在终止点处的二阶导数为0的第三约束条件，即为，
步骤S4，根据车辆安全无碰撞驶出车位约束条件，后轴中心点正好处于
点的第四约束条件，即为，
其中，
R1为车辆最小转弯半径，δ为车辆转弯角度；
根据第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件获得a0、a1、a2、a3、a4、a5多项式系数数值，并获得多项式函数路径规划曲线；
步骤S5，基于双曲正切tanh函数获得双曲正切路径规划曲线，
其中，a、b、c、d分别函数系数；
步骤S6，融合多项式函数路径规划曲线和双曲正切路径规划曲线，获得平行泊车路径规划曲线，即为，
f(x)＝kg(x)+(1-k)y(x)
其中，k为比例系数，范围0-1；
车辆根据平行泊车路径规划曲线进行跟踪控制，完成车辆泊车操作。
本发明提供的平行泊车路径规划方法包括步骤S1-S6，即通过车辆传感器感知待泊车车位数据、车辆初始位置姿态数据，根据车辆平行泊车路径建立多项式函数关系，由车辆起始点坐标
与泊车终止点坐标
建立第一约束条件；根据路径的起始点及终止点的位置姿态约束条件，得到路径曲线在起始点及终止点处的一阶导数为0的第二约束条件；根据泊车结束时位置姿态得到第三约束条件以及根据车辆安全能够无碰撞驶出车位约束条件，后轴中心点所在位置建立第四约束条件；最终根据第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件获得多项式系数数值，并获得多项式函数路径规划曲线；基于双曲正切tanh函数获得双曲正切路径规划曲线，再通过融合多项式函数路径规划曲线和双曲正切路径规划曲线，获得平行泊车路径规划曲线，车辆根据平行泊车路径规划曲线进行跟踪控制，完成车辆泊车操作。该方法通过融合多项式函数路径规划曲线与基于双曲正切tanh函数获得双曲正切路径规划曲线，其路径曲率连续，易于跟踪，双曲正切函数弥补了泊车常用的五次多项式方法曲率过大的缺陷，缓解了车辆转向压力，能够解决泊车路径曲率不连续、不易跟踪、路径结构组成复杂，节点过多，拟合路径误差较大的缺点，保障泊车路径平滑，提高泊车效率，改善泊车效果。
由于圆弧和直线之间的连接更加光滑，曲率变化较小，为了方便研究与分析泊车过程，圆弧-直线的组合对泊车的过程如图1所示。泊车过程主要分为了四段，由圆弧p1p2、p3p4，直线p0p1、p2p3组成，构成了无碰撞的平行泊车曲线路径轨迹。O1与O2为两段圆弧的圆心点，Hw为车位与道路边界的距离。P0为泊车起始点，p4为泊车终止点，K1为直线p0p1的长度，K2为直线p2p3的长度，并以车位左上顶点O点为坐标原点建立如图所示坐标系。
车位顶点O的坐标为：[xO，yO]＝[0，0]
车位顶点E的坐标为：[xE，yE]＝[0，-We]
车位顶点F的坐标为：[xF，yF]＝[Le，-We]
车位顶点G的坐标为：[xG，yG]＝[Le，0]
车辆左前端顶点A的坐标为：[xA，yA]＝[L+S2，0]
车辆右前端顶点B的坐标为：[xB，yB]＝[L+S2，-W-S1]
车辆右后端顶点C的坐标为：[xC，yC]＝[S2，-W-S1]
车辆左后端顶点D的坐标为：[xD，yD]＝[S2，-S1]
路径点P0的坐标为：
路径点P1的坐标为：
路径点P2的坐标为：
路径点P3的坐标为：
路径点P4的坐标为：
直线P2P3的表达式为：
由于双曲正切Tanh函数曲线是一种S型曲线，用到自动驾驶换道轨迹的路径规划设计具备曲率连续路径平滑的优点，图5所示，在本发明优选的情况下，在步骤S5中，函数系数a、b、c、d通过第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件的车辆泊车过程中位置姿态约束关系获得。
双曲正切函数的初始位置与终止位置曲率较小，但在中间部位的曲率很大，容易超过转向机构的极限值，造成泊车失败。而五次多项式函数与双曲正切函数的曲率变化规律正好相反，其起始与终止位置曲率较大，中间部分曲率较小。故融合以上两种曲线的特性，为了保障路径平滑、曲率连续且曲率变化更加平缓，减轻转向机构压力，在本发明优选的情况下，在步骤S6中，通过迭代优化方法确定比例系数k。其迭代过程如图3所示。车辆从某起始点至终止点的路径规划曲线，从图4中可以看出平行泊车路径规划方法符合泊车过程中的碰撞约束条件，车辆与周围障碍物没有发生碰撞，且路径光滑符合泊车要求。
等效前轮转角泊车起始点与终止点处皆接近于0，最大值没有超过车辆的极限值，符合车辆转向机构约束。车辆在起始点与终止点处的横摆角为O，符合泊车结束后的车辆位姿平行车位的要求。泊车路径的曲率起始点与终止点处皆为0，整条泊车路线的路径曲率都在允许范围内，且曲率连续。
为了更好地对泊车过程中车辆进行实时跟踪，判断是否沿着规划好的路径进行泊车操作，在本发明优选的情况下，通过车辆传感器获取车辆与车位相对位置，在平行泊车路径规划曲线中，以车辆后轴中心点行驶轨迹作为跟踪控制依据。
本发明还公开了一种用于执行上述平行泊车路径规划方法的系统，所述系统包括，
第一约束单元，包括传感器模块，传感器模块至少包括视觉传感器、超声波传感器；用于通过车辆传感器感知待泊车车位数据、车辆初始位置姿态数据，根据车辆平行泊车路径建立多项式函数关系，
y(x)＝a5x5+a4x4+a3x3+a2x2+a1x+a0
由车辆起始点坐标
与泊车终止点坐标
建立第一约束条件，
其中，起始点坐标数值通过定位系统得到，终止点坐标数值通过泊车结束时车辆与车位的安全约束得到；a0、a1、a2、a3、a4、a5分别为多项式系数；
第二约束单元，用于根据路径的起始点及终止点的位置姿态约束条件，得到路径曲线在起始点及终止点处的一阶导数为0的第二约束条件，即为，
第三约束单元，用于根据泊车结束时，其转向轮回正，此时泊车路径中斜率不发生变化，得到路径曲线在终止点处的二阶导数为0的第三约束条件，即为，
第四约束单元，包括计算模块，用于根据车辆安全无碰撞驶出车位约束条件，后轴中心点正好处于
点的第四约束条件，即为，
其中，
R1为车辆最小转弯半径，δ为车辆转弯角度；
所述计算模块用于根据第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件获得a0、a1、a2、a3、a4、a5多项式系数数值，并获得多项式函数路径规划曲线；
构建单元，用于基于双曲正切tanh函数获得双曲正切路径规划曲线，
其中，a、b、c、d分别函数系数；
融合单元，包括跟踪控制模块，用于融合多项式函数路径规划曲线和双曲正切路径规划曲线，获得平行泊车路径规划曲线，即为，
f(x)＝kg(x)+(1-k)y(x)
其中，k为比例系数，范围0-1；
跟踪控制模块用于车辆根据平行泊车路径规划曲线进行跟踪控制，完成车辆泊车操作。
本发明提供的系统通过第一约束单元中传感器模块，车辆传感器感知待泊车车位数据、车辆初始位置姿态数据，根据车辆平行泊车路径建立多项式函数关系，由车辆起始点坐标
与泊车终止点坐标
建立第一约束条件；第二约束单元根据路径的起始点及终止点的位置姿态约束条件，得到路径曲线在起始点及终止点处的一阶导数为0的第二约束条件；第三约束单元根据泊车结束时位置姿态得到第三约束条件，第四约束单元根据车辆安全能够无碰撞驶出车位约束条件，后轴中心点所在位置建立第四约束条件；最终根据第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件获得多项式系数数值，并获得多项式函数路径规划曲线；构建单元基于双曲正切tanh函数获得双曲正切路径规划曲线，再通过融合单元融合多项式函数路径规划曲线和双曲正切路径规划曲线，获得平行泊车路径规划曲线，车辆根据平行泊车路径规划曲线进行跟踪控制，完成车辆泊车操作。本发明公开的一种用于执行上述方法的系统，该系统通过融合多项式函数路径规划曲线与基于双曲正切tanh函数获得双曲正切路径规划曲线，其路径曲率连续，易于跟踪，双曲正切函数弥补了泊车常用的五次多项式方法曲率过大的缺陷，缓解了车辆转向压力，能够解决泊车路径曲率不连续、不易跟踪、路径结构组成复杂，节点过多，拟合路径误差较大的缺点，保障泊车路径平滑，提高泊车效率，改善泊车效果，如图5所示。
自动泊车系统的路径规划是通过感知模块中的视觉、超声波传感器感知车位信息并确定车位类型，结合车辆和车位的相对位置、车辆自身运动学、车辆初始位姿、车辆碰撞等约束条件，以车辆后轴中心点行驶轨迹为基准，生成起始点至泊车终止点的路径曲线，且路径曲线需满足连续、避障和易于跟踪等条件，具体流程如图2所示。
为了更好在室内完成泊车，在本发明优选的情况下，所述第一约束单元还包括定位模块，所述定位模块包括即时定位与地图构建定位(Simultaneous Localization andMapping，SLAM)，用于识别车辆和待泊车位的位置与相对位置，获取待泊车位边界障碍物信息与安全距离数据。
为了更好地确定融合后的比例系数k，本发明优选的情况下，所述融合单元还包括迭代优化模块，用于通过迭代优化方法确定比例系数k。
本发明还公开了一种车辆，所述车辆装载有包括上述的系统，或能够实现如上述平行泊车路径规划方法。
本发明还公开了一种电子设备，包括存储器和处理器：所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行计算机程序时，实现上述方法。
进一步地，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明提供的方法。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元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说对现有技术做出贡献的部分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，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、移动终端、服务器或者网络设备等)执行本发明各个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、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种平行泊车路径规划方法，其特征在于，所述平行泊车路径规划方法包括，
步骤S1，通过车辆传感器感知待泊车车位数据、车辆初始位置姿态数据，根据车辆平行泊车路径建立多项式函数关系，
y(x)＝a5x5+4x4+3x3+2x2+1x+a0
由车辆起始点坐标
与泊车终止点坐标
建立第一约束条件，
其中，起始点坐标数值通过定位系统得到，终止点坐标数值通过泊车结束时车辆与车位的安全约束得到；a0、a1、a2、a3、a4、a5分别为多项式系数；
步骤S2，根据路径的起始点及终止点的位置姿态约束条件，得到路径曲线在起始点及终止点处的一阶导数为0的第二约束条件，即为，
步骤S3，根据泊车结束时，其转向轮回正，此时泊车路径中斜率不发生变化，得到路径曲线在终止点处的二阶导数为0的第三约束条件，即为，
步骤S4，根据车辆安全无碰撞驶出车位约束条件，后轴中心点正好处于
点的第四约束条件，即为，
其中，
R1为车辆最小转弯半径，δ为车辆转弯角度；
根据第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件获得a0、a1、a2、a3、a4、a5多项式系数数值，并获得多项式函数路径规划曲线；
步骤S5，基于双曲正切tanh函数获得双曲正切路径规划曲线，
其中，a、b、c、d分别函数系数；
步骤S6，融合多项式函数路径规划曲线和双曲正切路径规划曲线，获得平行泊车路径规划曲线，即为，
f(x)＝kg(x)+(1-k)y(x)
其中，k为比例系数，范围0-1；
车辆根据平行泊车路径规划曲线进行跟踪控制，完成车辆泊车操作。
2.根据权利要求1所述的平行泊车路径规划方法，其特征在于，在步骤S5中，函数系数a、b、c、d通过第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件的车辆泊车过程中位置姿态约束关系获得。
3.根据权利要求1所述的平行泊车路径规划方法，其特征在于，在步骤S6中，通过迭代优化方法确定比例系数k。
4.根据权利要求1-4任意一项所述的平行泊车路径规划方法，其特征在于，通过车辆传感器获取车辆与车位相对位置，在平行泊车路径规划曲线中，以车辆后轴中心点行驶轨迹作为跟踪控制依据。
5.一种用于执行如权利要求1-4中任意一项所述平行泊车路径规划方法的系统，其特征在于，所述系统包括，
第一约束单元，包括传感器模块，传感器模块至少包括视觉传感器、超声波传感器；用于通过车辆传感器感知待泊车车位数据、车辆初始位置姿态数据，根据车辆平行泊车路径建立多项式函数关系，
y(x)＝a5x5+4x4+3x3+2x2+1x+a0
由车辆起始点坐标
与泊车终止点坐标
建立第一约束条件，
其中，起始点坐标数值通过定位系统得到，终止点坐标数值通过泊车结束时车辆与车位的安全约束得到；a0、a1、a2、a3、a4、a5分别为多项式系数；
第二约束单元，用于根据路径的起始点及终止点的位置姿态约束条件，得到路径曲线在起始点及终止点处的一阶导数为0的第二约束条件，即为，
第三约束单元，用于根据泊车结束时，其转向轮回正，此时泊车路径中斜率不发生变化，得到路径曲线在终止点处的二阶导数为0的第三约束条件，即为，
第四约束单元，包括计算模块，用于根据车辆安全无碰撞驶出车位约束条件，后轴中心点正好处于
点的第四约束条件，即为，
其中，
R1为车辆最小转弯半径，δ为车辆转弯角度；
所述计算模块用于根据第一约束条件、第二约束条件、第三约束条件、第四约束条件获得a0、a1、a2、a3、a4、a5多项式系数数值，并获得多项式函数路径规划曲线；
构建单元，用于基于双曲正切tanh函数获得双曲正切路径规划曲线，
其中，a、b、c、d分别函数系数；
融合单元，包括跟踪控制模块，用于融合多项式函数路径规划曲线和双曲正切路径规划曲线，获得平行泊车路径规划曲线，即为，
f(x)＝kg(x)+(1-k)y(x)
其中，k为比例系数，范围0-1；
跟踪控制模块用于车辆根据平行泊车路径规划曲线进行跟踪控制，完成车辆泊车操作。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一约束单元还包括定位模块，所述定位模块包括SLAM定位，用于识别车辆和待泊车位的位置与相对位置，获取待泊车位边界障碍物信息与安全距离数据。
7.根据权利要求5-6任意一项所述的系统，其特征在于，所述融合单元还包括迭代优化模块，用于通过迭代优化方法确定比例系数k。
8.一种车辆，其特征在于，所述车辆装载有包括权利要求5-6任意一项所述的系统，或能够实现如权利要求1-4中任意一项所述平行泊车路径规划方法。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器：所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行计算机程序时，实现如权利要求1-4中任意一项所述平行泊车路径规划方法。
10.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本申请权利要求1-4中任意一项所述平行泊车路径规划方法。
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|---|---|---|---|
| CN202310109858.0A CN116161018A (zh) | 2023-02-09 | 2023-02-09 | 平行泊车路径规划方法及系统 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117058919A (zh) * | 2023-10-10 | 2023-11-14 | 北京集度科技有限公司 | 车位推荐方法、装置、计算机设备及存储介质 |
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