基于高精度地图的自主平行泊车方法技术

本发明专利技术提出了一种基于高精度地图的自主平行泊车方法，包括：车辆获取来自服务器的基于高精度地图的泊车位信息，通过泊车位信息选择泊车位，车辆在泊车位附近获取基于高精度地图的全局坐标系以及位置关系属性，通过确定切换点，对切换点用圆弧或者五次样条曲线拟合，不仅能保证航向角的连续性，还能够确保曲率连续，通过最优路径进行自动泊车；能够确定平行泊车入库最优平行泊车轨迹。

Autonomous Parallel Parking Method Based on High Precision Map

The invention proposes an autonomous parallel parking method based on high-precision map, which includes: vehicle obtains parking information from server based on high-precision map, chooses parking space by parking space information, vehicle obtains global coordinate system and position relationship attributes based on high-precision map near parking space, determines switching point, and uses arc or five times to switching point by determining switching point. Spline curve fitting can not only ensure the continuity of heading angle, but also ensure the continuity of curvature, and parking automatically through the optimal path; it can determine the optimal parallel parking trajectory for parallel parking.

【技术实现步骤摘要】
基于高精度地图的自主平行泊车方法
本专利技术涉及无人驾驶
，尤其涉及一种基于高精度地图的自主平行泊车方法。
技术介绍
由于乘用车的大量普及，泊车位日趋紧张，再加之泊车位的划分上越来越狭窄，导致泊车无法快速准确入位或稍有不慎就可能发生碰撞事故，因此人工泊车导致的汽车事故的发生比例很高，而驾驶盲区使得驾驶员很难对后方以及前侧方的障碍车辆的位置和距离做出准确的估计，而且倒车时驾驶者同时要兼顾车辆前方以及两侧的情况，让人高度紧张过程更易产生不安全因素，即使是经验丰富的司机也认为泊车是件让人头疼的事。城市中泊车问题主要分为道路边缘的平行泊车(也可以称为侧向泊车)和停车场的平行泊车，目前主流的自动泊车系统大致思路是，待泊车辆沿道路缓慢行驶，依据车载传感器自动对车辆行驶过程中左右两侧的区域进行分析建模，搜索目标停车区；当找到目标停车区后，示意驾驶员停车，驾驶员停车后，确认泊车目标位置，提示驾驶员档位操作，并进行泊车运动控制；最终自主驾驶系统泊车入位。而随着智慧城市、智能交通、V2X的网联自动驾驶的物联网技术以及高精度地图地图引擎技术的不断发展与完善，传统的自动泊车系统将发生极大的变化。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出了一种能够适应道路边缘和停车场的基于高精度地图的自主平行泊车方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供了一种基于高精度地图的自主平行泊车方法，包括以下步骤：步骤一、待泊车辆获取基于高精度地图的泊车位信息，选取泊车位；步骤二、待泊车辆到达选取的泊车位附近后，待泊车辆获取道路边缘或者停车场高精度地图的位置属性，确定待泊车辆与所选泊车位之间的在全局坐标系下的位置关系属性；步骤三、在位置关系属性前提下，根据阿克曼转向机构的原理，在泊车位平面直角坐标系下确定平行泊车的多个切换点；步骤四、确定车辆在泊车位附近一定范围内的泊车起点，在满足平行泊车路径约束、最小泊车位约束关系的前提下，确定平行泊车入库最优平行泊车轨迹，控制模块控制车辆泊车。在以上技术方案的基础上，优选的，所述步骤一中，获取泊车位信息的方法包括，车辆通过V2X技术注册道路边缘或者停车场的云端服务器，注册成功后获取基于高精度地图的泊车位信息。在以上技术方案的基础上，优选的，步骤二中，所述位置属性包括：车身控制点的ID、坐标、头指向、曲率、速率、所在高精度地图车道与相邻车道的连通性、所在高精度地图车道方向和控制点的拓扑结构。在以上技术方案的基础上，优选的，所述车身的控制点为车辆后轴中心点，所述ID包括车身控制点所在车道信息以及车身控制点位于所在车道上的具体编号信息，所述坐标为车身控制点的坐标，该坐标是相对全局坐标系的坐标，所述头指向为车身控制点处车辆的建议行驶方向与车身控制点所在车道所成的角度，所述曲率为经过该车身控制点的路径曲线在该控制点处的曲率，速率为车辆在该车身控制点处的建议行驶速度，所在高精度地图车道与相邻车道的连通性为该车身控制点所在车道与其左车道和右车道的连通性，所在高精度地图车道方向为该车身控制点所在位置处是否直行、左转、右转和可掉头，所在高精度地图车身控制点的拓扑结构表示该车身控制点与相邻车身控制点之间的连接关系。更进一步优选的，步骤二中，所述位置关系属性包括：泊车控制点rw′坐标(x0，y0)、泊车控制点rw′方向heading0、泊车控制点rw′曲率k_s0＝1/Rmin和泊车位尺寸LS*HS，其中，LS为泊车位的长度，HS为泊车位的宽度，Rmin为车辆的最小转弯半径。在以上技术方案的基础上，优选的，所述全局坐标系是以泊车位控制点为原点，泊车位长度方向为x轴、泊车位宽度方向为y轴，所述切换点包括第一切换点f1(x3，y3)和第二切换点f2(x4，y4)，待泊车辆从泊车起点rw到第一切换点f1的路径为圆弧，由第一切换点f1到第二切换点f2的路径为直线或样条曲线，由第二切换点f2到泊车控制点rw′的路径为圆弧。在以上技术方案的基础上，优选的，泊车起点rw到第一切换点f1的路径圆弧的圆心为O1，O1坐标为(S，H-Rmin)；第二切换点f2到泊车控制点rw′的路径圆弧的圆心为O2，O2坐标为(0，Rmin)；f1和f2的坐标分别为：其中，rw的坐标为(S，H)，S为横向泊车距离，H为纵向泊车距离；在以上技术方案的基础上，优选的，所述第一切换点f1到第二切换点f2的路径的五次多项式为：y＝a0+a1(x-x0)+a2(x-x0)2+a3(x-x0)3+a4(x-x0)4+a5(x-x0)5；保证路径曲率连续性，对五次多项式求一阶导和二阶导：y′＝a1+2a2(x-x0)+3a3(x-x0)2+4a4(x-x0)3+5a5(x-x0)4；y″＝2a2+6a3(x-x0)+12a4(x-x0)2+20a5(x-x0)3；所述泊车控制点[x0，y0，heading0，k_s0]和泊车起点rw到第一切换点f1的路径圆弧的圆心为O1[x1，y1，heading1，k_s1]的边界条件应与五次多项式的一阶导和二阶导相同，其中泊车控制点的头指向是heading0以及曲率为k_s0；O1的头指向是heading1以及曲率为k_s1，两个控制点坐标以及四个边界条件，六个独立方程六个未知系数，可以确定出唯一的五次样条曲线。在以上技术方案的基础上，优选的，所述平行泊车路径约束包括：Rmin为常数，H∈[3，5]在以上技术方案的基础上，优选的，所述最小停车位约束包括：其中，所述Lb为车辆后悬长度，所述Lf为车辆前悬长度，dd为车辆实际宽度。本专利技术的基于高精度地图的自主平行泊车方法相对于现有技术具有以下有益效果：(1)本专利技术是基于云端服务器下发的基于高精度地图泊车位信息以及停车场以及道路边缘路测传感器的环境信息，泊车位信息和环境信息通过云端服务器下发至待泊车车辆，车辆的定位导航模块确定待泊车车辆在道路边缘或者停车场高精度地图的位置属性，确定待泊车车辆与所选泊车位之间的在全局坐标系下的位置关系属性；(2)本专利技术的自主平行泊车轨迹可以看成是由连续的多段圆弧和曲线组成的轨迹，在平面直角泊车位坐标系下确定平行泊车的各个圆弧和曲线切换点，对切换点用圆弧或者五次样条曲线拟合，不仅能保证航向角的连续性而且还能确保曲率的连续；(3)本专利技术根据车辆在待泊车位附近一定范围内任意泊车起点，在满足平行泊车路径约束，最小泊车位约束关系条件下，确定平行泊车入库最优平行泊车轨迹，控制模块控制车辆安全泊车。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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为本专利技术车辆泊车路径图；图2为本专利技术的横向停车与纵向停车距离约束关系图；图3为本专利技术的最小泊车位数学几何模型图；图4为本专利技术的泊车位长度和宽度的约束关系图；图5为本专利技术的最小转弯半径与泊车位宽度的约束关系图；图6为本专利技术的两端圆弧及样条曲线组成的完整的倒车轨迹图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高精度地图的自主平行泊车方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、待泊车辆获取基于高精度地图的泊车位信息，选取泊车位；步骤二、待泊车辆到达选取的泊车位附近后，待泊车辆获取道路边缘或者停车场高精度地图的位置属性，确定待泊车辆与所选泊车位之间的在全局坐标系下的位置关系属性；步骤三、在位置关系属性前提下，根据阿克曼转向机构的原理，在泊车位平面直角坐标系下确定平行泊车的多个切换点；步骤四、确定车辆在泊车位附近一定范围内的泊车起点，在满足平行泊车路径约束、最小泊车位约束关系的前提下，确定平行泊车入库最优平行泊车轨迹，控制模块控制车辆泊车。

【技术特征摘要】
1.一种基于高精度地图的自主平行泊车方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、待泊车辆获取基于高精度地图的泊车位信息，选取泊车位；步骤二、待泊车辆到达选取的泊车位附近后，待泊车辆获取道路边缘或者停车场高精度地图的位置属性，确定待泊车辆与所选泊车位之间的在全局坐标系下的位置关系属性；步骤三、在位置关系属性前提下，根据阿克曼转向机构的原理，在泊车位平面直角坐标系下确定平行泊车的多个切换点；步骤四、确定车辆在泊车位附近一定范围内的泊车起点，在满足平行泊车路径约束、最小泊车位约束关系的前提下，确定平行泊车入库最优平行泊车轨迹，控制模块控制车辆泊车。2.如权利要求1所述的一种基于高精度地图的自主平行泊车方法，其特征在于，所述步骤一中，获取泊车位信息的方法包括，车辆通过V2X技术注册道路边缘或者停车场的云端服务器，注册成功后获取基于高精度地图的泊车位信息。3.如权利要求1所述的一种基于高精度地图的自主平行泊车方法，其特征在于，步骤二中，所述位置属性包括：车身控制点的ID、坐标、头指向、曲率、速率、所在高精度地图车道与相邻车道的连通性、所在高精度地图车道方向和控制点的拓扑结构。4.如权利要求3所述的一种基于高精度地图的自主平行泊车方法，其特征在于，所述车身控制点为车辆后轴中心点，所述ID包括车身控制点所在车道信息以及车身控制点位于所在车道上的具体编号信息，所述坐标为车身控制点的坐标，该坐标是相对全局坐标系的坐标，所述头指向为车身控制点处车辆的建议行驶方向与车身控制点所在车道所成的角度，所述曲率为经过该车身控制点的路径曲线在该车身控制点处的曲率，速率为车辆在该车身控制点处的建议行驶速度，所在高精度地图车道与相邻车道的连通性为该车身控制点所在车道与其左车道和右车道的连通性，所在高精度地图车道方向为该车身控制点所在位置处是否直行、左转、右转和可掉头，所在高精度地图控制点的拓扑结构表示该控制点与相邻控制点之间的连接关系。5.如权利要求1所述的一种基于高精度地图的自主平行泊车方法，其特征在于，步骤二中，所述位置关系属性包括：泊车控制点rw′坐标(x0，y0)、泊车控制点rw′方向heading0、泊车控制点rw′曲率k_s0＝1/Rmin和泊车位尺寸LS*HS，其中，LS为泊车位的长度，HS为泊车位的宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：枚元元，章品，李明，曹晶，于欢，
申请(专利权)人：武汉环宇智行科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42