【技术实现步骤摘要】
一种考虑路径曲率的新型几何学路径跟踪算法
本专利技术涉及无人驾驶汽车路径跟踪的
，更具体地，涉及一种考虑路径曲率的新型几何学路径跟踪算法。
技术介绍
汽车的横向控制是实现无人驾驶汽车自主行驶的关键技术之一。其中，路径跟踪是通过自主转向控制车辆始终沿着期望路径行驶，同时保证车辆的乘坐舒适性和行驶安全性，是连接智能车上层软件与底层硬件的桥梁，是实现无人驾驶的必备环节。考虑曲率的路径跟踪算法，即根据路径曲率推测前轮转角以模仿路径变化趋势，再利用负反馈来消除横向偏差，利用航向偏差负反馈来抑制前轮转角大小，防止超调。目前，国内外许多研究者针对无人驾驶汽车的路径跟踪控制，大都使用横向偏差和航向偏差作为控制器的输入，使用反馈控制方法实现无人驾驶汽车路径跟踪。最常用的路径跟踪方法之一是几何学控制器，它利用路径与车辆以及车辆自身的几何关系，提出路径跟踪问题的控制解决方案。最具有代表性的几何学控制器是纯追踪算法，由于纯追踪算法模型简单、计算量小且具有较好的跟踪效果而被广泛的应用。纯追踪算法的关键在于前视距离的合理选择。前视距离过大，将导致跟踪的横向误差消除缓慢且在转弯路段出现明...
【技术保护点】
1.一种考虑路径曲率的新型几何学路径跟踪算法，其特征在于，包括以下步骤：S1.利用GPS以固定频率采集路径离散坐标点得到参考路径点集P；S2.查找离当前汽车位置最近的路径点pi(pi∈P)；S3.利用最小二乘法计算路径点pi处对应的路径曲率ρi；S4.根据阿克曼转向几何模型计算ρi对应的前轮转角θρi以及前轮方向角
【技术特征摘要】
1.一种考虑路径曲率的新型几何学路径跟踪算法，其特征在于，包括以下步骤：S1.利用GPS以固定频率采集路径离散坐标点得到参考路径点集P；S2.查找离当前汽车位置最近的路径点pi(pi∈P)；S3.利用最小二乘法计算路径点pi处对应的路径曲率ρi；S4.根据阿克曼转向几何模型计算ρi对应的前轮转角θρi以及前轮方向角S5.计算汽车当前位置与路径点pi处的航向偏差yawErr、横向偏差latErr；S6.根据前轮方向角航向偏差yawErr和横向偏差latErr设计路径跟踪控制器，计算前轮期望方向角进而求得前轮期望转角θt。2.根据权利要求1所述的一种考虑路径曲率的新型几何学路径跟踪算法，其特征在于：所述的步骤S1中，所述GPS定位精度为厘米级，所述的参考路径点集P由平面直角表示，是通过GPS输出的经纬度进行坐标转换为通用横轴墨卡托坐标所得，目的是便于计算路径曲率以及将位于全局坐标系Xglobal-Yglobal的路径点转换到移动的车体坐标系X_v-X_v。3.根据权利要求1所述的一种考虑路径曲率的新型几何学路径跟踪算法，其特征在于：所述步骤S3中，利用最小二乘法计算路径点pi(pi∈P)处对应的路径曲率ρi，具体过程为：分别选取点pi(xi,yi)前后各N个路径点，仿真证明N＝3时有较好的拟合结果，下文均取N＝3进行描述，7个(2N+1)路径点分别为pi(xi-3,yi-3)，pi(xi-2,yi-2)，pi(xi-1,yi-1)，pi(xi,yi)，pi(xi+1,yi+1)，pi(xi+2,yi+2)，pi(xi+3,yi+3)，其中i>3；利用最小二乘法进行三次曲线y＝ai+bi·x+ci·x2+di·x3拟合，即根据A·x＝b求矩阵b，由于上述超定方程组无解，所以利用最小二乘原理求近似解由得其中：得到三次曲线y＝ai0+bi0·x+ci0·x2+di0·x3，再利用曲率公式计算点pi(xi,yi)点的曲率，得ρi。4.根据权利要求3所述的一种考虑路径曲率的新型几何学路径跟踪算法，其特征在于：步骤S3中曲线拟合方法，采用有序离散点拟合方法：通过判断有序路径点x坐标值是否单...
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