一种半自动泊车系统路径规划方法技术方案

本发明专利技术适用于半自动泊车领域，提供了一种半自动泊车系统路径规划方法，所述方法包括以下步骤:将车辆的参数信息输入半自动泊车系统;根据步骤S1中的车辆参数信息，半自动泊车系统计算并产生车辆的参考轨迹，储存在系统中;将车辆的泊车参数信息输入半自动泊车系统；根据步骤S3中输入的泊车参数信息，调用步骤S2中得出的参考轨迹，与直线轨迹进行拼接，半自动泊车系统计算并产生车辆的泊车轨迹。得出的半自动泊车轨迹更加精准，且轨迹连续可实现，能更好地帮助车辆精准泊车。

A Path Planning Method for Semi-automatic Parking System

【技术实现步骤摘要】
一种半自动泊车系统路径规划方法
本专利技术属于半自动泊车领域，尤其涉及一种半自动泊车系统路径规划方法。
技术介绍
当下汽车的普及率日渐提高，许多家庭都有了爱车，有关于汽车的智能化的发展需求也越来越迫切，半自动泊车技术便应运而生，它不仅能帮助车主快速泊车，对于新手司机来说，它更是提供了不小的帮助。要让车辆泊车成功首先系统需要有正确的车辆泊车轨迹方法，但现有的应用于半自动泊车系统的路径规划方法，轨迹设计的较为简单，往往直接利用圆弧段进行连接，产生的轨迹无法精确地实现，且不是最合适的轨迹，容易导致泊车失败甚至出现碰撞事故。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半自动泊车系统路径规划方法，旨在解决半自动泊车系统路径方法不精确，轨迹不够优化的问题。本专利技术是这样实现的，一种半自动泊车系统路径规划方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：将车辆的参数信息输入半自动泊车系统；S2：根据步骤S1中的车辆参数信息，半自动泊车系统计算并产生车辆的参考轨迹，储存在系统中；S3：将车辆的泊车参数信息输入半自动泊车系统；S4：根据步骤S3中输入的泊车参数信息，调用步骤S2中得出的参考轨迹，与直线轨迹进行拼接，半自动泊车系统计算并产生车辆的泊车轨迹。本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤S1中的车辆参数信息包括车辆前后轴轴距、最大泊车速度、前轮最大转动速度及前轮最大转角。本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤S2中，建立参考轨迹坐标系，车辆的初始位置设于坐标原点，与车辆垂直为X轴，与车轴垂直为Y轴。本专利技术的进一步技术方案是：所述参考轨迹记录的是车辆按照最大限制速度，从方向盘回正状态开始，按照前轮最大转动速度进行转向，直至车身转过45°为止，车辆在各个车身角度的坐标所连结而成的轨迹。本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤S3中的泊车参数信息包括泊车类型及泊车过程的起始点。本专利技术的进一步技术方案是：所述泊车类型包括水平泊车及垂直泊车。本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤S4中，垂直泊车轨迹由曲线段及两段直线段拼接而成。本专利技术的进一步技术方案是：所述曲线段由第一段参考轨迹及第二段参考轨迹拼接而成，所述第一段参考轨迹及第二段参考轨迹呈直线轴对称。本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤S4中，水平泊车轨迹由两段曲线段及至少一段直线段拼接而成，第二段曲线段由第一段曲线段翻转180°而成。本专利技术的有益效果是：得出的半自动泊车轨迹更加精准，且轨迹连续可实现，能更好地帮助车辆精准泊车。附图说明图1是本专利技术方法的流程图。图2是参考轨迹示意图。图3是参考轨迹方向盘转角、车身偏角与运动距离间的关系图。图4是垂直泊车轨迹拼接方法示意图。图5是垂直泊车方向盘转角、车身偏角与行驶距离的关系图。图6是MATLAB产生的垂直泊车轨迹图。图7是水平泊车轨迹拼接方法示意图。图8是水平泊车方向盘转角、车身偏角与行驶距离的关系图。图9是MATLAB产生的水平泊车轨迹图。附图标记：1-第一段参考轨迹，2-第二段参考轨迹。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。图1示出了本专利技术方法的流程图，提出了一种半自动泊车系统路径规划方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：将车辆的参数信息输入半自动泊车系统；S2：根据步骤S1中的车辆参数信息，半自动泊车系统计算并产生车辆的参考轨迹，储存在系统中；S3：将车辆的泊车参数信息输入半自动泊车系统；S4：根据步骤S3中输入的泊车参数信息，调用步骤S2中得出的参考轨迹，与直线轨迹进行拼接，半自动泊车系统计算并产生车辆的泊车轨迹。优先地，所述步骤S1中的车辆参数信息包括车辆前后轴轴距、最大泊车速度、前轮最大转动速度及前轮最大转角。优先地，所述步骤S2中，建立参考轨迹坐标系，车辆的初始位置设于坐标原点，与车辆垂直为X轴，与车轴垂直为Y轴。优先地，所述参考轨迹记录的是车辆按照最大限制速度，从方向盘回正状态开始，按照前轮最大转动速度进行转向，直至车身转过45°为止，车辆在各个车身角度的坐标所连结而成的轨迹。优先地，所述步骤S3中的泊车参数信息包括泊车类型及泊车过程的起始点。所述泊车类型包括水平泊车及垂直泊车。优先地，所述步骤S4中，垂直泊车轨迹由曲线段及两段直线段拼接而成。所述曲线段由第一段参考轨迹及第二段参考轨迹拼接而成，所述第一段参考轨迹及第二段参考轨迹呈直线轴对称。优先地，所述步骤S4中，水平泊车轨迹由两段曲线段及至少一段直线段拼接而成，第二段曲线段由第一段曲线段翻转180°而成。图2为针对测试车辆(参数：前后轴轴距2.73m，最大泊车速度8km/h，前轮最大转动速度10°/s，前轮最大转角33°)产生的参考轨迹。参考轨迹的产生方式为：设车辆初始时刻处于初始位置、水平状态。即后轴中心点的坐标(x,y)＝(0,0)；车辆与X轴垂直，车轴与Y轴垂直；方向盘转角为0；定此时的车辆航向角为0。开始运动，设自动泊车阶段允许的最高行驶速度为Vm，允许的方向盘最快转动速度为Wm，所以允许的单位距离方向盘转动角度最大为Wm/Vm。设方向盘最大转角为α，则在α*Vm/Wm距离后，车辆达到最大方向盘转角。再保持方向盘最大转角行驶，直到车辆转角达到45°。图3是参考轨迹方向盘转角、车身偏角与运动距离间的关系图。按照最小轮脉长度进行采样，存储车辆在采样点的位置、前轮转角和车身偏角。由于我们无法对车辆速度和运动距离进行实时而准确获取，因此假设转向在每个轮速脉冲处发生瞬间变化。设车辆单个轮速脉冲信号间隔长度为d，前后轴轴距为L。单个轮脉长度车轮最大转角为δ0，则第n个周期内车轮转角为nδ0(达到最大转向角度前，达到最大转向角度后为确定值δmax)。第n个周期内车辆转过的角度其中L为轴距，n个周期后车身偏角第n-1个周期结束后相比，其中Rn是第n个周期内车轮的转向半径，车辆达到最大转角后，保持转角δmax不变，按同样方法计算轨迹，至车身偏角达到45度，再将各个车辆转角对应的坐标点用光滑的线段连接成一条完整的轨迹。图4为垂直泊车的轨迹拼接方式，垂直泊车控制轨迹的产生方式为：将一般垂直泊车问题的轨迹，可以分为三个主要部分，即图中的a、b、c线段。其中a、c为直线段，分别与车位垂直、水平；曲线段b包括所述第一段参考轨迹1及第二段参考轨迹2，为了降低对于泊车区域面积的要求，曲线段b应当尽量短，即转弯应当尽快完成，参考轨迹是符合这一要求的。取完整的参考轨迹，以与所述第一段参考轨迹1终点处的切线垂直且过切点的直线作为对称轴，得到所述第二段参考轨迹2，连接两段参考轨迹得到完整的曲线段b。图5是垂直泊车方向盘转角、车身偏角与行驶距离间的关系图，因为在线段a、b、c连接处的方向盘转角连续，所以这样的曲线b是平滑的、可实现的；曲线段b和直线段a、c的连接处也是平滑的、可实现的。图6是MATLAB产生的垂直泊车轨迹图。图7为水平泊车的轨迹拼接方式，水平泊车控制轨迹的产生方式为：将一般水平泊车问题的轨迹，可以使用类似的方法，分为五个部分，即图中的a、b、c、d、e线段。其中a、c、e为直线段，b、d为曲线段。在曲线b起始位置，车辆处于水平行驶状态。取参考轨迹开始至车身偏角达到β/2处的点，β为车身偏角，即直线段c与水平方向的夹角。然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半自动泊车系统路径规划方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：将车辆的参数信息输入半自动泊车系统；S2：根据步骤S1中的车辆参数信息，半自动泊车系统计算并产生车辆的参考轨迹，储存在系统中；S3：将车辆的泊车参数信息输入半自动泊车系统；S4：根据步骤S3中输入的泊车参数信息，调用步骤S2中得出的参考轨迹，与直线轨迹进行拼接，半自动泊车系统计算并产生车辆的泊车轨迹。

【技术特征摘要】
1.一种半自动泊车系统路径规划方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：将车辆的参数信息输入半自动泊车系统；S2：根据步骤S1中的车辆参数信息，半自动泊车系统计算并产生车辆的参考轨迹，储存在系统中；S3：将车辆的泊车参数信息输入半自动泊车系统；S4：根据步骤S3中输入的泊车参数信息，调用步骤S2中得出的参考轨迹，与直线轨迹进行拼接，半自动泊车系统计算并产生车辆的泊车轨迹。2.根据权利要求1所述的一种半自动泊车系统路径规划方法，其特征在于，所述步骤S1中的车辆参数信息包括车辆前后轴轴距、最大泊车速度、前轮最大转动速度及前轮最大转角。3.根据权利要求1所述的一种半自动泊车系统路径规划方法，其特征在于，所述步骤S2中，建立参考轨迹坐标系，车辆的初始位置设于坐标原点，与车辆垂直为X轴，与车轴垂直为Y轴。4.根据权利要求3所述的一种半自动泊车系统路径规划方法，其特征在于，所述参考轨迹记录的是车辆按照最大限制速度，从...

【专利技术属性】
技术研发人员：马昊宇，孙立华，戴达裘，廖庆敏，卢宗庆，
申请(专利权)人：深圳市航盛电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44