一种提高半自动泊车系统适应性的档位变换方法技术方案

本发明专利技术适用于半自动泊车系统领域，提供了一种提高半自动泊车系统适应性的档位变换方法，所述档位变换方法包括以下步骤：步骤S1：设车辆初始时刻处于的初始位置及水平状态；步骤S2：车辆开始运动，设自动泊车阶段允许车辆的极限参数；步骤S3：对车辆参数进行采样并规划参考轨迹；解决变更档位后没有办法控制轨迹的技术问题。

A shift method for improving the adaptability of semi-automatic parking system

The invention is applicable to the field of semi-automatic parking system, and provides a gear change method for improving the adaptability of semi-automatic parking system. The gear change method includes the following steps: step S1: set the initial position and horizontal state of the vehicle at the initial time; step S2: the vehicle starts to move, set the limit parameters of the allowed vehicle at the automatic parking stage; step S3: set the vehicle parameters Sampling and planning the reference trajectory; solve the technical problem that there is no way to control the trajectory after changing the gear.

【技术实现步骤摘要】
一种提高半自动泊车系统适应性的档位变换方法
本专利技术属于半自动泊车系统领域，尤其涉及一种提高半自动泊车系统适应性的档位变换方法。
技术介绍
在半自动泊车系统中，算法可以控制的只有方向盘转角，其他设备均由用户进行控制。用户可以进行档位变换，不应终止泊车过程；但用户变更档位后车辆运动方向改变，需要重新进行路径规划。用户变更档位最可能原因包括：车位实际宽度可能小于我们的标准车位，车辆有可能会与车位外边缘处的障碍物发生碰撞；泊车终止位置偏向一侧；水平泊车车位较小，难以直接泊入车库等。此时需要进行换挡，从而对车辆位置进行调整。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高半自动泊车系统适应性的档位变换方法，旨在解决变更档位后没有办法控制轨迹的技术问题。本专利技术是这样实现的，一种提高半自动泊车系统适应性的档位变换方法，所述档位变换方法包括以下步骤：步骤S1：设车辆初始时刻处于的初始位置及水平状态；步骤S2：车辆开始运动，设自动泊车阶段允许车辆的极限参数；步骤S3：对车辆参数进行采样并规划参考轨迹；步骤S4：在倒车过程中变更档位时，根据当前位置处的车身偏角在参考轨迹上找到切向角与车身相同的点，取该点与从该点起沿当前档位方向前进所能到达的最近水平点之间的路径，记为曲线段e，将曲线段e拼接到当前位置点处，沿该段轨迹行驶，当变更档位并按照曲线段e行驶结束时，车辆应当处于与车位水平的状态，此时按照档位直线行驶，将车辆调整到前后距离合适的位置即可；步骤S5：如果按照曲线段e行驶过程中再次变更档位，则再次按照当前位置处的车身偏角在圆周上选取新的曲线段，变更档位时刻车辆的位置已知，根据变更后曲线段e的起始点和终止点间的位置关系，计算变更档位后车辆行驶终点位置，进而判断在新轨迹上车辆是否会与障碍物发生碰撞，在原规划轨迹某一位置处判断变更档位行驶不会发生碰撞，在原规划轨迹上这一位置后的任意点变更档位，都不会发生碰撞，则车辆倒车驶过这一点后，可以任意变更档位；在该点之前，车辆变更档位则沿原规划轨迹反向行驶，直到再次变更为倒车档位，或退出泊车程序。本专利技术的进一步技术方案是：所述初始位置及所述水平状态为后轴中心点的坐标(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。本专利技术的进一步技术方案是：所述极限参数为设至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，设置方向盘最大转角为α，则在α*Vm/Wm距离后，车辆达到最大方向盘转角，在保持方向盘最大转角行驶，直到车辆航向角达到45°。本专利技术的进一步技术方案是：所述规划参考轨迹为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，设车辆单个轮速脉冲信号间隔长度为d，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n个周期后车身偏角第n-1个周期结束后相比，其中δn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。本专利技术的有益效果是：增强了半自动泊车系统的适用情况，而且产生的轨迹是连续的，利用轮速脉冲作为唯一输入，通过控制方向盘转角，能够较准确的完成泊车过程。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种提高半自动泊车系统适应性的档位变换方法的步骤流程框图；图2是本专利技术实施例提供的利用一种提高半自动泊车系统适应性的档位变换方法的针对测试车辆产生的参考轨迹；图3是本专利技术实施例提供的利用一种提高半自动泊车系统适应性的档位变换方法的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是本专利技术实施例提供的利用一种提高半自动泊车系统适应性的档位变换方法的变更档位后选择新轨迹方法的示意图；图5是本专利技术实施例提供的利用一种提高半自动泊车系统适应性的档位变换方法的MATLAB产生的水平泊车时变更档位的示意图。具体实施方式图1示出了本专利技术提供的一种提高半自动泊车系统适应性的档位变换方法，所述档位变换方法包括以下步骤：步骤S1：设车辆初始时刻处于的初始位置及水平状态；所述初始位置及所述水平状态为后轴中心点的坐标(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。步骤S2：车辆开始运动，设自动泊车阶段允许车辆的极限参数；所述极限参数为设至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，设置方向盘最大转角为α，则在α*Vm/Wm距离后，车辆达到最大方向盘转角，在保持方向盘最大转角行驶，直到车辆航向角达到45°。步骤S3：对车辆参数进行采样并规划参考轨迹；所述规划参考轨迹为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，设车辆单个轮速脉冲信号间隔长度为d，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。步骤S4：在倒车过程中变更档位时，根据当前位置处的车身偏角在参考轨迹上找到切向角与车身相同的点，取该点与从该点起沿当前档位方向前进所能到达的最近水平点之间的路径，记为曲线段e，将曲线段e拼接到当前位置点处，沿该段轨迹行驶，由于变更档位时车辆必须停止，所以方向盘转动可以在车辆不移动的情况下完成，这一轨迹转换在实际中也是可以实现的，当变更档位并按照曲线段e行驶结束时，车辆应当处于与车位水平的状态，此时按照档位直线行驶，将车辆调整到前后距离合适的位置即可；步骤S5：如果按照曲线段e行驶过程中再次变更档位，则再次按照当前位置处的车身偏角在圆周上选取新的曲线段，变更档位时刻车辆的位置已知，根据变更后曲线段e的起始点和终止点间的位置关系，计算变更档位后车辆行驶终点位置，进而判断在新轨迹上车辆是否会与障碍物发生碰撞，在原规划轨迹某一位置处判断变更档位行驶不会发生碰撞，在原规划轨迹上这一位置后的任意点变更档位，都不会发生碰撞，则车辆倒车驶过这一点后，可以任意变更档位；在该点之前，车辆变更档位则沿原规划轨迹反向行驶，直到再次变更为倒车档位，或退出泊车程序。图1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：设车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高半自动泊车系统适应性的档位变换方法，其特征在于，所述档位变换方法包括以下步骤：/n步骤S1：设车辆初始时刻处于的初始位置及水平状态；/n步骤S2：车辆开始运动，设自动泊车阶段允许车辆的极限参数；/n步骤S3：对车辆参数进行采样并规划参考轨迹；/n步骤S4：在倒车过程中变更档位时，根据当前位置处的车身偏角在参考轨迹上找到切向角与车身相同的点，取该点与从该点起沿当前档位方向前进所能到达的最近水平点之间的路径，记为曲线段e，将曲线段e拼接到当前位置点处，沿该段轨迹行驶，当变更档位并按照曲线段e行驶结束时，车辆应当处于与车位水平的状态，此时按照档位直线行驶，将车辆调整到前后距离合适的位置即可；/n步骤S5：如果按照曲线段e行驶过程中再次变更档位，则再次按照当前位置处的车身偏角在圆周上选取新的曲线段，变更档位时刻车辆的位置已知，根据变更后曲线段e的起始点和终止点间的位置关系，计算变更档位后车辆行驶终点位置，进而判断在新轨迹上车辆是否会与障碍物发生碰撞，在原规划轨迹某一位置处判断变更档位行驶不会发生碰撞，在原规划轨迹上这一位置后的任意点变更档位，都不会发生碰撞，则车辆倒车驶过这一点后，可以任意变更档位；在该点之前，车辆变更档位则沿原规划轨迹反向行驶，直到再次变更为倒车档位，或退出泊车程序。/n...

【技术特征摘要】
1.一种提高半自动泊车系统适应性的档位变换方法，其特征在于，所述档位变换方法包括以下步骤：
步骤S1：设车辆初始时刻处于的初始位置及水平状态；
步骤S2：车辆开始运动，设自动泊车阶段允许车辆的极限参数；
步骤S3：对车辆参数进行采样并规划参考轨迹；
步骤S4：在倒车过程中变更档位时，根据当前位置处的车身偏角在参考轨迹上找到切向角与车身相同的点，取该点与从该点起沿当前档位方向前进所能到达的最近水平点之间的路径，记为曲线段e，将曲线段e拼接到当前位置点处，沿该段轨迹行驶，当变更档位并按照曲线段e行驶结束时，车辆应当处于与车位水平的状态，此时按照档位直线行驶，将车辆调整到前后距离合适的位置即可；
步骤S5：如果按照曲线段e行驶过程中再次变更档位，则再次按照当前位置处的车身偏角在圆周上选取新的曲线段，变更档位时刻车辆的位置已知，根据变更后曲线段e的起始点和终止点间的位置关系，计算变更档位后车辆行驶终点位置，进而判断在新轨迹上车辆是否会与障碍物发生碰撞，在原规划轨迹某一位置处判断变更档位行驶不会发生碰撞，在原规划轨迹上这一位置后的任意点变更档位，都不会发生碰撞，则车辆倒车驶过这一点后，可以任意变更档位；在该点之前，车辆变更档位则沿原规划轨迹反向行驶，直到再次变更为倒车档位，或退出泊车程序。


2.根据权利要求1所述的...

【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