自动驾驶系统车道居中辅助功能使用B样条曲线进行路径预测的方法技术方案

本发明专利技术提供一种自动驾驶系统车道居中辅助功能使用B样条曲线进行路径预测的方法，其特征在于，所述控制方法包括：获取车道上车辆前方预瞄距离内N个点的坐标，根据所述N个点的坐标求解B样条曲线作为预测的路径，其中，所述预瞄距离为车道居中辅助功能用于进行路径预测的假定车辆按当前状态向前直线行驶的纵向距离，所述N为正整数。本发明专利技术B样条曲线的强凸包性可以使得规划出来的路径曲线比插值法更加顺滑，可以控制的更平顺，增加舒适性。

【技术实现步骤摘要】
自动驾驶系统车道居中辅助功能使用B样条曲线进行路径预测的方法
本专利技术涉及自动驾驶领域，尤其涉及车道居中辅助功能进行路径预测的方法。
技术介绍
在自动驾驶领域，车道居中辅助功能，是一种通过系统自动控制方向盘来辅助驾驶员在车道中间行驶的功能。具体来说，车辆的行驶依然主要由驾驶员控制方向盘来进行，而车道居中辅助功能则在后台默默运行，通过车辆前部安装的感测器实时获取车道的宽度、曲率等情况，判断车辆是否偏离车道中心线太远，如果偏离不太远，则不加干预任由驾驶员控制方向盘继续行驶；如果偏离太远，则主动发起控制方向盘(即使此时驾驶员也控制着方向盘)让车辆尽可能居中行驶。其中，车道居中辅助功能在判断车辆是否偏离车道中心线太远时，需要结合考虑车辆即将要行驶的路径，一般称之为路径预测。现有的路径预测方法主要是通过插值法路径预测来进行横向控制，但这种预测方法预测出来的路径往往不平顺，影响了驾驶的舒适性。
技术实现思路
鉴于目前现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种舒适性较高的自动驾驶系统车道居中辅助功能使用B样条曲线进行路径预测的方法。为达到上述目的，本专利技术的实施方式采用如下技术方案：一种自动驾驶系统车道居中辅助功能使用B样条曲线进行路径预测的方法，所述控制方法包括：获取车道上车辆前方预瞄距离内N个点的坐标，根据所述N个点的坐标求解B样条曲线作为预测的路径，其中，所述预瞄距离为车道居中辅助功能用于进行路径预测的假定车辆按当前状态向前直线行驶的纵向距离，所述N为正整数。进一步，所述N个点在所述预瞄距离所在纵轴线上的投影点平均分布于所述预瞄距离上。进一步，所述N个点在所述预瞄距离所在纵轴线上的投影点随机分布于所述预瞄距离上。进一步，所述N个点中，靠近车辆的M个点中越靠近车辆的点距离车道中心线的距离越远，其余N-M个点均位于车道中心线上，其中M为正整数且50％<M/N<80％。进一步，所述B样条曲线为3次曲线，所述N>＝4，所述N个点的横纵坐标分别为：靠近车辆的M个点中，第一点的坐标为[0，0]；第Q点的坐标为[纵轴线上位于预瞄距离*(Q-1)/(N-1)的点沿横轴方向延伸至与车道中心线相交点的距离-车辆当前所处位置偏离车道中心线的距离*(M-Q+1)/M，预瞄距离*(Q-1)/(N-1)]，其中Q为正整数且2＝<Q<＝M；其余N-M个点的坐标为[纵轴线上位于预瞄距离*(P+M-1)/(N-1)的点沿横轴方向延伸至与车道中心线相交点的距离，预瞄距离*(P+M-1)/(N-1)]，其中P为正整数且1＝<P<＝(N-M)；所述纵轴为车辆按当前状态向前直线行驶的方向，也是所述预瞄距离所在纵轴线，所述横轴为水平面上垂直所述纵轴的方向，车辆当前所处位置为坐标原点[0，0]。进一步，所述N个点为5个点，包括第一点、第二点、第三点、第四点、第五点，所述M为3，所述第一点的坐标为[0，0]，所述第二点的坐标为[纵轴线上位于25％预瞄距离的点沿横轴方向延伸至与车道中心线相交点的距离-车辆当前所处位置偏离车道中心线的距离*66％，25％预瞄距离]所述第三点的坐标为[纵轴线上位于50％预瞄距离的点沿横轴方向延伸至与车道中心线相交点的距离-车辆当前所处位置偏离车道中心线的距离*33％，50％预瞄距离]所述第四点的坐标为[纵轴线上位于75％预瞄距离的点沿横轴方向延伸至与车道中心线相交点的距离，75％预瞄距离]，所述第五点的坐标为[纵轴线上位于预瞄距离的点沿横轴方向延伸至与车道中心线相交点的距离，预瞄距离]。进一步，所述根据所述N个点的坐标求解B样条曲线，是用deBoor_Cox算法进行求解。进一步，所述根据所述N个点的坐标求解B样条曲线作为预测的路径后，还包括根据车辆动力学和控制算法实现车道居中辅助功能。进一步，所述N个点中的第一点在所述预瞄距离所在纵轴线上的投影点到第N点在所述预瞄距离所在纵轴线上的投影点的距离小于所述预瞄距离。进一步，所述车道中心线，由设置于车辆前端的感测器可以获得；所述感测器包括摄像头和信息处理单元，所述摄像头拍摄车辆外部车道的图像，所述图像发送到所述信息处理单元计算出左车道线的坐标和右车道线的坐标，然后根据左车道线的坐标和右车道线的坐标计算出所述车道中心线的坐标；所述车辆当前所处位置坐标原点[0，0]也就是所述车辆前端的感测器所处位置。本专利技术通过采用B样条曲线来进行路径规划，B样条曲线和插值法及其他曲线相比，可以让规划出来的路线更优。B样条曲线的局部性决定用这种方法可以对规划好的路径进行局部调整，而不会对整体产生影响。B样条曲线的曲线次数和坐标点的数量无关，因此可以选取更多的点来进行路径规划或者规划更远的路径且不会导致曲线次数增加，而增加程序的计算量也比较少。B样条曲线的强凸包性可以使得规划出来的路径曲线比插值法更加顺滑，可以控制的更平顺，增加舒适性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本专利技术一具体实施例一种自动驾驶系统车道居中辅助功能使用B样条曲线进行路径预测的方法的具体应用示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术一实施方式一种自动驾驶系统车道居中辅助功能使用B样条曲线进行路径预测的方法，所述控制方法包括：获取车道上车辆前方预瞄距离内N个点的坐标，根据所述N个点的坐标求解B样条曲线作为预测的路径，其中，所述预瞄距离为车道居中辅助功能用于进行路径预测的假定车辆按当前状态向前直线行驶的纵向距离，所述N为正整数。请参见图1所示，本专利技术一具体实施例一种自动驾驶系统车道居中辅助功能使用B样条曲线进行路径预测的方法，其中，所述N个点为5个点，包括第一点、第二点、第三点、第四点、第五点，所述M为3，。以车辆当前所处位置为坐标原点[0，0]建立坐标轴，纵轴Y轴为车辆按当前状态向前直线行驶的方向，也是所述预瞄距离所在纵轴线，横轴X轴为水平面上垂直所述纵轴的方向(当然，根据需要，横轴X与纵轴Y可以互换位置)。所述N个点的横纵坐标分别为：所述第一点的坐标为[0，0]，所述第二点的坐标为[纵轴线上位于25％预瞄距离的点沿横轴方向延伸至与车道中心线相交点的距离-车辆当前所处位置偏离车道中心线的距离*66％，25％预瞄距离]，所述第三点的坐标为[纵轴线上位于50％预瞄距离的点沿横轴方向延伸至与车道中心线相交点的距离-车辆当前所处位置偏离车道中心线的距离*33％，50％预瞄距离]，所述第四点的坐标为[纵轴线上位于75％预瞄距本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动驾驶系统车道居中辅助功能使用B样条曲线进行路径预测的方法，其特征在于，所述控制方法包括：获取车道上车辆前方预瞄距离内N个点的坐标，根据所述N个点的坐标求解B样条曲线作为预测的路径，其中，所述预瞄距离为车道居中辅助功能用于进行路径预测的假定车辆按当前状态向前直线行驶的纵向距离，所述N为正整数。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动驾驶系统车道居中辅助功能使用B样条曲线进行路径预测的方法，其特征在于，所述控制方法包括：获取车道上车辆前方预瞄距离内N个点的坐标，根据所述N个点的坐标求解B样条曲线作为预测的路径，其中，所述预瞄距离为车道居中辅助功能用于进行路径预测的假定车辆按当前状态向前直线行驶的纵向距离，所述N为正整数。


2.根据权利要求1所述的自动驾驶系统车道居中辅助功能使用B样条曲线进行路径预测的方法，其特征在于，所述N个点在所述预瞄距离所在纵轴线上的投影点平均分布于所述预瞄距离上。


3.根据权利要求1所述的自动驾驶系统车道居中辅助功能使用B样条曲线进行路径预测的方法，其特征在于，所述N个点在所述预瞄距离所在纵轴线上的投影点随机分布于所述预瞄距离上。


4.根据权利要求1所述的自动驾驶系统车道居中辅助功能使用B样条曲线进行路径预测的方法，其特征在于，所述N个点中，靠近车辆的M个点中越靠近车辆的点距离车道中心线的距离越远，其余N-M个点均位于车道中心线上，其中M为正整数且50％<M/N<80％。


5.根据权利要求4所述的自动驾驶系统车道居中辅助功能使用B样条曲线进行路径预测的方法，其特征在于，所述B样条曲线为3次曲线，所述N>＝4，所述N个点的横纵坐标分别为：靠近车辆的M个点中，第一点的坐标为[0，0]；第Q点的坐标为[纵轴线上位于预瞄距离*(Q-1)/(N-1)的点沿横轴方向延伸至与车道中心线相交点的距离-车辆当前所处位置偏离车道中心线的距离*(M-Q+1)/M，预瞄距离*(Q-1)/(N-1)]，其中Q为正整数且2＝<Q<＝M；其余N-M个点的坐标为[纵轴线上位于预瞄距离*(P+M-1)/(N-1)的点沿横轴方向延伸至与车道中心线相交点的距离，预瞄距离*(P+M-1)/(N-1)]，其中P为正整数且1＝<P<＝(N-M)；所述纵轴为车辆按当前状态向前直线行驶的方向，也是所述预瞄距离所在纵轴线，所述横轴为水平面上垂直所述纵轴的方向，车辆当前所处位置为坐标原点[0，0]。


6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘林帅，
申请(专利权)人：坤泰车辆系统常州有限公司，泰牛汽车技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32