一种用于路口的转向路径生成方法、系统及车辆技术方案

本发明专利技术涉及一种用于路口的转向路径生成方法、系统及车辆，属于智能车辆路径规划技术领域。本发明专利技术基于构建的进路口参考线簇、出路口参考线簇构建大量的转向路径，同时构建过程中利用与相交两条参考线均相切的圆弧进行直线路径(直线路径也即参考线上远离两端交点的中间部分)间的过渡，即转向路径由直线路径和与之相切的圆弧路径构成，能够实现构建大量适应左转、右转的转向路径，且能够同时路径满足车辆的跟踪特性。车辆的跟踪特性。车辆的跟踪特性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于路口的转向路径生成方法、系统及车辆


[0001]本专利技术涉及一种用于路口的转向路径生成方法、系统及车辆，属于智能车辆路径规划


技术介绍

[0002]对于智能车辆的自动行驶或辅助驾驶技术来说，路径的生成和规划是重要的基础，面对行驶路线，车辆只有获得了足够多的行驶路径才能使车辆在择路上有更多的选择，更容易避障和更加灵活，才能够应付行驶中的突发情况。
[0003]公布号为CN105651295A的中国专利文件，公开了一种基于Bezier曲线构建交叉路口驶入驶出车道Link的连接曲线算法。该方法明利用Bezier曲线的特性，生成了同时与驶入驶出车道Link相切的曲率连续轨迹。通过获得的驶入车道和驶出车道Link信息获得车辆的行驶轨迹变化角度，进而确定车辆行驶轨迹模式，例如直行、转向、掉头等，不同的模式设置不同的Bezier阶次和控制点个数，分情况生成路口轨迹。
[0004]该方法用于转向时基于转向起点和终点生成2次曲线作为车辆行驶路径，不符合车辆跟踪特性，难以保证车辆能够完全沿生成的曲线行驶，且无法获得大量的可行轨迹以用于进一步的车辆行驶轨迹的优选。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种用于路口的转向路径生成方法、系统及车辆，用以解决现有技术面对车辆在路口转弯的场景时难以获得大量符合车辆跟踪特性的行驶路径的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的方案包括：
[0007]本专利技术的一种用于路口的转向路径生成方法，包括如下步骤：
>[0008]1)根据在路口的转向方向，确定车辆进入路口的转向起点和离开路口的转向终点；
[0009]2)以所述转向起点为起点，形成若干条进路口参考线；以所述转向终点为起点，形成若干条出路口参考线；所述进路口参考线与出路口参考线根据路口车道宽度、车身尺寸及车辆转弯能力确定；
[0010]3)任选一条进路口参考线和一条出路口参考线，进路口参考线和出路口参考线相交于参考交点，得到进路口参考线段和出路口参考线段；进路口参考线段和出路口参考线段为以对应参考线的起点为起点，以参考交点为终点的线段；
[0011]4)根据进路口参考线段和出路口参考线段确定最大转向半径；根据所述最大转向半径和车辆最小转向半径得到若干个转向半径值形成对应的转向半径簇，根据转向半径值所得到圆能够与进路口参考线段和出路口参考线段均相切；
[0012]5)从转向半径簇中任意选出至少一个转向半径值，根据得到该转向半径簇的进路口参考线段和出路口参考线段以及选出的转向半径值、得到若干圆弧路径，圆弧路径配合
得到该转向半径簇的进路口参考线段和出路口参考线段，得到一条连续的转向路径。
[0013]进一步的，所述转向起点为进路口车道停车线与该车道的车道中心线的交点。
[0014]进一步的，所述转向终点为出路口车道停车线与该车道的车道中心线的交点。
[0015]进一步的，所述转向路径包括同时相切于进路口车道的车道中心线和进路口参考线段的圆弧路径、同时相切于进路口参考线段和出路口参考线段的圆弧路径、同时相切于出路口参考线段和出路口车道的车道中心线的圆弧路径，以及进路口参考线段上两切点之间的直线段、出路口参考线段上两切点之间的直线段。
[0016]本专利技术的一种路径规划系统，包括控制器和存储器，所述控制器用于执行储存在存储器中的指令，以实现如上所述的用于路口的转向路径生成方法。
[0017]一种车辆，所述车辆包括如上所述的路径规划系统。
[0018]本专利技术的方法适应性较强，能够满足各种形状的路口的左转、右转的路径规划，可以应用于T型路口、十字路口、多岔路口等，能够快速生成大量的转向路径，便于车辆进一步的筛选和择优，增加了智能驾驶车辆在转向时的灵活性。且本专利技术算法结构简单，生成的路径曲率连续，通过直线、圆弧等二阶可导的线型生成路径，便于加入车辆动力学约束，符合车辆的跟踪特性。
附图说明
[0019]图1是本专利技术用于路口的转向路径生成方法流程图；
[0020]图2是本专利技术转向路径生成参考线示意图；
[0021]图3是路口转向区域示意图；
[0022]图4是本专利技术最大转向半径R
max
求解示意图；
[0023]图5(a)是本专利技术路口转向路径生成示意图；
[0024]图5(b)是根据本专利技术的方法生成的一条转向路径的示意图；
[0025]图6是本专利技术的路径规划系统结构原理图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本专利技术做进一步详细的说明。
[0027]方法实施例：
[0028]如图1所示的本专利技术的一种路口场景下的转向路径生成方法。包括如下步骤：
[0029]T1)根据上层任务，获取路口转向类型标识，判断车辆在该路口的转向方向(左转、右转)；
[0030]T2)获得本次路径生成的起点位置S(转向起点)和终点位置G(转向终点)一般来说，转向起点位于驶离车道、进入路口区域范围的区域(或者说路口区域边界上)；转向终点位于驶离路口区域范围、进入完成转向后的车道的区域(或者说路口区域边界上)。
[0031]具体可以是，起点为车辆转向前所在车道的车道中心线与车道停车线(用于停车等待红绿灯的停车线)的交点，终点为转向结束后将进入的目标车道的车道中心线与路口区域边界线的交点。作为其他实施例，起点位置和终点位置也可以前后左右微调，可以是其他便于被识别的点，但应至少满足：根据路口宽度、车辆尺寸和车辆转弯半径，从该点开始转向或转向到达该点时，车辆不压道路边界线或道路分向线(双黄线)。
[0032]具体路口区域为路口各个方向上，行车方向朝向路口的车道的停车线所在直线所围成的封闭区域，围成封闭区域的线构成路口区域边界线。
[0033]路口区域边界线、车道边界线、道路分向线、车道中心线及车道停车线等可以通过车辆前向视觉摄像头采集的图像经处理后获得，或者依赖车辆上的GPS和高精度地图数据获得。
[0034]T3)以起点位置S为起点，在驶入车道(驶入路口前所在车道)的车道中心线的延长线左右两侧[α
s
,α
e
]角度范围内的扇形区域内均匀或非均匀的分布若干条进路口参考线，形成参考线簇L1(进入路口参考线簇)；以终点位置G为起点，在目标车道(驶出路口后所进入的车道)的车道中心线的延长线左右两侧[β
s
,β
e
]角度范围内的扇形区域内均匀或非均匀的分布若干条出路口参考线，形成参考线簇L2(离开路口参考线簇)；参考线簇L1中的任意一条参考线和参考线簇L2中的任意一条参考线均应相交。
[0035]T4)从参考线簇L1选出一条进路口参考线，从参考线簇L2选出一条出路口参考线；两条参考线上，从起点位置S到参考线交点的进路口参考线段和从参考线交点到终点位置G的出路口参考线段构成转向路径生成基础；根据进路口参考线段和出路口参考线段以及车辆最小转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于路口的转向路径生成方法，其特征在于，包括如下步骤：1)根据在路口的转向方向，确定车辆进入路口的转向起点和离开路口的转向终点；2)以所述转向起点为起点，形成若干条进路口参考线；以所述转向终点为起点，形成若干条出路口参考线；所述进路口参考线与出路口参考线根据路口车道宽度、车身尺寸及车辆转弯能力确定；3)任选一条进路口参考线和一条出路口参考线，进路口参考线和出路口参考线相交于参考交点，得到进路口参考线段和出路口参考线段；进路口参考线段和出路口参考线段为以对应参考线的起点为起点，以参考交点为终点的线段；4)根据进路口参考线段和出路口参考线段确定最大转向半径；根据所述最大转向半径和车辆最小转向半径得到若干个转向半径值形成对应的转向半径簇，根据转向半径值所得到圆能够与进路口参考线段和出路口参考线段均相切；5)从转向半径簇中任意选出至少一个转向半径值，根据得到该转向半径簇的进路口参考线段和出路口参考线段以及选出的转向半径值、得到若干圆弧路径，圆弧路径配合得到该转向...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴佳，朱敏，宁勇峰，蔡礼松，左帅，
申请(专利权)人：郑州宇通客车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：