【技术实现步骤摘要】
本公开实施例涉及路径规划，具体涉及一种基于贝塞尔曲线的igv车辆经过铁路平过道口的转弯路径规划方法、系统、设备及存储介质。
技术介绍
1、传统的铁路货场采用人工集卡进行集装箱转运作业，存在作业流程不规范、信息化程度低的问题。为了提升铁路货场内集装箱转运的作业效率和规范程度，引进一种具备多源环境融合感知、智能路径规划、车辆自动控制等功能的无人驾驶运输车辆(intelligent guided vehicle,简称igv)。通常，自动驾驶车辆在转弯时只会考虑沿车道线中心线行驶，同时对轨迹的平滑性和连续性进行优化。这一策略对于igv在货场内的开阔空间内行驶时是有效的，当igv经过需要转弯进入狭窄道路时，由于车身过长，该策略便无法保证igv转弯时的安全性。igv在铁路货场内行驶时面临着与铁路道口交互的特殊性，需要保证相关作业设备的安全。一方面由于igv车身长度可达15米以上，在转弯时需要较大的转弯空间，而现有技术中缺乏对igv通过铁路货场内的平过道口等狭窄空间时车身位姿进行精准控制，以防止igv车辆落入铁路的技术。另一方面由于igv依靠车头位置的传感器对道口的栏木机和交通信号灯进行检测，在进入道口前调整车身姿态以保证传感器能有效工作也是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本公开实施例提供一种车辆转弯路径规划方法、系统、设备及存储介质，以解决或缓解现有技术中的以上一个或多个技术问题。
2、根据本公开的一个方面，提供一种车辆转弯路径规划方法，包括：
3、以平行铁路沿
4、基于所述坐标系，获取铁路平过道口的坐标；
5、计算车辆制动距离和车辆最小转弯半径；
6、设定生成车辆转弯路径的约束条件，基于所述约束条件，根据车辆制动距离和车辆最小转弯半径，设定若干控制点之间的横向距离和纵向距离；
7、基于所述坐标系，根据铁路平过道口的坐标和若干控制点之间的横向距离和纵向距离，计算若干控制点的坐标；
8、根据若干控制点的坐标，生成车辆转弯路径。
9、在一种可能的实现方式中，计算车辆制动距离和车辆最小转弯半径包括：
10、获取车辆初始速度、车辆在坐标系中的初始位置、车辆实际运行速度和车辆在坐标系中的实时位置；
11、根据车辆初始速度、车辆在坐标系中的初始位置、车辆实际运行速度和车辆在坐标系中的实时位置，计算车辆制动距离。
12、在一种可能的实现方式中，计算车辆制动距离和车辆最小转弯半径包括：
13、获取车辆行驶能达到的最大曲率；
14、根据车辆行驶能达到的最大曲率计算车辆最小转弯半径。
15、在一种可能的实现方式中，设定生成车辆转弯路径的约束条件，基于所述约束条件，根据车辆制动距离和车辆最小转弯半径，设定若干控制点之间的横向距离和纵向距离包括：
16、设定第一约束条件，使生成的车辆转弯路径的曲率小于车辆行驶能达到的最大曲率，所述第一约束条件为：
17、d3≥2r；
18、
19、
20、d4≥1.437r；
21、式中，d1为转弯路径起点p1与转弯路径终点p5的横向距离；d2为转弯路径起点p1与第一控制点p2的横向距离；d3为第一控制点p2与转弯路径终点p5的距离；d4为第三控制点p4与转弯路径终点p5的纵向距离；r为车辆最小转弯半径；为转弯路径起点p1的横坐标；xp5为转弯路径终点p5的横坐标；
22、设定第二约束条件，根据第二约束条件获取若干控制点之间的横向距离和纵向距离，包括：
23、判断车辆制动距离是否小于车辆最小转弯半径；
24、当车辆制动距离小于车辆最小转弯半径，则取d2＝r，d3＝2r；
25、当车辆制动距离不小于车辆最小转弯半径，则取d2＝s1，d3＝2s1，s1为车辆制动距离。
26、在一种可能的实现方式中，基于所述坐标系，根据铁路平过道口的坐标和若干控制点之间的横向距离和纵向距离，计算若干控制点的坐标包括：
27、当车辆制动距离不小于车辆最小转弯半径时：
28、转弯路径起点p1坐标为：
29、第一控制点p2坐标为：
30、第二控制点p3坐标为：
31、第二控制点p4坐标为：
32、转弯路径终点p5坐标为：
33、当车辆制动距离小于车辆最小转弯半径时：
34、转弯路径起点p1坐标为：
35、第一控制点p2坐标为：
36、第二控制点p3坐标为：
37、第三控制点p4坐标为：
38、转弯路径终点p5坐标为：
39、在一种可能的实现方式中，根据若干控制点的坐标，生成车辆转弯路径包括：
40、根据若干控制点的坐标，结合计算公式生成车辆转弯路径p(u)，所述计算公式为：
41、p(u)＝p1(1-u)4+4p2(1-u)3u+6p3(1-u)2u2+4p4(1-u)u3+p5u4,u∈[0,1]；
42、式中，u为控制参数，当u∈[0,1]时，生成车辆转弯路径；
43、车辆转弯路径上任意一点的曲率k(u)需满足：
44、kmin≤k(u)≤kmax；
45、式中，kmin为车辆转弯路径的最小曲率；kmax为车辆转弯路径的最大曲率，kmax＝1/r；
46、车辆转弯路径上任意一点的曲率k(u)为：
47、
48、式中，x'(u)为曲线横坐标一阶导数，y'(u)为曲线纵坐标一阶导数，x”(u)为曲线横坐标二阶导数，y”(u)为曲线纵坐标二阶导数。
49、根据本公开的一个方面，提供一种车辆转弯路径规划系统，包括：
50、建立单元，用于以平行铁路沿线的方向为x轴，以垂直铁路沿线的方向为y轴建立坐标系；
51、获取单元，用于基于所述坐标系，获取铁路平过道口的坐标；
52、第一计算单元，用于计算车辆制动距离和车辆最小转弯半径；
53、设定单元，用于设定生成车辆转弯路径的约束条件，基于所述约束条件，根据车辆制动距离和车辆最小转弯半径，设定若干控制点之间的横向距离和纵向距离；
54、第二计算单元，用于基于所述坐标系，根据铁路平过道口的坐标和若干控制点之间的横向距离和纵向距离，计算若干控制点的坐标；
55、生成单元，用于根据若干控制点的坐标，生成车辆转弯路径。
56、在一种可能的实现方式中，第一计算单元包括：
57、第一获取模块，用于获取车辆初始速度、车辆在坐标系中的初始位置、车辆实际运行速度和车辆在坐标系中的实时位置；
58、第一计算模块，用于根据车辆初始速度、车辆在坐标系中的初始位置、车辆实际运行速度v0和车辆在坐标本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种车辆转弯路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的车辆转弯路径规划方法，其特征在于，计算车辆制动距离和车辆最小转弯半径包括：
3.根据权利要求1或2所述的车辆转弯路径规划方法，其特征在于，计算车辆制动距离和车辆最小转弯半径包括：
4.根据权利要求3所述的车辆转弯路径规划方法，其特征在于，设定生成车辆转弯路径的约束条件，基于所述约束条件，根据车辆制动距离和车辆最小转弯半径，设定若干控制点之间的横向距离和纵向距离包括：
5.根据权利要求4所述的车辆转弯路径规划方法，其特征在于，基于所述坐标系，根据铁路平过道口的坐标和若干控制点之间的横向距离和纵向距离，计算若干控制点的坐标包括：
6.根据权利要求5所述的车辆转弯路径规划方法，其特征在于，根据若干控制点的坐标，生成车辆转弯路径包括：
7.一种车辆转弯路径规划系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的车辆转弯路径规划系统，其特征在于，第一计算单元包括：
9.根据权利要求7或8所述的车辆转弯路径规划系统，其特征在于
10.根据权利要求9所述的车辆转弯路径规划系统，其特征在于，设定单元包括：
11.根据权利要求10所述的车辆转弯路径规划系统，其特征在于，第二计算单元用于：
12.根据权利要求11所述的车辆转弯路径规划系统，其特征在于，生成单元包括：
13.一种车辆转弯路径规划设备，其特征在于，包括：
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器能够执行权利要求1至6任一项所述的车辆转弯路径规划方法。
...【技术特征摘要】
1.一种车辆转弯路径规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的车辆转弯路径规划方法，其特征在于，计算车辆制动距离和车辆最小转弯半径包括：
3.根据权利要求1或2所述的车辆转弯路径规划方法，其特征在于，计算车辆制动距离和车辆最小转弯半径包括：
4.根据权利要求3所述的车辆转弯路径规划方法，其特征在于，设定生成车辆转弯路径的约束条件，基于所述约束条件，根据车辆制动距离和车辆最小转弯半径，设定若干控制点之间的横向距离和纵向距离包括：
5.根据权利要求4所述的车辆转弯路径规划方法，其特征在于，基于所述坐标系，根据铁路平过道口的坐标和若干控制点之间的横向距离和纵向距离，计算若干控制点的坐标包括：
6.根据权利要求5所述的车辆转弯路径规划方法，其特征在于，根据若干控制点的坐标，生成车辆转弯路径包括：
...【专利技术属性】
技术研发人员：洪槐斌，刘栋青，张韦，刘天琦，张子琪，和枭杭，姚文华，胡博，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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