一种用于自主平行泊车的路径规划方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及车辆自主泊车技术领域，具体为一种用于自主平行泊车的路径规划方 法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着国内汽车保有量的迅速增长，城市内停车位日趋紧张和狭小。对于车 位过于狭窄的情况，驾驶员往往难以很好地控制汽车进行快速准确的泊车，由泊车引发的 事故几率大大升高。
[0003] 自主泊车系统可以帮助驾驶员进行准确安全的泊车，这种系统使用测距传感器和 车速传感器自动地检测车位大小，然后规划出一条的泊车路径，最后自动地控制车辆的转 向系统同、制动系统和动力系统遵循规划出的路径完成泊车。
[0004]
【发明内容】
[0005] 本发明所解决的技术问题在于提供一种用于自主平行泊车的路径规划方法，以解 决上述【背景技术】中的问题。
[0006] 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种用于自主平行泊车的路 径规划方法，所述方法用于自主泊车系统检测到可用泊车空间而将车辆自动地平行停泊于 所述泊车空间中，所述方法包含以下步骤：
[0007] 检测车位后方第一障碍物上边缘，以及车位前方第二障碍物下边缘，以及本车右 边缘与第二障碍物左边缘间距；
[0008] 基于阈值确定车位大小是否足以泊车；
[0009] 确定平行泊车的第二阶段路径；所述第二阶段路径包括3个路径段，分别为：圆弧 段A004、圆弧段A005、直线段A006。所述的第二阶段路径为车辆在车位内调整朝向与位置 并停泊在最终位置的路径；
[0010] 确定平行泊车的第一阶段路径；所述第一阶段路径包括依次连接的3个路径段， 分别为：直线段A001、圆弧段A002、圆弧段A003 ;所述第一阶段路径为车辆从泊车起始位 置倒车进入车位的路径；
[0011] 控制车辆转向系统与动力系统遵循所述第一阶段路径与第二阶段路径。
[0012] 进一步地，车辆在所述的第一阶段路径行进方向为后退，车辆在所述的圆弧段 A004行进方向为前进，车辆在所述的圆弧段A005行进方向为后退。
[0013] 进一步地，车辆在所述的直线段AOOl方向盘转角初始地为零，车辆在所述的圆弧 段A002、圆弧段A004具有恒定的向右的方向盘转角A niax，车辆在所述的圆弧段A003、圆弧段 A005具有恒定的向左的方向盘转角A_。
[0014] 进一步地，所述的圆弧段A002、圆弧段A003、圆弧段A004、圆弧段A005的半径为车 辆的最小转弯半径R_;并且，车辆的方向盘转角为A _时行驶路径具有最小右转半径R _。
[0015] 进一步地，所述的直线段A006的终点位置为车辆的最终位置。
[0016] 进一步地，确定一个矩形的泊车区域，所述的泊车区域下边缘与第一障碍物上边 缘具有一个安全间距D s，所述的泊车区域上边缘与第二障碍物下边缘具有一个安全间距 Ds，所述的泊车区域左边缘与所述的第二障碍物左边缘齐平。
[0017] 进一步地，车辆在圆弧段A003的终点，亦即圆弧段A004的起点，车辆左后角恰好 位于泊车区域下边缘；车辆在圆弧段A004的终点，亦即圆弧段A005的起点，车辆右前角恰 好位于泊车区域上边缘；车辆在圆弧段A005的终点，亦即直线段A006的起点，车辆后边缘 恰好位于泊车区域下边缘。
[0018] 进一步地，车辆停泊在所述的最终位置时其左边缘与所述的泊车区域左边缘齐 平，其上、下边缘分别至所述的泊车区域上下边缘具有相同间距。
[0019] 本发明还涉及一种自主平行泊车系统，所述系统包括：
[0020] 用于检测车辆周围障碍物的距离传感器；所述的距离传感器发送其与障碍物间距 的信号；
[0021] 控制器，所述的控制器接受距离传感器的信号，所述的控制器通过CAN总线接收 车辆车速信号，所述的控制器处理所述的距离传感器的信号和所述的车速信号计算车位大 小和车位前后障碍物与本车的相对距离，所述控制器确定平行泊车的第一阶段路径，所述 的第一阶段路径为车辆从泊车起始位置倒车进入车位的路径，所述的控制器确定平行泊车 的第二阶段路径，所述第二阶段路径为车辆在车位内调整朝向与位置的路径，所述的控制 器通过CAN总线发送方向盘转角控制命令、发动机控制命令和制动命令，控制车辆遵循所 述第一阶段路径与第二阶段路径。
[0022] 进一步地，所述的距离传感器为基于超声波的传感器。
[0023] 与已公开技术相比，本发明存在以下优点：本发明设计合理、高效，能够精确控制 车辆自主平行泊车，结构合理、安全系数高。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明实施例的车辆几何示意图。
[0025] 图2为本发明实施例的车位几何示意图。
[0026] 图3为本发明实施例的车位长度大于阈值时路径示意图。
[0027] 图4为本发明实施例的圆弧段A004示意图。
[0028] 图5为本发明实施例的圆弧段A005示意图。
[0029] 图6为本发明实施例的车位长度小于阈值时第一阶段路径示意图。
[0030] 图7为本发明实施例的自主平行泊车系统的框图。
【具体实施方式】
[0031] 为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明 白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的 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 属于本发明保护的范围。
[0032] 图1为本发明实施例的车辆几何示意图。将实际车辆简化为一个矩形的平面车辆 模型，该平面车辆模型具有长度L 1和宽度H i。平面车辆模型的位置以实际车辆后轴中心的 位置PO来表示。后轴中心到车尾距离为k，后轴中心到车头距离为Lf。并且，车辆方向盘 转角为A niax时具有最小转弯半径R_。其中，以上的车辆几何参数是已知的，可以通过事先 测量得到。
[0033] 图2为本发明实施例的车位几何示意图。自主泊车系统使用测距传感器可以获取 车位长度和车位前后障碍物信息。当准备开始自主泊车时，车辆Q004朝向初始地与车位方 向平行。将第一障碍物QOOl简化为具有左边缘EOOl和上边缘E003的矩形区域，将第二障 碍物简化为具有左边缘E002和下边缘E004的矩形区域。车辆Q004右边缘初始地与第二 障碍物左边缘E002间距为D 1，车辆后轴中心PO在平行于车位朝向的方向上与第二障碍物 左下拐角距离初始地为D2。车位长度为第一障碍物与第二障碍物的间距L p。设定一个矩形 的泊车区域Q003,泊车区域Q003与第一障碍物、第二障碍物具有一个安全间距Ds，泊车区 域Q003长度为L s。以上参数为通过自主泊车系统测量得到的已知值。
[0034] 当泊车区域长度大于阈值Lsl时，车辆可经由一次倒车操作进入车位并且使得车 身朝向与车位方向平行，如图3中所示，车辆初始地位于POOl位置，然后自主泊车系统控制 车辆倒车到达P002位置停车，行驶距离为S 1。然后控制方向盘右转至Aniax位置，此时车辆行 驶路径轨迹为圆弧，其半径为最小转弯半径R fflin，继续倒车到达P003位置停车，行驶距离为 S2。然后控制方向盘左转至Aniax位置此时车辆行驶路径轨迹为圆弧，其半径为最小转弯半径 R_，继续倒车到达P004位置停车，行驶距离为S3;此时车尾与泊车区域下边缘齐平，车辆左 边缘与泊车区域左边缘齐平。然后控制方向盘转至0度位置，控制车辆前进到达最终位置 P007,行驶距离为S6。为保证车辆行驶过程中不与第二障碍物碰撞并保持一定的安全间距， 设定车辆沿圆弧段A002行驶时其右上角恰好经过泊车区域左上角。并且设定车辆在最终 泊车位置时车辆左边缘与泊车区域左边缘对齐，由此可确定阈值L sl以及各段路径长度。
[0035] 如图5所示，假想当车辆初始地位于P006位置，此时车尾与泊车区域下边