[发明专利]一种基于三阶反正切函数模型的平行泊车方法

说明书

本发明提供了一种基于三阶反正切函数模型的平行泊车方法。本发明提出带有三阶扰动的反正切式的路径规划方法，根据车辆运动学计算出约束空间，由MATLAB中的遗传算法的工具箱调用ga函数，以泊车过程中的障碍约束、车辆自身的参数约束、泊车起始点和终点位置约束为轨迹函数的目标函数，以泊车终点车辆与车位的水平夹角最小为适应度函数，求得最优的轨迹函数的参数,确定最优的平行泊车轨迹。使用本发明，可得车位长度与车长的比值约为1.315，具有非常好的效果。

技术领域

本发明涉及仿真技术领域，特别是涉及一种基于三阶反正切函数模型的平行泊车方法。

背景技术

汽车作为日常生活中最常用的交通工具，私家车几乎也都成了每个家庭的标配，在交通方便的同时也带来了更多问题，特别是停车难的问题日益严重。如何改善汽车的操控性，尤其是泊车过程中的不便利，消除安全隐患，迅速、准确、安全地将汽车停靠到合适的位置，逐渐引起了人们的关注。自动泊车技术的出现大大缓解了驾驶员泊车时的紧张程度，降低泊车难度，提高驾驶的舒适性，提高了泊车过程中的安全性。提高自动泊车方法的可靠性和实用性的关键模块之一就是合理的路径规划。基于路径规划的平行泊车方法根据车辆与停车位的相对的位置算出最佳泊车路径，便于泊车的全过程的规划控制。

Nelson W L提出的Continuous-curvature path for autonomous vehicles中车辆的最短路径规划是连接圆弧(最小转弯半径)的直线段，弧形轮廓和直线之间是不连续的圆弧，所以车辆停在弧的每个不连续的过渡点需重新调整车轮。但瞬间变化机械的转向在物理上是不可能实现的。Xu Jin,Xie Ming等人提出根据车位大小和周围障碍物的信息进行离线查表，获得一条无碰撞且连续的正弦曲线轨迹，该方法对实时性要求较低；而姜辉提出的自动平行泊车转向控制策略的研究提出的路径需要不停地变速及换挡，不符合驾驶员操作的实际情况；而双半径法需要在车速为零时改变转向角，对车辆损伤较大；未加约束空间的以五阶多项式作为平行泊车的规划路径需要较大的泊车空间；加了约束空间的改进的五阶多项式路径规划方法调用遗传算法时需要引入带罚函数的适应度函数，在复杂的泊车环境中并不好控制惩罚量，会出现一定的误差。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于三阶反正切函数模型的平行泊车方法，包括如下步骤：

步骤一：将目标车辆根据其车辆轮廓的四个顶点将其简化为矩形框，根据泊车车辆提取待泊车车辆的相关参数、车位相关参数。

步骤二：构建最优平行泊车轨迹模型，所述模型包括模型表达式：y＝a₁tan^-1(a₂x³+a₃x²+a₄x+a₅)+a₆

及约束条件：