[发明专利]水平泊车控制方法及控制系统

说明书

本发明公开了一种水平泊车控制方法包括：定义坐标系，划分泊车阶段，规划泊车轨迹，计算泊车轨迹各曲线参数，确定泊车目标位置，计算泊车起始位置，规划几何路径，计算车辆转动角度，计算得到泊车轨迹上各点的曲率换算得到方向盘转向角度。本发明还公开了一种采用上述水平泊车控制方法的水平泊车控制系统。采用本发明泊车轨迹特性参数和轨迹上各点的方向盘目标转角均可直接实时在线计算得到，极大地减少了自动泊车控制算法对于ECU标定数据存放空间的需求量，可有效降低系统成本。并且，泊车轨迹特性参数和轨迹上各点的方向盘目标转角均采用实时在线计算能更加有效地实时修正泊车轨迹，避免碰撞发生，并获得更好的转向连续性。

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种水平泊车控制方法。本发明还涉及一种采用所述水平泊车控制方法的水平泊车控制系统。

背景技术

随着城市内汽车保有量的不断增加，泊车位紧张、泊车空间狭窄、泊车环境复杂的现象愈发明显，这对驾驶员的泊车技术提出了更高的要求。自动泊车系统通过对车辆横向和纵向运动的实时控制，完成自动泊车入位的功能，其可以有效地降低驾驶员的操作难度，并提高泊车安全性，目前已在越来越多的量产车型上得到运用。

自动泊车控制算法包括泊车车位识别、车辆位姿计算、泊车轨迹规划和泊车轨迹跟踪等多个功能模块，泊车轨迹规划作为其中的一项核心算法，是决定泊车成败和最终泊车姿态的关键。泊车轨迹规划算法需要实现的功能为：根据车位尺寸和被泊车辆停车位置，确定泊车的起始和目标位置；考虑碰撞避免、车辆运动学以及部分非定量化的约束条件，规划一条连接泊车起始和目标位置的可行驶轨迹。

目前，国内外针对泊车轨迹规划问题研究了多种方法，采用了包括B样条、五次多项式曲线、极样条、螺旋线等曲线拟合方法，以保证整条泊车轨迹曲率连续，从而同时满足泊车过程中系统对于车辆碰撞避免和转向连续的要求。

上述方法主要存在以下不足：由于用于曲线拟合的函数形式较为复杂，且需要根据各项约束条件进行函数最优化，因此不利于嵌入式系统对于泊车轨迹的实时在线计算。轨迹上各点坐标往往以离线计算的方式预先获得，再以标定数据的形式存入ECU，因而上述方法对ECU标定空间的容量要求较高，增加了系统成本和工程实现难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种既满足泊车约束条件能实现实时在线泊车轨迹规划，避免车辆的水平泊车控制方法。本发明还提供了一种采用所述水平泊车控制方法的水平泊车控制系统。泊车约束条件，为本领域现有文献常用词语，包括：车辆碰撞避免约束条件、车辆转向运动学约束条件以及泊车路程最短、泊车终点车辆保持水平等部分非定量化的约束等。

为解决上述技术问题，本发明提供的水平泊车控制方法，包括以下步骤：

步骤1、根据车位识别的结果，以车位前方障碍物右后方顶点为坐标原点，以与路肩平行的方向为X轴方向，与路肩垂直方向为Y轴方向建立车位坐标系；

车位识别的结果包括：车位长度、车位宽度、车辆与车位侧向间隔距离、车位前方障碍物位置和车位后方障碍物位置。

步骤2、将水平泊车过程划分为第一泊车阶段和第二泊车阶段；

所述第一泊车阶段是指车辆从转向起始位置，方向盘转至第一方向极限位置，此时保持最小转向半径行驶，使车身转向第一预设角度后方向盘回打直至方向盘回正；

所述第二泊车阶段是指方向盘转至第二方向极限位置，此时保持该最小转向半径使车身左转一定角度，使车身转向第二预设角度后方向盘回打，直至车辆达到泊车目标位置，且同时保证车身和方向盘回正；

步骤3、将第一泊车阶段的泊车轨迹几何路径规划为至少包括顺序连接的第一回旋曲线、第一圆弧和第二回旋曲线；

将第二泊车阶段的泊车轨迹几何路径规划为至少包括顺序连接的第三回旋曲线、第二圆弧和第四回旋曲线；