[发明专利]一种用连续可导函数近似表示车道平面曲线的方法

说明书

本发明属于智能驾驶领域，具体涉及一种用连续可导函数近似表示车道平面曲线的方法。包括：依据实际车道平面信息预先规划出车道平面曲线；在所述车道平面曲线上取一系列的参考样本点进行标号处理；得出每个参考样本点的x、y轴坐标及相邻两个参考点之间的曲线长度后，将数据离线存储；依据车辆当前位置、当前行驶方向回归计算得到当前车道以及目标车道平面曲线的函数表达式。本发明所述方法可以根据车辆当前位置、行驶方向，利用之前离线存储的标号点，直接回归出连续可导的车道平面曲线函数，避免数据实时获取的低效性和庞大计算量带来的不便性，车辆可以随即根据周边路况调整路径，提高了智能车辆轨迹规划的准确性。

技术领域

本发明属于智能驾驶领域，具体涉及一种用连续可导函数近似表示车道平面曲线的方法。

背景技术

智能自动化驾驶技术是一门新兴的技术，在汽车自动驾驶的过程中,如何让汽车避开障碍物并跟踪最高效的轨迹到达指定位置,是智能自动化驾驶汽车的关键性问题。

在车辆进行轨迹规划时，首先需要获取车道的平面曲线信息，因此如何方便快速的实时表示平面曲线是车辆轨迹规划的关键技术。

目前，对于车道平面曲线的信息，还是以传统的直线、缓和曲线、圆曲线相结合的方式实时获取，对于车辆轨迹规划的时效性产生了较大的影响，不能根据车辆位置的变化及时更新轨迹。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种用连续可导函数近似表示车道平面曲线的方法。预先用直线、缓和曲线、圆曲线规划出车道大致平面曲线，再利用等间隔原则选取一系列的参考样本点并标号，在得到这些标号点的x、y坐标及相邻两个参考点之间的曲线长度后离线存储，最后在实际车辆轨迹规划时，直接依据车辆当前位置、当前行驶方向利用切比雪夫多项式插值法拟合回归出车辆对应车道的相关函数表达式，从而可以用得到的连续可导函数近似表示车道平面曲线。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用连续可导函数近似表示车道平面曲线的方法，包括：

依据实际车道平面信息预先规划出车道平面曲线；

在所述车道平面曲线上取一系列的参考样本点并进行标号处理；

得出每个参考样本点的x、y轴坐标及相邻两个参考点之间的曲线长度后，离线存储；

依据车辆当前位置、当前行驶方向回归计算得到对应车道平面曲线的函数表达式。

进一步地，预先规划出的所述车道平面曲线是由直线、缓和曲线和圆曲线共同组合构成的；所述直线的曲率为0，所述圆曲线的曲率为一个常数，加入的所述缓和曲线，用于使预先规划出的整个车道平面曲线的曲率变化是连续的；其中需要保证直线与缓和曲线连接点、缓和曲线和圆曲线连接点曲率唯一且相同。

进一步地，以预先规划出的所述车道平面曲线的车道起点为坐标原点建立坐标系；

所述圆曲线的规划方法为：

s＝(a:b)*(pi/180)；

x1＝r*cos(s)+c；

y1＝r*sin(s)+d；

其中，s是所述圆曲线转过的角度，a、b是所述圆曲线转过的角度范围，x1、y1分别为所述圆曲线上点的横、纵坐标，所述圆曲线的圆心坐标是(c,d)，所述圆曲线的半径是r；

所述缓和曲线的规划方法为：

l＝(0:ls)；

x2＝l-l⁵/(40*ls²*r²)；