[发明专利]一种自动垂直泊车轨迹规划方法

说明书

本发明公开了一种自动垂直泊车轨迹规划方法，步骤1：读取所要搬运车辆的车长车宽，在坐标系中建立车辆运动学模型，停车机器人通过安装在身上的传感器检测汽车在坐标系中的位置；步骤2：读取停车起始与目标位置，设定运动速度和加减速度；步骤3：计算转弯半径及相关参数，获得停车机器人路径规划；根据步骤1中的模型，获取汽车的转向特性，将垂直泊车轨迹规划分解为直线圆弧路径规划和速度规划。本发明能有效安全地根据目标位置和起始位置完成垂直泊车，本发明将停车机器人垂直泊车轨迹规划问题分解为路径规划和速度规划，并分别采用直线圆弧策略和梯形速度法完成规划，将两者有机结合，可使停车机器人实现有效、安全地垂直泊车。

技术领域

本发明涉及停车机器人技术领域，具体涉及一种自动垂直泊车轨迹规划方法。

背景技术

进入21世纪以来，我国的社会经济进入了飞速发展阶段，随着人们生活变得日益丰富，对生活品质的要求也在不断变高，人们出行时，越来越倾向于使用家用轿车作为自己的代步工具，轿车在使用时停车较为麻烦，于是就出现停车机器人帮助人们进行停车。

中国专利号201610982520.6公开了一种基于路径-速度解耦的垂直泊车轨迹规划方法。本发明的方法主要包括：建立车辆转向运动学模型；将垂直泊车轨迹规划解耦为路径规划和速度规划。

中国专利号201810324107.X涉及一种基于深度增强学习的自动泊车轨迹规划方法，包括下列步骤：根据视觉系统获得的信息，建立二维虚拟泊车环境；模拟车辆泊车运动，获取方向盘转角；建立基于深度增强学习的自动泊车模型，采用深度增强学习的方法，获得自动泊车过程中一系列对应的方向盘转角，并生成自动泊车轨迹；判断在虚拟泊车环境中车辆是否发生碰撞，若发生碰撞，则初始化二维虚拟泊车环境，开始下一次泊车训练，反之则进入下一步；规划自动泊车轨迹，综合考虑轨迹的长短及耗时，筛选出最优自动泊车轨迹。

现有技术的停车机器人停车时多次停顿，导致停车效率低，且停车时占用空间较大，导致停车浪费停车场地的资源。因此，亟需设计一种自动垂直泊车轨迹规划方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动垂直泊车轨迹规划方法，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自动垂直泊车轨迹规划方法，包括以下步骤：

步骤1：读取所要搬运车辆的车长车宽，在坐标系中建立车辆运动学模型，停车机器人通过安装在身上的传感器检测汽车在坐标系中的位置；

步骤2：读取停车起始与目标位置，设定运动速度和加减速度；

步骤3：计算转弯半径及相关参数，获得停车机器人路径规划；

根据步骤1中的模型，获取汽车的转向特性，将垂直泊车轨迹规划分解为直线圆弧路径规划和速度规划；

步骤4：根据规划路径，获得停车机器人速度规划，根据用时最短的速度规划策略，采用梯形速度法对机器人进行速度规划，根据路径规划得到的距离以及设定好加速度、减速度与匀速运行速度；

步骤5：输出结果，开始运动，使得停车机器人将车辆搬运至目标位置；

优选的，在所述步骤1中，根据车身4个顶点以及质心与前后轮中心点之间的几何关系，经过推导得到每个轮胎的坐标，将车辆转向时的转弯中心线设于汽车的几何中心。

优选的，在所述步骤3中，路径规划的具体方法为：

将垂直泊车所处空间简化建模，其中车道边界与停车位边界均为障碍物；

根据简化车辆模型，建立目标函数，计算其最优中心线位置和最优轮胎转角；

根据转弯中心线位置x和轮胎转角θ计算转弯半径；