[發(fā)明專利]一種用連續(xù)可導(dǎo)函數(shù)近似表示車(chē)道平面曲線的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910253769.7
• 申請(qǐng)日: 2019-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110031015B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 衛(wèi)翀;王瑩;馬路;閆學(xué)東;邵春福
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/34
• 分類號(hào): G01C21/34;G06F16/22;G06F16/29
• 代理公司: 北京集智東方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11578
• 代理人: 陳亞斌;關(guān)兆輝

本發(fā)明屬于智能駕駛領(lǐng)域，具體涉及一種用連續(xù)可導(dǎo)函數(shù)近似表示車(chē)道平面曲線的方法。包括：依據(jù)實(shí)際車(chē)道平面信息預(yù)先規(guī)劃出車(chē)道平面曲線；在所述車(chē)道平面曲線上取一系列的參考樣本點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)號(hào)處理；得出每個(gè)參考樣本點(diǎn)的x、y軸坐標(biāo)及相鄰兩個(gè)參考點(diǎn)之間的曲線長(zhǎng)度后，將數(shù)據(jù)離線存儲(chǔ)；依據(jù)車(chē)輛當(dāng)前位置、當(dāng)前行駛方向回歸計(jì)算得到當(dāng)前車(chē)道以及目標(biāo)車(chē)道平面曲線的函數(shù)表達(dá)式。本發(fā)明所述方法可以根據(jù)車(chē)輛當(dāng)前位置、行駛方向，利用之前離線存儲(chǔ)的標(biāo)號(hào)點(diǎn)，直接回歸出連續(xù)可導(dǎo)的車(chē)道平面曲線函數(shù)，避免數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)獲取的低效性和龐大計(jì)算量帶來(lái)的不便性，車(chē)輛可以隨即根據(jù)周邊路況調(diào)整路徑，提高了智能車(chē)輛軌跡規(guī)劃的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能駕駛領(lǐng)域，具體涉及一種用連續(xù)可導(dǎo)函數(shù)近似表示車(chē)道平面曲線的方法。

背景技術(shù)

智能自動(dòng)化駕駛技術(shù)是一門(mén)新興的技術(shù)，在汽車(chē)自動(dòng)駕駛的過(guò)程中,如何讓汽車(chē)避開(kāi)障礙物并跟蹤最高效的軌跡到達(dá)指定位置,是智能自動(dòng)化駕駛汽車(chē)的關(guān)鍵性問(wèn)題。

在車(chē)輛進(jìn)行軌跡規(guī)劃時(shí)，首先需要獲取車(chē)道的平面曲線信息，因此如何方便快速的實(shí)時(shí)表示平面曲線是車(chē)輛軌跡規(guī)劃的關(guān)鍵技術(shù)。

目前，對(duì)于車(chē)道平面曲線的信息，還是以傳統(tǒng)的直線、緩和曲線、圓曲線相結(jié)合的方式實(shí)時(shí)獲取，對(duì)于車(chē)輛軌跡規(guī)劃的時(shí)效性產(chǎn)生了較大的影響，不能根據(jù)車(chē)輛位置的變化及時(shí)更新軌跡。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用連續(xù)可導(dǎo)函數(shù)近似表示車(chē)道平面曲線的方法。預(yù)先用直線、緩和曲線、圓曲線規(guī)劃出車(chē)道大致平面曲線，再利用等間隔原則選取一系列的參考樣本點(diǎn)并標(biāo)號(hào)，在得到這些標(biāo)號(hào)點(diǎn)的x、y坐標(biāo)及相鄰兩個(gè)參考點(diǎn)之間的曲線長(zhǎng)度后離線存儲(chǔ)，最后在實(shí)際車(chē)輛軌跡規(guī)劃時(shí)，直接依據(jù)車(chē)輛當(dāng)前位置、當(dāng)前行駛方向利用切比雪夫多項(xiàng)式插值法擬合回歸出車(chē)輛對(duì)應(yīng)車(chē)道的相關(guān)函數(shù)表達(dá)式，從而可以用得到的連續(xù)可導(dǎo)函數(shù)近似表示車(chē)道平面曲線。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用連續(xù)可導(dǎo)函數(shù)近似表示車(chē)道平面曲線的方法，包括：

依據(jù)實(shí)際車(chē)道平面信息預(yù)先規(guī)劃出車(chē)道平面曲線；

在所述車(chē)道平面曲線上取一系列的參考樣本點(diǎn)并進(jìn)行標(biāo)號(hào)處理；

得出每個(gè)參考樣本點(diǎn)的x、y軸坐標(biāo)及相鄰兩個(gè)參考點(diǎn)之間的曲線長(zhǎng)度后，離線存儲(chǔ)；

依據(jù)車(chē)輛當(dāng)前位置、當(dāng)前行駛方向回歸計(jì)算得到對(duì)應(yīng)車(chē)道平面曲線的函數(shù)表達(dá)式。

進(jìn)一步地，預(yù)先規(guī)劃出的所述車(chē)道平面曲線是由直線、緩和曲線和圓曲線共同組合構(gòu)成的；所述直線的曲率為0，所述圓曲線的曲率為一個(gè)常數(shù)，加入的所述緩和曲線，用于使預(yù)先規(guī)劃出的整個(gè)車(chē)道平面曲線的曲率變化是連續(xù)的；其中需要保證直線與緩和曲線連接點(diǎn)、緩和曲線和圓曲線連接點(diǎn)曲率唯一且相同。

進(jìn)一步地，以預(yù)先規(guī)劃出的所述車(chē)道平面曲線的車(chē)道起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系；

所述圓曲線的規(guī)劃方法為：

s＝(a:b)*(pi/180)；

x1＝r*cos(s)+c；

y1＝r*sin(s)+d；

其中，s是所述圓曲線轉(zhuǎn)過(guò)的角度，a、b是所述圓曲線轉(zhuǎn)過(guò)的角度范圍，x1、y1分別為所述圓曲線上點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)，所述圓曲線的圓心坐標(biāo)是(c,d)，所述圓曲線的半徑是r；

所述緩和曲線的規(guī)劃方法為：

l＝(0:ls)；

x2＝l-l⁵/(40*ls²*r²)；