[發明專利]基于差分GPS的園區車輛智能駕駛路徑擬合跟蹤控制方法

有效

• 申請號: 202010500813.2
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111609866B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 潘為剛;王榮強;杜連旗;王常順
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34;G01S19/42
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 褚慶森

本發明的基于差分GPS的園區車輛智能駕駛路徑擬合跟蹤控制方法，首先在園區道路上進行坐標點采集，并根據采集的坐標點擬合出車輛行駛的路徑曲線，在之后的車輛行駛路徑跟蹤控制過程中，首先計算出車輛的當前位置坐標與路徑曲線的最短距離，然后計算出車輛當前位置坐標是左轉向還是右轉向，進而控制車輛進行轉動角度大小與其距離路徑曲線距離成正比的左轉向或右轉向，實現車輛在園區內的自動駕駛控制，為車輛在固定區域內的自動駕駛控制提出了一種控制穩定、精準度高的控制方法。

技術領域

本發明涉及一種車輛智能駕駛路徑擬合跟蹤控制方法，更具體的說，尤其涉及一種基于差分GPS的園區車輛智能駕駛路徑擬合跟蹤控制方法。

背景技術

智能車輛技術研究的最終目標是實現車輛的無人駕駛。無人駕駛意味著以計算機為依托，采取傳感器方式到達目標位置的交通工具，對于人工的操作予以取而代之，其優勢是效率高、安全性能高、準確率高。現階段研究者面臨的主要問題不只是提升安全可靠性，而且還包括研發成本高等因素，這是實現應用產業化的瓶頸環節。現階段我國的無人駕駛汽車普遍采取結合GPS差分地圖與深度學習路徑算法，這種方法雖然可以有效地規劃路徑，但是硬件設施與軟件開發方面的成本也大大提高，同時還需要支付高額度的維護成本，為普及與推廣制造了阻礙。

發明內容

本發明為了克服上述技術問題的缺點，提供了一種基于差分GPS的園區車輛智能駕駛路徑擬合跟蹤控制方法。

本發明的基于差分GPS的園區車輛智能駕駛路徑擬合跟蹤控制方法，其特征在于，通過以下方法來實現：首先在園區道路上每間隔一段距離周期性地采集經緯度坐標，設采集的坐標點數為n，然后將采集的基于大地坐標系的坐標點轉化為n個平面坐標點；接著，利用n個平面坐標點擬合出園區道路的路徑曲線，然后計算出車輛當前位置坐標距離路徑曲線的最短距離D_min，再根據車輛當前位置坐標及路徑曲線上距離車輛當前位置最近的采集點坐標，計算出車輛方向盤的轉向；最后，控制車輛進行轉動角度大小與車輛與路徑曲線的最短距離D_min成正比的左轉向和右轉向，來控制車輛在園區道路上的自動駕駛。

本發明的基于差分GPS的園區車輛智能駕駛路徑擬合跟蹤控制方法，具體通過以下步驟來實現：

a).路徑坐標信息采集，基于差分GPS采集路徑上點的經緯度坐標信息，采樣規律按照直線段每隔5m采集坐標點一次、曲線段每隔1m采集坐標點一次的方式進行采集，所采集的坐標點是基于大地坐標系的，設所采集的坐標點數量為n個，n個坐標點中P_i點的坐標表示為P_i(B_i,L_i,H_i)，i＝1,2,3,...,n；

b).平面坐標轉換，利用高斯投影正算公式(1)，將P_i點的大地坐標P_i(B_i,L_i,H_i)轉換為平面坐標P_i(x_i,y_i)：

其中，角度均為弧度，l″＝L_i-L₀，L₀為中央子午線經度，N為橢球面卯酉圈的曲率半徑，e為橢球的第一偏心率，記a、b分別為橢球的長短半徑，f為橢球扁率，W為第一輔助系數；

a＝6378137.000m，

b＝6356752.314m；f＝1/298.257223563；t＝tanB_i；η²＝e²cos²B，

X為子午線弧長，其通過如下公式進行求取：