基于路径-速度解耦的垂直泊车轨迹规划方法

本文档介绍了一种创新的垂直泊车轨迹规划方法，针对自动泊车系统的复杂需求而设计。在智能车辆与辅助驾驶领域，该方法着重于解决自动泊车过程中车辆如何精确、高效且安全地找到停车位的问题。方法的核心在于将传统的泊车轨迹规划分解为路径规划和速度规划两个子任务。 首先，作者基于车辆运动学模型（如阿克曼转向模型），分析了车辆在低速泊车模式下的特性，指出由于轮胎侧滑的忽略，存在非完整性约束，即车辆不能侧向移动和原地转向，同时确定了转弯半径的特性。这一特性表明，前后轮的运动轨迹并不重合，且转弯半径最小点位于内侧后车轮。 在路径规划阶段，该方法采用一种创新策略。具体步骤包括：对泊车环境进行凸包分割，形成障碍物的边界；寻找起始和终止位姿与最近障碍物点的距离，并在此基础上，沿着车辆和障碍物边缘画出等距线段，线段曲率的不连续点被标记为关键点Oi。这种方法有助于确保车辆避开障碍物，同时保持合理的行驶路径。 速度规划部分则利用动态窗口法来决定车辆在路径上的行驶速度，以实现安全的泊车操作。这种方法综合了绕墙走策略和动态控制的优点，既能保证路径的有效性，又能处理速度变化，使得车辆能够在有限的空间内完成垂直泊车。 整个方法的实施，显著降低了泊车操作的复杂性，提高了停车的安全性和便捷性。这种路径-速度解耦的方法为自动泊车系统的设计提供了新的思路，对于提升自动驾驶车辆在狭窄空间中的泊车能力具有重要意义。 该专利申请的公布号为CN106515722A，申请日期为2016年11月8日，申请人是西华大学，由成都点睛专利代理事务所代理。发明人为张葛祥和郭奕璀，专利权保护期从2017年3月22日起生效。该发明的技术领域主要集中在B60W30/06和B60W40/00类别，体现了智能交通系统技术的发展趋势。