B样条理论在自动垂直泊车轨迹规划中的应用

"基于样条理论的自动垂直泊车轨迹规划" 本文探讨了一种基于B样条曲线理论的自动垂直泊车轨迹规划方法，旨在解决车辆在泊车过程中的路径规划问题，特别是如何在有限的空间内安全、有效地泊车。作者李红、郭孔辉和宋晓琳来自湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室和吉林大学动态模拟国家重点实验室。 首先，文章分析了泊车轨迹曲线的设计需求，结合B样条曲线的特性，提出了一种通过优化轨迹控制点来规划自动垂直泊车轨迹的策略。B样条曲线因其灵活性和控制点的可调整性，能更好地适应泊车场景的复杂性。 在泊车过程中，可能存在与障碍物碰撞的风险。因此，作者建立了相应的避撞约束函数，以确保规划的轨迹能够避开这些潜在的碰撞点。同时，他们考虑了多种约束条件，包括泊车环境中的障碍物约束（如停车位周围其他车辆或物体），车辆自身的物理参数（如长度、宽度、转弯半径等），泊车的起始和结束位置（车辆进入和停靠的理想角度和位置），以及 Ackerman 转向原理（车辆前轮和后轮之间的关系，影响车辆的实际行驶轨迹）。 为了解决这些多约束条件下的轨迹规划问题，作者建立了车辆运动轨迹的多约束方程，并使用Matlab软件的非线性约束优化函数来求解轨迹控制点。这种方法允许在不同环境下，如一般泊车环境和狭小空间泊车环境，都能找到合适的轨迹控制点，从而生成平滑且无碰撞的泊车轨迹。 通过仿真，作者展示了在一般泊车环境中，所提出的基于样条理论的规划方法能够使车辆无碰撞地进入停车位，同时保持轨迹曲率的连续性，确保了驾驶的平顺性。而在相对狭小的泊车环境中，即使空间限制较大，也能通过调整前轮转角找到一组轨迹控制点，实现无碰撞泊车并保持曲率连续。 这项研究提供了一种有效的自动垂直泊车轨迹规划方法，它不仅解决了泊车过程中的碰撞问题，还保证了轨迹的平滑性，对于智能泊车系统的设计具有重要的理论和实践意义。关键词涉及垂直泊车、碰撞避免、轨迹规划和样条理论优化，表明了该研究在自动泊车技术领域的重要贡献。