)計(jì)算而確定的，因?yàn)榈谝缓偷诙沃g的重疊部分84可能不夠長(zhǎng)（即，為50米左右） 以包含地圖數(shù)據(jù)庫(kù)形狀點(diǎn)，由此需要虛擬形狀點(diǎn)86。由于已經(jīng)確定第一段，第一段的端部處 的虛擬形狀點(diǎn)86被計(jì)算且用于第二段。重疊部分84的長(zhǎng)度以及虛擬形狀點(diǎn)86的數(shù)目是 基于特定應(yīng)用的校正參數(shù)。
[0073] 如上，對(duì)于第二段曲線擬合過(guò)程，算法選擇一組新的形狀點(diǎn)50,其起始于PN1且具 有來(lái)自地圖數(shù)據(jù)庫(kù)20的預(yù)定數(shù)目N2個(gè)形狀點(diǎn)50,并且第二段曲線通過(guò)三階多項(xiàng)式方程被 確定：
[0075] 其中，系數(shù)P23、P22、P21、P2。、％3、％2、如和q 2。是未知數(shù)并使用成本函數(shù)與針對(duì)第一 段的上述討論相同的方式來(lái)確定：
[0077] 如上所述，為了提供第一段線52至第二段線82的平滑過(guò)渡，算法包括在第一段線 52端部的多個(gè)形狀點(diǎn)50以及虛擬形狀點(diǎn)86,所述虛擬形狀點(diǎn)被包括作為第二段線82的一 部分，從而在第一段和第二段之間具有重疊，以在兩者之間平滑過(guò)渡。因此，限定道路曲率 的多項(xiàng)方程式被提供在多段中，直到在任何特定時(shí)間點(diǎn)下所需范圍的終點(diǎn)?；诘缆?4的 曲率、關(guān)注的范圍等，可能需要多于兩個(gè)段，其中每個(gè)段的端點(diǎn)在成本函數(shù)J超過(guò)預(yù)定閾值 時(shí)被確定。由此，用于精確確定道路曲率所必要的多個(gè)段所需的多項(xiàng)方程式的組數(shù)被自動(dòng) 確定，其允許復(fù)雜的曲線道路（例如S形曲線）由一組多項(xiàng)方程式來(lái)精確表示。虛擬形狀 點(diǎn)86將通過(guò)使用之前的段的計(jì)算在每個(gè)段的開始時(shí)被確定。
[0078] -旦多項(xiàng)曲線擬合方程式已經(jīng)如上所述地針對(duì)每段被計(jì)算，算法在框70確定在 任何特定形狀點(diǎn)Pi處道路44的曲率κ :
[0080] 車輛42在點(diǎn)Pi處的航向角度Θ篇樣確定：
[0084] 并且其中，Sl是從起始點(diǎn)P i至點(diǎn)P 4勺弧長(zhǎng)。
[0085] 方程式（12)-(15)用于計(jì)算第一段內(nèi)的曲率κ和航向角度Θ i。如果需要第二段 的曲率κ和航向角度，那么方程式是：
[0087] 每個(gè)系數(shù)p和q已經(jīng)通過(guò)上述用于特定段的計(jì)算而確定，其中值X和y的一階和 二階導(dǎo)數(shù)如上確定。因此，算法可以確定任何距離的曲率κ，該距離由從Pi車輛42位置處 至點(diǎn)Pi的弧長(zhǎng)Sl限定。換句話說(shuō)，道路44由參數(shù)化方程式表示，曲率κ可在任何點(diǎn)計(jì)算， 不用考慮是否存在形狀點(diǎn)。例如，如果曲率κ是每隔10米就需要，那么曲率κ和航向角 度θ;可用于計(jì)算Si= 10,20,30,40，等等。
[0088] 圖5是流程圖90,其提供如上所述的曲線限定過(guò)程的更加詳細(xì)的討論。算法開始 于框92,并在框94讀取曲線擬合校正參數(shù)，包括確定道路曲率κ的所需范圍以及可接受的 曲線擬合錯(cuò)誤閾值。接著，算法在框96從地圖數(shù)據(jù)庫(kù)20讀取在預(yù)定范圍內(nèi)的形狀點(diǎn)50。 接著，算法在框98執(zhí)行UTM坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。在框100,用于第一段的單個(gè)曲線擬合過(guò)程 被執(zhí)行，用于該段的參數(shù)系數(shù)P和q在框102被確定。接著，算法在判定菱形框94執(zhí)行范 圍的檢查，以確定單段曲線擬合過(guò)程是否足夠準(zhǔn)確地覆蓋了整個(gè)所需的范圍，如果是，回到 框96以從地圖數(shù)據(jù)庫(kù)20讀取形狀點(diǎn)50,以隨著車輛42沿著道路44移動(dòng)而更新曲線。如 果第一段不能在成本函數(shù)閾值范圍內(nèi)準(zhǔn)確覆蓋所需的范圍，那么算法在框106結(jié)束之前的 曲線擬合算法，并在框108在重疊部分84加入虛擬形狀點(diǎn)86,以確定多曲線擬合過(guò)程中的 下一段并提供兩段之間的平滑過(guò)渡。接著，算法在框110確定下一段的曲線擬合算法并在 框112計(jì)算用于該段的那些地圖數(shù)據(jù)庫(kù)形狀點(diǎn)50的參數(shù)系數(shù)p和q。接著，算法回到判定 菱形框102,以確定由該段計(jì)算的曲率κ是否抵達(dá)所需范圍的端部，如果不是，則在框104 行進(jìn)至計(jì)算下一段曲率。
[0089] 如本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，在此討論的用于描述本發(fā)明的若干不同的步驟和 過(guò)程可指代由計(jì)算機(jī)、處理器或其它電子計(jì)算設(shè)備執(zhí)行的操作，其使用電氣現(xiàn)象來(lái)操作和/ 或轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。這些計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備可以應(yīng)用多種易失性和/或非易失性存儲(chǔ)器，包括非 暫存計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其具有存儲(chǔ)在其上的可執(zhí)行程序，包括能夠被計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行 的多個(gè)代碼或可執(zhí)行指令，其中存儲(chǔ)器和/或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括所有形式和類型的存 儲(chǔ)器和其它的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。
[0090] 前述討論僅僅公開和描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)這樣的討 論和附圖以及權(quán)利要求將意識(shí)到，可做出多種改變、修改和變型，而不脫離如下述權(quán)利要求 限定的本發(fā)明的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種在車輛的車輛系統(tǒng)中確定道路曲率的方法，所述方法包括： 確定關(guān)注的范圍，以用于確定道路曲率； 從車輛上的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)收集從車輛的當(dāng)前位置至限定道路位置的關(guān)注范圍的端點(diǎn)的 形狀點(diǎn)，其中，所述形狀點(diǎn)通過(guò)世界測(cè)地系統(tǒng)84(WGS84)坐標(biāo)系限定； 將所述形狀點(diǎn)從所述WGS84坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為通用橫軸墨卡托投影（UTM)坐標(biāo)系； 使用轉(zhuǎn)換后的形狀點(diǎn)擬合一組多項(xiàng)方程式以限定道路曲率； 確定該一組多項(xiàng)方程式超過(guò)預(yù)定的曲率精確度閾值； 使用轉(zhuǎn)換后的形狀點(diǎn)將多組多項(xiàng)方程式與關(guān)注范圍內(nèi)的多個(gè)道路段擬合；以及 使用多組多項(xiàng)方程式的解來(lái)確定在道路位置處的道路曲率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，擬合一組多項(xiàng)方程式包括：擬合兩個(gè)三階多項(xiàng)方 程式以限定道路曲率。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，擬合一組多項(xiàng)方程式包括：基于弧長(zhǎng)擬合兩個(gè)多 項(xiàng)方程式，其中，弧長(zhǎng)限定為任意兩個(gè)形狀點(diǎn)之間的距離。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，擬合一組多項(xiàng)方程式包括：限定每個(gè)形狀點(diǎn)為：其中，s是弧長(zhǎng)，p和q是未知系數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，擬合一組多項(xiàng)方程式包括：通過(guò)最小化成本函數(shù) 來(lái)解方程式。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述成本函數(shù)J限定為：7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，確定一組多項(xiàng)方程式超過(guò)預(yù)定精確度閾值包括： 確定成本函數(shù)最小值超過(guò)精確度閾值。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將多組多項(xiàng)方程式與多個(gè)道路段擬合包括：將一 組多項(xiàng)方程式與多個(gè)連續(xù)段單獨(dú)地?cái)M合，其中，重疊部分限定在兩個(gè)段之間，并且虛擬的形 狀點(diǎn)在重疊段中從之前的段被限定。9. 一種在車輛的車輛系統(tǒng)中確定道路曲率的方法，所述方法包括： 從車輛上的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)收集從車輛當(dāng)前位置至限定道路位置的關(guān)注范圍的端點(diǎn)的形 狀點(diǎn)； 使用形狀點(diǎn)來(lái)擬合三階多項(xiàng)方程式以限定道路曲率；以及 使用多組多項(xiàng)方程式的解來(lái)確定在道路位置處的道路曲率。10. -種在車輛上確定道路曲率的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括： 在車輛上的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)收集從車輛當(dāng)前位置至限定道路位置的關(guān)注范圍的端點(diǎn)的形 狀點(diǎn)的裝置； 使用形狀點(diǎn)擬合三階多項(xiàng)方程式以限定道路曲率的裝置；以及 使用多組多項(xiàng)方程式的解來(lái)確定在道路位置處的道路曲率的裝置。
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于自主駕駛車輛的路徑規(guī)劃的精確曲率估計(jì)算法。一種識(shí)別道路曲率的方法，其包括：確定關(guān)注的范圍并在從地圖數(shù)據(jù)庫(kù)收集從車輛當(dāng)前位置至限定道路位置的關(guān)注范圍的端點(diǎn)的形狀點(diǎn)。該方法將世界測(cè)地系統(tǒng)84(WGS84)坐標(biāo)系下的形狀點(diǎn)轉(zhuǎn)換為UTM坐標(biāo)系，并且接著使用轉(zhuǎn)換后的形狀點(diǎn)擬合一組多項(xiàng)方程式以限定道路曲率。該方法確定該一組多項(xiàng)方程式是否超過(guò)預(yù)定的曲率精確度閾值，如果是，使用轉(zhuǎn)換后的形狀點(diǎn)將多組多項(xiàng)方程式與關(guān)注范圍內(nèi)的多個(gè)道路段擬合。該方法接著使用多組多項(xiàng)方程式的解來(lái)確定在任意道路位置處的道路曲率。
【IPC分類】B60W40/072
【公開號(hào)】CN105270410
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510560919
【發(fā)明人】J-W·李
【申請(qǐng)人】通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
【公開日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年7月16日
【公告號(hào)】DE102015111535A1, DE102015111535A9, US9283967, US20160018229