Reachable Set-based Path Planning for Automated Vertical Parking System

要約

本稿では、自動垂直駐車システム（APS）用の到達可能なセットを使用したローカル経路計画手法を提案します。
まず、ゴール位置のある駐車場レイアウトを考慮して、APS が 1 回の操作で、つまりギア シフトを変更せずに後退駐車を達成するための中間ポーズを定義します。
次に、すべての可能な中間ポーズのグリッド ポイントで構成される点のセットである到達可能なセットを導入します。
APS がゴール位置に近づくと、到達可能なセット内の中間ポーズを選択する必要があります。
最小化問題が定式化され、中間ポーズを選択するために解かれました。
駐車場の状況を変えてさまざまなシナリオを実行しました。
車両を開始ポーズから中間ポーズに移動させるグローバル パス プランニングには Hybrid-A* アルゴリズムを使用し、中間ポーズからゴール ポーズに移動するにはクロソイド ベースのローカル パス プランニングを利用しました。
さらに、生成されたパスをたどるコントローラーを設計し、その追跡パフォーマンスを検証しました。
横位置については二乗平均平方根の追跡誤差が 0.06m 以内、方位については 0.01rad 以内であることが確認されました。

要約(オリジナル)

This paper proposes a local path planning method with a reachable set for Automated vertical Parking Systems (APS). First, given a parking lot layout with a goal position, we define an intermediate pose for the APS to accomplish reverse parking with a single maneuver, i.e., without changing the gear shift. Then, we introduce a reachable set which is a set of points consisting of the grid points of all possible intermediate poses. Once the APS approaches the goal position, it must select an intermediate pose in the reachable set. A minimization problem was formulated and solved to choose the intermediate pose. We performed various scenarios with different parking lot conditions. We used the Hybrid-A* algorithm for the global path planning to move the vehicle from the starting pose to the intermediate pose and utilized clothoid-based local path planning to move from the intermediate pose to the goal pose. Additionally, we designed a controller to follow the generated path and validated its tracking performance. It was confirmed that the tracking error in the mean root square for the lateral position was bounded within 0.06m and for orientation within 0.01rad.

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