从Cartesian坐标系向Frenet坐标系转换的匹配点计算——向量投影法

Frenet坐标系,也称曲线坐标系,是以曲线的切线向量和法线向量建立坐标系,被广泛应用于结构化道路的自动驾驶路径/轨迹规划任务。将一个点从Cartesian坐标系转换到Frenet坐标系,第一步需要做的事情就是要确定该点在曲线上的位置,进而得到Frenet坐标系下的s值、l值以及在Frenet坐标系下的其他更高阶的信息。本章给出三种求解匹配点方法,并对三种方法的的优缺点进行说明。最后给出基于向量投影法的匹配点计算方法的Python代码与示例。

一、匹配点的定义

定义:曲线上离该点最近的点,被称为该点在Frenet坐标系曲线上的匹配点。

在自动驾驶系统中,我们一般采用一系列顺序拼接的局部参数曲线【直线段、圆曲线、螺旋曲线、多项式曲线等】来表示一条道路或车道的走势。但是我们不会直接用这些参数曲线来构建Frenet坐标系,而是采用这些曲线生成的点序列。本质原因有二:

1)求匹配点需要求点到曲线的最短距离,点到参数化曲线的距离公式不统一,

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转载自blog.csdn.net/u013468614/article/details/132449722
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