针对目前市面上全自动泊车系统用户体验差、普及率低等现象,响应国家提出的汽车“新四化”发展方向,分析并研究了当前自动泊车系统关键技术的研究现状。本文以某型汽车为载体,设计了面向用户的全自动泊车系统,包括自动泊车系统的车位检测、泊车轨迹规划和运动控制等,并着重对泊车过程中的车身定位技术和轨迹跟踪控制算法进行了研究,以确保自动泊车的稳定性、提高泊车成功率、提升用户体验。首先,本文在进行较充分的自动泊车系统背景及关键技术研究现状调研和分析之后,根据全自动泊车系统的具体功能和实际需求,对整个自动泊车系统的硬件方案和系统软件架构进行了设计并实现。针对不同模块的功能选用了适宜的设备并进行实车装载,以此作为实车实验平台。其次,在车位检测模块中,率先提出使用激光测距仪和超声波雷达进行数据融合的方案进行有效车位识别,可适应较为复杂的泊车环境,提高有效车位识别率。设计的车位识别算法,使系统适用更多的泊车场景,实车实验验证了系统稳定的车位识别效果。对于泊车的轨迹规划,本文选用了较为常见且符合驾驶员泊车习惯的泊车轨迹,采用三段式泊车轨迹对平行和垂直泊车场景进行轨迹规划,Matlab仿真实验表明设计的泊车轨迹可行性高、适用性强、优势明显。再次,针对自动驾驶的运动控制的两个核心技术之一的车身定位技术,本文考虑到自动泊车场景的低速、小范围和设备成本低的特点,选用航迹推算法进行车身实时定位。根据实车实验面临的车速和转向反馈不精确等问题,在传统的航迹推算基础上,提出轮速型航迹推算法,并改进成融合型航迹推算法,Carsim和Matlab联合仿真实验和实车实验都验证了该算法的实用性和先进性。最后,使用分层控制策略对泊车系统的运动控制器进行设计。在获取有效的车身实时位姿信息后,选用模型预测控制作为上位控制器的算法,下位控制器使用PID控制。本文将目前常用的预瞄控制算法作为对比实验算法,联合仿真实验表明模型预测控制算法明显优于预瞄控制。在实车实验上也证明了基于滚动优化的控制效果更稳定、鲁棒性更强,自动泊车系统泊车成功率更高。