【摘 要】
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随着中国从2009年成为世界第一大汽车保有量国家,不断增加的汽车保有量和城市规模的迅速发展一步步压缩着城市的泊车空间,使得城市泊车成为困扰众多驾驶员的问题,自动泊车系统作为自动驾驶辅助系统中重要的一环,在国家“新四化”的背景下,得到了造车新势力以及各界的高度重视。自动泊车系统可以提高泊车的安全性、降低泊车的耗时、缓解驾驶员的负担,对于完整的自动驾驶系统和城市智慧停车系统的建立也具有非常重要的意义。
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随着中国从2009年成为世界第一大汽车保有量国家,不断增加的汽车保有量和城市规模的迅速发展一步步压缩着城市的泊车空间,使得城市泊车成为困扰众多驾驶员的问题,自动泊车系统作为自动驾驶辅助系统中重要的一环,在国家“新四化”的背景下,得到了造车新势力以及各界的高度重视。自动泊车系统可以提高泊车的安全性、降低泊车的耗时、缓解驾驶员的负担,对于完整的自动驾驶系统和城市智慧停车系统的建立也具有非常重要的意义。本文针对自动泊车系统的环境感知,设计并编写基于超声波传感器的车位识别程序,建立车辆在泊车过程中的运动学模型,分析车辆在泊车过程中的各种碰撞约束和动力学约束,利用最优化理论研究基于五次多项式的泊车路径规划算法并搭建相应的算法模型,根据车辆路径跟踪理论,提出基于模型预测控制算法与线性二次型调节器的非时间参考MPC和LQR路径跟踪控制器,利用Matlab/Carsim联合仿真平台进行车位识别程序和路径跟踪控制器仿真,并分析仿真结果。在四轮毂电机驱动电动试验车平台上,制定关于自动泊车功能实现的整车试验方案,设计轮毂电机控制程序,驱动试验车,实现车辆对速度的控制;加装超声波传感器、方向盘转角传感器和车辆姿态角度传感器,提出车辆位置及姿态获取方案,设计基于EPS助力电机的车辆转向控制方式,实现车辆的自动转向;采用D2P快速原型作为整车硬件控制器,利用Moto Hawk模块库开发整车CAN总线通讯协议,实现了轮毂电机、传感器以及其它信号与整车控制程序的交互,最后在D2P平台中搭建自动泊车控制算法,完成了自动泊车系统的实车试验。仿真和试验结果表明,本文所设计的自动泊车系统能够准确识别车位、规划合理的泊车路径、控制车辆完成泊车路径跟踪、实现了自动泊车功能。
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