基于连续曲率的平行泊车路径规划研究

摘要

自动泊车系统可以减轻驾驶员泊车操作负担，减少泊车事故的发生，已经成为近年来的研究热点。目前自动泊车研究领域中对路径规划的曲率不够重视，导致车辆泊车过程中出现停车转向的现象，本文基于连续曲率对此进行了改进，较好的解决了问题。　　本文根据阿克曼转向原理构建了车辆在低速运行状态下的泊车运动学模型，针对规整泊车位和复杂泊车位两种情况分别采用B样条理论和CC曲线理论进行了路径规划，并进行了仿真实验，验证了路径规划的可行性。　　此外，本文对自动泊车系统的软硬件设计进行了介绍，主要包括车位检测系统以及位移检测系统等感知模块，车速控制系统以及EPS转向系统等控制模块。DSP主控芯片根据实时检测的环境信息生成控制策略，对执行机构进行实时控制，以实现自动泊车过程。　　最后，本文进行了实车实验对路径规划方案进行验证。实验车依据车身周边环境信息和自身参数进行路径规划，生成一条有效的泊车路径，通过对车辆转向系统和驱动系统进行控制，实现自动泊车的功能。　　本文设计的自动泊车系统能根据泊车位的不同情况选择合适的路径规划方案，较好的完成自动泊车操作，但是仍存在进一步改进的空间，以完善自动泊车系统的性能。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和研究意义

1．2 自动泊车研究现状和问题

1．2．1 国外研究概况

1．2．2 国内研究概况

1．2．3 国内外产品化情况

1．3 论文主要内容及论文结构

1．3．1 本文研究的主要内容

1．3．2 本文的结构安排

第二章 平行泊车运动学建模与分析

2．1 平行泊车系统

2．2 泊车简化模型

2．2．1 车辆参数的描述

2．2．2 车身与车位的简化模型

2．3 车辆运动学建模

2．3．1 阿克曼转向理论

2．3．2 泊车运动学建模

2．4 本章小结

第三章 规整泊车位的平行泊车路径规划

3．1 平行泊车的约束空间分析

3．1．1 避障约束分析

3．1．2 泊车起始点以及最小泊车车位确定

3．1．3 车辆自身参数约束分析

3．2 B样条理论在平行泊车路径规划中的应用

3．2．1 B样条定义与属性

3．2．2 平行泊车路径规划中B样条控制方程的建立

3．3 仿真实验

3．4 本章小结

第四章 复杂泊车位的平行泊车路径规划

4．1 复杂泊车位环境

4．2 基于CC曲线的平行泊车路径规划

4．2．1 CC曲线介绍

4．2．2 CC曲线圆弧段数学模型

4．2．3 CC曲线路径规划

4．3 仿真实验

4．4 复杂环境下泊车策略的选定

4．5 本章小结

第五章 自动泊车系统的设计

5．1 自动泊车系统框架

5．1．1 自动泊车系统功能框架

5．1．2 泊车系统控制流程

5．1．3 自动泊车系统硬件框架

5．2 决策系统

5．3 感知系统

5．3．1 车位检测模块

5．3．2 方向盘转角数据采集模块

5．3．3 位移检测模块

5．4 控制系统

5．4．1 车速控制模块

5．4．2 转向控制模块

5．5 本章小结

第六章 实车实验

6．1 概述

6．2 实验方案

6．2．1 实验布置

6．2．2 实验过程

6．3 实验结果

6．3．1 泊车成功标准

6．3．2 实验结果分析

6．4 实验误差分析

6．5 本章小结

第七章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况