全自動平行泊車路徑規(guī)劃及路徑跟蹤研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、汽車保有量的增多與城市建設(shè)用地的擴(kuò)張,使得停車空間越來越小,造成泊車難題。全自動泊車作為無人駕駛的重要部分,由于能夠提高泊車順暢性與安全性,大幅降低泊車事故發(fā)生概率,有效解決泊車難題,已成為無人駕駛領(lǐng)域新興研究熱點。其中,針對全自動泊車系統(tǒng)兩大關(guān)鍵核心問題—泊車路徑規(guī)劃與跟蹤控制開展系統(tǒng)深入研究,對提升泊車順暢性與安全性具有重要科學(xué)意義與應(yīng)用價值。本文以全自動平行泊車雙重路徑規(guī)劃與路徑自動跟蹤控制為研究主題,結(jié)合理論分析、數(shù)值優(yōu)化及預(yù)測

2、控制等理論方法,完成了全自動泊車靜態(tài)路徑規(guī)劃、動態(tài)路徑規(guī)劃及路徑跟蹤控制,并進(jìn)行了仿真試驗驗證,實現(xiàn)了全自動平行泊車。具體如下:
 ?。?)全自動平行泊車靜態(tài)路徑規(guī)劃?;诎柭D(zhuǎn)向原理,建立了車輛動力學(xué)模型,并結(jié)合兩段圓弧式路徑規(guī)劃方法,求解了最小泊車尺寸及泊車起始位置等關(guān)鍵特征參數(shù);通過分析障礙約束及車輛自身機(jī)械約束條件,建立了以路徑曲率最小為目標(biāo)的非線性約束優(yōu)化函數(shù);基于fmincon函數(shù)優(yōu)化方法,確定了B樣條路徑軌跡關(guān)鍵特

3、征參數(shù);建立了仿真模型,驗證了平行泊車靜態(tài)路徑規(guī)劃方法的合理性。
  (2)全自動平行泊車動態(tài)路徑規(guī)劃。針對環(huán)境、道路狀況干擾問題,為提高全自動泊車系統(tǒng)泊車成功率,建立了平行泊車動態(tài)路徑規(guī)劃模型。分別針對3類高頻泊車碰撞情況,確定了動態(tài)路徑規(guī)劃介入邊界;針對不同泊車碰撞預(yù)警信息,重新構(gòu)建了約束條件及非線性約束優(yōu)化函數(shù);基于fmincon函數(shù)優(yōu)化方法,實時構(gòu)建了基于B樣條的動態(tài)路徑;建立了仿真模型,驗證了平行泊車動態(tài)路徑規(guī)劃方法的合

4、理性。
  (3)全自動平行泊車路徑跟蹤控制。針對自動泊車過程中不確定因素對路徑跟蹤干擾問題,為提高路徑跟蹤控制魯棒性,建立了基于改進(jìn)廣義預(yù)測控制模型(GPC, Generalized Predictive Control)的路徑跟蹤控制器?;趲нz忘因子的最小二乘遞推法,對CARIMA模型進(jìn)行了參數(shù)估計,避免了繁雜運動學(xué)建模問題;設(shè)計了包括轉(zhuǎn)向、制動及加速子控制器的路徑跟蹤控制器,實現(xiàn)了基于方向盤轉(zhuǎn)角控制的橫向路徑跟蹤控制、基于

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