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原文传递自主泊车系统轨迹规划及实现

论文题名：	自主泊车系统轨迹规划及实现
关键词：	自主智能泊车;全自动驾驶;移动机器人;轨迹规划;动态窗口法;运动控制
摘要：	随着社会的发展和文明的进步，人类对车辆智能化水平、便捷性和安全性的要求越来越高。近几十年来，以智能化为核心的现代科技不断被应用到汽车工业上，实现了汽车各方面性能的提升，自主泊车作为智能驾驶技术的一个典型代表，在泊车过程中通过代替驾驶员对车辆进行全自动操纵，能够有效提高泊车效率，一定程度解决泊车难问题。　　自主泊车系统进行决策的核心是运动控制策略，而运动控制策略受限于整个系统的体系架构，不同体系架构所需要的具体技术不同，呈现的结果也是千差万别。本文通过仿真验证了基于反应式架构和程控规划式架构的自主泊车系统的不足，提出将慎思-反应式体系架构应用于自主泊车系统以全面提升系统的智能化程度，解决现有自主泊车系统轨迹规划因需要轨迹数学模型而灵活性差、采用开环离线规划而无法动态调整路径的问题。　　本文在混合式架构下提出了一种基于改进动态窗口法和绕墙走策略的分层轨迹规划方法，该方法首先将轨迹规划问题解耦为与时间无关的路径规划和与时间相关的速度规划，在分析车辆阿克曼转向特性的基础上，对绕墙走路径进行非完整性约束路径的等效，实现了无先验轨迹模型的路径规划，同时将该路径作为全局启发信息用于驱动基于模型预测控制的改进动态窗口法进行速度规划，动态窗口法反馈优化的特点使得路径可以局部动态调整。　　利用C++语言进行了该分层轨迹规划方法在ROS机器人操作系统上的节点程序实现，并在Gazebo仿真软件中对该ROS节点程序进行了验证，仿真结果验证了方法的有效性。在不需要设计轨迹数学模型的前提下，该方法可以解决一般情况下的垂直泊车场景和平行泊车场景的轨迹规划问题，对于其他小范围高约束情况下的车辆自主导航也具有一定的指导意义。
作者：	郭奕璀
专业：	控制科学与工程
导师：	张葛祥
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文