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基于回旋曲线的多段式平行泊车研究
| 论文题名： | 基于回旋曲线的多段式平行泊车研究 |
| 关键词： | 智能驾驶;自动泊车系统;平行泊车;路径规划;运动控制 |
| 摘要： | 随着时代进步与科技发展，汽车工业迎着“新四化”的浪潮突飞猛进。在汽车的日常使用过程中，倒车入库问题一直困扰着诸多驾驶者。随着汽车保有量的逐年攀升，“停车难”问题日益显著，自动泊车系统作为智能驾驶领域的一个重要产物应运而生。本文主要针对自动泊车系统中平行泊车工况的决策规划与运动控制进行研究，结合车辆运动特性规划出车辆可行的多段式泊车路径，并设计了车辆运动控制器跟踪泊车路径。 首先，对车辆运动特性进行理论研究，建立车辆运动学模型。结合阿克曼转向原理，推导出车辆运动规律与回旋曲线的内在逻辑。通过分析车辆运动的位姿状态信息与回旋曲线的数学模型关系，提出一种根据车辆位姿信息迭代计算的方法计算出回旋曲线泊车路径，从而规划出车辆可以稳定跟踪的泊车路径。 其次，对车辆的横向控制策略进行理论介绍，并就实际跟踪过程中车辆运动的非完整性约束导致其误差积累，提出了一种基于参考路径点优选的模型预测控制方法。通过在Matlab/Simulink中对参考路径跟踪仿真实验，验证了本文提出的横向控制策略可以更好的满足泊车路径跟踪过程中实时性与稳定性的要求。与此同时，基于车辆纵向控制模型具有较大不确定性，采用PID误差反馈调节控制方法，在平行泊车过程中保持车速在稳定状态。 最后，在Matab/Simulink中建立车辆运动控制策略模型，并在车辆运动学模型基础上对本文提出的基于回旋曲线的多段式泊车路径和圆弧直线三段式泊车路径进行跟踪仿真实验。通过对仿真实验数据分析，验证本文提出的回旋曲线多段式泊车路径具有更好的跟踪性能。为了进一步验证泊车路径的可行性，在CarSim中建立车辆动力学模型，并通过Simulink/CarSim联合仿真对泊车路径进行跟踪仿真实验。通过LEGO_EV3控制器在LEGO智能小车上对本文规划的泊车路径进行跟踪模拟实验，验证泊车路径可行性。 |
| 作者： | 张鹏 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 白艳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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