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基于全景视觉的平行泊车系统研究
| 论文题名： | 基于全景视觉的平行泊车系统研究 |
| 关键词： | 平行泊车系统;车位识别;路径规划;全景视觉;深度学习 |
| 摘要： | 自动泊车系统能保证车辆安全的泊入车位，目前已经有大量车型配备泊车辅助功能或自动泊车系统。本文针对平行泊车系统的车位识别、路径规划和跟踪控制进行研究，依靠鱼眼摄像头生成的全景视觉图像，提出一种基于深度学习的车位识别算法，实现复杂场景下不同类型的车位识别，然后对平行泊车进行路径规划并设计路径跟踪控制器，进行平行泊车仿真，为研究自动泊车系统提供参考。 首先，标定鱼眼摄像头获取相机参数，去除图像畸变，通过逆透视变换完成图像视角转换；通过裁剪图片、调节像素权值和像素通道亮度完成图像拼接融合，生成环视全景图；使用环视系统采集车位数据，进行数据标注，建立车位数据集。使用YOLOv3多目标检测算法检测车位角点和车位入口，利用车位几何关系推算完整车位；优化AlexNet算法后得到轻量化网络AlexNet-tiny，使用该算法用于车位状态分类，当车位被车辆或障碍物（交通锥）占用时实现正确分类。在车位数据集上进行试验，算法在不同场景下均具有优异的车位检测性能。 然后，完成车辆运动学分析，采用圆弧-直线泊车路径分析平行泊车运动过程，根据车辆参数分析最小车位，选取等速偏移和正弦曲线的叠加曲线作为泊车路径，结合车辆参数约束和避撞约束分析可泊车起始区域，划分可泊车区域后，选取不同泊车起点进行路径规划仿真分析。 最后，在MATLAB/Simulink中搭建泊车运动控制器，使用PID控制算法设计车速控制器实现平行泊车纵向控制，使用MPC控制算法设计前轮转角控制器实现平行泊车横向控制；使用Carsim软件搭建车辆动力学模型并建立平行泊车场景；搭建Carsim和MATLAB/Simulink联合仿真平台，针对不同泊车起点进行平行泊车仿真，完成路径跟踪控制器验证。 试验结果表明，本文所设计的车位识别算法可以快速准确识别车位，路径规划算法可以规划出安全有效的泊车路径，路径跟踪控制器跟踪误差小、鲁棒性好。 |
| 作者： | 曾宪员 |
| 专业： | 工程(车辆工程) |
| 导师： | 胡远志;刘寅童 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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