原文传递
自动泊车系统路径规划与轨迹跟踪控制算法研究
| 论文题名： | 自动泊车系统路径规划与轨迹跟踪控制算法研究 |
| 关键词： | 自动泊车系统;路径规划;轨迹跟踪控制算法;误差控制 |
| 摘要： | 自动泊车系统的应用大大减少了泊车时交通事故的发生，有利于驾驶安全。控制算法作为泊车系统的控制主体，对泊车系统的性能有极大的影响。考虑到目前自动泊车系统开发研究中存在模型过于复杂、规划路径曲率不连续等问题，有针对性地对自动泊车系统中的路径规划与轨迹跟踪控制算法进行研究，取得如下研究成果： (1)考虑到模型复杂度的增加将加大模型求解难度，建立了一个相对简化的二自由度运动学模型。在Simulink中搭建该运动学模型，与相同输入条件下Carsim中建立的整车模型进行对比分析。在固定转角为30°的转向试验条件下，模型跟踪误差最大值为0.05m，仿真结果表明所建立的模型具有较好的有效性。 (2)根据微分平坦和样条理论，提出了一种基于微分平坦的B样条路径规划算法。为避免泊车过程中发生碰撞，建立全过程泊车避碰约束。通过不同工况的仿真实验，验证了生成的路径能够满足非完整性约束及动力学约束要求。 (3)以纵向车速v和转向角?为调度变量，建立线性变参数模型。基于最优选点的思想，借助gap metric理论，选取了模型的工作点。经过对比分析，选定分段函数作为模型权重函数，建立全局LPV模型。基于模型预测控制理论，以控制量及其增量为优化目标，建立模型预测控制器。通过MATLAB/Simulink搭建本仿真模型并进行仿真实验。结果表明，所建立的LPV模型动力性较好，基于模型预测控制的轨迹跟踪控制器具有良好的控制性能。 (4)在Carsim中搭建泊车场景和动力学模型，与Simulink进行自动泊车联合仿真。结果表明，仿真车辆成功进入泊车位，全程满足泊车避碰约束。车辆行驶路径曲线光滑，曲率较为连续。最后基于STM32单片机搭建智能小车实验平台，进行自动泊车实验。实验结果表明，车辆行驶路径与规划路径误差较小，起始阶段误差稳定在0.1m~0.15m，中间过程最大跟踪误差为0.2m，未与车位线碰撞，验证了本文所提出的路径规划与轨迹跟踪控制算法的有效性，满足自动泊车系统的要求。 |
| 作者： | 莫胜林 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 冉险生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
