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基于路径规划的平行泊车控制系统研究与开发
| 论文题名： | 基于路径规划的平行泊车控制系统研究与开发 |
| 关键词： | 汽车驾驶;平行泊车;车辆控制;嵌入式系统 |
| 摘要： | 日益拥堵的城市车道，不断恶化的泊车环境为驾驶员泊车带来了巨大的挑战。正因为如此，越来越多的专家学者投入到了自动泊车系统的研究与开发中，将车辆运动学研究与电子控制技术相结合，试图提出安全、准确、快速的解决方案，自动控制车辆准确地泊入预定车位，从而降低因驾驶员自主泊车所可能发生的碰撞等交通事故的概率。本文依托清华大学苏州研究院基金项目“自动泊车系统产业化关键技术研究”，以试验车辆东风风行景逸X5为研究载体，针对平行泊车这一特定的洎车工况展开探讨，对自动泊车的三大核心问题:路径规划、传感器系统数据采集与处理、车辆控制进行了详细的分析与研究。研究目的在于设计并开发出一款自动泊车控制器，在合理的泊车位下能较好地实现泊车入位功能。 本文首先建立合适的坐标系，依据阿卡曼转向原理对车辆的运动过程进行详细的分析。通过转向实验确定了方向盘与车轮之间的转向传动比，得到实时转弯半径与反向盘转角的对应关系，为随后的转向控制奠定基础。然后，对平行泊车过程中的几何关系进行了推导，提出了易于工程实现的最小半径逆推法，对泊车的路径进行了规划。同时，以此为基础，对圆弧直线法及反复式泊车法进行了分析与仿真，仿真结果表明两种方法均可实现车辆泊车入位，车位内多次反复式泊车方法可一定程度上减小对泊车位大小的需求。考虑到车辆自身约束，采用样条函数对规划轨迹进行了优化，解决了相切点处曲率不连续的问题。其次，根据泊车软件控制需求，合理配置系统资源，对各个软件子模块及控制算法进行正向开发，设计了完整的软件实施方案。以实验车辆景逸X5为泊车实验平台，基于英飞凌16位单片机XC164CS16F20F进行嵌入式开发，设计出一款由车辆OBD接口实现CAN总线通讯的泊车控制系统，可顺利进行转向干预。最后，搭建了超声波系统测试平台，对不同车速及距离下的车位测量进行了实验，分析了相关误差。并对泊车控制系统进行了多次实验，结果表明对于7m左右的车位可实现最小半径法和圆弧直线法泊车入位，且泊车成功率高。系统的可靠性及稳定性得到了验证。 |
| 作者： | 伍岳 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李伟;季学武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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