【摘要】：作為一種方便、快捷的交通工具，汽車已成為人們生活和工作的重要組成部分。隨著汽車數(shù)量的逐年增加，有限的城市空間顯得日趨擁擠，車輛平均分配到的停放空間也日趨縮小，車輛泊車入位困難問(wèn)題在人們生活中逐漸顯現(xiàn)。人們對(duì)車輛使用輕便性及安全性要求促使越來(lái)越多汽車生產(chǎn)商、科研機(jī)構(gòu)及高校對(duì)泊車系統(tǒng)進(jìn)行研究。目前，國(guó)外已有部分汽車生產(chǎn)商推出自己的自動(dòng)泊車系統(tǒng)，但僅裝配于高端車型，我國(guó)暫時(shí)還未具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的汽車自動(dòng)泊車系統(tǒng)。因此，本文以低端車型為研究平臺(tái)，針對(duì)自動(dòng)平行泊車系統(tǒng)的核心技術(shù)——泊車控制策略進(jìn)行探索，目的為提高泊車操作輕便性和泊車過(guò)程安全性。 本文采用泊車路徑規(guī)劃和泊車路徑跟蹤控制方法進(jìn)行泊車系統(tǒng)控制器控制策略設(shè)計(jì)，全部工作內(nèi)容如下： (1)車位檢測(cè)方法研究及驗(yàn)證。了解超聲波雷達(dá)測(cè)距原理，采用超聲波雷達(dá)與車輪里程計(jì)進(jìn)行車位檢測(cè)。通過(guò)測(cè)位雷達(dá)測(cè)距變化特點(diǎn)分析車位起始點(diǎn)和終止點(diǎn)，并結(jié)合輪速信號(hào)得到車位的長(zhǎng)度，通過(guò)測(cè)位雷達(dá)測(cè)距獲得車位寬度，并通過(guò)車位檢測(cè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的可行性。 (2)泊車路徑規(guī)劃。提出基于B樣條理論的泊車路徑規(guī)劃思想，針對(duì)車位空間大小采用單步泊車或兩步泊車路徑規(guī)劃方法。分別對(duì)兩種泊車方式路徑約束進(jìn)行分析，建立泊車路徑優(yōu)化函數(shù)，最終設(shè)計(jì)出滿足泊車過(guò)程多個(gè)非線性約束的易于車輛跟蹤的泊車路徑。 (3)路徑跟蹤控制方法研究。為降低泊車系統(tǒng)對(duì)駕駛員車速控制要求，提出非時(shí)間參考的泊車路徑跟蹤控制策略。針對(duì)路徑跟蹤過(guò)程中，因車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)速約束、車輛最小轉(zhuǎn)彎半徑約束、車輛行駛速度等因素導(dǎo)致的車輛偏離目標(biāo)路徑現(xiàn)象，提出結(jié)合過(guò)定點(diǎn)控制的路徑跟蹤控制方法，設(shè)計(jì)出非時(shí)間參考的車輛過(guò)定點(diǎn)控制律，并通過(guò)Carsim與Simulink聯(lián)合仿真對(duì)路徑跟蹤策略進(jìn)行驗(yàn)證。 (4)車輛定位方法及驗(yàn)證。車輛定位包括車輛初始位姿計(jì)算和車輛運(yùn)動(dòng)位姿計(jì)算。為提高道路兩側(cè)車位利用率，并使泊車系統(tǒng)更具人性化，泊車系統(tǒng)根據(jù)車位信息提供駕駛員多個(gè)可選擇的車輛停放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)駕駛員發(fā)出的車輛停放基準(zhǔn)指令，泊車系統(tǒng)建立泊車空間坐標(biāo)系并計(jì)算車輛初始位姿。采用基于車輪里程計(jì)的車輛定位方法計(jì)算泊車過(guò)程中車輛在泊車空間中的位姿，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)定位方法可行性進(jìn)行驗(yàn)證。 (5)泊車系統(tǒng)控制策略功能驗(yàn)證。組建泊車系統(tǒng)感知單元、轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)、人-機(jī)交互系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與通信設(shè)備等。在Simulink中建立泊車系統(tǒng)控制器模型，使用StateFlow模塊實(shí)現(xiàn)控制器各控制狀態(tài)之間的切換，基于快速控制原型技術(shù)對(duì)泊車系統(tǒng)泊車功能進(jìn)行泊車實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)可歸納如下： (1)基于B樣條理論進(jìn)行路徑規(guī)劃，滿足了泊車路徑多階平滑、變化靈活、泊車安全性等要求，根據(jù)車位大小實(shí)現(xiàn)了單步泊車或兩步泊車路徑規(guī)劃。 (2)提出了非時(shí)間參考的路徑跟蹤控制方法，避免了車速對(duì)路徑跟蹤控制的影響，降低了駕駛員速度控制難度。 (3)提出了過(guò)定點(diǎn)跟蹤控制的車輛位姿調(diào)整方法，通過(guò)車輛位姿調(diào)整，可提高泊車成功率，并實(shí)現(xiàn)車輛規(guī)范停放。 (4)基于Simulink/StateFlow建立了泊車控制系統(tǒng)控制器模型，對(duì)泊車的路徑規(guī)劃和跟蹤控制進(jìn)行了仿真，基于一種新的快速控制原型方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【圖文】：

第1章 緒論系統(tǒng)研究背景速發(fā)展，汽車作為一種運(yùn)輸或代步工具逐漸成為。飛速進(jìn)步的科學(xué)技術(shù)，推動(dòng)汽車向智能化方向自動(dòng)控制理論、人工智能理論、優(yōu)化理論、傳感術(shù)、圖像處理技術(shù)、信息融合技術(shù)等多理論、多民生活條件的日益改善，人們對(duì)汽車性能的要求求車輛，，不但具備較高的操縱穩(wěn)定性、良好的乘還要具有較高的駕駛安全性。人口數(shù)量的增加以有限的城市空間變得擁擠不堪，汽車數(shù)量的逐年每輛汽車平均分配到的停放空間也在逐漸縮小。

51.4 自動(dòng)平行泊車系統(tǒng)工作過(guò)程可描述如下：開(kāi)啟；車位檢測(cè)，若檢測(cè)到有效車位，顯示有效車位信息，前行，車輛到達(dá)可行泊車起始點(diǎn)區(qū)域，轉(zhuǎn)(4)；駕駛員停車，咨詢駕駛員是否選擇已檢測(cè)出的車位，步驟(2)；泊車路徑規(guī)劃，轉(zhuǎn)步驟(6)；駕駛員檔位操作，并進(jìn)行泊車運(yùn)動(dòng)控制。若車輛進(jìn)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U463.6

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊昔陽(yáng),尤晴曦,李洪興;基于變論域理論的自動(dòng)倒車控制[J];北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年04期

2 郁伉;肖本賢;李艷紅;;受非完整性約束的移動(dòng)機(jī)器人路徑跟蹤算法[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年09期

3 原新;王東陽(yáng);嚴(yán)勇杰;;基于推算定位和超聲波定位融合的機(jī)器人自主定位技術(shù)[J];海軍工程大學(xué)學(xué)報(bào);2009年05期

4 郭孔輝;姜輝;張建偉;丁海濤;;基于模糊邏輯的自動(dòng)平行泊車轉(zhuǎn)向控制器[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2009年S2期

5 姜輝;郭孔輝;張建偉;;基于路徑規(guī)劃的自動(dòng)平行泊車轉(zhuǎn)向控制器[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2011年02期

6 董再勵(lì),王光輝,田彥濤,朱楓,洪偉;自主移動(dòng)機(jī)器人激光全局定位系統(tǒng)研究[J];機(jī)器人;2000年03期

7 李杰,韋慶,常文森;非時(shí)間參考的機(jī)器人路徑規(guī)劃與控制方法[J];機(jī)器人;2001年01期

8 遲健男,徐心和;移動(dòng)機(jī)器人即時(shí)定位與地圖創(chuàng)建問(wèn)題研究[J];機(jī)器人;2004年01期

9 王棟耀,馬旭東,戴先中;非時(shí)間參考的移動(dòng)機(jī)器人路徑跟蹤控制[J];機(jī)器人;2004年03期

10 潘良晨;陳衛(wèi)東;;室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人的視覺(jué)定位方法研究[J];機(jī)器人;2006年05期

本文編號(hào)：2544420