本文關(guān)鍵詞：基于車位場景智能識別技術(shù)的全自動垂直泊車系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 車位場景識別 全自動垂直泊車 電動汽車 路徑規(guī)劃 非光滑控制

【摘要】：近年來自動泊車技術(shù)作為一項(xiàng)重要的駕駛輔助技術(shù)成為汽車工程技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前正在逐步推廣應(yīng)用的半自動泊車系統(tǒng)仍需要駕駛員來控制車速、檔位和制動,智能化程度還需進(jìn)一步提高;在垂直泊車時(shí),為避免泊入車位后由于側(cè)方空間過小導(dǎo)致駕駛員無法開啟車門的問題,在識別有效車位時(shí)采取十分保守的策略(即設(shè)定的車位寬度裕量過大),導(dǎo)致一些相對較狹的有效車位不能被泊車系統(tǒng)所識別,因而降低了有效車位的利用率。為了提高有效車位利用率、停取車便利性以及泊車系統(tǒng)的智能化、自動化水平,本文以電動汽車為載體,研究基于車位場景智能識別技術(shù)的全自動垂直泊車系統(tǒng),從泊車位場景識別、泊車路徑規(guī)劃、路徑跟蹤控制和泊車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等四個(gè)方面開展研究。首先,研究了泊車位場景的智能識別方法。用測距傳感器測量空閑泊車位的幾何參數(shù),用視覺傳感器識別目標(biāo)車位兩側(cè)已停放車輛的朝向,著重研究車輛停放朝向的檢測方法。運(yùn)用Adaboost算法訓(xùn)練車輛檢測器,基于彩色模型算法對車輛圖像進(jìn)行紅色尾燈檢測,根據(jù)是否檢測到紅色尾燈來判斷泊車位兩側(cè)車輛的停放朝向,實(shí)現(xiàn)車位場景的智能識別。其次,分析泊車系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)垂直泊車的工作過程,根據(jù)國家規(guī)定和試驗(yàn)車尺寸設(shè)定目標(biāo)泊車位尺寸,分析泊車過程中車輛運(yùn)動學(xué)特性和運(yùn)動約束條件,建立車輛運(yùn)動學(xué)模型并提出泊車約束條件。對常見垂直泊車位場景進(jìn)行建模分析,借鑒熟練駕駛員在垂直泊車時(shí)操控車輛運(yùn)動的實(shí)際路徑,規(guī)劃理想的泊車路徑。然后,以電動汽車為載體,分析泊車過程中的車輛運(yùn)動規(guī)律,提出基于非光滑控制理論的路徑跟蹤控制方法。為真實(shí)準(zhǔn)確的反映出車輛運(yùn)動狀況,基于車輛動力學(xué)模型設(shè)計(jì)了自動泊車路徑跟蹤控制器,控制車輛跟蹤規(guī)劃路線,提高泊車精度,仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)路徑跟蹤控制器的有效性。最后,基于電動汽車開發(fā)了全自動垂直泊車控制器,包括泊車控制子系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和車速控制模塊,泊車控制子系統(tǒng)包括環(huán)境感知、傳感器信號處理、語音和電源等四個(gè)模塊。設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)硬件電路和系統(tǒng)程序,考慮了軟硬件抗干擾性能,并進(jìn)行了泊車控制器的裝車試驗(yàn)。結(jié)果表明,控制器在車位場景識別、路徑選擇和泊車精度上均有較好的效果。
【關(guān)鍵詞】：車位場景識別 全自動垂直泊車 電動汽車 路徑規(guī)劃 非光滑控制
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.6
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外泊車技術(shù)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀12-16
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和意義16-18
• 1.3.1 本文的研究內(nèi)容16-17
• 1.3.2 本文的研究意義17-18
• 第二章 垂直車位場景智能識別18-29
• 2.1 車輛檢測18-24
• 2.1.1 Adaboost算法應(yīng)用19-21
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果21-24
• 2.2 車輛尾燈識別24-28
• 2.2.1 車尾燈特征分析24
• 2.2.2 彩色模型的選擇24-27
• 2.2.3 車尾燈定位算法流程27
• 2.2.4 實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析27-28
• 2.3 本章小結(jié)28-29
• 第三章 泊車運(yùn)動建模及路徑規(guī)劃29-42
• 3.1 系統(tǒng)工作過程29-30
• 3.2 系統(tǒng)功能需求及設(shè)計(jì)約束30-32
• 3.2.1 泊車功能需求分析30-31
• 3.2.2 試驗(yàn)車輛參數(shù)31
• 3.2.3 泊車位尺寸的確定31-32
• 3.3 車輛的運(yùn)動學(xué)模型的建立32-35
• 3.4 泊車約束空間分析35-36
• 3.5 垂直車位場景建模及分析36-38
• 3.5.1 常規(guī)垂直車位場景37
• 3.5.2 狹小垂直車位場景37-38
• 3.6 垂直車位泊車路徑規(guī)劃38-41
• 3.7 本章小結(jié)41-42
• 第四章 基于非光滑控制的泊車路徑跟蹤控制策略研究42-58
• 4.1 泊車路徑跟蹤控制策略42-44
• 4.1.1 電動汽車泊車路徑跟蹤及控制策略概述42-43
• 4.1.2 垂直泊車轉(zhuǎn)向操縱控制方法43-44
• 4.2 車輛動力學(xué)模型及跟蹤誤差模型44-46
• 4.3 二階系統(tǒng)的非光滑控制器設(shè)計(jì)及抗擾動性能分析46-49
• 4.3.1 二階系統(tǒng)非光滑控制器設(shè)計(jì)46-48
• 4.3.2 二階控制器的抗擾動性能分析48-49
• 4.4 泊車路徑跟蹤非光滑控制器的設(shè)計(jì)49-52
• 4.4.1 車輛動力學(xué)跟蹤誤差模型的降階轉(zhuǎn)化50-51
• 4.4.2 二階子系統(tǒng)有限時(shí)間跟蹤控制器設(shè)計(jì)51
• 4.4.3 三階子系統(tǒng)有限時(shí)間跟蹤控制器設(shè)計(jì)51-52
• 4.4.4 全局穩(wěn)定性分析52
• 4.5 仿真結(jié)果與分析52-56
• 4.5.1 直線路徑54
• 4.5.2 圓形路徑54-55
• 4.5.3 垂直泊車路徑55-56
• 4.6 本章小結(jié)56-58
• 第五章 全自動垂直泊車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)58-79
• 5.1 控制系統(tǒng)原理及總體架構(gòu)58-63
• 5.1.1 泊車控制器微處理器芯片選型59-62
• 5.1.2 控制模塊電路62-63
• 5.2 泊車控制子系統(tǒng)硬件方案63-68
• 5.2.1 測距單元電路設(shè)計(jì)63-64
• 5.2.2 輪速信號采集模塊電路設(shè)計(jì)64
• 5.2.3 轉(zhuǎn)向、檔位模塊電路設(shè)計(jì)64-65
• 5.2.4 語音提示模塊電路設(shè)計(jì)65-66
• 5.2.5 電源模塊電路設(shè)計(jì)66-67
• 5.2.6 車速控制模塊電路設(shè)計(jì)67-68
• 5.2.7 自動制動裝置改裝68
• 5.3 系統(tǒng)軟件方案68-73
• 5.3.1 系統(tǒng)軟件主程序結(jié)構(gòu)68-69
• 5.3.2 子程序設(shè)計(jì)69-73
• 5.4 抗干擾設(shè)計(jì)方案73-74
• 5.4.1 硬件抗干擾設(shè)計(jì)73-74
• 5.4.2 軟件抗干擾設(shè)計(jì)74
• 5.5 實(shí)車垂直泊車試驗(yàn)及結(jié)果分析74-78
• 5.5.1 實(shí)車試驗(yàn)設(shè)備及泊車控制系統(tǒng)布置75-76
• 5.5.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果分析76-78
• 5.6 本章小結(jié)78-79
• 第六章 總結(jié)與展望79-81
• 6.1 全文總結(jié)79
• 6.2 研究展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-84
• 致謝84-85
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及學(xué)術(shù)成果85

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本文編號：1023389