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基于环视的自动泊车方法研究与系统设计

王旭东  
【摘要】:汽车作为现代社会最为方便、快捷和有效的交通工具已日益普及,给人们带来便利的同时导致城市拥挤,停车难等问题异常突出。为解决泊车位紧缺和停车难带来的一系列交通拥挤等问题,泊车辅助越来越来被许多国家所重视。为了提高泊车的效率和交通安全性,基于全景视觉的泊车辅助系统和自动泊车系统就成了辅助驾驶和智能车辆的关键技术和难点之一。本文主要研究了低成本的全景可视化的环视泊车辅助系统和基于视觉的自动泊车系统,具体而言,论文主要研究得工作如下: 本文首先对环视泊车辅助系统进行了方案的初步设计,根据泊车辅助任务需求,将泊车辅助系统划分为环视泊车辅助模块和和自动泊车两个模块。针对环视泊车辅助模块,一个重要的问题时如何完全消除泊车盲区和视觉死角,因此设计了低成本的基于四个摄像机图像信息融合的实时全景鸟瞰图用于泊车辅助。该模块具有易于实现、实时性强的特点。同时,针对带广角镜头图像失真和多摄相机图像拼接融合等问题,详细介绍了摄像机模型及坐标系之间变换的推导过程。通过基于网格图案对车辆-四个摄像机进行了联合标定,利用逆透视变换,提出了基于特征点的图像拼接方法,并通过实际实验表明了该方法的有效性、准确性和可靠性。 其次,针对自动泊车模块,其核心问题是如何准确、可靠检测识别出停车位并对空停车位进行提取。为此,对现有检测识别方法存在准确率地和低鲁棒性等不足问题,本文提出了基于Radon变换的亮点特征检测识别的新方法来检测识别停车位。然后提出了基于兴趣窗口的空停车位提取方法。实验证明,该方法能提高停车位检测识别的正确性,并具有高的鲁棒性。 最后,针对自动泊车中的泊车路径规划和路径跟随控制问题。首先分析了车辆在泊车环境中即低速情况下,车辆在约束条件下的运动学模型。根据运动学模型,考虑车辆相对于停车位的初始位姿,提出了改进双圆弧的垂直、平行泊车路径规划方法。仿真和实验证明,该方法生成的路径安全易控,同时利用航位推算结合改进的前馈-反馈预瞄方法的路径跟随控制,能达到良好的控制效果。


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