收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

自动泊车系统最优轨迹决策及控制算法研究

黄晓峰  
【摘要】:自动泊车系统是先进智能驾驶辅助系统中重要的一部分,近年来备受国内外学者和汽车厂商们的关注。自动泊车系统通过车载传感器来获取泊车的环境信息,检测到合适车位后,帮助驾驶员控制车辆完成泊车,很大程度上减轻了驾驶员在泊车过程中的压力和紧张感,同时避免了交通事故的产生。从国内外研究现状发现,当前泊车系统的解决方案多是针对单种泊车工况,适用范围小。为此,本文提出了一种同时适用于平行泊车和垂直泊车工况的最优轨迹决策及控制算法。本文的主要研究内容如下。首先,本文采用基于十二个超声波雷达的车载感知系统用于车位及障碍物的检测。在传统的单探头车位检测算法基础上进行优化,提出了一种基于双探头数据融合的新颖车位检测算法。车辆同侧的两个超声波雷达同时对车位进行检测,通过传感器数据融合的方法来提高车位检测的精度和稳定性。车位检测实车试验表明了基于双探头数据融合车位检测算法的有效性。在检测到有效的车位后,本文从安全性、可行性、平顺性和工效性进行分析,提出了一种分段式最优轨迹决策算法。首先从安全性分析,对泊车场景进行数字化建模,得到车辆的可行驶状态区域。然后,建立与速度无关的车辆运动学模型,使得生成的轨迹满足车辆运动学约束,接着结合评价函数的最优化取值决策出最优的泊车参考轨迹。为了提高生成轨迹的工效性,模仿熟练驾驶员在平行泊车和垂直泊车过程中的泊车行为习惯来制定相应的规则,将泊车轨迹进行分段规划,最终得到同时满足安全性、可行性、平顺性和工效性的最优泊车参考轨迹。Matlab仿真试验的结果表明了最优轨迹决策算法的可行性,并且能同时适用于多种泊车工况。为了跟随生成的参考轨迹,本文搭建了自动泊车系统的运动控制策略。在路径跟随过程中采用基于EKF的航迹推算法来滤除传感器中的噪声信号,获取精确的车辆定位信息。根据车辆位姿与参考轨迹之间的偏差,最优循迹控制器通过消除当前的误差实现轨迹的跟随。循迹控制器中采用方向LQR控制器和速度模糊控制器,将泊车过程中的方向和速度分开控制,来提高控制器的适用性。。最后,在MATLAB/Simulink与CarSim上搭建了软件在环测试平台,通过联合仿真对泊车运动控制策略进行验证。并且完成了实车试验平台的搭建,采用快速控制原型dSPACE作为控制器将本文的算法集成于实车进行验证。仿真及实车平台的试验结果均表明了本文提出算法的有效性和可行性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 吴俊娟;孙孝峰;邬伟扬;;一种改进的最优轨迹控制策略[J];电力电子技术;2011年03期
2 范守文,徐礼钜,甘泉;一种新型并联机床的最优轨迹规划[J];电子科技大学学报;2003年01期
3 赵云,张青娥;神经网络在自走车辆最优轨迹控制中的应用[J];青海大学学报(自然科学版);1996年03期
4 崔乃刚;傅瑜;卢宝刚;;助推-滑翔飞行器助推段最优轨迹快速生成方法[J];弹道学报;2013年02期
5 彭伟斌,吴德隆;升力式航天器再入最优轨迹研究[J];弹道学报;2003年04期
6 李文秀,曹俊佳;机器人时间-能量综合最优轨迹规划器的设计[J];机器人;1990年01期
7 庄宇飞;马广富;黄海滨;;欠驱动刚性航天器时间最优轨迹规划设计[J];控制与决策;2010年10期
8 李海军;黄显林;葛东明;;再入机动飞行器最优轨迹设计与跟踪[J];系统工程与电子技术;2010年09期
9 李九人;李海阳;唐国金;;基于闭环控制的自主交会多目标最优轨迹设计[J];中国科学:技术科学;2012年02期
10 郑本武;航天飞机再入大气层最优轨迹[J];南京航空航天大学学报;1993年04期
11 靖文;王道可;;基于简化最优轨迹的LLC谐振驱动器控制研究[J];组合机床与自动化加工技术;2018年10期
12 罗子健,丰建朋,刘东;材料最优轨迹和锻件组织最优化[J];中国科学基金;2000年03期
13 彭海军;高强;吴志刚;;最优轨迹规划方法及其平动点航天器编队均衡耗能重构应用[J];计算力学学报;2014年01期
14 田勇,严重中,刘昶;用最优轨迹分析法研究战斗机的敏捷性[J];南京航空航天大学学报;2001年02期
15 吴俊娟;何超;孙孝峰;邬伟扬;;串联谐振变换器的最优轨迹控制[J];电力电子技术;2010年04期
16 吉爱国,郭伟,冯汝鹏,张锦江;冗余度机器人的最优轨迹生成器[J];高技术通讯;1996年09期
17 吉爱国,冯汝鹏,郭伟,张锦江;冗余度机器人在一般限制条件下的最优轨迹规划[J];哈尔滨工业大学学报;1997年02期
18 沈红新;;脉冲推力最优轨迹的Hamilton边值问题[J];宇航学报;2017年07期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 彭海军;高强;吴志刚;;平动点航天器编队重构的均衡耗能最优轨迹规划[A];第九届全国动力学与控制学术会议会议手册[C];2012年
2 王申江;郭祖华;;仿人机器人下蹲动作的最优控制[A];北京力学会第20届学术年会论文集[C];2014年
3 徐维庆;;自动泊车系统的最优泊车轨迹研究[A];2015中国汽车工程学会年会论文集(Volume2)[C];2015年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张万里;轨道转移飞行器的轨迹优化与制导算法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 谢成清;基于正切推力的轨迹优化问题研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
3 张道驰;小型无人机载制导炸弹最优轨迹与精确制导技术研究[D];北京理工大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄晓峰;自动泊车系统最优轨迹决策及控制算法研究[D];吉林大学;2018年
2 陈勇;无人直升机最优轨迹规划设计与实现[D];华南理工大学;2010年
3 张世杰;高速重载码垛机器人能耗最优轨迹规划和控制研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
4 郑峰峰;电动汽车换电机器人最优轨迹的规划[D];兰州理工大学;2014年
5 何超;串联谐振DC/DC变换器的最优轨迹控制[D];燕山大学;2010年
6 吴斌;工业机器人最优轨迹规划研究[D];兰州理工大学;2012年
7 胡友忠;基于动力学的机械臂最优轨迹规划[D];浙江大学;2016年
8 张玉朋;移动机器人基于听觉感知的动态目标跟踪与最优轨迹估计[D];河北工业大学;2014年
9 王燚;喷漆机器人喷枪最优轨迹的规划[D];江苏大学;2002年
10 秦凤平;平流层飞艇轨迹优化设计研究[D];上海交通大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978