基于路径规划和跟踪控制的智能泊车辅助系统研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rqcai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着汽车的电气化程度越来越高、汽车电子技术的应用也越来越广泛,科技的进步为人们的安全出行、舒适驾驶提供了保障。为了缓解城市停车拥堵,降低城市泊车的风险,近年来智能泊车辅助系统逐渐成为各大汽车公司以及科研院所重点研究和关注的技术。因此,对智能泊车辅助系统展开研究具有重要的意义。  本文针对智能泊车辅助系统的传统规划泊车路径中存在的“停车转向”等问题,优化泊车轨迹,使曲率连续化,生成曲率连续的参考泊车曲线。以此为参考路径,分别研究了基于PID控制、纯跟踪pure-pursuit控制和模型预测控制三类控制算法的跟踪效果。本文的具体工作如下:  对低速运动下的车辆运动模型进行了分析,建立数学模型,并进一步就车辆的内部性能约束条件和外部空间的避障约束展开了讨论。再从泊车路径规划的角度,先对传统的两段式圆弧泊车的两种泊车规划方法展开分析,设计平行泊车GUI界面,指出两种两段式泊车方法的适用场合。进一步考虑到两段式泊车方法的局限性,采用曲率连续的泊车路径曲线对两段式圆弧泊车轨迹进行了优化,利用MATLAB非线性规划优化工具箱对模型进行求解,确定了自动平行泊车的参考路径。  为了设计跟踪控制策略对参考路径进行实时跟踪,对控制对象的传递函数进行了推导,分别研究了PID控制、纯跟踪控制以及模型预测控制在泊车曲线跟踪控制方面的应用。在Simulink平台上搭建控制模型,对三种控制算法进行了仿真实验,得到了模型预测控制算法的跟踪效果最优、纯跟踪控制算法效果其次、PID控制算法的效果最差的结论。  采用真实机构和仿真模拟相结合的方式,搭建了智能泊车辅助转向试验台架,完成了智能转向台架输入输出特性研究试验和智能泊车跟踪控制策略的验证。在转向台架输入-输出特性研究试验中,对采集到的目标前轮转角和实际前轮转角的数据进行处理,利用Matlab系统辨识工具箱拟合了控制对象的传递函数各参数,作为仿真试验中控制对象的替代环节;在智能泊车跟踪控制策略的验证环节,得到了三种控制算法下的实时路径与参考路径的跟踪效果对比曲线,结果表明:模型预测控制算法以其滚动优化过程中弥补了模型失配、干扰等引起的不确定性的特点,在轨迹跟踪效果方面的表现均优于PID控制和纯跟踪控制算法。
其他文献
该文动用非线性系统理论研究了受扰动后的电力系统暂态稳定边界及电力系统的暂态稳定性.所得的主要研究成果如下:推导了电力系统运动方程的高阶泰勒展开系数的特性.推导出了
学位
该文试应用现代的电器设计理论、现代制造方法、计算机网络技术等手段分析生产和经营中的问题,提出符合成套电器企业特点的现代电器设计与生产模式,并探讨若干技术问题.
随钻测量技术与装备无论是在石油钻井领域还是在地面煤层气的抽采或是矿下煤层气的抽采,都起着至关重要的作用。  本文以山西晋煤集团成庄矿的“松软破碎煤层定向钻进成孔工
随着全球经济社会的不断发展,能源消费持续不断的增长,作为人类最主要的化石能源的越来越稀缺、紧张以及化石能源利用对环境的变化和污染,因此清洁环保、可再生能源的大规模开发
金属矿地震勘探技术在国内外均处于起步阶段,由于金属矿大部分成矿带位于造山带,地表和地下地质条件十分复杂,常规的人工震源,如炸药震源、气枪震源、液压震源等,已无法满足金属矿
该文的内容可分为以下几个部分;第一部分对永磁同步电动机运行于周期性负载时的动态性能进行了分析和研究.在建立永磁同步电动机dq轴数学模型时,考虑了电机的铁耗和杂散损耗,
以空气为传热流体的塔式太阳能热发技术具有较高的吸热器工作温度,可获得较高的系统效率,再加上空气作为传热流体具有易获取、无毒、无相变等诸多优点,使得该发电技术具有十分广
全球电力工业正在由垄断经营走向市场市场.该文对中国电力改革的进程和市场运营规则的制定以及水电电力市场的运营模式提出了一些建议提出了电力交易计划的新竞价模式和其中
该文研究了电力系统厂站/全网双层式状态估计算法.该文提出了厂站/全网双层式状态估计算法的数学模型.研究表明,厂站/全网双层式状态估计算法有着较好的收敛性和不良数据辨识