随着城市车辆数量的增加,建筑与道路所占的区域急剧扩张,为了节省空间导致泊车位越来越小,使得驾驶员泊车时的操纵难度也相应的增大。自动泊车系统是通过车载传感器对泊车周围的环境进行感知,从中检测出合适的车位,帮助驾驶员将车辆自动泊入车位中,使得泊车过程更加智能与安全。本文主要研究目标是设计出工作稳定可靠,且能适应多种情况的自动泊车系统,并从自动泊车的关键技术方面开展工作。首先,本文将车辆与泊车环境进行简化,对车辆泊车的连续过程进行分析,建立了车辆运动学模型,并通过计算得到车辆的运动轨迹方程。以建立的车辆运动学模型为理论基础,提出了基于搜索的路径规划算法,针对泊车工况与相关泊车约束制定出相应的路径搜索规则,以此为方式搜索出一定数量的泊车路径,再根据驾驶员的操作行为习惯设定了一系列评价指标如换挡次数指标、路径长度指标、泊车空间指标等,以此为依据对搜索出的路径进行评分,从中选取一条最优的路径作为泊车轨迹。仿真结果证明本文所设计的路径规划算法在多种情况下都能成功规划出合理、安全的路径。其次,针对自动泊车系统在车位检测与路径跟踪控制对车辆定位的需求,以车辆运动学模型为基础,设计了基于轮速传感器与惯性测量单元信息的车辆航迹推算方法,并通过实车采集的数据验证了该方法计算出的车辆位姿精度满足自动泊车系统的要求;采用超声波传感器搭建车辆的环境感知系统,通过台架试验对超声波传感器的特性进行测试与分析,并结合超声波传感器的特性提出了车位修正补偿方法,通过试验验证了该方法可降低车位检测的误差;并设计了超声波传感器用于定位修正的方法,该方法可将航迹推算中累积的定位误差大部分消除掉,提高了自动泊车的成功率。然后,针对泊车路径中曲率突变的情况,提出了路径预瞄的机制,并在路径坐标系下建立了基于预瞄的路径误差车辆运动学模型,以该路径误差模型为基础,设计了基于滑模控制的自动泊车控制器,并利用Carsim与Matlab/Simulink搭建的仿真环境对所设计的自动泊车控制器进行测试,仿真结果表明该控制器有控制精度高、鲁棒性强的优点。最后,设计了自动泊车系统的总体架构,并搭建自动泊车实车试验平台,分别在垂直泊车与水平泊车两种工况下对系统进行验证,实车试验结果验证了本文建立的自动泊车系统的可行性,并能应用于多种场景的泊车操作。