随着社会的进步,人们消费水平的提升,汽车普及程度也越来越高,随之带来的停车难问题也日益显现。尤其在城市中,由于道路狭窄,停车场地有限,一些新手往往不敢在较小的停车空间泊车,或者在泊车过程中担心车辆剐蹭,这给很多车主带来了极大的苦恼。为解决此类问题,各高校和研究机构开发出了不同的自动泊车辅助系统。通过比较各种泊车系统的优缺点,针对垂直泊车以及平行泊车,本文设计了一种简单有效的泊车系统。首先,本文采用超声波雷达进行车位检测。分别介绍了超声波雷达的测距原理和逻辑算法;设计出三种常见的垂直泊车与平行泊车的停车工况;并通过Simulink\Pre Scan联合仿真,验证该方法的有效性。其次,在路径规划方面,本文首先基于阿克曼转向原理,建立了车辆运动学模型;再根据整车参数、车位尺寸以及周围环境的避撞约束,设计出垂直泊车与平行泊车的基础路径,得到各自的泊车初始区域;为了得到曲率连续的路径,本文采用了多项式拟合、以及方向盘转角优化两种不同的方法进行路径优化,并通过Matlab仿真对比。通过比较两种方法的初始区域宽度、空间利用率大小、路径曲率变化以及泊车的最终位移偏差和航向角偏差,可以得出两种路径优化方法各自的优缺点。最后,在跟踪控制方面,本文基于预瞄模型,设计出PID控制器。对于垂直泊车和平行泊车的方向盘转角优化的路径跟踪还引入了前馈控制。并通过Simulink和Pre Scan进行多工况联合仿真,以对比基础路径、多项式优化路径和方向盘转角优化路径的跟踪位移误差和航向角误差,仿真结果表明方向盘转角优化路径的跟踪误差最小,跟踪效果也最好。进一步,通过实车试验验证了方向盘转角优化方法的有效性。