基于伪谱法的自主泊车路径规划方法研究

发布时间：2017-08-23 14:42

  本文关键词：基于伪谱法的自主泊车路径规划方法研究

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【摘要】：近年来,随着汽车保有量的迅速增长,日渐狭小的泊车位和复杂的泊车环境使得泊车任务不仅对于新手驾驶员是一个巨大的挑战,亦常令技巧高超的老驾驶员头疼。自主泊车系统则可以有效地减轻驾驶员的泊车负担,因此自主泊车技术逐渐受到重视。并且随着无人驾驶汽车的兴起，作为无人驾驶技术的一部分,自主泊车技术成为了研究热点之一。本文以自主泊车路径规划方法为研究重点,针对当前相关研究中泊车路径规划方法的不足,提出了具有通用性的自主泊车路径规划方法。该方法融合了车辆运动学约束和泊车过程中的无碰撞约束和活动范围约束,以泊车时间为性能指标,建立泊车路径规划最优控制问题的数学模型。然后使用伪谱法求解该最优控制问题,并验证所得解符合路径约束,最后得到无碰撞可行泊车路径。经仿真实验验证,该方法具有较强的通用性和可靠性。此外,为了实现自主泊车功能,研究了基于超声波传感器的泊车位检测方法。介绍了自主泊车系统框架,设计了自主泊车控制单元和其工作流程。最后在真实车辆上进行了平行泊车实验,在实验中所设计的自主泊车系统成功完成了泊车任务,实验结果证明了本文所提出的路径规划方法具有可行性。
【关键词】：自主泊车 路径规划 最优控制 伪谱法
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.6
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究背景与意义9-10
• 1.2 自主泊车系统发展现状10-11
• 1.3 自主泊车控制方法研究现状11-15
• 1.4 研究内容与结构安排15-17
• 第2章 基于伪谱法的自主泊车路径规划方法17-37
• 2.1 引言17
• 2.2 泊车路径规划问题建模17-22
• 2.2.1 车辆运动学模型18-19
• 2.2.2 无碰撞约束与活动范围约束19-22
• 2.2.3 泊车路径规划最优控制问题22
• 2.3 泊车路径规划问题求解22-27
• 2.3.1 伪谱法简介23-24
• 2.3.2 Gauss伪谱法原理24-27
• 2.4 泊车路径规划方法验证27-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第3章 自主泊车环境感知37-45
• 3.1 车位检测方法37-38
• 3.2 车辆定位38-39
• 3.3 障碍物检测39-41
• 3.4 车位检测41-43
• 3.5 本章小结43-45
• 第4章 自主泊车系统设计45-57
• 4.1 自主泊车系统框架45-46
• 4.2 自主泊车系统工作流程46-48
• 4.3 路径跟踪策略48-50
• 4.4 自主泊车控制单元电路设计与传感器选型50-56
• 4.4.1 控制器最小单元51-52
• 4.4.2 左右测距传感器52-54
• 4.4.3 前后测距传感器54-55
• 4.4.4 温度传感器55
• 4.4.5 其他模块电路55-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第5章 自主泊车实验57-65
• 5.1 传感器配置57
• 5.2 车辆参数确定57-59
• 5.3 平行泊车实验59-63
• 5.3.1 实验方法59-61
• 5.3.2 实验结果与分析61-63
• 5.4 本章小结63-65
• 第6章 总结与展望65-67
• 6.1 全文总结65-66
• 6.2 研究展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果73

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本文编号：725638