自动驾驶汽车垂直停车位的自动泊车控制算法探讨

简介：
本研究聚焦于开发适用于垂直停车位的自动驾驶汽车自动泊车控制系统算法，旨在提升城市停车效率和安全性。 本论文以自动驾驶车辆为研究对象，并将自动倒库充电作为应用场景。首先基于阿克曼转向原理建立车辆运动学模型，通过车速与方向盘转角以及后两轮的轮速两种方法对车辆位姿进行估计，然后在实车上验证这两种算法的有效性并比较其精度。 论文还分析了使用四次多项式曲线规划垂直泊车轨迹的合理性，并根据垂直泊车过程中的约束条件确定单步垂直泊车所需的最小车位尺寸以及起始位置限制。基于这些条件，利用四次多项式的数学方法进行路径规划，并解算出各系数以满足等式和不等式的约束。 为了确保车辆能够按照预期路线行驶，论文设计了两种轨迹跟踪控制器：一种是基于模型预测控制的策略；另一种则是纯粹的追踪控制方案。此外还设计了一个基于PI（比例-积分）控制的方法来调节泊车速度，并通过仿真验证其性能。 接下来，建立了Simulink和Carsim联合仿真的系统框架，对上述提出的两种轨迹跟踪控制器进行了综合测试与评估。使用模拟数据及曲线分析了这两种方法的可行性、稳定性以及误差情况。 最后，在硬件在环试验台上搭建了一个实验平台并创建相应的仿真环境，进一步验证基于纯粹追踪控制策略的有效性，并对其性能进行更深入的研究和优化。