背景技术自动泊车系统能够代替或者辅助驾驶员进行泊车，对于提高泊车安全性，降低泊车的操纵难度有着十分重要的意义。自动泊车轨迹规划问题是自动泊车系统的一个重要技术，

首先，对超声波车位识别技术和不规则车位规则化处理进行研究。通过分 析超声波传感器在进行车位识别时存在测距误差，提出了水平车位检测补偿处 理的方法；针对现有车位识别检测系统在进行复杂泊车位检测时存在的问题， 本文设计了一种车位规则化处理模型，将两种车位不规则的情况进行处理，使 之满足自动泊车的需求，并在 Simulink 软件中设计了相应的程序模型。 其次，提出了自适应拟合双圆弧泊车轨迹的规划方法。简化车辆的转向系 统，建立了车辆运动学模型，以车辆后轴中点坐标为输入量，得到车辆轮廓点 信息，利用泊车过程的可逆性，确定了最小车位尺寸和泊车可行初始位置；通 过分析泊车过程可能存在的碰撞以及车辆运动的合理性，确定了平行泊车的约 束信息；提出了自适应泊车轨迹的规划方法，通过利用反正切函数对双圆弧泊 车轨迹进行了拟合，满足了泊车路径曲率连续的要求。 再次，研究了平行泊车路径跟踪控制方法，建立了自适应控制策略的跟踪 控制模型。在对汽车动力学模型分析的基础上，得到了泊车过程路径跟踪的控 制目标，提出了相应的跟踪控制方案，并且设计了自适应跟踪算法。同时对算 法进行了优化，提出了目标车身角补偿的自适应跟踪方法，搭建了自动泊车系 统的补偿自适应路径跟踪模型。 最后，进行了基于自适应算法的平行泊车的实验验证。利用 CarSim 和 Simulink 软件对设计的自适应平行泊车系统进行联合运动仿真，分别对车位识 别处理系统、泊车轨迹规划系统和路径跟踪系统的有效性进行验证，并结合实 验智能车进行实际泊车模拟，相关结果验证了本文所提出方法的正确性。

首先，自动泊车系统需要一个合理的轨迹规划方法。本文分析了商用车的运 动过程，建立了其运动学模型，考虑了商用车单步垂直泊车的影响因素：车位尺 寸条件、避障约束条件、停放约束条件、车辆参数约束条件等。在此基础上，使 用 B 样条曲线方法对商用车单步垂直泊车的场景进行轨迹规划，并验证了其对 于不同泊车场景的有效性。 然后，设计了非时间参考的轨迹跟踪控制方法，降低了车速对轨迹跟踪控制 的影响。设计了基于模糊控制、基于滑模控制和基于趋近律的终端滑模控制的轨 迹跟踪控制器。进行控制效果的对比，认为基于趋近律的终端滑模控制的轨迹跟 踪控制器的控制效果最好。 最后，基于此 TruckSim 软件搭建了商用车的动力学模型，而后通过Matlab/Simulink 搭建了轨迹规划模型与轨迹跟踪控制器模型。进行了基于Matlab/Simulink 与 truckSim 的联合仿真。通过不同工况场景下的商用车的垂直泊车，对轨迹规划算法的合理性进行验证，同时也检验了轨迹跟踪控制器的跟踪控制效果。

析泊车轨迹曲线特点，在已有轨迹函数基础上提出新的轨迹函数，通过对实际泊车轨迹的拟合证明该函数的可用性。分析泊车环境中存在的可能碰撞点，建立相应的避撞约束函数。以泊车环境障碍约束、车辆自身参数约束、泊车初始点方位约束、泊车终点位置约束为轨迹函数的约束函数，以泊车终点车辆与车位夹角最小为目标函数建立单目标多约束轨迹方程。分别对一般泊车环境和狭小空间泊车环境进行泊车轨迹规，利用 Matlab软件非线性约束优化函数求得轨迹函数参数。仿真结果表明：对于一般泊车环境，该方法能满足泊车轨迹曲率连续性，使车辆无碰撞进入车位，并使车辆与车位平行；对于狭小空间泊车环境，虽未能使车辆与车位平行，但实现了车辆无碰撞地泊车入位并保证轨迹曲率的连续性。由此可知该方法可实现车辆无碰撞地泊车入位，并满足轨迹曲率连续性要求，有效地解决了泊车过程中停车转向问题。

析泊车轨迹曲线特点，在已有轨迹函数基础上提出新的轨迹函数，通过对实际泊车轨迹的拟合证明该函数的可用性以泊车环境障碍约束、车辆自身参数约束、泊车初始点方位约束、泊车终点位置约束为轨迹函数的约束函数，以泊车终点车辆与车位夹角最小为目标函数建立单目标多约束轨迹方程。分别对一般泊车环境和狭小空间泊车环境进行泊车轨迹规划，利用 Matlab软件非线性约束优化函数求得轨迹函数参数。