基于线性二次规划的自动泊车的控制方法.docx

《基于线性二次规划的自动泊车控制方法》 自动泊车辅助系统（APA）作为高级辅助驾驶系统的重要组成部分，其目标是解决城市停车难题，缓解交通压力，并提高驾驶安全。APA主要涉及环境检测、路径规划和跟踪控制三个关键环节。路径规划要求生成连续光滑、无碰撞的参考路径，确保车辆在转向时的平顺性。 文献中提到，早期的路径规划方法如相切的两段圆弧或五阶多项式虽解决了某些问题，但曲率连续性和泊车空间需求仍有待改进。蚁群算法等智能方法虽然灵活适应环境，但路径规划的舒适度不足。二次平行泊车路径规划虽能避免碰撞，但计算量大、时间长。其他方法如样本运动规划器和模型预测控制对处理器性能要求高，易受环境干扰。 针对上述问题，本文提出了一种创新的自动泊车控制方法，首先运用逆推法初步规划参考路径，结合环境约束，通过计算控制点坐标，采用两段三阶贝塞尔曲线，避免高阶贝塞尔曲线的局部精度问题，快速生成曲率连续的无碰撞路径。此方法能有效解决路径曲率不连续和生成速度慢的挑战。 车辆动力学模型在此过程中扮演关键角色。文章假设车身对称，简化为2自由度的自行车模型，考虑轮胎侧偏特性，建立动力学模型，通过控制前轮转角来调节横向位移和横摆角。线性二次规划器（LQR）被用作路径跟踪控制器，它能离线计算最优解，结合反馈控制，迅速求解最佳前轮转角，实现精确的路径跟踪。 总结来说，本文提出的自动泊车控制策略基于线性二次规划，通过优化路径规划和车辆动力学模型，提高了路径的平滑性和计算效率，降低了对处理器性能的要求，提升了自动泊车的舒适性和实用性。这一方法有望为未来的智能停车技术提供更优解决方案，推动自动驾驶技术的发展。