非平行初始状态自动泊车轨迹生成方法

研究车身姿态非平行初始状态下的自动泊车系统轨迹生成方法。 结合车辆运动学模型和融合动力学约束条件,分析泊车过程车辆运动路径;利用图像信息匹配车身初始姿态,最后基于全局规划生成由三段圆弧构成的完整泊车轨迹。 与传统最小半径轨迹生成法进行对比表明非平行初始状态轨迹生成算法具有更强的鲁棒性。 实车试验结果表明,车辆初始姿态角在±15°范围内,6.0 m×2.3 m车位环境下,文中算法泊车成功率达到90%。      

传感器在环自动泊车仿真测试系统设计

针对智能网联汽车自动泊车功能实车测试成本高、周期长、重复性差问题,基于硬件在环及计算机数值模拟仿真技术,以自动泊车传感、控制系统为主要测试对象,搭建实验室环境下传感器在环自动泊车仿真测试系统,借助美国国家仪器公司(National Instruments,NI)软硬件实时平台、CarMaker虚拟仿真场景软件模拟仿真自动泊车交互场景、车辆底盘动力学特性及超声波传感器特性,集成开发摄像头视觉注入板卡、超声波物理回波仿真板卡仿真模拟传感器物理信号,虚实结合构建了完整的传感器在环自动泊车测试验证环境.以某车型实车带自动泊车功能的智驾控制器、超声波传感器为被测对象,搭建垂直停车位场景对仿真测试系统进行测试验证,仿真实验结果证实测试系统能够为自动泊车提供安全、高效的测试验证平台,助力自动泊车控制算法开发.     

自动泊车系统性能评价方法

为了对自动泊车系统(automatic parking system,APS)进行整体客观的评价,帮助消费者打消对新技术的体验顾虑,为自动泊车系统技术发展提供新方向,提出一种基于试验数据的自动泊车系统性能评价方法。首先选取平行泊位和垂直泊位作为试验场景,通过实车试验分别采集不同场景下的自动泊车样本数据,分析选取泊车入位总时长、停车姿态角、揉库次数等作为评价指标,制定评分规则,对APS进行了定量评价,获得APS在不同指标下的得分,确定各指标权重,计算车辆所搭载的APS系统综合得分,并根据得分确定车辆泊车效果评价等级;然后将泊车入位过程中的曲线曲率连续性作为定性指标,分别选用V-BOX、陀螺仪及车辆运行参数采集系统3种设备,采集泊车入位轨迹的GPS经纬度数据,采用相似度数据融合算法对数据进行融合处理以提高数据精度。利用MATLAB中的cftool可视化界面工具箱对融合后的GPS经纬度数据进行曲线拟合,获得泊车入位轨迹曲线,观察曲线曲率变化,并根据曲线曲率连续性对APS系统进行定性评价。研究结果表明:试验车辆所搭载的APS系统总体得分为7.9,泊车入位轨迹曲线曲率连续,泊车效果良好。该种方法从定量与定性角度对自动泊车系统进行了评价。利用该评价方法,能制定出可靠的定性与定量评价指标,全面评价自动泊车系统,有利于提升自动泊车系统可靠性和市场普及率。     

基于线性扩张状态观测器的平行泊车路径跟踪

为了消除外界干扰和转向系统运动学模型的不确定性的影响,建立了平行泊车系统的车辆运动学模型,设计了一个三阶线性扩张状态观测器,该观测器可将外界干扰和模型不确定性看作系统总的扰动量进行观测和补偿,而不需要建立被控对象的精确数学模型.基于该观测器,设计了平行泊车路径跟踪控制器,并对其性能进行了仿真和实车验证.仿真结果表明,所设计的平行泊车路径跟踪控制器的控制效果优于传统PID控制器,抗外界干扰能力更强.实车试验结果表明,该路径跟踪控制器能够精确控制车辆完成平行泊车任务,最大误差仅为0.111 m.     

基于模糊算法垂直泊车转向控制策略的研究

为提高自动泊车的精度和安全性,分析了垂直泊车的运动特性,以车辆的初始位置及泊车过程中的转向角控制为关键参数,建立了自动垂直泊车的运动模型.在Simulink环境中建立了基于模糊算法的垂直泊车转向控制仿真模型,生成了模糊规则,分析了车辆初始位置、初始角度、初始运动速度对车辆运动轨迹的影响.仿真结果显示,改变初始坐标及初始角度都会影响自动垂直泊车入库效果,确定了一次性顺利入库的最小初始位置,该数值可用来设计最紧凑停车库.该模糊算法控制灵敏且无超调.     

驾驶人应急制动行为下的车辆纵向响应分析

为了深入研究驾驶人在应急制动行为下车辆的纵向响应问题,建立了车辆应急制动响应动力学模型;通过驾驶人应急制动行为下车辆纵向应急响应实车试验,完成驾驶人制动操作力度与车辆纵向响应等关键数据的采集,对比分析实车试验数据与响应动力学计算数据;研究结果表明:利用制动踏板位移描述驾驶人的应急操作力度更加准确,并且建立的车辆应急制动响应动力学模型数据误差较小,车辆制动应急响应计算模型70%的数据的相对误差在10%以内,最大相对误差为18.71%。     

无模型坐标补偿积分滑模约束的自动驾驶汽车轨迹跟踪控制

为了解决四轮自动驾驶汽车轨迹跟踪的复杂控制问题，提出一种新的全格式无模型自适应坐标补偿积分滑模约束控制方案。控制方案只需要自动驾驶车辆轨迹跟踪的I/O数据，不涉及车辆模型信息，即前轮转角输入数据和车辆横摆角输出数据。因此，该方案对于不同车型均能实现轨迹跟踪控制。在轨迹跟踪过程中只针对车辆横摆角进行控制易造成跟踪轨迹偏差，本文在全格式无模型自适应控制的基础上加入坐标补偿算法；为了提高系统在运行过程中的鲁棒性，加入积分滑模控制；为了应对在滑模控制过程中系统运行在饱和区域，设计了动态补偿，使轨迹跟踪系统运行在滑模控制的线性区域。最后，对无模型自适应积分滑模约束控制方案、原型无模型自适应控制算法和PID算法进行仿真比较。仿真结果表明，所提算法比传统控制方法具有更好的控制性能，跟踪波动误差在0.09%以内，稳定时间在0.5 s以内，跟踪曲线平滑。     

AYC系统基于多传感器数据融合的路面附着系数估计

为提高车辆行驶安全性,研究适用于车辆稳定性控制系统的实时路面附着系数估计算法。利用多传感器数据融合综合车辆稳定性控制系统的各传感器数据,从中提取轮胎-路面附着系数得到充分利用的特征信息。根据路面附着系数充分利用时的侧向加速度估算路面附着系数。通过15自由度硬件在环仿真平台以及实车试验两种方式对算法进行验证。一定条件下的仿真结果表明算法的最大估算误差不超过0.04,车辆双移线实车试验的通过率从25%提高到100%。     

基于RBF神经网络的自动泊车路径规划

文章通过逆向路径规划分析平行泊车过程的可能碰撞点和计算泊车所需的最小泊车空间,用泊车初始区域代替传统路径规划的初始点,实车试验采集泊车过程的数据,采用不同的数据样本用于粒子群优化的RBF神经网络,避免对安全距离等多种约束关系的分析,使规划的泊车路径能较好适用于实际泊车过程。仿真结果和实车试验均表明按照上述方法生成的路径泊车成功率较高。     

AYC系统基于多传感器数据融合的路面附着系数估计算法

为提高车辆行驶安全性,研究适用于车辆稳定性控制系统的实时路面附着系数估计算法。利用多传感器数据融合综合车辆稳定性控制系统的各传感器数据,从中提取轮胎-路面附着系数得到充分利用的特征信息。根据路面附着系数充分利用时的侧向加速度估算路面附着系数。通过15自由度硬件在环仿真平台以及实车试验两种方式对算法进行验证。一定条件下的仿真结果表明算法的最大估算误差不超过0.04,车辆双移线实车试验的通过率从25%提高到100%。     

超声波传感器实现垂直泊车

自动泊车系统主体是一辆模型小车,具有前轮转向后轮驱动的能力,电源为蓄电池,实验平台实现小车的运动控制,运用超声波传感器检测小车前方障碍物以及离目标车位的距离来实现小车自动倒库功能,系统分为超声波测距、倒车控制、车位检测、人性化的界面显示,运用对多个传感器实时测量值边缘滤波处理和中值滤波处理的结果显示车辆与障碍物的位置,通过模糊控制理论,计算前轮的转向角度及车辆运行速度,最后可以自动地完成泊车操作。     

基于AR技术的大型地下停车场反向寻车系统设计

为有效解决大型地下停车场反向寻车困难的问题,设计了以AR技术为核心的大型地下停车场反向寻车系统。通过线圈探测器、视频图像识别技术和Wi-Fi定位技术分别准确定位车辆车位信息和车主位置信息,使用现实增强(AR)技术将虚拟的导航路线实时匹配到真实的停车场环境中,通过微信平台实时传输相关信息与用户进行交互,实现路线导航的三维立体化。仿真结果表明,该地下停车场的反向寻车系统可有效辅助车主快速、准确地寻找到自己的车位。     

中/重型汽车电子驻车系统设计及控制研究

针对中/重型汽车的驻车制动系统的自动控制问题,研究了气压式电子驻车制动系统的方案设计和控制策略等关键问题。分析了中/重型汽车驻车制动系统的结构特点和工作原理,提出了驻车制动系统实现电子化控制所需的各项功能,分析了影响驻车制动系统控制的关键整车状态信息以及其含义。设计了气压式电子驻车制动系统的总体方案,采用具有自保持功能的双线圈二位三通气压电磁阀作为执行器,实现了驻车制动或驻车释放均无需长期供电。规划了系统各项功能模块,制定了自动驻车制动和自动驻车释放的控制策略。通过实车试验验证,证明了气压式电子驻车制动系统总体方案和自动驻车控制功能的可行性。     

基于交通状况的道路停车时空管理方法研究

为科学制定道路停车管理方法,通过观测典型一幅路12 m路宽设置两侧停车条件下道路机动车和非机动车不同流量下的速度变化情况,探究机动车和非机动车混行时流量与速度的互动规律,根据影响程度提出设置道路停车的非机动车和机动车流量阈值;然后利用软件搭建仿真场景,探究了停车位数量的分组情况和每组停车带之间的距离对道路交通的影响大小。结果表明：当单向每车道非机动车流量大于420 bic/h的时候,机动车速度变化率较大,比自由流状态时降低了15%左右;当非机动车流量小于420 bic/h,机动车流量大于368 veh/h的时候,机动车速度变化较明显,速度降低了30%左右;当停车位数量分组为每6个一组且每组停车带之间的距离为18 m时,道路停车对交通状况的影响最小。因此得到停车位最佳的布置方式及流量阈值,即分别以非机动车流量420 bic/h、机动车流量368 veh/h作为道路停车管理时间层面的约束条件,不满足约束条件的时段不宜允许道路停车,以达到既不影响正常的交通运行又可以解决停车需求的目的。     

基于驱动电机控制的电动汽车坡道静止保持系统

针对传统坡道驻车系统制动力释放时间延迟或提前会引起坡道起步具有冲击和后移问题,文中提出了一种基于驱动电机控制的电动汽车坡道静止保持系统,基于驱动电机系统参数建立了坡道静止保持系统动力学模型.对于模型中坡度和整车质量参数的不确定性,系统采用了参数辨识-自抗扰技术控制策略.参数辨识技术作为控制器输入初值,并使用自抗扰控制技术补偿辨识误差.实验数据表明:变遗忘因子最小二乘法能够估算坡度和整车质量参数,且误差在15%以内.此外,控制器中自抗扰算法能消除参数估算误差和扰动,与传统PI控制器相比,具有控制车辆后移距离短、响应速度快的特点.      

一种基于环视相机的自动泊车方法

针对泊车摄像头视场有限的问题,提出了一种基于环视相机的自动泊车方法.采用4个鱼眼摄像头,构建了一种环绕车身360°的实时视觉泊车辅助系统,用于停车位的实时检测和识别.首先,运用多项式鱼眼校正模型校正失真图像,用Levenberg-Marquardt算法求得最优的缝隙拼接方向并合成环视图;其次,采用Radon变换提取停车位特征识别停车位;最后,使用基于双圆弧的路径规划算法和基于预瞄点的改进PID路径跟踪算法,实现自动泊车.实验表明,该方法具有较高的检测精度和鲁棒性.