基于模糊控制理论的平行泊车系统研究Word文件下载.docx

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,、、入千家万户这样导致公路旁边街道两旁停车场2平行泊车过程分析,;

以及居民小区等拥挤不堪泊车空间越来越少另,根据实际驾驶经验将平行自动泊车过程简化,,一方面越来越多的让人学习开车导致缺乏驾驶:

如下,经验的新手逐年增加这样在泊车时经常会导致各

（1）寻找车位和起始位,种问题

,寻找一个合适的泊车位其条件是空间要比车研究表明在泊汽车时主要有三个方面的困难

1m,身长度前后各长出左右这样才能保证车辆可:

点一是有限的视野阻碍驾车者看清楚后方的情

,以在车位中调整位置找到车位后首先要调整车,,况仅能通过后视镜来观察车尾部情况但是后视

（,身与临近障碍物的距离根据驾驶经验一般控制;

镜的位置和当天的天气状况将会影响其发挥作用

0,5:

0,8m）,,在左右然后沿着停车位方向使车,二是通过后视镜来观察车尾情况需要推理反向视

X身与停车位基本平行即车身方向与轴方向的,,角的变化又需要常常扭头观察真实情况同时还

0,夹角为而后前进使得车身尾部与前方障碍物、,需要控制方向盘油门和刹车等而经验较少的驾

（）,1一般为已经停放好的车辆基本平行停车如图,驶员对一系列的操作较为生疏容易造成操作失

所示;

误三是当驾驶员遇到不熟悉的环境或者车位狭窄

,,的情况时泊车比较困难尤其对于驾车新手缺乏经

,验技巧或者对车型部件的灵敏度不熟悉往往难

以将汽车进行快速准确的泊位

汽车成为当今社会非常重要的交通工具在人

们的生活和工作中发挥着越来越重要的作用汽车

制造商意识到消费者的需求非常关注汽车电子的

发展并大力研究应用车载智能感应设备和半自

图1寻找车位和起始位

收稿日期:

2011,12,13?

129:

第期王萍基于模糊控制理论的平行泊车系统研究

（2）,,挂档倒车朝车位方向打方向要控制车辆的转角大小和转向时间通过分析车辆

低速情况下的运动学模型可知平行泊车过程中第,,,挂倒车档开始倒车朝停车位方向打方向盘

S,二和第三步的路径轨迹是形轨迹由于这段参考（,车位在车身右边情况时顺时针打方向盘车位在

S,路径是形路径现在很多相关的研究会把整条路）,车身左边情况时逆时针打方向盘低速将车往停

径由两段相切的圆弧组成其数学建模主要的难点,X此时车身与轴向的夹角将逐渐车位方向倒入

有两点一是两段圆弧半径的选取二是两段圆弧,45?

加大当加大到大约时

相切的切点位置确定

图2挂档倒车,朝车位方向打方向

（3）,朝停车位相反的方向打方向盘倒车入库

X（）将车身与轴的方向停车位方向成大约

45?

（,夹角时朝着相反方向打方向盘当车位在车身

右边时逆时钟打方向盘当车位在车身左边时顺时

）,,X钟打方向盘继续往车位方向倒车使车身与轴

,方向的夹角逐渐减小当车身回正车辆就能进入

停车位

图5平行泊车S形路径

图3朝车位反方向打方向,倒车入库

调整车位（4）

完成了以上三个步骤以后有时可能车身有些

,斜可根据实际的情况进行微调将车辆在车库内

调正位置

图6S形参考路径两个阶段

3基于模糊控制理论的平行泊车分析

、:

模糊控制系统定义为以模糊数学模糊语言,的知识表示和模糊逻辑的规则推理为理论基础采用计算机控制技术构成的一种具有反馈通道的闭图4调整车位,环控制系统其组成核心是智能化的模糊控制,以上对实际平行泊车过程进行了分析先总结,,:

器因为模糊逻辑控制的方法有许多优越性比如:

,如下主要分四步第一步骤和第四步较简单驾驶、、可以模拟人类的思考方式控制简单易于理解;

员很容易完成而第二和第三两步较复杂因为需,等近

（）302012年佳木斯大学学报自然科学版

,几年汽车行业运用模糊逻辑控制已经逐渐成为一两个阶段

SC,第一阶段是指从初始位置倒车到图上点种产业化的趋势各大型汽车厂商对模糊控制的应o

用表现出浓厚的兴趣并进行了广泛深入的研究和（）;

位置基本近似两个圆弧的切点第二阶段是指

ESP、、、CD,,开发如发动机控制变速器控制四驱控制从位置倒车到图中点位置接下来我们要用

、,S控制反锁刹车控制和有源车身弹性缓冲系统等模糊控制理论对形路径的两个阶段模糊控制器

进行分析

图10第二阶段模糊控制器设计图

13S形路径中对第一阶段模糊控制器的分析

5km/h,因为泊车速度小于或等于假设无打滑

现象所以第一阶段模糊控制器的输入变量是车辆

（:

的偏向角α这里假设取逆时针为正顺时针为）L,负和由导航系统测量车辆行驶的距离在设计i

,控制器时我们还假定车辆是匀速行驶的所以输

出变量只有车辆的方向盘转角θ同样取逆时针为,,,540,540,,,正顺时针为负则θ的取值范围是但考虑,,到在第一阶段的时候车辆一直向右转向所以转角

,,540,0,,7,取值为负数范围为如图所示图7S形参考路径第一阶段示意图

第一阶段模糊控制器的输入变量是车辆的偏

L,,向角α和车辆行驶的距离其中α比较好取值i

L,,但是就要进行预处理假设在第一阶段中标准i

L,LL,的行驶距离为用来为行驶距离进行判断假cci

S,C,设车辆从始发点行驶到切点点并设汽车行oS,驶过程中的当前点为用传感器测量得知汽车在i图8第一阶段模糊控制器设计图SL,,,当前点时行驶的距离为当前偏向角为α由于ii

L,标准的行驶距离为对由传感器测量得到的输入c

L,变量进行预处理使处理结果映射到有限的区i

D,:

域内处理结果为预处理函数为i

Li,（L，L）icD=Lci,1,（L，L）ic

LDl,,,0,对预处理后的输入值取值范围为ii

45,90,,车身偏向角α取值范围为

总结在第一阶段模糊控制器的输入变量为D（）,传感器测量的距离经过预处理后的结果其i

0,l,,,,45,90,,论域为车身偏向角α论域为模糊控制器

,,的输出变量为车辆方向盘的转角θ其论域为图9S形参考路径第二阶段示意图540,0,,:

第一阶段模糊控制分析如下,S为了便于研究在这里我先把形参考路径分模糊控制规则是当车辆的偏向角α和预处理,S为两段不等半径的圆弧组成称为形参考路径的

131:

D;

,;

结果都是大时这种情况不存在不做研究弧度准备向另一个方向转向i

D,当车辆的偏向角α和预处理结果都小时iD,当车辆的偏向角α大而预处理结果小时iC,,此时将到达点要减小转弯弧度准备向另一个方,根据实际的倒车经验这是一第一阶段开始不久的,向转向,;

情况需要继续增大角度转弯行驶8,第一阶段模糊控制设计如图所示D,当车辆的偏向角α小而预处理结果大时i

C,结合实际的倒车经验当接近点时要减小转弯

图11平行泊车流程图

540,（,）,取逆时针为正顺时针为负但因为在第二

,,阶段车辆一直向左转所转角取值为正值范围为,23S形路径中对第二阶段模糊控制器的分析,0,540,,9,如图所示

L首先也要和第一阶段一样对输入变量进i在第二个阶段的模糊控制器的输入变量与第,C,行预处理车辆从始发点到切点然后行驶到终点,（,一阶段类似由车辆的车偏向角α取逆时针为正D,C,位置点设车辆行驶过程中当前位置为通过传i）,顺时针为负惯性导航系统测量车辆行驶的距离CL,感器测量得知车辆在当前点时的行驶距离为iiL,,,由于泊车过程中车辆速度很慢因此在设计控制i,L,车辆的偏向角为α假设标准行驶距离为然后对D,,器时假定车辆是匀速行驶的所以输出变量只有车L（）输入变量传感器测量得到的距离进行i,,,540,辆的方向盘转角θθ的取值范围是

（）322012年佳木斯大学学报自然科学版

,,S,预处理使处理结果映射到有限的区域假设预处面先进行形路径第一阶段的路线如果途中遇D,:

理结果为预处理函数为到障碍物而导致泊车停止系统返回第一阶段开始i

S时的程序只是重新开始形路径第一阶段的泊车Li,（L，L）iD,,过程如果第一阶段泊车完成那么程序继续第二D=LDi,,阶段的泊车过程第二阶段也是和第一阶段一样1,（L，L）Di,的如果在泊车过程中遇到障碍物而导致泊车停D,0,1,,预处理后输入取值范围为α取值范i,,止系统返回第二阶段开始时的程序直到第二阶,45,90,,围为,段的结束如果此时车辆已经很适合地在车位里,经过预处理后第一阶段模糊控制器的输入变,,面整个泊车过程结束如果此时车辆还有一些歪D（）,量为传感器测量结果经过预处理后的量其i,,斜等情况驾驶员可以在车位里面进行微调直到,0,1,,,,45,论域为车身偏向角为α其论域为,车辆成功进入车位90,,,,0,输出变量为方向盘的转角θ其论域为

540,,:

第二阶段模糊控制分析如下

D当车辆的偏向角α和预处理处理结果都大i4总结,,时意味着车辆快到目标位置了此时要回正方向

本文主要研究了在底速泊车情况下分析平行,;

盘所以要输出较小的转向角

,泊车的几个步骤简化车辆模型和泊车步骤抽象出D,当车辆的偏向角α大而预处理结果小时i,,泊车过程中相关参数研究模糊控制理论并把模糊,这说明车辆开始运动不久的情况因此要继续大角

控制应用到平行自动泊车系统中为泊车过程中每;

度转弯行驶

、,个步骤设计输入量输出量以及模糊控制规则并设D当车辆的偏向角α小而预处理处理结果大i。

计平行泊车工作流程图自动泊车技术是现代车辆,;

此时情况不存在时,智能化的研究热点之一一些相关的汽车消费者研D当车辆的偏向角α和预处理处理结果都小i,,究表明中国消费者对自动泊车系统的认知度很高,,时这是刚开始运动不久的情况所以还是要继续,自动泊车系统在中国汽车市场有很好的应用前景

增大转向角行驶车辆很多汽车厂家在做产品规划工作时都考虑了自动

10,第二阶段模糊控制器设计如图所示,,泊车装备的应用希望相关的研究继续深入

3,3基于模糊控制理论的平行泊车系统流程图:

参考文献

1,郭孔辉,姜辉,张伟建,等,基于模糊逻辑的自动平行泊车转9,“START”平行泊车流程图如图整个系统从,J,,（）,2009,9,向控制器吉林大学学报工学版,,开始驾驶员先启动自动泊车系统车辆在车位附,,D,,李建锋汽车自动泊车系统的控制策略和算法研究成,2,,近缓慢行驶此时装备在车头和车尾的自动探测系:

2010,都西南交通大学,,,统开始工作搜索车位车位搜索的情况分三种车,,D,,:

蒋志文辅助平行泊车系统的路径规划研究上海同济,3,,位的前方和后方都有车辆或障碍物只有车位前方,2008,大学

有车辆或障碍物和只有车位后方有车辆或障碍,,D,,:

吴锴智能自动泊车系统研究南京南京理工大学,4,,2008,,;

物如果找到合适的车位系统转向泊车过程如果

,D,,:

赵玲平行泊车方法的研究与仿真西安长安大学,,,没找到合适的车位程序返回继续开始找车位,5,2009,现在我们假设系统已经找到合适的停车位置,,D,,:

王芳成自动平行泊车系统的研究合肥中国科学技术,,,了车辆停止在某个初始点开始准备泊车前面的内,6,,2010,大学,容已经分析过在这里我们把车辆泊车时的路径分,,,,J,,于伟张乃尧白帆倒车问题的模糊优化控制方案机电一,为两个阶段在系统设计的时候我们也把两段路径,7,,2001,21,24,体化

分开来研究一是为了方便系统的设计和程序的编MingFengHsieh,UmitOzguner,AParkingAlgorithmforanAu-,8,,,写二是如果在泊车过程中遇到障碍物等情况车tonomousVehicle,J,,IEEEIntelligentVehiclesSymposium,,,辆泊车终止我们而可以从中间过程开始不用回到2008,

原点重新开始所以可以看到在这个流程图里

（下转37页）

ADAMS/Insight371,第期吴晓欢等基于的悬架优化设计

统设计,J,,北京汽车,2010（6）,

（2）四轮定位参数设置不当是影响汽车操纵,MSC,ADAMS,M,,:

李军技术与工程分析实例北京中国水,2,,ADAMS/nsghtIi稳定性的重要原因本文基于通过,2008,利水电出版社调整悬架关键硬点的位置对四轮定位参数进行了,,,J,,管欣等应用于汽车辆实时动力学仿真的悬架模型汽车,3,,,优化取得了满意的效果,2003,5,工程（3）,基于优化结果对实车进行改制改制后的,ADAMS/CAR、刘进伟吴志新基于的某轿车悬架的优化设,4,,,实车操纵稳定性明显改善前轮摆振基本消除证,J,,,2006,8,计轻型汽车设计

ADAMS/Insight,UsngADAMSnsghtwthADAMSCar,B/OL,,SC,SoftiIiiEM-明了基于的悬架优化的可行性,5,wareCorporaton,2004,i

,J,,,2008,靳建平汽车前轮摆头原因及排除实用汽车技术,6,6,:

1,,,,Range,xtenderE尤寅宋珂尹东晓带纯电动汽车动力系

SuspensionOptimizationDesignBasedOnADAMS

WUXao,huan,SONGKe,ZHANGTongi

（TongjiUniversity,Shanghai201804,China）

Thispaperestablishthecorrespondingdouble,wishbonesuspensionkinematicmodelofself,Abstract:

developedelectricvehicle,rangeextend（EV,RE）fortheproblemofpoorhandlingandstabilitybasedonAD-AMS/Car,Togetthebestresultofthesuspensionhardpointscoordinates,thispaperselectedtheappropriatehardpointcoordinatesasoptimizationvariablesandthewheelalignmentparametersastheoptimizationobjectivetomakeanoptimizationdesignbasedonADAMS/Insight,Atlast,abetterresultwasgottenbyadjustingthecar,ssuspension,

Keywords:

ADAMS;

double,wishbonesuspension;

wheelalignmentparameters;

optimizationdesign

櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢櫢（32）上接页

StudyonParallelParkingSystemBasedonFuzzyLogicControl

WANGPing

（SchooofuomoveSudes,ongUnvesy,Shangha201804,Chna）lAttitiTjiiritii

Abstract:

Thsartcesfocusonparaeparngsystem,ccordngtothemodeandtheactuaparngiililllkiAillki

process,frst,thepathpannngmethodwasdscussed,andmprovedaccordngtoactuacrcumstances,Thenailiiiilinewstrongadaptableparkinggeometricalpathwasdesigned,Second,afuzzycontrolmethodapplyonparallelparkingsystemwasanalysisedandalsotheinput,outputandfuzzycontrolruleweredesignedaswellforeachsteptheautomatcparngprocess,tast,aworkfowchartfortheparaeparngsystemwaspresented,inikiAllllki

parallelparkingsystem;

pathplanning;

fuzzycontrol