自动泊车系统能减轻驾驶员泊车的烦恼,同时提高泊车安全性,大汽车厂商看好该领域的发展,加大资金研发该产品,自动泊车技术得到了极大的提高。本文针对自动泊车系统的核心技术—路径规划与路径跟踪展开研究,针对平行泊车与垂直泊车场景进行了路径规划,并设计了路径跟踪控制器,并通过软件仿真验证规划路径的可行性与路径跟踪控制器的控制效果。本文首先基于某款乘用车在Simulink建立了车辆在低速运动下的模型,对Carsim模型设置相同参数,验证了所建立的运动学模型的可行性。针对平行泊车场景,基于传统路径研究单步平行泊车所需的最小车位尺寸、可行泊车区域,分析单步平行泊车场景下的避撞约束条件及车辆运动学约束条件,采用五次多项式函数建立单步平行泊车路径优化函数。针对垂直泊车场景,分析避撞约束条件,推导出可行泊车区域,基于车辆所处不同的泊车区域,划分了单步式垂直泊车以及多步式垂直泊车。首先使用传统路径规划了单步式泊车路径,再采用四次多项式函数优化传统路径;其次,针对多步式垂直泊车路径复杂,使用了粒子群算法优化路径长度并提高泊车的安全性。然后,针对路径跟踪,设计了纯跟踪控制器和模型预测控制器,分别控制车辆对泊车路径进行跟踪,对比了跟踪效果。通过调节纯跟踪控制器的预瞄距离,使路径跟踪的误差保持在合理范围内,通过调节预测时域Np值和控制时域内NC值,降低跟踪误差。基于对比两个控制器路径跟踪的效果,最终采用模型预测控制对平行泊车路径以及单步式与多步式垂直泊车路径进行跟踪控制。最后,采用Carsim软件与Simulink进行联合仿真,验证规划路径的合理性以及路径跟踪控制器的控制效果。