自动驾驶系统中,路径规划与轨迹跟踪控制算法作为最下游的模块,直接决定自动驾驶的安全性与舒适性。安全、舒适、高效的路径规划与精准、稳定的轨迹跟踪控制是完成自动驾驶任务的前提。在路径规划与轨迹跟踪控制的研究中,关键的问题是能否在不占用过多资源的情况下保证自动驾驶汽车的行驶品质。本文针对某款SUV车型自动泊车系统,采用优化的Hybrid A*算法实现高效率的路径规划,在此基础上采用线性二次型调节器与模型预测控制实现了准确、稳定的轨迹跟踪控制。首先建立了基于栅格地图的全局路径规划算法模型。引入变分辨率思想对Hybrid A*算法中路径搜索逻辑进行了优化。并验证了改进算法能够提高路径搜索效率。采用Voronoi图对路径进行平滑处理,使路径远离障碍物。采用贝塞尔曲线基于全局路径生成局部路径。其次采用线性时变模型预测控制器实现轨迹跟踪横向控制,降低环境扰动对横向控制的影响。引入多点预瞄前馈控制提升算法鲁棒性,证明了预瞄控制能够消除路径曲率扰动对横向跟踪性能的影响。采用非线性轮胎模型对道路横坡角进行补偿。采用递推最小二乘法基于纵向动力学模型对道路坡度进行在线估计,并设计前馈控制器。采用LQR设计反馈控制器,对车辆实际加速度与期望加速度之间的差值进行补偿。最后完成以上算法开发和实验平台搭建。在联合仿真平台中进行了算法的有效性测试。改进Hybrid A*算法的拓展节点数量平均降低了49.55%,路径搜索时间降低了42.56%。经实车闭环测试,轨迹跟踪控制算法峰值横向跟踪误差0.15m,峰值速度误差0.52m/s,坡道中平均速度误差0.25m/s。实车闭环测试证明了算法模型和仿真实验环境的正确性,进而证明路径规划与轨迹跟踪控制算法能够完成寻迹和泊车任务,符合泊车和寻迹任务要求。