基于全景图像的自动泊车路径规划与跟踪控制研究

来源 :湖南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qq912214209
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着人民生活水平的提高,我国汽车保有量也迅速增长,导致城市中停车位紧张且泊车空间相对缩减,“停车难”问题随之出现。自动泊车系统作为无人驾驶的一部分,市场需求极为广阔。本文利用车辆自带的全景环视系统,提出基于全景图像的自动泊车路径规划和跟踪控制方法,具体研究内容如下:介绍了本文所使用的基于全景图像的车位检测方法,使用多目标检测网络确定车位的头部和标志点,通过几何关系确定完整的车位,再根据像素与实际尺寸的比例确定车位位置。根据阿克曼转向几何对车辆模型进行简化,推导出低速车辆运动学模型,为后续研究提供便利。根据车位检测得到的三种类型的车位,利用传统的圆弧与直线相连接的方法进行泊车路径规划。针对垂直车位和斜车位,根据起始位置车辆与车位入口线的横向距离不同,提出了单次转向和两次转向的泊车路径规划算法。针对平行车位,利用逆向推理计算出两步式泊车所需要的最小车位尺寸。对大于该尺寸的车位进行两步式泊车路径规划。对小于该尺寸的车位进行四步式泊车路径规划,也可根据横向距离不同将其分为两种方式。利用Matlab建立路径规划仿真模型,针对上述规划方法进行仿真验证,结果表明其具有可实施性。利用得到的低速运动学模型,结合模型预测控制(model predictive control,MPC)原理,对自动泊车路径跟踪控制器进行设计。对算法进行推导,选用软约束方法设置目标函数,并约束控制量和控制量增量,计算得到每一采样周期的控制量。并在计算机上建立Carsim和Simulink的联合仿真模型,对所设计的路径跟踪控制器进行仿真实验,结果表明其具有实用性。在猛犸Ⅳ底盘上使用四个鱼眼摄像头搭建全景环视系统。底盘上搭载的MINI工控机预装了Ubuntu系统,以此作为软件系统平台,装备机器人操作系统(robot operating system,ROS)作为软件架构。通过CAN通信模块与底层控制系统进行通信,由此构建一套自动泊车系统。根据车辆尺寸设计了三种类型的停车位,多次实车实验结果表明本文搭建的自动泊车系统可应用于普通泊车场景。经验证,本文提出的自动泊车路径规划方法具有很好的可实施性,并且能降低对跟踪控制的精度要求。建立的自动泊车系统能准确识别车位并安全地完成泊车操作,在泊车空间允许的情况下能尽量减小对车位尺寸的要求。
其他文献
高强度钢的应用较好地解决了汽车零件强度与成本的矛盾。但是高强度钢的成型困难影响了其应用,随着热冲压成型技术的推广,高强度钢的成型难度大大降低,使高强度钢的广泛应用成为可能。热冲压成型过程中,需要使板料的温度尽可能均匀、迅速地降低,这对热冲压模具中冷却系统的设计提出了严格的要求。本论文以多水道热冲压模具的冷却系统为研究对象,对该模具不同管道布置方式的冷却系统进行建模并使用Fluent对其进行仿真分析
我国生物质能源种类多样且分布广泛,但受到温度变化、原料收集难度、运输成本等因素的影响,生物质能源的综合利用率和产业化程度较低。生产沼气是生物质能利用的主要途径之一,但沼气产气率对温度变化非常敏感,低温环境会抑制沼气池的厌氧发酵速率,因此沼气池越冬问题是制约沼气产业发展的重要瓶颈。在此背景下,本文利用太阳能与沼气的能源互补特性建立了光-沼综合能源微网,并对光-沼微网、能源公司以及终端异构用户之间的多
为了提升自动驾驶汽车在复杂环境中的安全性,智能汽车在进行决策时,需要关注环境车辆未来的驾驶意图和行为的不确定性,针对当前道路环境中其他环境车辆未来一段时间内的轨迹进行预测。准确的意图和轨迹预测是智能车辆能够进行安全合理的决策规划的保证。因此进行环境车辆的意图和轨迹预测研究具有十分重要的意义。现有的轨迹预测方法均需要输入长时间的被预测环境车辆周围车辆的历史轨迹,但对于自动驾驶车辆搭载的车载端传感器来
随着当今世界科学技术的进步与发展,人工智能技术已经向农业、服务业、航空航天、医疗卫生和国防军事等领域不断渗透,带起了新的一轮科技革命。智能安防机器人行业在人工智能技术的加持下,也在飞速发展。我国当前安保行业人员缺口巨大,而随着我国当前人口老龄化问题的日趋严重,传统的物防+人防的模式已经不能满足我国社会越来越大的安防需求,所以采用智能安防机器人代替传统安防模式已经成为我国当前安保领域的发展趋势了,而
薄壁结构以其良好的吸能效果,被广泛地应用到各类交通工具的吸能耗散系统中去。设计出具有良好,优异性能的薄壁结构,对于交通工具轻量化,安全性的保证具有重要的意义。近年来,有众多学者尝试将仿生元素融入到薄壁结构的开发中去。为了进一步提高薄壁结构的耐撞性和吸能性,论文基于牛角的生物结构特征,分析其与薄壁结构之间的相似性,提取出牛角的三种结构特征参数,角质壳,约束梁和芯体,设计出仿牛角薄壁吸能管。为了探究仿
“凡人所居,无不在宅。”舒适、和谐的居住环境和生活状态,一直是人们幸福生活的主要追求。众所周知,住宅建造过程不仅对环境有较大的污染,并且在其使用阶段中,也需要使用大量能源,而造成环境破坏。我国一直提倡走绿色、低碳的发展道路,2020年9月,我国提出了碳中和目标。由于村民缺乏绿色节能意识与建筑专业知识,其建造的住宅质量低;并且随着农村居民生活水平向城镇化靠近,日常生活中各类设备的使用频率增加,双重原
知识图谱具备动态性、空间性、关联性、知识依赖性四个特点,不仅可以通过可视化模型将知识以有向图的形式直观地呈现出来,获取它们之间的关系,还能够通过计算机的搜索功能,在极短的时间内完成对海量知识信息的精准查找,并对其进行统计分析。电力变压器在电力系统中是进行能量转化和传输的重要设备,也是其中一种最为复杂且昂贵的设备,构建电力变压器知识图谱能够对电力变压器相关知识进行高效组织,实现知识存储、智能搜索、辅
长沙作为一座历史悠久的千年古城,拥有厚重的人文底蕴。而它与其他历史名城相比不同的是,长沙在近代历史舞台上的表现尤为波澜壮阔:在转型为近代城市后取得快速的发展,但抗战爆发后的“文夕大火”和紧随其后的连年战乱让此前积累的一切都荡然无存。这场空前的兵燹不仅是让近代以来的所有成就付之东流,更是重创了长沙的历史文脉。“百年缔造,可怜一炬”;千年古城,毁于一旦。灾难之后的长沙城百废待兴。大规模的破坏带来了大规
近年来,在能源和环境问题背景下,可再生能源分布式发电技术快速发展。可再生能源发电通常具有地理位置上分散、容量小、数量多及出力波动大等特点,因此通常配合储能和逆变器等电能变换设备组成微电网运行。微电网可孤岛运行或作为整体由大电网协调调度并网运行,是解决大量分布式发电消纳和能量高效利用的有效形式。电力电子逆变器与传统发电机相比缺乏旋转动能,不利于微电网的稳定运行。虚拟同步发电机(Virtual Syn
气象参数是反映室外气候环境变化的基础数据,其包括空气温度、相对湿度、太阳辐射照度等多种参数,在空调负荷计算、空调设计用室外计算参数生成等研究中起着至关重要的作用。目前获取各地实测气象数据的途径有限且费用昂贵,对相关科研工作造成了不便。再分析数据ERA5(ECMWF Reanalysis)是欧洲中期天气预报中心开发的最新一代大气再分析资料,其具有时间尺度长、数据稳定性好、覆盖空间范围广等优点,但其在