自动泊车系统路径规划与跟踪控制方法研究

variable structure control method based on the exponential approach law. Finally, the simulation results are verified by
MATLAB/Simulink. The results show that the parking path planning proposed in this paper achieves good path tracking
得了较好的路径跟踪效果。
主题词：自动泊车 Fra Baidu bibliotek模控制 路径规划 五次多项式 路径跟踪
中图分类号：U461
文献标识码：A
DOI: 10.19620/j.cnki.1000-3703.20190466
Research on Path Planning and Path Tracking Control Method
space according to the obstacle avoidance conditions, then smoothes the parking path by using a quintic polynomial. A set
of constraint equations is established based on the constraints. By solving the constraint equation, the coefficients of the
of Automatic Parking System
Huang Jiang1, Wei Dekui1, Qin Liangyan2, Li Pan1, Du Jun1 （1. Chongqing University of Technology, Chongqing 400054; 2. Chongqing University of Posts and Telecommunications,
入停车位的泊车起始点范围，然后利用五次多项式对路径进行平滑处理，根据约束条件建立约束方程组并求解出五次多项
式各项系数，得到曲率连续且符合避障约束的泊车轨迹，再结合非时间参考系和基于指数趋近律的滑模变结构控制方法，
设计了路径跟踪控制器，最后利用 MATLAB/Simulink 进行仿真验证，结果表明，提出的方法在车速恒定与波动的情况下均取
Chongqing 400065） 【Abstract】For the path planning and path tracking in the automatic parking system, this paper firstly adoptes the
method of reverse driving, to determine the range of parking starting points that the car can safely drive to the parking
汽车技术 · Automobile Technology
自动泊车系统路径规划与跟踪控制方法研究
黄江 1 魏德奎 1 秦良艳 2 李攀 1 杜军 1
（1.重庆理工大学，重庆 400054；2.重庆邮电大学，重庆 400065）
【摘要】针对自动泊车系统中的路径规划与路径跟踪问题，首先基于逆向行驶的方法，根据避障条件确定了可安全驶
effect under constant and fluctuating speed.
Key words: Automatic parking, Sliding mode control, Path planning, Quintic polynomial, Path
tracking
1 前言
目前，自动泊车系统的研究内容主要包括路径规 划、路径跟踪、车位探测与定位 3 个方向。针对泊车路 径规划问题：文献[1]、文献[2]利用 2 段相切的圆弧进行 路径规划，但规划路径存在曲率不连续的问题；文献[3] 指出，车速和转向盘转角角速度恒定时，车辆行驶轨迹 将会固定，并在此基础上对双圆弧轨迹进行改进，提出 了基于双匀速轨迹的平行泊车路径规划方法，解决了传
quintic polynomial are obtained, and the parking path with continuous curvature and obstacle avoidance constraint is
obtained. Then the path tracking controller is designed based on the non- time reference system and the sliding mode
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黄江，等：自动泊车系统路径规划与跟踪控制方法研究
制；文献[11]基于非时间参考系路径跟踪控制设计了非 时间参考的定点跟踪控制方法，提高了泊车的精确度； 文献[12]利用二次型最优控制方法进行了泊车控制器 设计，完成了对泊车轨迹的有效跟踪。
自动泊车过程要求泊车轨迹曲率连续、泊车控制器 控制精度高，以实现泊车过程的连贯与安全。本文以逆 向行驶的方法进行泊车路径的初步规划，并利用五次多 项式对路径进行平滑处理，同时，为了提高平行泊车控 制器的控制精度，以滑模控制为基础，结合非时间参考 控制方法，提出一种基于非时间参考的滑模控制路径跟 踪方法，以实现泊车系统高精度的路径跟踪效果。
2019 年 第 8 期
统的双圆弧泊车路径曲率不连续的问题；文献[4]~文献 [6]对泊车避障环境进行分析，建立了约束方程，并采用 B 样条曲线进行路径规划设计，所得路径满足曲率连续 要求，但是约束条件和路径曲线参数较多，求解过程较 为复杂；文献[7]为避免自动泊车过程中进入泊车死区， 设计了满足安全驶入车位的泊车前进水平线，并以此作 为起始区域进行泊车规划，保证了泊车的安全性，但没 有考虑曲率连续性要求的问题。针对泊车路径跟踪问 题：文献[8]~文献[10]采用模糊控制的方法进行泊车控