自动泊车系统路径规划与轨迹控制优化.pptx

自动泊车系统简介自动泊车系统(AutomaticParkingSystem，简称APS)是一种能够帮助驾驶员自动完成泊车操作的智能系统。它利用各种传感器和控制系统，实现车辆在无人干预的情况下自动寻找合适的停车位并完成泊车过程。老魏老师魏

自动泊车系统的组成部分1环境感知模块收集车辆周围环境信息2定位模块确定车辆自身位置和姿态3路径规划模块生成安全可行的泊车路径4轨迹控制模块控制车辆沿规划路径行驶5人机交互模块提供用户界面和操作指令自动泊车系统由多个模块组成，协同工作以实现自动泊车功能。环境感知模块负责收集车辆周围环境信息，包括障碍物、车道线、停车位等。定位模块确定车辆自身位置和姿态，为路径规划提供基础。路径规划模块根据环境信息和目标停车位，生成安全可行的泊车路径。轨迹控制模块控制车辆沿规划路径行驶，并根据传感器反馈进行调整。人机交互模块提供用户界面和操作指令，方便用户使用自动泊车功能。

环境感知模块摄像头摄像头提供车辆周围环境的视觉信息，包括车道线、障碍物、交通标志等。激光雷达激光雷达能够感知车辆周围环境的距离和形状信息，为路径规划和避障提供基础。超声波传感器超声波传感器可以探测车辆周围近距离的障碍物，为泊车过程中的安全距离判断提供依据。雷达雷达可以探测车辆周围的移动物体，并提供其速度和距离信息，用于动态避障和安全预警。

定位模块定位模块是自动泊车系统中至关重要的组成部分，负责实时获取车辆自身的位置和姿态信息。定位模块通常采用多种传感器，例如GPS、IMU和轮速传感器，通过融合数据来提高定位精度和可靠性。

路径规划模块路径规划模块是自动泊车系统中的核心模块之一，负责根据车辆当前位置、目标停车位以及周围环境信息，生成安全可行的泊车路径。路径规划模块通常采用各种路径规划算法，例如A*算法、Dijkstra算法、D*算法等，并根据不同的优化目标，例如最短距离、最小时间、最小能耗等，对路径进行优化。

轨迹控制模块车辆运动控制轨迹控制模块负责根据规划的路径，控制车辆的转向、速度和加减速，确保车辆安全、平稳地沿路径行驶。传感器数据融合轨迹控制模块会不断收集来自各种传感器的实时数据，并进行融合处理，以准确掌握车辆的运动状态和周围环境信息，并根据这些信息进行实时调整。路径跟踪控制轨迹控制模块利用控制算法，例如PID控制、鲁棒控制或自适应控制，将车辆实际运动轨迹与规划路径进行比较，并根据偏差进行实时调整，确保车辆能够准确地跟踪规划路径。

路径规划算法概述路径规划算法是自动泊车系统中至关重要的组成部分，它负责根据车辆当前位置、目标停车位以及周围环境信息，生成安全可行的泊车路径。1路径搜索算法A*算法、Dijkstra算法等2路径优化算法考虑最短距离、最小时间等3路径平滑算法生成平滑、连续的路径路径规划算法通常分为路径搜索、路径优化和路径平滑三个步骤。路径搜索算法负责找到从起点到终点的可行路径，路径优化算法对路径进行优化，例如寻找最短路径或最省时路径，路径平滑算法则将路径变得更加平滑，以减少车辆的震动和磨损。

A*算法启发式搜索A*算法是一种启发式搜索算法，它利用一个启发函数来估计从当前节点到目标节点的距离。路径评估A*算法通过计算每个节点的总成本，即从起点到该节点的实际成本加上从该节点到目标节点的估计成本，来评估路径。优先队列A*算法使用一个优先队列来存储所有待探索的节点，优先队列按照节点的总成本进行排序。

Dijkstra算法最短路径算法Dijkstra算法是一种用于查找图中两点之间最短路径的算法，通常用于确定最短路径，例如在路线规划和网络路由中。节点权重该算法从起点开始，逐个扩展节点，并记录从起点到每个节点的最短路径。路径权重每个节点的权重表示从起点到该节点的距离，算法在每次迭代中选择权重最小的节点进行扩展。路径选择算法通过不断更新节点的权重，直到到达目标节点，最终找到最短路径。

D*算法动态路径规划D*算法是一种动态路径规划算法，它能够在环境发生变化时实时更新路径。该算法可以处理地图中的动态障碍物，例如移动的车辆或行人。路径重规划当环境发生变化时，D*算法会重新规划路径，以避免障碍物并找到最优路径。它能够适应环境的变化，并保证车辆在动态环境中安全地行驶。

路径规划优化目标1最短距离最短距离路径可以减少车辆行驶时间，提高泊车效率。2最小时间最小时间路径可以快速完成泊车动作，提高用户体验。3最小能耗最小能耗路径可以降低车辆的能源消耗，节约能源。4安全性路径规划应优先考虑安全性，确保车辆在行驶过程中不会发生碰撞。

最短距离路径长度最短距离路径规划的目标是找到从起点到目标点的最短路径，使车辆行驶距离最小化。效率提升最短距离路径可以减少车辆行驶时间，提高泊车效率，并降低能源消耗。时间节省缩短行驶时间，提高用户体验，更快速地完成泊车动作