基于机器视觉和模糊控制的自动泊车_任坤

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1、第４３卷增刊Ⅰ华中科技大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．４３Ｓｕｐ．Ⅰ２０１５年１０月Ｊ．ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖ．ｏｆＳｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｏｃｔ．２０１５ＤＯＩ：１０．１３２４５／ｊ．ｈｕｓｔ．１５Ｓ１０２２基于机器视觉和模糊控制的自动泊车任坤许艺丁福文郭毓（南京理工大学自动化学院，江苏南京２１００９４）摘要针对自动泊车应用中车位搜索和车辆位置获取困难的问题，提出了一种在环境信息未知的情况下，通过机器视觉进行车位搜索和车身位置获取的方法，避免了传统方法中利用超声波检测车位时左

2、右两边必须有车的弊端．在建立并分析车辆动力学模型的基础上，设计了模糊控制器，并在模糊规则相对较少的情况下，实现了自动泊车控制．为进一步缩短泊车时间，设计了基于遗传算法的优化策略，进一步改进模糊控制器．数值仿真结果验证了所提控制算法的有效性．关键词自动泊车；模糊控制器；遗传算法；优化；机器视觉中图分类号ＴＰ２７７文献标志码Ａ文章编号１６７１－４５１２（２０１５）Ｓ１－００８８－０４Ａｕｔｏ－ｐａｒｋｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎａｎｄｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌＲｅｎＫｕｎＸｕＹｉＤｉｎｇＦｕｗｅｎＧｕｏＹｕ

3、（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｒｅｓｐｅｃｔｔｏｔｈｅｉｓｓｕｅｏｎｐａｒｋｉｎｇｓｐａｃｅｓｅａｒｃｈｉｎｇａｎｄｖｅｈｉｃｌｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｃｑｕｉｒｅｍｅｎｔｉｎａｕ－ｔｏ－ｐａｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎａｐｐｒｏａｃｈｂａｓｅｄｏｎｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏａｖｏｉｄｔｈｅｄｅｆｅｃｔｔｈａｔｔｈｅｐａｒｋｉｎｇａｎｄｖｅｈｉ

4、ｃｌｅｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｕｌｄｎｏｔｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓｅｎｓｏｒｓｉｆｔｈｅｒｅｗｅｒｅｎｏｖｅｈｉｃｌｅｓｏｎｂｏｔｈｓｉｄｅｓｏｆｔｈｅｐａｒｋｉｎｇｓｐａｃｅｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｎａｌｙｚｉｎｇａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅ，ｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｗｉｔｈａｆｅｗｆｕｚｚｙｒｕｌｅｓｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｐａｒｋｉｎｇｔｉｍｅ，ａｎｉｍｐｒｏｖ

5、ｅｄｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｂａｓｅｄｏｎｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓａｕｔｏ－ｐａｒｋｉｎｇ；ｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｍａｃｈｉｎｅｖｉｓｉｏｎ近年来，随着汽车的普及，泊车位越来越紧对于自动泊车控制，目前国内外学者已提出张，泊车空间越来越小，这给泊车系统提出

6、了更高诸多算法，归纳起来主要有２类．一类是基于路径［２］的要求．然而，我国目前尚无自主知识产权的自动规划的方法，包括三角函数曲线法，类正弦曲线［３］［４］泊车系统，使得对自动泊车系统的研究更为迫切．法，Ｂｅｚｉｅｒ曲线拟合法和回转曲线的曲率连［５］在自动泊车系统中，首先要探测车辆周围环续法等；另一类是基于驾驶经验知识的方法，包［６－７］境信息寻找合适的泊车位，然后通过控制车辆的括模糊逻辑自动泊车和自适应模糊自动泊［８］转向和速度，使得车辆自主驶入期望泊车位．传统车等．但是，在模糊控制器的设计中，基于驾驶方法普遍采用超声

7、波传感器来实现泊车位搜索和经验的模糊规则往往过多，使得控制算法实现较［１］［１０］车身位置获取．但当泊车位两边没有车辆时，由为困难，因此有必要设计模糊规则数相对较少于缺少物体反射，采用超声波传感器很难获得所同时又能够有效实现自动泊车控制的模糊策略．需信息．因此有必要采用新的探测技术来获取车本研究针对在传统泊车系统中，泊车位搜索身与环境信息．和车辆位置获取较难的问题，提出了机器视觉探收稿日期２０１５－０６－３０．作者简介任坤（１９８８－），男，硕士研究生；郭毓（通信作者），教授，Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｕｏｙｕ＠ｎｊｕｓｔ．ｅｄ

8、ｕ．ｃｎ．基金项目南京理工大学研究生实践计划资助目．增刊Ⅰ任坤，等：基于机器视觉和模糊控制的自动泊车·８９·测方法来获得车辆相对于泊车位的位置．此外，在维信息．通过计算场景中某点在左右摄像机采集建立并分析车辆运动学模型的基础上，研究并提到的图像中的位置差来获得该点的景深Ｚ．本文出了模糊控制规则较少的模糊控制器，实现智能所使用的两相