基于超声波测距自动平行泊车控制器探究

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1、于超声波测距自动平行泊车控制器探究摘要：本文设计一种自动平行泊车控制器。利用超声波测距采集车辆周围及预泊车位置的实时信息，通过分析汽车低速倒车过程中的运动特性，以及汽车在倒车过程中车身与停车位以及障碍物之间可能发生的碰撞，预判泊车时可能倒车区域，最终通过控制倒车方向角实现准确、快速泊车。对利用模糊控制理论设计的控制器，通过MATLAB对整个泊车过程进行仿真，仿真结果验证了该控制器控制泊车的可行性。关键词：超声波测距平行泊车模糊逻辑控制器随着人们生活的提高，近几年汽车越来越普及，由此产生的泊车问题也越来越严重。由于泊车是低速控制驾驶且泊车空间有限，对于熟练的驾驶员不一定能很好的安全高效泊车。因

2、此研究自动泊车技术具有很现实的意义。1、超声波测距采集信息采集信息主要通过安装在车身不同位置的传感器来采集汽车距周围障碍物的距离，可以在车辆的前后左右各安装一个传感器，利用超声波进行测距。假设H为超声波距障碍物的距离，M为超声波接收与发射探头垂直距离的一半，V为超声波在空气中传播速度，AT为超声波发射与接收的时间差，那么：当M远小于H时有H=VAT/2当M不能忽略时有IT=VAT9/2,且9=cos[arctan(M/H)],则有H=VATcos[arctan(M/H)]/2故通过超声波测距就能测得车辆距障碍物的实时距离，完成采集信息任务。2、平行泊车倒车轨迹泊车控制策略：泊车是一个驾驶员操

3、控汽车到达某一预备倒车位置，通过一系列的方向盘控制进入停车位的过程。利用超声波测距将车辆从开始泊车时的位置到预计停车位置这一过程车辆距障碍物的实时距离传给控制器，控制器处理后将车辆方向盘的转向角变化反馈给司机，同时把信息储存起来，这样多次的泊车过程方向角的变化信息构成一个系统，使以后的泊车更加快捷，准确。3、控制器的设计与仿真经查阅，针对本文这种情况，平行泊车时车轮转向角，车身位移以及车轮转角的变化率构成一定关系，利用这种关系来建立数学模型。建模过程如下：输入输出变量的取值范围分别分别定为：9999其中X,y分别为车辆距障碍物的水平距离和垂直距离,v为车辆速度，©为前轮转向角，。车身转向角建

4、立车辆的运动学模型如下：车辆转向运动学方程:其中，左右轮间距，为车辆右轮速度，为为车辆左轮速度。模糊控制器的设计过程：第一步：精确量的模糊化。即把偏差信号e的精确量进行模糊化，用模糊语言表示出来。这里偏差信号是指计算机采集到的信号与给定信号的偏差，是精确量。本系统中用B、S、Z分别表示大、小、零；用P、N分别表示正、负；用PB、PM、NB、NM分别表示正大、正中、负大、负中；用VB表不很大；第二步：设计模糊控制算法。即用模糊化的语言根据模糊规则进行决策。本系统模糊规则如下表：表1平行泊车模糊控制规则表第三步：将模糊量转化为精确量。经过第二步的模糊决策得到一个模糊控制量：，其中U为模糊量，将U

5、精确化即经过D/A转化，数字量变成模拟量，这样就将模糊量的U转化成精确量，然后反馈给执行机构完成控制泊车任务。本文用MATLAB进行仿真：图1利用MATLAB对泊车过程进行仿真根据如图1可知：利用MATLAB对泊车过程仿真结果显示平行泊车时车辆能够按预计的位置准确，高效到达目的位置，说明这个控制器控制泊车的有效性、高效性。4、结语本文利用超声波测距采集车辆周围及预泊车位置的实时信息，分析了平行泊车时倒车轨迹，并利用模糊理论设计一种控制器对平行泊车时车辆的高效，准确的控制，最后通过MATLAB对泊车过程进行仿真，仿真结果显示该控制器的有效性和高效性。参考文献[1]曾光奇等著•模糊控制理论与工程

6、应用•华中科技大学出版社,2006.[2]阮久宏，付梦印，李贻斌，邓志红.基于模糊逻辑和GA的智能车辆横向控制算法仿真研究•系统仿真学报,2004年10月.