基于MATLAB软件的自动泊车控制系统设计与仿真

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1、基于MATLAB软件的自动泊车控制系统设计与仿真摘要现代社会汽车的使用已经相当广泛。而每一个司机都会面对倒车问题，有经验的司机能够快速、准确的将汽车停到指定的位置。然而多数的司机尤其是一些刚刚考到驾照的新手们尤其对停车的问题十分烦恼。在准确性和速度之间往往很难同时满足，设想如果能有个智能装置，根据当前的车速和位置能够自动将车停到合适位置，且又同时满足快速性和准确性。本课题正是基于以上的设想，结合我们最近学习的模糊控制的相关知识以MATLAB为软件平台，搭建一个基于MATLAB的自动倒车模糊控制系统。以往的各种传统控制方法均是建立在被控对象精确数学模型基础上的，然而，随着系统复杂程度的提

2、高，将难以建立系统的精确数学模型。在工程实践中，人们发现，一个复杂的控制系统可由一个操作人员凭着丰富的实践经验得到满意的控制效果。这说明，如果通过模拟人脑的思维方法设计控制器，可实现复杂系统的控制，由此产生了模糊控制。模糊控制是建立在人工经验基础之上的。对于一个熟练的操作人员，他往往凭借丰富的实践经验，采取适当的对策来巧妙地控制一个复杂过程。若能将这些熟练操作员的实践经验加以总结和描述，并用语言表达出来，就会得到一种定性的、不精确的控制规则。如果用模糊数学将其定量化就转化为模糊控制算法，形成模糊控制理论。糊控制理论具有一些明显的特点：（1）模糊控制不需要被控对象的数学模型。模糊控制是以

3、人对被控对象的控制经验为依据而设计的控制器，故无需知道被控对象的数学模型。（2）模糊控制是一种反映人类智慧的智能控制方法。模糊控制采用人类思维中的模糊量，如“高”、“中”、“低”、“大”、“小”等，控制量由模糊推理导出。这些模糊量和模糊推理是人类智能活动的体现。（3）模糊控制易于被人们接受。模糊控制的核心是控制规则，模糊规则是用语言来表示的，如“今天气温高，则今天天气暖和”，易于被一般人所接受。（4）构造容易。模糊控制规则易于软件实现。（5）鲁棒性和适应性好。通过专家经验设计的模糊规则可以对复杂的对象进行有效的控制。关键词：模糊控制；MATLAB仿真；智能控制；自动泊车1.绪论1.1课

4、题的背景及研究意义世界汽车工业已有百年历史。在新世纪，随着计算机、通信、控制、传感器技术的发展，新型汽车日益趋向智能化。当前，汽车的智能化成为汽车工业发展的热点之一。对于汽车智能化的研究，主要有以下几个方面内容：1.智能化的信息系统。为驾驶者提供丰富的交通信息。如GPS导航系统，可为驾驶者提供方位信息，并可给出到达目的地的路径。2.智能化的安全系统。使驾驶过程更安全，减少交通事故发生的频率，降低事故的危害。如ABS（防抱死刹车系统）和ESP（电子稳定程序），二者结合可使车辆在各种情况下保持最佳的稳定性。3.智能化的节能系统。实现降低能源消耗、减少环境污染。如混合动力车的出现，有效地提高

5、了能源利用率。4.智能化的辅助驾驶系统。指导、协助驾驶者完成驾驶任务，进而完全实现车辆的自主驾驶。如ACC（适应型巡航控制）、ICC（智能巡航系统）和国内外一些高校研制的陆地自主车（ALV）。随着过去几十年汽车工业的快速发展，现今的发达国家汽车普及率已非常高了。在发展中国家，近年的汽车市场也增长得非常快。由于车辆的日益普及，现代都市中“停车难”问题逐渐显现，停车车位供不应求。为了缓解这一问题，停车场需要在有限的空间内划分出更多的车位，这样一来，每个车位的空间就相对窄小了。在窄小的空间进行倒车入位操作，对驾驶者来说，是一个不小的挑战。如果在泊车的过程中，有智能系统的协助，将大大降低泊车的

6、难度。自动泊车系统的概念由此而生。一个性能良好的自动泊车系统，可以帮助驾车者安全、快速地完成泊车的操作。节省了时间，减轻了驾车的压力。更重要的是，降低了泊车过程中车辆发生碰撞的可能性。一个低成本、高性能的自动泊车系统拥有良好的市场前景。1.2国内外研究及应用现状1.2.1自动泊车系统的研究现状从二十世纪90年代起，国外学者开始对自动泊车的问题进行研究。参考采用多个超声波传感器和编码器获取车辆周边障碍物及停车位的信息。考虑到测量的误差、车辆转向角和速度不可突变、转向角不可过大、倒车过程中不可发生碰撞及环境可能发生变化等限制条件，先将车辆停在合适的起始位置，然后按设计好的控制函数对转向角和

7、车速进行控制，将车辆驶入停车位。由于车位尺寸的限制及测量误差的影响，车辆很难通过一步操作就达到目的位置，所以需要通过实施的测量车位信息，经过车辆的向前、向后多次的移位后，才能将车辆位置调整到目的位置。这个方法在LIGIER自主车上进行实验。实验结果表明，LIGIER能动态修正车位长度，并完成泊车操作。现如今专家提出了一种新的基于传感器的智能车位系统结构。智能车可在动态的部分信息可知的环境下，实现自主运动。此文的创新点是，建立一个数据库，管理各种