五次多项式优化的平行泊车路径规划

针对目前自动泊车路径规划普遍存在的曲率突变问题,提出了一种五次多项式优化的平行泊车路径规划方法。五次多项式曲线由约束条件建立的方程组求解得出,并对路径的曲率突变处进行过渡优化。为简化计算,引入“虚圆半径”的概念,以“虚圆半径”作为最小转弯半径,并按照“圆弧-直线-圆弧”平行泊车路径规划的方法进行求解,由此得出优化的平行泊车路径。仿真结果表明,五次多项式优化的平行泊车路径规划方法能够规划出曲率连续、满足避障约束和车辆运动学约束的优化路径,提高了路径跟踪的效果,保证车辆安全完成泊车。     

一种基于路径规划的自动平行泊车算法

针对城市中停车位狭小、现有自动泊车方法缺乏连贯性的问题,提出一种自动平行泊车算法。对现有的五阶多项式路径规划方法加以改进,并有针对性地设计罚函数,采用遗传算法计算最佳泊车路径和最小泊车空间,实现自动平行泊车。仿真结果表明,该算法能快速有效地完成泊车,车辆损伤小,对空间的要求最低。     

基于平行泊车路径规划的智能泊车系统设计

针对智能泊车系统对泊车准确度及计费实时性要求,提出一种基于距离和避障信息融合的自动泊车路径规划方法和泊车计费方法,解决当前泊车与计费不能有效融合,不利于进行智能管控的现实问题。系统采用STM32单片机作为系统主控芯片,电机驱动模块RZ7889D驱动直流电机,转向舵机采用MG996,超声波测距传感器HC-SR04用于测量车身与障碍物物理距离并结合LM393实现红外避障,实现智能泊车。系统采用LabVIEW设计智能泊车系统上位机面板,实时显示泊车车位、数量、时长和费用,并具有历史数据查询和车辆数据波形显示功能。经仿真测试和系统微缩物理模型测试,该系统能够实现平行泊车路径规划,可实现平稳、顺滑的良好泊车,平均泊车时长为41s,能够根据停车时长进行计费,满足简单、可靠且准确的智能泊车计费系统设计要求。     

基于伪谱法的自主泊车路径规划方法

目前对泊车方法的相关研究仅适用于平行泊车和垂直泊车中的一种泊车场景。为此,提出通用性的自主泊车路径规划方法。该方法融合车辆运动学约束和路径约束,以泊车时间为性能指标,建立泊车路径规划最优控制问题的数学模型。使用伪谱法求解该最优控制问题,并以细化网格的方式保证所得解符合路径约束,得到无碰撞可行泊车路径。利用该方法可同时求解平行泊车和垂直泊车两种场景的路径规划,仿真实验和实车实验验证了该方法的通用性和可行性。     

基于两步法的平行泊车分段路径规划算法

研究应用于辅助平行泊车的路径规划问题,为引导车辆从任意的起始位姿开始无碰撞地泊人较小的库位.针对车辆的泊车路径规划问题,提出了一种分段式的路径规划方法,采用采样运动规划中的两步法,并采用平滑化的路径来解决泊车过程中曲率不连续点处需停车转向的问题;另外,采用分段路径规划策略,选择合适的目标停车位姿,减少泊车过程中的调整次数,缩短了可泊人的最小库位长度.仿真结果验证了改进方法的有效性和实用性.     

基于三阶反正切函数模型的平行泊车轨迹规划

现有泊车情况面临两大问题:停车空间小和泊车控制难.针对日益严重的“泊车难”问题,提出一种平行泊车的轨迹规划方法.该方法由带有三阶扰动的反正切式轨迹模型进行路径规划,考虑运动学的约束空间条件,利用遗传算法确定最优轨迹函数参数,最后获得最优泊车轨迹.仿真结果表明车住长与车长比值可达到1.315,多车位与多车型的模型仿真表明该路径规划方法的有效性以及较强的鲁棒性.     

自动泊车运动规划方法综述

自动泊车是自动驾驶车辆在低速行驶场景中的核心技术之一,已被广泛应用于各类车型中。运动规划确保所规划出的轨迹能指引车辆从起始位姿无碰撞、符合运动学规律地行驶至目标位姿,是体现自动泊车智能水准的关键技术模块。随着当前自动驾驶技术从初步的技术原型研究逐渐向产业化应用转型,低速自动驾驶领域中的自动泊车技术成为了这一转型过程中的关键突破点。文章回顾了现有的应用于自动泊车领域的运动规划方法,将其归纳为几何方法、采样方法、搜索方法、数值优化方法以及机器学习方法等类别,并对各类方法的发展历程与技术特点进行了回顾;探讨了自动泊车运动规划方法的未来研究方向,具体包括构建泛化性更强的模型、提升规划方法的稳定性、关注在线实时高质量重规划的能力与防御性驾驶的能力,以及考虑与其他交通参与者的交互等。     

小车位环境下的自动泊车路径规划与跟踪控制

针对小车位泊车路径设计不连续导致位姿调整不平滑的问题,提出一种回旋曲线、圆弧、直线组合的路径规划方法,并基于非时间参考量的跟踪偏差,设计滑模控制器。根据泊车要求和限制条件,规划出泊入路径与调整路径：泊入路径引导车辆以极限位姿进入车位;调整路径通过平滑的路径组合实现车位内的位姿调整。选用指数趋近率设计滑模控制器,利用连续函数代替趋近率中的符号函数,降低抖振影响。仿真结果表明,车辆能够连续、无突变地完成泊车操作,跟踪误差较小,抖振抑制效果较好。     

空间机械臂在线实时避障路径规划研究

针对目前空间机械臂避障路径规划算法计算量大难以达到在线实时规划的缺点,对空间机械臂的在线实时避障路径规划问题进行了研究和探讨。采用规则体的包络对障碍物进行建模,并借助C空间法的思想,把障碍物和机械臂映射到两个相互垂直的平面内,将机械臂工作空间的三维问题转化为二维问题,并结合二岔树逆向寻优的方法进行路径搜索,从而大大减少了计算量,达到了在线实时规划的要求。最后在空间机器人仿真系统上对其进行了仿真研究,验证了该方法的可行性。     

基于A*算法的停车场路径引导设计

为提高停车场停车效率和选择最佳停车位,根据停车场的车位布局及车位使用状况,设计了泊车路径规划模型.把空闲车位抽象为二维坐标系的坐标点,分别计算其距离用户位置的曼哈顿距离,选取曼哈顿距离最小值的停车位为最优车位.选用改进的A*算法为停车路径规划算法,为进一步优化算法遍历过程,使之更加适用于停车场车位分布较分散的情况,以停...     

场景摄像机构型下图像空间内的无标定路径规划研究

基于图像的视觉伺服可用于对机械臂的运动进行有效的控制。然而,正如许多研究者指出的,当初始位置和期望位置相距较远时,此种控制策略将因其局部特性而存在收敛性、稳定性问题。通过在图像平面内定义充分的图像特征轨迹,并对这些轨迹进行跟踪,我们可以充分利用基于图像的视觉伺服所固有的局部收敛性及稳定性特性这一优势,从而避免初始位置与期望位置相距较远时所面临的问题。因此,近年来,图像空间路径规划已成为机器人领域的一个热点研究问题。但是,目前几乎所有的有关结果均是针对手眼视觉系统提出的。本文将针对场景摄像机视觉系统提出一种未标定视觉路径规划算法。此算法在射影空间中直接计算图像特征的轨迹,这样可保证它们与刚体运动一致。通过将旋转及平移运动的射影表示分解为规范化形式,我们可以很容易地对其射影空间内的路径进行插值。在此之后,图像平面中的图像特征轨迹可通过射影路径产生。通过这种方式,此算法并不需要特征点结构和摄像机内部参数的有关知识。为了验证所提算法的可行性及系统性能,本文最后给出了基于PUMA560机械臂的仿真研究结果。     

自由飘浮空间机器人系统基座姿态调整

规划机械臂的运动以调整作为其基座的卫星的姿态，既节约姿控燃料，又可作为常规姿控系统的备份手段．首先，建立自由飘浮空间机器人系统的状态方程，其状态变量为关节角和卫星姿态角，输入变量为关节角速度．基于系统能控性理论，规划连接系统初始状态和期望状态的路径，实现了仅通过机械臂关节的运动同时控制基座姿态和机械臂关节角的目的．从理论上分析了机械臂的能量消耗，给出了使能量指标最小的近似最优算法．仿真结果表明了该方法的有效性．     

基于hp自适应伪谱法的空间机器人路径规划

针对空间机器人运动过程中基座姿态产生较大扰动的问题,基于hp自适应高斯伪谱法提出了一种以基座所受反作用力矩最小为目标函数的空间机器人路径规划方法.首先,综合考虑空间机器人运动过程中存在的关节角度约束、关节角速度约束、控制力矩约束及初始状态和终端状态约束等约束条件,将空间机器人路径规划问题看成满足一系列约束条件和边界条件并实现特定性能指标最优的最优控制问题.其次,结合hp自适应高斯伪谱法（hp-AGPM）与非线性规划技术,求解带有边界约束和路径约束的优化控制问题,得到满足约束且性能指标最优的空间机器人运动轨迹.最后,以平面2自由度空间机械臂为例对所设计方法进行仿真验证,并与其他伪谱法进行对比分析.仿真结果表明：本文算法能在10.6 s的时间内规划出满足各约束条件且容许偏差低于10^-6的最优运动轨迹,并且在计算速度和配点数量上都优于其他伪谱法.