Simulink中的自动泊车代客金宝app
本示例展示了如何在Simulink®中使用自动驾驶工具箱™构建一个自动泊车代客系统。金宝app它紧跟自动代泊车员MATLAB®的例子。
简介
自动将停在停车场前的汽车停车是一个具有挑战性的问题。自动驾驶汽车的自动系统预计将接管并驾驶汽车到一个可用的停车位。本例着重于规划通过环境的可行路径,从该路径生成轨迹,并使用可行控制器执行轨迹。地图创建和动态避障不在本例中。
在模拟之前,helperSLCreateCostmap
函数在PreLoadFcn
模型的回调函数。有关使用回调函数的详细信息,请参见模型的回调(金宝app模型).的helperSLCreateCostmap
函数创建停车场的静态地图,其中包含关于静止障碍物、道路标记和停放的汽车的信息。映射用a表示
对象。vehicleCostmap
使用
对象在Simulin金宝appk®,该vehicleCostmap
helperSLCreateUtilityStruct
函数将
转换为块的掩码初始化中的结构数组。详情请参见初始化的面具(金宝app模型).vehicleCostmap
全局路线计划被描述为要到达一个停车位所要穿越的一系列车道段。在模拟之前,PreLoadFcn
模型的回调函数加载路由计划,该计划存储为表。该表指定了段的开始和结束姿势,以及段的属性,例如速度限制。
routePlan = 5×3 table StartPose EndPose Attributes ________________ ____________________ __________ 4 12 0 56 11 0 1×1 struct 56 11 0 70 19 90 1×1 struct 70 19 90 70 32 90 1×1 struct 70 32 90 52 38 180 1×1 struct 53 38 180 36.3 44 90 1×1 struct
本例中许多块的输入和输出是Simulink总线(金宝app
类)。在金宝app仿真软件。公共汽车
(金宝app模型)PreLoadFcn
模型的回调函数helperSLCreateUtilityBus
函数创建这些总线。
规划是一个层次过程,每个连续的层负责一个更细粒度的任务。行为层[1]位于堆栈的顶部。的行为计划块通过为全局路由计划提供中间目标和配置来触发一系列基于全局路由计划的导航任务运动规划而且轨迹生成块。每个路径段使用以下步骤进行导航:
运动规划:使用最优快速探索随机树(RRT*)算法(
).pathPlannerRRT
轨迹生成:平滑参考路径通过拟合样条[2]到它使用路径平滑样条块。方法生成速度剖面,然后将平滑路径转换为轨迹速度分析器块。
车辆控制:
HelperPathAnalyzer
为控制车辆转向和速度的车辆控制器子系统提供参考信号。目标检测:检查车辆是否已达到使用段的最终姿态
helperGoalChecker
.
探索子系统
车辆控制器子系统包含一个横向控制人StanleyBlock和a纵向控制器斯坦利块分别调节车辆的姿态和速度。要处理真实的车辆动力学[3],汽车模型Stanley块中的参数设置为动态自行车模型
.使用这种配置,需要额外的输入,例如路径曲率、车辆的当前偏航率和当前转向角度,以计算转向命令。纵向控制器Stanley块使用切换比例积分控制器来计算加速和减速命令,从而驱动车辆的刹车和油门。
为了演示性能,将车辆控制器应用于车辆模型块,其中包含一个简化的转向系统[3],建模为一阶系统和一个车身3DOF(车辆动力组)块在自动驾驶工具箱™和车辆动力学块集™之间共享。与采用的运动学自行车模型进行了比较自动代泊车员以MATLAB®为例,由于考虑了惯性效应,如轮胎滑移和转向伺服驱动,因此该车辆模型块更加准确。
仿真结果
可视化块显示车辆如何跟踪参考路径。它还在一个范围内显示车辆速度和转向命令。下面的图片是这个例子的模拟结果:
模拟在大约45秒时停止,也就是车辆到达目的地的时候。
结论
本例展示了如何在Simulink中实现自动代泊车。金宝app
参考文献
比勒、马丁、卡尔·伊格尼玛和桑吉夫·辛格。DARPA城市挑战赛:城市交通中的自动驾驶汽车(第1版)。施普林格出版股份有限公司,2009。
[2] Lepetic, Marko, Gregor Klancar, Igor Skrjanc, Drago Matko, Bostjan Potocnik,“考虑加速度限制的时间最优路径规划。”机器人与自主系统,第45卷,2003年3-4期,第199-210页。
Hoffmann, Gabriel M, Claire J. Tomlin, Michael Montemerlo和Sebastian Thrun。越野驾驶自动驾驶汽车轨迹跟踪:控制器设计,实验验证和赛车美国控制会议, 2007, pp. 2296-2301。
另请参阅
块
- 车身3DOF(车辆动力组)|横向控制人Stanley|路径平滑样条|纵向控制器斯坦利|速度分析器