基于fpga的模糊控制自动垂直泊车系统的研究与实现

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1、＇犬裡＂２？大爱ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ工醒ｆｉＳｇ士室位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＜ＯＩＩ基于ＦＰＧＡ的模糊控制自动垂直泊车系统的研究与实现集成电路工程工程领域—――－－——作者姓名指导教师————■—２０１５年６月５日容咖细专业学位硕士学位论文基于ＦＰＧＡ的模糊控制自动垂直泊车系统的研究与实现ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＦｕｚｚｙ

2、ＣｏｎｔｒｏｌＡｕｔｏｍａｔｉｃＶｅｒｔｉｃａｌＰａｒｋｉｎｇＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＦＰＧＡ作者姓名：闫庆盡工程领域：集成电路工程学号３１３０９００２：指导教师：王开宇２０１５年４月完成日期：大違理工大營ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，

3、本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。此ｆ、抓学位论文题目：欲叫位糾金々本条ｉ。从叫ｔＳｔ作者签名：日期：年一１＿月＿５一曰大连理：！大学专业学位硕士学位论文摘要自动泊车技术是目前汽车智能化趋势下的一过传感器和控制个研究热点，它可以通器探测环境信息并控制汽车自动行进到泊车位内，从而避免驾

4、驶员在狭小泊车空间内进行复杂而需要经验的泊车操作，进而有效缓解泊车难的问题。针对现实生活中较为常见的垂直泊车情景，本文对自动垂直泊车系统的模糊控制策略进行了研究，并基于ＦＰＧＡ芯片对系统进行了软硬件协同的嵌入式设计。首先，从阿克曼转向几何原理出发，，推导出前轮转向后轮驱动车辆的运动学方程作为泊车过程的数学理论；并依据车体参数和环境信息计算出各个初始角度下的可行初始泊车区域和倒车过程中的防碰撞约束条件。其次一，根据专家经验，在ＭＡＴＬＡＢ模糊工具箱内，开发种面向自动垂直泊车

5、的角度、速度双输出模糊控制器，而且在向后倒车失，使车辆不仅可以调整蛇机角度倒车。败时，能够前后移动调整车身姿态，从而可以自适应的完成垂直泊车动作为了验证算法有效性，在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ内搭建仿真模型，使用动画输出的方式检验模糊控制器的控制效果。再次，由于模糊控制器的设计存在较大主观性并需要大量的后续调试工作，本文使用混纯算法和遗传算法组合的优化策略对模糊控制器的隶属度函数参数和部分关键规。Ｓｉｍｕｌｉｎｋ则做优化从动画输出易见，优化后模糊控制器输出的泊车路线更加合理，泊

6、车动作更加简洁。最后，分析和设计超声波传感器在车体上的布局结构，搭建包含感知系统、决策系统和执行系统的自动垂直泊车智能车验证平台；同时，设计泊车系统的软件流程，并使用Ｘｉｌｉｎｘ公司的ＥＤＫ开发平台将优化后的模糊控制器及车位寻找算法进行基于ＦＰＧＡ的软硬件协同嵌入式设计，将设计完成的智能车验证平台在垂直泊车的环境下进行实车验证，对实验结果进行分析。实验结果表明，本论文开发的模糊控制自动垂直泊车系统可以顺利的完成垂直泊车动作，进入停车位后车身姿态良好，达到了预期的控制效果。

7、关键词：自动垂直泊车；模糊控制；潘纯遗传算法；ＦＰＧＡ－－Ｉ基于ＦＰＧＡ的模糊控制自动垂直泊车系统的研究与实现ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＦｕｚｚｙＣｏｎｔｒｏｌＡｕｔｏｍａｔｉｃＶｅｒｔｉｃａｌＰａｒｋｉｎＳｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＦＰＧＡｇｙＡｂｓｔｒａｃｔｏｍａｒ？Ａｕｔｔｉｃａｋｉｎｉｓａｈｏｔｓｏｔｉｎｃｕｒｒｅｎｔｖｅｈｉｃｌｅｉｎｔｅｌｌｉｅｎｔｔｒｅｎｄｉｔｃａｎｄｅｔｅｃｔｅｎｖｉ

8、ｒｏｎｐｇｐｇ，ｍｅｎｔａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｍｏｖｅｃａｒｉｎｔｏｐａｒｋｉｎｇｌｏｔｂｙｓｅｎｓｏｒｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ，ａｖｏｉｄｄｒｉｖｅｒｄｏｉｎｇｃｏｍｐｌｅｘａｎｄｖｅｔｅｒａｎｐａｒｋｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎｎａｒｒｏｗｐａｒｋｉｎｇｓｐａｃｅ，ａｌｌｅｖｉａｔｅｔｈｅｐａｒｋｉｎｇｒｏｂｌｅｍｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｐｙ．Ａｓｖｅｒｔｉｃａｌｐａｒｋｉｎｉｓｃ