ارائه یک الگوریتم جدید برای پارک موازی خودرو مبتنی بر طراحی مسیر با انحنای پیوسته کلوتوئید

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکاترونیک، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران

2 دانشکده مهندسی مکانیک، واحد پردیس، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

یکی از دستاوردهای صنعت خودرو در سال‌های اخیر اضافه نمودن سامانه انجام پارک خودوند خودرو می‌باشد. در این مقاله با ارائه یک الگوریتم جدید سعی شده تا با استفاده از خواص منحنی کلوتوئید، مسیر قابل پیمایشی برای حرکت خودرو به سمت جایگاه پارک طراحی شود. حرکت خودرو در این مسیرِ هموار به صورت پیوسته، با سرعت ثابت و ایمن است. با استفاده از این مسیر سامانه قادر است خودرو را تنها با یک مانور در فضایی برابر با 6/ 1 برابرِ طول خودرو پارک نماید. از مزایای الگوریتم پیشنهادی نحوه کنترل حرکت خودرو برای انجام عملیات پارک می‌باشد. بدین صورت که با تبدیل مسأله کنترل حرکت خودرو بر روی مسیر دلخواه به مسأله کنترل حرکت خودرو با سرعت معین، میزان خطای ایجادشده در فرایند حرکت خودرو به سمت محل مورد نظر به حداقل ممکن رسیده است. با استفاده از این الگوریتم خودرو برای انجام عملیات پارک با سرعتی کاملاً یکنواخت و بر روی مسیری هموار حرکت خواهد نمود؛ بنابراین مسیر طراحی شده در مقایسه با روش‌های دیگر طراحی مسیر از راحتی سفر بیشتری برخوردار است. نتایج حاصل از پیاده سازی الگوریتم برای شرایط واقعی یک خودرو، دقت بالا وصحت عملکرد این الگوریتم را در مقایسه با سایر سامانه ها نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

A Novel Algorithm for Automatic Parallel Parking a Car Based On Continuous-Curvature Clothoid Path Planning

نویسندگان [English]

  • S. Farjad Bastani 1
  • A. Khodayari 2
1 Mechatronics department, Qazvin Brunch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran
2 Mechanical engineering department, Pardis brunch, Islamic Azad University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Nowadays making car intelligent consists wide range of their subsystems control. Intelligent Parallel parking without human interposition can be mentioned as an automobile industrial achievement in recent years. It had been tried in this paper with a new algorithm based on specification of continuous curvature clothoid to design a suitable path for parallel parking. Car movement in this smooth path is safe, continuous and with constant velocity. By this algorithm, the system can park the car with single maneuver in a space with 1.6 times of car length. One of the advantages of our new algorithm is control method of car movement to the parking slot. In this method we change the question of controlling car movement in desired path, to question of control the velocity of the car to desired value. So we could reach more precision in car movement from start to goal position. As steering and linear car velocities are constant, car will move in stable speed and smooth path while driving to the parking slot, so our algorithm has more driving comfort in comparison with other path planning algorithms. The results of implementation in real situations shows high accuracy and popper performance compared with other algorithms.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Automobile parking
  • parallel parking
  • Clothoid curvature
  • path planning
  • path smoothing

مراجع

[1] H. Vorobieva, S. Glaser, N. Minoiu-Enache, S. Mammar, Automatic Parallel Parking in Tiny Spots: Path Planning and Control, Intelligent Transportation Systems, IEEE Transactions on, PP(99) (2014) 1-15.
[2] J.T. Marasigan, I.M.B. Saberon, D.P.B. San Jose, P.A.T. Sevilla, A.A. Bandala, Autonomous parallel parking of four wheeled vehicles utilizing adoptive Fuzzy-Neuro control system, in: Region 10 Symposium, 2014 IEEE, 2014, pp. 640-644.
[3] H.T.N. Nejad, Q.H. Do, R. Sakai, H. Long, S. Mita, Real time localization, path planning and motion control for autonomous parking in cluttered environment with narrow passages, in: Intelligent Transportation Systems (ITSC), 2012 15th International IEEE Conference on, 2012, pp. 1357-1364.
[4] J. Ho Gi, K. Dong Suk, Y. Pal Joo, K. Jaihie, Parking Slot Markings Recognition for Automatic Parking Assist System, in: Intelligent Vehicles Symposium, 2006 IEEE, 2006, pp. 106-113.
[5] H. Tsung-Hua, L. Jing-Fu, Y. Pen-Ning, L. Wang-Shuan, H. Jia-Sing, Development of an automatic parking system for vehicle, in: Vehicle Power and Propulsion Conference, 2008. VPPC '08. IEEE, 2008, pp. 1-6.
[6] E. Szádeczky-Kardoss, B. Kiss, Designing a tracking controller for passenger cars with steering input, Electrical Engineering, 52(3-4) (2008) 137-144.
[7] J.A. Reeds, L. A. Shepp, Optimal paths for a car that goes both forward and backward, Pacific J. Math, 145-no2 (1990) 367-393.
[8] I.E. Paromtchik, C. Laugier, Motion generation and control for parking an autonomous vehicle, in: Robotics and Automation, 1996. Proceedings., 1996 IEEE International Conference on, 1996, pp. 3117-3122 vol.3114.
[9] L. Zhao, Z. Guoqiang, L. Jishun, Automatic parking path optimization based on Bezier curve fitting, in: Automation and Logistics (ICAL), 2012 IEEE International Conference on, 2012, pp. 583-587.
[10] Z. Shuwen, M. Simkani, M.H. Zadeh, Automatic Vehicle Parallel Parking Design Using Fifth Degree Polynomial Path Planning, in: Vehicular Technology Conference (VTC Fall), 2011 IEEE, 2011, pp. 1-4.
[11] C. Kunpeng, Z. Ye, C. Hui, Planning and control for a fully-automatic parallel parking assist system in narrow parking spaces, in: Intelligent Vehicles Symposium (IV), 2013 IEEE, 2013, pp. 1440-1445.
[12] M. Kyoungwook, C. Jeongdan, A control system for autonomous vehicle valet parking, in: Control, Automation and Systems (ICCAS), 2013 13th International Conference on, 2013, pp. 1714-1717.
[13] T. Fraichard, A. Scheuer, From Reeds and Shepp's to continuous-curvature paths, Robotics, IEEE Transactions on, 20(6) (2004) 1025-1035.
[14] H. Vorobieva, N. Minoiu-Enache, S. Glaser, S. Mammar, Geometric continuous-curvature path planning for automatic parallel parking, in: Networking, Sensing and Control (ICNSC), 2013 10th IEEE International Conference on, 2013, pp. 418-423.
[15] E. Szádeczky-Kardoss, B. Kiss, Path planning and tracking control for an automatic parking assist system, in: European Robotics Symposium 2008, Springer, 2008, pp. 175-184.
[16] P. Rouchon, M. Fliess, J. Levine, P. Martin, Flatness, motion planning and trailer systems, in: Decision and Control, 1993., Proceedings of the 32nd IEEE Conference on, 1993, pp. 2700-2705 vol.2703.
[17] A. Krenz, H. Osterloh, Clothoid Design and Setting Out Manual, Bauverlag, 1975.
[18] C. Chian-Song, L. Kuang-Yow, P. Liu, Fuzzy gain scheduling for parallel parking a car-like robot, Control Systems Technology, IEEE Transactions on, 13(6) (2005) 1084-1092.
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
دوره 50، شماره 5
آذر و دی 1397
صفحه 1051-1060

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار