小车侧方位停车过程的动态模拟matlab仿真

1.课题概述

       小车侧方位停车过程的动态模拟matlab仿真。仿真得到小车的停车动画，小车移动的xy轴坐标以及角度变换。

 

2.系统仿真结果

 

 

3.核心程序与模型

版本：MATLAB2022a

%阶段3
%车轮    	
pause(1);
for i=1:13
    ya1=ya1+0.5;
    yb1=yb1+0.5;
    ya2=ya2+0.5;
    yb2=yb2+0.5;

cla;
patch([Car2pos_x1 Car2pos_x2 Car2pos_x3 Car2pos_x4],[Car2pos_y1 Car2pos_y2 Car2pos_y3 Car2pos_y4],[0.7 0.7 0]);
patch([Car1pos_x1 Car1pos_x2 Car1pos_x3 Car1pos_x4],[Car1pos_y1 Car1pos_y2 Car1pos_y3 Car1pos_y4],[0.7 0.7 0]);           
patch([xa1 xb1 xb2 xa2],[ya1 yb1 yb2 ya2],[0 1 0]);

    ya11=ya1+(D-WLen/2);
    yb11=ya11+WLen;
    ya21=ya2+(D-WLen/2);
    yb21=ya21+WLen;
    xa11=xa2+(Wkd/2);
    xb11=xa2+(Wkd/2);
    xa21=xa2-(Wkd/2);
    xb21=xa2-(Wkd/2);
patch([xa11 xb11 xb21 xa21],[ya11 yb11 yb21 ya21],[0 0 0]);

    xa22=xa1-(Wkd/2);
    xb22=xa1-(Wkd/2);
    xa12=xa1+(Wkd/2);
    xb12=xa1+(Wkd/2);
patch([xa12 xb12 xb22 xa22],[ya11 yb11 yb21 ya21],[0 0 0]);

    ya13=ya11+Hcar;
    yb13=yb11+Hcar;
patch([xa11 xb11 xb21 xa21],[ya13 yb13 yb13 ya13],[0 0 0]);
patch([xa12 xb12 xb22 xa22],[ya13 yb13 yb13 ya13],[0 0 0]);

pause(.02);

end

hold on
plot(-59*ones(1,121),[-20:100],'r','linewidth',2);
hold on
plot(-40*ones(1,121),[-20:100],'r','linewidth',2);
hold on
plot(-21*ones(1,121),[-20:100],'r','linewidth',2);
hold on
plot(-2*ones(1,121),[-20:100],'r','linewidth',2);
hold on
plot(17*ones(1,121),[-20:100],'r','linewidth',2);
hold on
plot(36*ones(1,121),[-20:100],'r','linewidth',2);
hold on
plot(55*ones(1,121),[-20:100],'r','linewidth',2);
hold on
plot(74*ones(1,121),[-20:100],'r','linewidth',2);
hold on
figure;
subplot(121);
plot(Xset,'b-o')
hold on
plot(Yset,'r-s')
legend('x坐标变化','y坐标变化');

subplot(122);
plot(thetas,'b-o')
legend('角度变化');
38

　　

4.系统原理简介

假设小车是一个刚体，其侧方位停车过程中涉及到以下几个关键状态变量：

 

位置坐标：小车前端中心点在水平面上的坐标（x, y）。

角度：小车与垂直方向之间的夹角θ。

速度：小车向前和向侧面的线速度（vx, vy）。

角速度：小车转向的角度速度ω。

       侧方位停车的过程可以拆分为直线行驶、转向、倒车和微调等阶段，对于每一个阶段，可以分别建立相应的运动学方程：

 

 

 

结合上述运动学模型和控制策略，构建小车侧方位停车的动态模拟流程，包括：

 

设定初始条件（小车位置、速度、目标车位位置等）。

设计和实现控制器，根据当前状态计算下一步的控制输入（驱动力矩、转向角等）。

更新小车的运动状态（位置、速度、角度）。

检查是否达到停车条件（如与车位边界点的距离是否小于阈值），未达到则重复步骤2和3，直至成功停车。

        这样的模拟有助于验证控制策略的有效性，优化停车算法，并在实际应用前对停车过程进行预判和调试。在实际编程实现时，可以利用Matlab工具搭建仿真模型，并可视化整个停车过程。