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  • 中国平行进口汽车行业发展方向及未来发展趋势展望报告2022-2028年
    2022-01-05 18:31:59

     

    中国平行进口汽车行业发展方向及未来发展趋势展望报告2022-2028年
     
    【报告目录】:
    第1章:中国平行进口汽车行业发展概况
    1.1 中国平行进口汽车行业现状
    1.1.1 平行进口汽车行业发展概况

    1.1.2 平行进口汽车行业发展历程

    1.1.3 平行进口汽车行业发展影响因素

    1.2 平行进口汽车行业产业链简析

    第2章:中国平行进口汽车行业运行环境分析
    2.1 平行进口汽车行业政策环境分析

    2.1.1 平行进口汽车行业相关政策动向

    2.1.2 平行进口汽车行业发展规划解读

    2.2 平行进口汽车行业经济环境分析

    2.2.1 国际宏观经济环境分析

    (1)国际宏观经济发展现状

    1)美国经济发展分析

    2)欧元区经济发展分析

    3)日本经济发展分析

    4)新兴经济体经济发展分析

    (2)国际宏观经济发展预测

    (3)国际经济环境对行业的影响

    2.2.2 国内宏观经济环境分析

    (1)国内宏观经济发展现状

    (2)国内宏观经济发展预测

    (3)国内经济环境对行业的影响

    2.3 平行进口汽车行业技术环境分析

    2.3.1 技术发展现状

    2.3.2 产品替代情况

    2.3.3 技术发展趋势

    2.4 平行进口汽车行业社会环境分析

    2.4.1 城镇化进程发展加快

    2.4.2 居民的消费结构升级

    2.4.3 绿色出行的生活方式

    2.4.4 汽车消费与社会协调

    第3章:中国平行进口汽车行业市场运行情况
    3.1 平行进口汽车行业市场规模分析

    3.1.1 市场供给分析

    3.1.2 市场需求分析

    3.2 平行进口汽车行业细分产品分析

    3.2.1 不同品牌产品分析

    3.2.2 不同车型产品分析

    3.2.3 不同来源产品分析

    3.3 平行进口汽车行业下游领域分析

    3.3.1 汽车进口商分析

    3.3.2 汽车经销商分析

    第4章:中国平行进口汽车行业市场竞争分析
    4.1 平行进口汽车行业市场竞争概况

    4.1.1 行业集中度分析

    4.1.2 行业竞争格局

    (1)企业竞争格局

    (2)区域竞争格局

    4.2 平行进口汽车行业市场竞争企业分析

    4.2.1 上海永达汽车集团有限公司

    (1)企业基本概况

    (2)企业主要产品

    (3)企业经营情况

    (4)货源提供信息

    (5)企业发展战略

    4.2.2 上海百联汽车服务贸易有限公司

    (1)企业基本概况

    (2)企业主要产品

    (3)企业经营情况

    (4)货源提供信息

    (5)企业发展战略

    4.2.3 宝信汽车集团有限公司

    (1)企业基本概况

    (2)企业主要产品

    (3)企业经营情况

    (4)货源提供信息

    (5)企业发展战略

    4.2.4 上海汽车进出口有限公司

    (1)企业基本概况

    (2)企业主要产品

    (3)企业经营情况

    (4)货源提供信息

    (5)企业发展战略

    4.2.5 上海均瑶(集团)有限公司

    (1)企业基本概况

    (2)企业主要产品

    (3)企业经营情况

    (4)货源提供信息

    (5)企业发展战略

    4.2.6 亚夏汽车股份有限公司

    (1)企业基本概况

    (2)企业主要产品

    (3)企业经营情况

    (4)货源提供信息

    (5)企业发展战略

    4.2.7 山西大昌汽车集团有限公司

    (1)企业基本概况

    (2)企业主要产品

    (3)企业经营情况

    (4)货源提供信息

    (5)企业发展战略

    4.2.8 天津远大联合汽车贸易集团有限公司

    (1)企业基本概况

    (2)企业主要产品

    (3)企业经营情况

    (4)货源提供信息

    (5)企业发展战略

    4.2.9 天津宝锐国际贸易有限公司

    (1)企业基本概况

    (2)企业主要产品

    (3)企业经营情况

    (4)货源提供信息

    (5)企业发展战略

    4.2.10 重庆捷鹏汽车销售服务有限公司

    (1)企业基本概况

    (2)企业主要产品

    (3)企业经营情况

    (4)货源提供信息

    (5)企业发展战略

    4.3 平行进口汽车行业市场热点事件分析

    第5章:中国平行进口汽车行业营销渠道分析
    5.1 平行进口汽车目标客户分析

    5.2 平行进口汽车渠道模式分析

    5.2.1 渠道模式研究

    5.2.2 渠道模式创新研究

    5.3 平行进口汽车代表经销商分析

    5.3.1 北京诚信达汽车销售有限公司

    (1)企业基本信息

    (2)企业经销品牌

    (3)企业经营情况

    (4)企业代理新品牌意向

    5.3.2 江苏通润投资有限公司

    (1)企业基本信息

    (2)企业经销品牌

    (3)企业经营情况

    (4)企业代理新品牌意向

    5.3.3 润东汽车集团有限公司

    (1)企业基本信息

    (2)企业经销品牌

    (3)企业经营情况

    (4)企业代理新品牌意向

    5.3.4 河南和谐汽车贸易有限公司

    (1)企业基本信息

    (2)企业经销品牌

    (3)企业经营情况

    (4)企业代理新品牌意向

    5.3.5 上海紫平国际贸易有限公司

    (1)企业基本信息

    (2)企业经销品牌

    (3)企业经营情况

    (4)企业代理新品牌意向

    5.3.6 上海外高桥汽车交易市场有限公司

    (1)企业基本信息

    (2)企业经销品牌

    (3)企业经营情况

    (4)企业代理新品牌意向

    第6章:中国平行进口汽车行业发展前景预测
    6.1 平行进口汽车行业发展趋势

    6.2 平行进口汽车行业投资前景

    6.3 平行进口汽车行业发展建议

    图表目录

    图表1:汽车平行进口的模式

    图表2:平行进口汽车行业发展历程

    图表3:中国平行进口汽车行业产业链简图

    图表4:中国平行进口汽车市场最新政策汇总表

    图表5:2013-2021年美国GDP增长率走势(单位:%)

    图表6:2013-2021年欧元区GDP增长率走势(单位:%)

    图表7:2013-2021年日本GDP增长率情况(单位:%)

    图表8:2013-2021年我国GDP及同比增速(单位:万亿元,%)

    图表9:2013-2021年中国货物进出口总额情况(单位:万亿元人民币)

    图表10:2020年我国宏观经济指标预测(单位:%)

    图表11:平行进口汽车行业非主流进口形式

    图表12:2013-2021年中国城镇化率趋势图(单位:%)

    图表13:2013-2021年中国城乡居民人均收入及其增长情况(单位:元,%)

    图表14:2015-2021年平行进口汽车分月数量(单位:辆)

    图表15:2013-2021年平行进口汽车占整体进口车市场比例(单位:千辆,%)

    图表16:2020年我国平行进口车品牌占比(单位:%)

    图表17:2015-2021年我国平行进口车品牌销量情况(单位:辆)

    图表18:2013-2021年我国平行进口车车型占比(单位:%)

    图表19:2015-2021年我国平行进口车排量占比(单位:%)

    图表20:我国平行进口汽车来源结构(单位:%)

    图表21:2020年我国汽车经销商竞争力top10(单位:万元,辆)

    图表22:2020年平行进口汽车港口分布情况

    图表23:2015-2021年平行进口汽车分港口情况(单位:辆,%)

    图表24:上海永达汽车集团有限公司基本信息

    图表25:2015-2021年中国永达汽车服务控股有限公司主要财务摘要(单位:亿元,%,百分点)

    图表26:上海百联汽车服务贸易有限公司基本信息

    图表27:2013-2021年上海百联汽车服务贸易有限公司经营情况分析(单位:万元)

    图表28:宝信汽车集团有限公司基本信息

    图表29:2013-2021年宝信汽车集团有限公司经营情况分析(单位:万元)

    图表30:上海汽车进出口有限公司基本信息

    图表31:上海汽车进出口有限公司整车业务概况

    图表32:上海均瑶(集团)有限公司基本信息

    图表33:上海均瑶(集团)有限公司主营业务概况

    图表34:上海均瑶(集团)有限公司购车服务

    图表35:亚夏汽车股份有限公司基本信息

    图表36:截至2020年亚夏汽车股份有限公司与实际控制人之间的产权及控制关系(单位:%)

    图表37:2013-2021年亚夏汽车股份有限公司主要经济指标分析(单位:万元)

    图表38:2013-2021年亚夏汽车股份有限公司盈利能力分析(单位:%)

    图表39:2013-2021年亚夏汽车股份有限公司运营能力分析(单位:次)

    图表40:2013-2021年亚夏汽车股份有限公司偿债能力分析(单位:%,倍)

    图表41:2013-2021年亚夏汽车股份有限公司发展能力分析(单位:%)

    图表42:亚夏汽车股份有限公司各子公司销售品牌情况

    图表43:山西大昌汽车集团有限公司基本信息

    图表44:天津远大联合汽车贸易集团有限公司基本信息

    图表45:天津宝锐国际贸易有限公司基本信息

    图表46:重庆捷鹏汽车销售服务有限公司基本信息

    图表47:2015-2021年平行进口汽车行业市场热点事件回顾

    图表48:平行进口汽车保养维修调研情况(单位:%)

    图表49:平行进口汽车购车价格调研情况(单位:%)

    图表50:平行进口汽车购车关注点调研情况(单位:%)

    图表51:广汇汽车渠道模式

    图表52:庞大集团渠道模式

    图表53:平行进口汽车购车形式调研情况(单位:%)

    图表54:北京诚信达汽车销售有限公司基本信息

    图表55:江苏通润投资有限公司基本信息

    图表56:江苏通润投资有限公司品牌专营店概况

    图表57:润东汽车集团有限公司基本信息

    图表58:润东汽车集团有限公司品牌门店概况(单位:家)

    图表59:2013-2021年润东汽车集团有限公司经营情况分析(单位:万元)

    图表60:河南和谐汽车贸易有限公司基本信息

    图表61:上海紫平国际贸易有限公司基本信息

    图表62:上海外高桥汽车交易市场有限公司基本信息

    图表63:2013-2021年上海外高桥汽车交易市场有限公司经营情况分析(单位:万元)

    图表64:2022-2028年中国平行进口汽车整体进口数量预测(单位:万辆)

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    来源:智车科技

    摘要:4月 18 日,在第十八届上海国际车展期间,同期举行了 “2019 AI+智能汽车创新峰会”,中科院自动化所王飞跃教授作大会报告,他认为未来交通需要将有人车、遥控车、网联车、无人车通过平行驾驶理论统一成“平行汽车”,平行汽车将实现车辆的运营、监控及应急管理三结合,实现安全高效的未来出行。


    汽车与马车的“战争”


    1820年,蒸汽汽车在英国达到了实用化的阶段,首先是作为公共汽车,然后是私人汽车。蒸汽汽车行驶时像传说中的火龙,喷吐着烟火粉尘,发出很大的噪音,行人和马倍受惊扰,赶马车的人更为反感。为解决这一矛盾,英国从1858年开始实行最早的道路交通法规——“红旗法”,规定蒸汽车在郊外和市内都要限速,而且在蒸汽汽车前方几米远的地方要有一手持红旗的人先行。


    汽车与马车的战争大约持续了接近一个世纪,最终凭借着新生事物强大的生命力,再加上几代人坚持不懈的努力改进,汽车终于代替马车,成为人类在陆地上的主要交通工具。


    随着人工智能技术的进步,无人驾驶汽车正逐渐从封闭测试场走向公共道路。有人驾驶的汽车与无人驾驶汽车在道路上混合行驶时,是否也将出现相似的矛盾?


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    4月18日,在上海国家会展中心举行的 “2019AI+智能汽车创新峰会”上,中科院自动化所王飞跃教授作了题为《平行汽车到平行驾驶:从“功能汽车”到“智能汽车”》报告,他认为有人车和无人车同时上路是未来交通发展的过渡阶段,就像马车和汽车混合行驶一样,至少要持续十几年。未来以更加智能、高效、节能为核心理念设计的无人车,将会彻底把人从驾驶员位置上取代掉。


    平行车:将有人车、遥控车、网联车、无人车统一起来


    目前,无人驾驶汽车上路存在诸多难题,不过这在王飞跃教授眼中都是暂时的“马粪问题”,新技术的产生将让这些难题自动消失。“我个人认为从环保、资金投入等角度看,目前大力推广无人驾驶汽车太过着急,可以率先应用于一些特殊的场合,逐渐从矿山、物流(包括码头)、市政落地,慢慢发展到出租车、完全无人驾驶汽车。”


    王教授的言外之意是当下应该从特殊场景入手,结合技术的延续性,思考未来交通的顶层架构。当道路基础设施、通信技术、车载硬件技术以及算法发展完善后,再推动完全无人化,会少走很多弯路。所以“2050年落地也不迟。”


    未来的无人驾驶汽车将用何种人工智能来引导?王飞跃教授借用AlphaGo 战胜人类职业围棋高手的事例解释了未来人工智能的三个范式:


    (1)平行:真实世界与虚拟世界的互动

    (2)从牛顿到莫顿:从“小规律、大定律”到“大数据、小定律”

    (3)小数据导成大数据提炼成小智能


    当这种人工智能放到无人驾驶上就形成了虚实互动的平行驾驶。所谓的平行驾驶就是通过人工系统对实际无人车和路建模,构建软件定义车辆及车路系统,软件定义的汽车(人工汽车)和物理汽车一起开,而且一部物理汽车要对应三部软件汽车:一部用来做描述,与物理车通过无线传感网联在一起,描述车辆的即时状态,不论开到哪里都受监护;一部用来做预测,前方道路是否发生事故,是否拥堵,预测车辆都能提前预测;还有一部用来做规划和引导,给你提方案,怎样路线最好,最省油,最节约时间。物理汽车和虚拟汽车同步行驶,保证在物理世界安全,在精神世界安全,在智能世界安全,实现300%的安全。


    同时建立控制计算中心,对无人车和道路采集的真实数据及人工系统的虚拟数据进行联合优化,保证无人驾驶更高级别的安全性,对单车进行相应的改造,从而降低车辆成本。平行驾驶充分利用了全球数字化及信息化资源,将云端、道路及车辆上的资源无缝衔接,充分考虑安全性、舒适性、敏捷性和智能性等指标,将物理、社会、信息空间打通,从而有效保证车辆行驶安全与最优行车体验,最终实现可靠、舒适、快速的平行驾驶。


    王飞跃教授提到“从有人车、遥控车、到网联车、再到无人车,这四类车可通过平行驾驶完成统一,形成第五种车叫做平行车。平行车未来的目标是将物理世界的 UDC(不定性(Uncertainty),多样性(Diversity)和复杂性(Complexity))转化为知识世界的 AFC(具有深度知识支持的灵捷(Agility)、通过实验解析的聚焦(Focus)、能够反馈互动自适应的收敛(Convergence))。用现实世界的术语来讲,即实现运营、监控及应急管理三结合。其中,运营要实现两个“E”-Effective、Efficient。”


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    在平行理论的框架下,感知、规划、网络、转向控制、测试都需要平行。无人车通过计算实验的方式把小数据导成大数据,大数据导成小智能,核心就是平行学习。基于平行理论,可以构建人工场景来模拟和表示复杂系统的特定场景,并将选取的特定“小数据”在平行系统中演化和迭代,以受控的形式产生更多因果关系明确、数据格式规整、便于探索利用的大数据,这就是平行视觉。


    同时,虚实互动的车辆智能评估与扩展方法平行测试,可以用来测试和验证无人车对复杂交通场景的理解和行驶决策的能力, 使无人驾驶车辆进一步提高适应复杂环境的能力。平行测试的文章于近期发表在国际知名《科学》杂志的子刊《科学·机器人学》(Science Robotics)中。


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    人在回路的平行测试模型架构


    平行驾驶技术发展


    谈到平行驾驶技术近年来的发展,就必须要提到一家中科院系的慧拓智能机器有限公司,该公司以ACP平行理论为基础,致力于新一代云端化智能网联自动驾驶技术的研发及产业化。


    去年3月18日,慧拓在中国智能车综合技术研发与测试中心(常熟)发布其 “第三代平行驾驶系统”,公开演示了“驾驶员”如何利用平行驾驶管控中心的遥控驾驶系统中远程管理并控制在真实道路上行使的多辆无人驾驶车。去年6月30日,在IEEE IV 2018 On-Road Demonstration 国际智能车联合道路演示上,展示了平行驾驶3.1版,现场演示了一般交通场景响应式接管、紧急交通场景主动接管、主动避障、中心驾驶员实时状态检测四个部分。


    围绕“平行驾驶”框架的平行驾驶3.1系统,通过平行驾驶管控平台流畅的管理多台无人车,让无人车更安全平稳的在道路上行驶,这无疑是自动驾驶技术的落地提供了一种安全、可靠、高效的实施方案,实现道路上混合车辆系统(有人驾驶、自动驾驶、无人驾驶)的安全平稳智能管理,同期也成立了一个国际平行驾驶联盟(iPDA),由18所学校参加进来共享数据。


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    另外,慧拓与吉利合作的平行驾驶,与徐工合作的平行矿山,与一汽合作的平行物流等项目都在进行中。王教授最后提到,“目前平行驾驶中虚拟测试已经占到了99%,但是仍然是不够的,最终要将物理车测试降到万分之一甚至更小。把过去在物理世界吃一"堑",虚拟世界长一"智",变成在虚拟世界吃多"堑",物理世界长多"智"。”


    未来智能实验室是人工智能学家与科学院相关机构联合成立的人工智能,互联网和脑科学交叉研究机构。


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    千次阅读 2021-12-09 12:46:17
    8 平行泊车路径规划仿真 (仿真的代码后续会补上链接) 8.1 不同起始区域的路径规划仿真 根据前文计算得到的车位尺寸和起始区域,选用车位尺寸为长7m、宽2.2m,考虑泊车完成时车辆与车位边界的安全距离,设置泊车...

    8 平行泊车路径规划仿真

    此节对应的matlab代码
    全文包含的CAD图片,本大章里的图片除了matlab画的,基本都是用CAD画的,图片的CAD模型下载链接
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    8.1 不同起始区域的路径规划仿真
    根据前文计算得到的车位尺寸和起始区域,选用车位尺寸为长7m、宽2.2m,考虑泊车完成时车辆与车位边界的安全距离,设置泊车终止点坐标为(0.8,1.1),任取区域中的点进行仿真分析,查看路径是否满足泊车要求。
    (1)工况一:当车辆起始点位于区域1时,在区域中任取一点(9.3.8)进行仿真分析,仿真结果如下图所示。从图(a)中可以看出,车辆后轴中心沿路径M1M2行驶时,车身各顶点的运动轨迹没有与车位边界线和道路边界线发生接触,车辆轮廓没有与车位边界和道路边界发生接触,说明路径满足泊车过程的避撞约束条件。由图(b)可知,路径在起始点M1点和终止点M2点处的切线与X轴的夹角为零,即表示在路径起始点和终止点处车身姿态与车位平行。由图©可知,路径起始点和终止点处的曲率为0,且路径曲率变化连续,车辆沿路径行驶时,避免了车辆原地转向的情况;路径最大曲率未超过车辆后轴中心最小转弯半径对应的曲率,满足车辆最小转弯半径约束。由图(d)可知,路径对应的等效前轮转角变化连续,且等效前轮转角最大未超过车辆前轮转角最大值 ,满足车辆前轮转角的约束。由图(e)可知,当车辆以泊车过程允许的最大车速行驶时,路径对应的等效前轮转角转速变化连续,等效前轮转角转速最大值未超过车辆前轮转角转速最大值 ,满足车辆前轮转角转速的约束。因此,说明所规划的路径具有较好的可跟踪性,能够满足泊车条件。
    在这里插入图片描述
    (2)工况2:当车辆起始点位于区域2时,在区域中任取一点(10,3.5)进行仿真分析,仿真结果如下图所示,结果分析与上文类似,这里不再阐述。在这里插入图片描述
    (3)工况3:当车辆起始点位于区域3时,在区域中任取一点(6,4)进行仿真分析,仿真结果如下图所示,结果分析与上文类似,这里不再阐述。
    在这里插入图片描述
    8.2 库内姿态调整路径规划仿真
    当实际车位尺寸不能满足单步泊车路径要求时,需要进行两步泊车路径规划。参考《车库建筑设计规范》,车位长度尺寸一般为1.5倍车长,根据选用的车辆参数,可以确定正常车位长度尺寸约为6m,考虑泊车过程车辆与前后车位之间的安全距离,并且如果车位很小,车辆将不能成功泊车入位,综合考虑设置偏小的车位尺寸为长5.8m、宽2.2m 。
    在区域1中任取一点进行仿真分析,仿真结果如下图所示,图(b-e)中蓝线表示路径M2M3的数据,黑线表示路径M0M2的数据。由图(a)可知,车辆首先沿原始路径行驶,当车辆后轴中心行驶到M2点时,车辆后侧轮廓线已经与车位后侧边界线发生接触,此时控制车辆以最大前轮转角向前行驶,泊车过程中车身各顶点的运动轨迹没有与车位线和道路边界线发生接触,车辆轮廓没有超过车位边界和道路边界,说明路径满足泊车过程的避撞约束条件。由图(b)可知,路径起始点M0点和泊车终止点M3点处的切线与X轴的夹角为零,即路径起始点和终止点处车身与车位平行,但在M2点时,车辆存在原地转向情况,并且还需要控制档位切换。由图©可知,路径起始点曲率为0,当车辆行驶到M2点时,由于车辆需按照最小转弯半径向前行驶,因此路径曲率将发生突变。由图(d)可知,路径对应的等效前轮转角变化范围未超过车辆前轮转角最大值0.524rad ,满足车辆前轮转角的约束,当车辆行驶到M2点时,转角发生突变,突变后等效前轮转角大小保持在0.524rad 。由图(e)可知,当车辆以泊车过程允许的最大车速行驶时,路径对应的等效前轮转角转速变化范围未超过车辆前轮转角转速最大值 ,满足车辆前轮转角转速的约束,当车辆行驶到M2点后,转角保持在最大位置,等效前轮转角转速将不再发生变化。综上可知,所规划的两段路径能够满足泊车条件。
    在这里插入图片描述

    小节

    本节研究了平行泊车系统的路径规划方法,首先根据车辆参数计算出所需最小车位尺寸和理论可行泊车起始区域;然后分析对比了多种平行泊车路径规划方法的优缺点,最终选取了曲率连续且易于车辆跟踪的等速偏移和正弦曲线的叠加曲线作为本文的泊车路径;接着针对车辆初始位置的不确定性,对泊车起始区域进行了划分,对于不同的区域规划了不同的泊车路径,针对车位尺寸较小情况规划了库内姿态调整,讨论了泊车过程出现障碍物时的路径选取;最后进行了路径仿真分析,验证了路径的可行性。

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  • 根据确定的车位尺寸,道路宽度和相应的车辆不等式约束,使用MATLAB中的fmincon函数进行求解,最后画出了起始区域,原理可参考我写的《平行泊车系统路径规划》文章
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  • 代码对应我写的文章《平行泊车系统路径规划(5)》里的仿真章节,包括3个不同区域的仿真和车辆姿态调整的一个仿真
  • 行业资料-交通装置-一种平行流式汽车空调冷凝器.zip
  • 参考我写的文章《平行泊车系统路径规划》,文章里面的图基本都在这里面,格式是dwg,用CAD打开。
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    千次阅读 2021-12-09 21:20:42
    由图©可知,车辆横摆角随时间变化连续,车辆实际横摆角与期望路径横摆角误差范围保持在 以内,车辆行驶至路径终止点时,横摆角保持在零附近,车身与车位保持平行。由图(d)可知,车辆前轮转角随时间的变化连续,无...

    2 路径跟踪控制

    为了使车辆顺利跟踪期望路径,当车速已知时,在横向方向上,需要对车辆的转向进行精确控制。路径跟踪控制的原理是根据车辆实时反馈的状态信息进行计算,得到最优的前轮转角或方向盘转角控制量,将控制量反馈到车辆,以此来控制车辆跟踪期望路径。
    路径跟踪的过程实际是对期望路径上的一系列点的逐个跟踪过程,当路径跟踪过程中车速发生变化时,将会影响到跟踪效果。许多研究学者研究路径跟踪控制方法时,将车速视为匀速条件进行研究,忽略了车速变化对跟踪效果的影响。车辆在泊车过程中可能会遇到行人、动物等动态障碍物,此时就需要停车避让,传统的路径跟踪控制策略中,对车速要求较高,在泊车过程中车速需要尽可能保持匀速状态,转角变化与时间相关,刹车后就失去了跟踪能力。
    为了减小车速变化对跟踪效果的影响,以及考虑泊车过程中遇到动态障碍物的避障控制,本文基于模型预测控制算法设计了路径跟踪控制器,模型预测控制算法可以根据车辆位姿信息和车速信息实时调整预测模型,修正转角控制量,降低车速对路径跟踪效果的影响。

    2.1 模型预测控制理论

    模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)是一种先进的过程控制方法,近年来被广泛讨论的一种反馈控制策略,该算法不仅在工业上得到了广泛的应用,在车辆横纵向控制方面也有所应用。
    MPC的机理可以描述为:在每一个采样时刻,根据当前采样时刻获取的测量信息,求解一个有限时域开环的优化问题,并将求解出的控制序列的第一个元素作用于被控对象,在下一采样时刻重复上述过程,用新的测量值刷新优化问题并重新求解,从而实现整个时域的优化求解。MPC实际上是一种时间相关的,利用系统当前状态和当前的控制量,来实现对系统未来状态的控制。而系统未来的状态是不定的,因此在控制过程中要不断根据系统状态对未来的控制量作出调整。而且相较于经典的PID控制,它具有优化和预测能力,也就是说,MPC是一种致力于将更长时间跨度、甚至于无穷时间的最优化控制问题,分解为若干个更短时间跨度,或者有限时间跨度的最优化控制问题,并且在一定程度上仍然追求最优解。
    在实现MPC的过程中需要三个关键步骤:
    (1)预测模型:预测模型是MPC的基础,它的主要功能是根据系统的历史信息和未来输入预测系统未来的输出。
    (2)滚动优化:由于采用有限时域预测存在外部干扰和模型不确定性的影响,因此不能直接将求解出的控制序列作用于系统,而是要将每个采样时刻的第一个分量作用于系统,所以预测控制不是采用一个不变的全局优化目标,而是采用时间向前滚动的有限时段优化策略,是反复在线进行的。
    (3)反馈校正:为了防止模型失配或环境干扰引起控制对理想状态的偏离,在新的采样时刻首先需要检测对象的实际输出,并利用这一实时信息进行修正,然后再进行新的优化,从而构成闭环优化。

    2.2 线性时变车辆模型

    由于线性时变MPC相比于非线性MPC计算更为简单,实时效果更好,因此为了保证泊车系统的实时性,以及车辆跟踪期望路径的稳定性,本文以线性时变模型作为MPC算法的预测模型。由于泊车过程车辆是低速运动的过程,可以用车辆运动学模型作为预测模型,但无论车辆模型是运动学建模,或是动力学建模,最后得到的都是非线性系统,因此需要将车辆运动学模型进行线性化处理。非线性系统线性化的方法可近似分为精确线性化和近似线性化两种,由于近似线性化方法简单、适用性强,因此一般都采用近似线性化的方法。
    由车辆运动学模型可知:
    在这里插入图片描述
    式(3.6)即为线性化车辆误差模型,为了使误差模型能够用于模型预测控制器的设计,需要将式(3.6)进行离散化处理。离散化方法分为精确离散化方法和近似离散化方法,由于本文使用的是车辆运动学模型,模型较为简单,因此采用近似离散化方法。
    假设有如下所示的连续系统状态方程:
    在这里插入图片描述
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    2.3 车辆预测模型

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    2.4 二次规划问题转化

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    2.5 约束问题转化

    在这里插入图片描述
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    2.6 路径跟踪控制器搭建与仿真

    (本节代码后续会补上链接)本节的matlab代码和simulink模型

    在自动泊车路径跟踪问题上,本文使用的基于MPC的路径跟踪控制器如下图所示。
    在这里插入图片描述
    为了验证控制模型的跟踪效果,结合目标车辆参数,在Simulink中搭建车辆运动学模型作为控制器目标车辆模型,对控制器进行初步检验。搭建的simulink模型结构如下图所示,模型由模型预测控制器和车辆运动学模型组成。首先,设置车速为-1m/s ,将车速信号输入进车辆运动学模型中;然后,通过理论公式,根据车速信号和初始前轮转角信号计算出车辆运动学模型的横线位移、纵向位移、横摆角和横摆角速度,将车辆的各个状态量输入进模型预测控制器中,控制器根据设定的参考路径和车辆状态量计算出最优前轮转角控制量,将其反馈回车辆运动学模型和模型预测控制器中,由此进行循环操作,完成路径的跟踪过程。
    在这里插入图片描述
    运行上述模型,仿真结果如下图所示。从图(a)中可以看出,车辆沿着期望路径行驶时,车身各顶点的运动轨迹没有与车位线和道路边界线发生接触,车辆轮廓没有与车位边界和道路边界发生碰撞。由图(b)可知,车辆后轴中心Y轴坐标随时间变化连续,Y轴方向的误差范围保持在 以内。由图©可知,车辆横摆角随时间变化连续,车辆实际横摆角与期望路径横摆角误差范围保持在 以内,车辆行驶至路径终止点时,横摆角保持在零附近,车身与车位保持平行。由图(d)可知,车辆前轮转角随时间的变化连续,无突变情况,且前轮转角的变化范围能够满足车辆转向机构要求,车辆行驶至路径终止点时,前轮转角为回正状态,避免了原地转向的情况。由图(e)可知,车辆前轮转角转速随时间的变化连续,无突变情况,且前轮转角转速的变化范围能够满足车辆转向机构的要求。综上所述,模型预测控制器能较好的控制车辆运动学模型跟踪期望路径行驶,初步验证了控制器的有效性,为后续使用动力学模型作为目标车辆验证控制器提供了参考。
    在这里插入图片描述

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空空如也

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