在全自动泊车辅助F-APA整个泊车过程中，驾驶员无需进行任何方向盘、油门、制动、挡位操作，由系统负责全部的横向及纵向运动控制功能。

本文将简单介绍F-APA路径规划及运动控制基本原理。

一、 路径规划

F-APA的路径规划指通过泊车局部环境的构建，再结合车辆动力学和运动学约束及纵向设置约束，进行泊车的动态运动规划和碰撞检测，以获取规划路径点和期望前轮偏角，进行车辆控制。

F-APA的路径规划包括运动规划和速度规划两部分。

1) 运动规划

F-APA的运动规划控制原理见图1。

图1 APA路径规划控制原理

其中泊车电子地图的创建步骤见图2及表1。

图 2 泊车电子地图创建步骤

表1 泊车电子地图创建步骤说明

序号

模块

说明

1

图像坐标数据

同一坐标系下，图像识别出的车位位置信息和置信度。

2

超声波坐标数据

同一坐标系下，超声波识别出的车位位置信息和置信度。

3

联合滤波跟踪

将两部分信息分别放入各自的局部滤波器进行滤波，结果输出给主滤波器。主滤波器进行信息融合，再将融合信息反馈到局部滤波器，以提高局部滤波下一时间的估计精度。

4

电子地图数据

信息融合在同一坐标系下，建立有效停车位的位置与车身位置关系。

2) 速度规划

在F-APA泊车过程中，系统会结合运动规划和自动泊车动态轨迹情况，在满足车辆动力学和运动学约束前提下，应用梯形速度规划算法进行速度规划，相关控制原理见下图3。

图 3 APA速度规划控制原理

二、 横纵向运动控制

1) 基本原理

F-APA在横向运动控制上，根据轨迹规划与自车位置估计所得到的自车实时位置信息，获得横向位置差并进行转向控制。在纵向控制上，根据速度规划获取的期望速度、速度偏差及实测车辆加减速特性，进行纵向运动控制。

图 4 APA横纵向实时控制原理

1) 控制系统架构

常见的汽油车F-APA控制系统架构见下图1。

图5 常见汽油车F-APA控制系统架构

1) 横向控制

F-APA系统的横向控制相对简单，通常由APA控制器直接给EPS发送目标转角请求，由EPS执行转向命令，并向上层APA实时反馈当前转角信息，构成闭环。

2) 纵向控制

由上图1可以看到，汽油车F-APA纵向控制包括了APA、ESC、EMS、TCU、EPB五个控制单元，其中EMS、TCU和ESC堪称一般汽油车上最复杂的三个控制单元，因此F-APA纵向控制的复杂程度非常高。

由于F-APA系统供应商通常对整车动力系统并不熟悉，因此目前普遍做法为APA控制器仅和ESC进行通讯，APA输入给ESC纵向控制目标，而后由ESC负责控制EMS、TCU和EPB，实现APA的纵向控制目标。

根据APA输入给ESC的纵向控制目标差异，F-APA纵向控制系统可分为加速度控制和速度控制两大类，具体见下图6。

图 6 F-APA纵向控制类型