CN102015403A - 基于可用驻车空间的自主驻车策略 - Google Patents

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Abstract

提供控制车辆的平行驻车的方法。第一物体和第二物体之间的距离被远程感测。所述距离与第一预定距离和第二预定距离进行比较。如果所述距离大于第一预定距离，那么执行自主第一转向策略操作以便将车辆在第一物体和第二物体之间驻车。第一转向策略操作包括用于将车辆驻车的第一预定数量的转向循环。如果所述距离处于第一预定距离和第二预定距离之间，那么执行自主第二转向策略操作以便将车辆在第一物体和第二物体之间驻车。第二转向策略操作包括用于将车辆驻车的第二预定数量的转向循环，其中，第二预定数量的转向循环大于第一预定数量的转向循环。

Description

基于可用驻车空间的自主驻车策略
技术领域
本发明总体上涉及用于将车辆自主平行驻车的驻车策略。
背景技术
将车辆在两个车辆之间平行驻车对于驾驶员来说通常是困难的任务。半自主驻车系统是基于车辆的系统，所述系统被设计成帮助驾驶员执行困难的驻车操作，例如平行驻车。这种系统通过其预期轨道路径引导驾驶员转向车辆，或者在车辆驾驶员偏离预期轨道路径时增加/减少动力转向力。在这种系统中，驾驶员需要控制转向力或者对方向盘进行一些调节。
发明内容
实施例的益处在于使用完全自主单循环转向策略或者完全自主两循环转向策略来确定第一物体和第二物体之间的可用驻车空间是否足以将车辆平行驻车。
一个实施例设想响应于第一物体和第二物体之间的可用驻车距离来控制车辆在第一物体和第二物体之间平行驻车的方法。第一物体和第二物体之间的距离被远程感测。所述距离与第一预定距离和第二预定距离进行比较，其中，第一预定距离大于第二预定距离。如果所述距离大于第一预定距离，那么执行自主第一转向策略操作以便将车辆在第一物体和第二物体之间驻车。第一转向策略操作包括用于将车辆驻车的第一预定数量的转向循环。如果所述距离处于第一预定距离和第二预定距离之间，那么执行自主第二转向策略操作以便将车辆在第一物体和第二物体之间驻车。第二转向策略操作包括用于将车辆驻车的第二预定数量的转向循环，其中，第二预定数量的转向循环大于第一预定数量的转向循环。
一个实施例设想一种用于将驾驶车辆在第一物体和第二物体之间平行驻车的自主驻车系统。所述系统包括：控制器，用于自主控制驾驶车辆的转向，以便将驾驶车辆平行驻车；和传感装置，用于检测驾驶车辆附近的物体。所述传感装置与所述控制器通信，以提供信号给控制器，用于识别第一物体和第二物体之间的空间。响应于感测所检测物体来确定第一物体和第二物体之间的距离。所述控制器将所确定的距离与第一预定距离和第二预定距离进行比较。如果所确定的距离大于第一预定距离，那么所述控制器确定能使用第一转向策略操作来将车辆驻车。第一转向策略操作包括第一预定数量的转向循环。如果所确定的距离处于第一预定距离和第二预定距离之间，那么所述控制器确定能使用第二转向策略操作来将车辆驻车。第二转向策略操作包括第二数量的转向循环。
附图说明
图1是示出了根据一个实施例的自主平行驻车系统的框图。
图2是示出了根据一个实施例的用于应用第一转向策略操作的车辆参数的几何示意图。
图3是示出了根据一个实施例的用于应用第二转向策略操作的车辆参数的几何示意图。
图4是根据一个实施例的将车辆平行驻车的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了用于将车辆平行驻车的自主转向系统10的实施例。自主转向系统10包括转向模块12和控制器14，控制器14用于控制车辆的转向轮16。转向模块12可以是在不通过车辆方向盘的驾驶员转向要求的情况下能够将转向轮16枢转的电子模块或类似装置。控制器14将控制输入信号提供给转向模块12，例如，常规电子动力转向模块，用于在驻车操作期间控制转向轮的枢转。控制器14可以与转向模块12分离或者可以在转向模块12内作为单个单元一体形式。
自主转向系统10还包括传感装置18，用于检测驾驶车辆附近的物体。传感装置18检测车辆横向的物体的存在和不存在，用于确定第一物体和第二物体之间的可用驻车空间。传感装置18可包括基于雷达的传感装置、基于超声波的传感装置、基于成像的传感装置、或能够提供表征物体之间可用空间的信号的类似装置。传感装置18与控制器14通信，用于提供信号给控制器14。传感装置18能够确定相应物体之间的距离且将所确定的距离传送给控制器14，或者传感装置18可以提供信号给控制器14，以由控制器14用来确定物体之间的间隔距离。
响应于在第一物体和第二物体之间确定的间隔，控制器14确定是应用第一转向策略操作还是第二转向策略操作。第一转向策略操作包括单循环转向策略，其中，在返回中间位置以便将车辆带到驻车位置之前，转向轮仅在一个方向枢转。在转向轮处于车辆如果移动将以直线路径驾驶的位置时限定中心位置。
图2示出了显示确定应用相应车辆的第一转向策略操作所需的最小间隔所用的车辆参数的几何示意图。确定车辆是否能够采用单循环转向策略成功驻车的模型基于这样的假设：在具体长度的驻车空间中在最后位置驻车的车辆能够使用单循环转向策略在转向轮处于完全转向的情况下离开驻车地点。即，如果车辆能够仅仅采用单操作离开驻车空间，那么车辆能够仅仅采用单转向操作驻车在驻车空间中。
以下将讨论单循环转向操作的确定。第一物体20和第二物体22显示为在它们之间具有间距L。可用驻车空间的宽度假设为车辆宽度。车辆(总体上以24示出)包括基于车辆底盘设计的相应车辆宽度、车辆长度、以及在完全转向时的车辆转向半径。应用第一转向策略操作所需的最小距离基于所述车辆特性预先确定且是依车辆而定的。用于确定第一距离L1(即，应用第一转向策略操作的最小间距)的公式表示如下：
L1＝[(b2)2+4(a1)(R1)]1/2+b1
其中，a1是车辆沿后轴26的宽度的一半；b1是从车辆后部28至车辆后轴26的纵向距离；b2是从车辆前部30至车辆后轴26的纵向距离；R1是从后轴26的中点32至在向左完全转向时车辆转向半径的中心34的距离，如图2所示。本文的转向半径基于转向轮处于完全转向位置。完全转向与转向轮在单个方向被枢转至最大可枢转位置相关。所确定的距离L1是用于应用单转向策略操作的在第一物体20和第二物体22之间所需的最小距离。如果在第一物体20和第二物体22之间的实际测量距离小于预定距离L1，那么不应用单转向策略操作。
第二转向策略操作包括两循环转向策略，其中，转向轮首先以第一方向枢转至第一转向位置(即，第一转向操作)。之后，转向轮于是以与第一方向相反的方向枢转，其中，转向轮枢转经过正常位置至第二位置(即，第二转向操作)。确定车辆是否能够采用两循环转向策略成功平行驻车基于在可用驻车空间中驻车的车辆是否能够采用两转向操作离开驻车地点的条件来建模。即，如果车辆能够仅仅采用两转向操作离开驻车空间，那么车辆能够仅仅采用两转向操作平行驻车在驻车空间中。第一转向操作包括驾驶车辆以相应转向角在可用驻车空间向后移动，其中，车辆的相应后角到达相应边界(即，第一物体的前面)。第二转向操作包括车辆向前移动，其中车辆的相应前角到达第二物体的相应后边界(即，第二物体的后角)。
图3示出了显示确定应用相应车辆的第二转向策略操作所需的最小间距所用的车辆参数的几何示意图。第一物体20和第二物体22之间具有间距L。可用驻车空间的宽度假设为车辆宽度。应用第二转向策略操作所需的最小空间基于如上所述相应车辆特性预先确定。用于确定第二距离(即，应用第二转向策略操作的最小间距)的公式表示如下：
L2＝(R2+a1)sinψ+b1cosψ+b2
其中，a1是车辆沿后轴26的宽度的一半；b1是从车辆后部28至车辆后轴26的纵向距离；b2是从车辆前部30至车辆后轴26的纵向距离；R2是从后轴的中点32至在车辆向右转向时转向半径的中心36的距离，如图3所示；ψ是在接触后部物体20之前车辆必须转向以完成两循环驻车操作的车辆作为整体的角度。即，转向角是在应用第一转向操作之后车辆应当作为整体定位以便车辆能向前移动开始第二转向操作以在不接触物体22的情况下离开驻车空间的最小角度。完成两循环驻车操作所需的转向角ψ可以通过以下方程求解：
[b2+(R1+R2)sinψ]2+[-(R2+a1)+(R1+R2)cosψ]2＝
[-b2(1-cosψ)-(R2-a1)sinψ]2+b2+(R1+R2)sinψ]2+
[b2sinψ-(R2-a1)(1-cosψ)-2a1+(R2+a1)-(R1+R2)cosψ]2
其中，R2是从后轴的中点32至与车辆向右转向相对应的车辆转向半径的中心(C2)36的距离。方程中所示其它变量与上文所述相同。在上述方程中，方程的左侧表示从转向半径的中心(C1)34(即，驾驶车辆向前运动)到第二物体22的后角(标记为在图3中所示的(0，0)坐标)的距离。方程的右侧表示在转向半径的中心(C1)34和驾驶车辆24的外前角(表示为点A)之间的距离。该方程建立车辆的转向半径相对于物体22的关系，以便从相应位置安全离开驻车地点。
一旦转向角ψ已经在上述方程中求解，转向角ψ可以代入前述方程以确定第二距离L2。第二距离L2是用于应用第二转向策略操作的在第一物体20和第二物体22之间所需的最小距离。如果在第一物体20和第二物体22之间的实际测量距离小于第二距离L2，那么不应用第二转向策略操作。
转向模块12(如图1所示)基于给定第一和第二物体之间的距离L是应用第一转向策略操作还是第二转向策略操作的确定来执行将车辆平行驻车的控制动作。如果物体之间所确定的距离不足以执行第一转向策略操作或第二转向策略操作，那么不执行控制动作。
图4示出了用于将车辆平行驻车的实施例的方法。在步骤40，开始平行驻车程序。在步骤41，确定用于将车辆平行驻车的第一物体和第二物体之间的距离。物体之间的距离可以基于所使用的传感装置计算或测量确定。
在步骤42，判定所确定的距离是否大于第一预定距离。第一预定距离根据上述车辆参数确定。如果判定第一所确定的距离大于第一预定距离，那么在步骤43，系统确定用于第一转向策略操作的驻车路径计划。在步骤44，执行控制动作，以使用第一转向策略操作将车辆自主平行驻车。程序前进至步骤49，其中，在成功驻车操作之后退出程序。
在步骤42，如果判定所确定的距离小于第一预定距离，那么程序继续步骤45以判定所确定的距离是否大于第二预定距离。如果所确定的距离大于第二预定距离，那么程序前进至步骤46，其中，系统确定用于第二转向策略操作的驻车路径计划。在步骤47，执行控制动作，以使用第二转向策略操作将车辆自主平行驻车。程序前进至步骤49，其中，在成功驻车操作之后退出程序。
在步骤45，如果判定所确定的距离小于第二预定距离，那么程序前进至步骤48，其中，继续寻找下一个可用驻车空间。当找到下一个可用驻车空间时，程序返回步骤41以确定物体之间的距离。
虽然已经详细描述用于本发明的某些实施例，但是本发明所属领域技术人员将认识到由所附权利要求限定的用于实践本发明的各种替代设计和实施例。

Claims (18)

1.一种响应于第一物体和第二物体之间的可用驻车距离来控制车辆在第一物体和第二物体之间平行驻车的方法，所述方法包括以下步骤：
远程感测第一物体和第二物体之间的距离；
将所述距离与第一预定距离和第二预定距离进行比较，其中，第一预定距离大于第二预定距离；
如果所述距离大于第一预定距离，那么执行自主第一转向策略操作以便将车辆在第一物体和第二物体之间驻车，第一转向策略操作包括用于将车辆驻车的第一预定数量的转向循环；以及
如果所述距离处于第一预定距离和第二预定距离之间，那么执行自主第二转向策略操作以便将车辆在第一物体和第二物体之间驻车，第二转向策略操作包括用于将车辆驻车的第二预定数量的转向循环，其中，第二预定数量的转向循环大于第一预定数量的转向循环。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，第一转向策略操作包括将车辆驻车的单转向循环。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，用于确定是否应用单循环转向策略的第一预定距离L1从以下方程获得：
L1＝[(b2)2+4(a1)(R1)]1/2+b1
其中，b1是从车辆后部至车辆后轴的纵向距离；b2是从车辆前部至车辆后轴的纵向距离；a1是车辆沿后轴的宽度的一半；R1是从后轴的中点至车辆转向半径中心的距离。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，车辆转向半径中心在车辆转向轮位于完全转向时确定。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，第二转向策略操作包括两个转向操作。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，第一转向操作是向后转向操作。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，第二转向操作是向前转向操作。
8.根据权利要求5所述的方法，其中，用于确定是否应用第二转向策略操作的第二预定距离L2从以下方程获得：
L2＝(R2+a1)sinψ+b1cosψ+b2
其中，b1是从车辆后部至车辆后轴的纵向距离；b2是从车辆前部至车辆后轴的距离；a1是车辆沿后轴的宽度的一半；R2是从后轴的中点至在第一转向操作期间车辆转向半径的中心的距离；ψ是在第一转向操作之后的最小转向角。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，车辆转向半径在车辆转向轮位于完全转向时确定。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤远程感测第一物体和第二物体之间的距离包括：
致动传感装置，以检测驾驶车辆附近的第一物体和第二物体的接近度；
在驾驶车辆沿第一物体侧面行驶时检测第一物体的存在；
在驾驶车辆行驶经过第一物体时检测第一物体的不存在；
在驾驶车辆沿第二物体侧面行驶时检测第二物体的存在；以及
确定驾驶车辆在不再检测到第一物体时的点和在第一次检测第二物体时的点之间所行驶的距离。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，检测第一物体和第二物体的存在和不存在通过超声波装置执行。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，检测第一物体和第二物体的存在和不存在通过雷达系统执行。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，检测第一物体和第二物体的存在和不存在通过成像装置执行。
14.一种用于将驾驶车辆在第一物体和第二物体之间平行驻车的自主驻车系统，所述系统包括：
控制器，用于自主控制驾驶车辆的转向，以便将驾驶车辆平行驻车；和
传感装置，用于检测驾驶车辆附近的物体，所述传感装置与所述控制器通信，以提供信号给控制器，用于识别第一物体和第二物体之间的空间；
其中，响应于感测所检测物体来确定第一物体和第二物体之间的距离，其中，所述控制器将所确定的距离与第一预定距离和第二预定距离进行比较；其中，如果所确定的距离大于第一预定距离，那么所述控制器确定能使用第一转向策略操作来将车辆驻车，第一转向策略操作包括第一预定数量的转向循环；且其中，如果所确定的距离处于第一预定距离和第二预定距离之间，那么所述控制器确定能使用第二转向策略操作来将车辆驻车，第二转向策略操作包括第二数量的转向循环。
15.根据权利要求14所述的自主驻车系统，还包括用于将转向扭矩提供给车辆转向轮的电动转向系统。
16.根据权利要求14所述的自主驻车系统，其中，所述传感装置包括基于雷达的传感装置。
17.根据权利要求14所述的自主驻车系统，其中，所述传感装置包括基于超声波的传感装置。
18.根据权利要求14所述的自主驻车系统，其中，所述传感装置包括基于图像的传感装置。
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