CN102582620A

CN102582620A - 一种全路况自动泊车系统

Info

Publication number: CN102582620A
Application number: CN2012100827674A
Authority: CN
Inventors: 许广宏; 方勇
Original assignee: SHANGHAI UNIVERSITY
Current assignee: SHANGHAI UNIVERSITY
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2012-03-27
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明提供一种全路况自动泊车系统，包括数据采集模块、车载显示模块、策略控制模块、转向模块、动力模块，数据采集模块和车载显示模块分别通过数据总线连接策略控制模块，策略控制模块通过数据总线分别连接转向模块和动力模块。该系统通过数据采集模块对周围存在泊位及障碍物的检测，以及对实时车速的观测，由驾驶者根据路况（雨雪、山地、正常路况）选择不同的泊车模式，由系统根据所选择泊车模式制定合适的泊车策略，控制泊车角度以及泊车速度，确保在各种路况下能够安全快速准确的泊车入位。在为驾驶员提高泊车效率、保证泊车安全，特别是在极端天气路况下的泊车安全、节约油气资源等方面起了很大的作用。

Description

一种全路况自动泊车系统

技术领域

本发明涉及的是一种全路况自动泊车系统，属于车载电子系统领域。

背景技术

近年来，随着我国汽车工业的飞速发展和人民生活水平的提高，汽车的普及率越来越高，伴随之，出现了泊车位不能满足车辆日益增长的社会现象。在城市里，即便找到了泊车位，想轻松的安全迅速的泊车入位也是一件非常头疼的事情，常常会因为无法正确掌握方向和油门导致爱车的刮蹭或者撞到路人；在农村，泊车环境更加恶劣，在泊车的时候常常会遭遇到各种各样的障碍物；特别是近些年来，常常发生大雪暴雨等极端天气，对路况造成严重影响，驾驶员常常由于对路况的错误估计在泊车过程中发生危险，特别是对于那些刚刚领取驾驶执照，行车经验不足的新手来说。在这样的社会大背景下，自动泊车系统应运而生。

然而，无论国内外的任何一种自动泊车系统都未能真正意义上实现“全路况的自动泊车”，各汽车生产厂商无一不是把注意力集中在如何提高泊车角度的精确上，而方法无外乎是对传感器类型，传感器分布以及泊车策略算法的改进上，例如由DE 101 47 443 A1公开的一种具有多个用于机动车的距离传感的环境监测装置，对于传感器的不同模式启动不同的测量程序。对于这些泊车辅助方法，虽然极大提高了泊车的效率，但是还是存在着一定的安全隐患。在极端天气导致的复杂路况下，使用同一种泊车模式会造成由于转向过急或者速度过快导致的意外。比如在雨雪天气下在泊车的时候就应该选择转向更为缓和的方向控制策略并且泊车速度控制在一定的范围内，在砂石路面下则需要控制泊车的车速，防止过快车速导致的意外。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种全路况的自动泊车系统，该系统能够在数据采集模块完成对数据的实时采集前提下，由泊车策略控制模块生成最适宜当前路况的泊车策略，同时，根据不同的路况信息，自动调节发动机输出动力，完成全路况的自动泊车过程，更大程度的避免危险发生，同时，也更好的节约能源。

为达到上述目的，本发明所采用下列技术方案，

一种基于全路况的自动泊车系统，该系统包括数据采集模块、车载显示模块、策略控制模块、转向模块、动力模块，所述数据采集模块和车载显示模块分别通过数据总线连接所述策略控制模块，所述策略控制模块通过数据总线分别连接所述转向模块和动力模块。

数据采集模块主要包括位置传感器和车速传感器。其中，位置传感器用于测量泊车位的宽度及深度，将泊车位信息经A/D转换成ECU读得懂的数字信号，并暂存在内部存储器中，同时，位置传感器也用于泊车过程中车辆对于障碍物的探测，在泊车过程中将车辆与障碍物的间距进行实时反馈；所述车速传感器用于对车辆实时车速的观测，便于动力模块能够实时校正所属路况下的车速。

车载显示系统提供了一个人机交互界面，驾驶员根据所处路况选择不同路况的泊车模式（雨雪路况，砂石路况，普通路况），选择的模式通过数据总线将不同路况对应的动力信息以数字信号的方式传递给策略控制模块；同时，此界面可以反应自动泊车的全过程，车辆驾驶员可以对此过程全程监控，在必要时可手动关闭该系统，以增加自动泊车的安全系数。

策略控制模块主要包括数据处理器，其中，数据处理器用于对采集到的数据和选择泊车模式信号进行分析处理后，得出车辆的当前位置、目标泊车位置，当前车速，模式速度（理想车速）等相关参数，生成最佳泊车策略（普通路况以最近路径为最优策略，极端天气下以角度趋变最缓为最优泊车策略），而后将此策略中的方向输出转换成电信号通过数据总线传递给转向模块，而策略中的动力输出转换成电信号通过数据总线传递给动力模块。

转向模块包括电控转向ECU和转向器，其中，电控转向ECU用于根据策略输出中的角度信号确定转矩的大小和方向，即调节相关电动机的电流和转动方向；转向器用于将ECU输出的调节信号执行完成转向过程。

动力模块包括发动机控制单元ECU、节气门执行器、发动机及变速器、节气门位置传感器，其中，发动机控制单元ECU将速度差值放大，处理后成为节气门控制信号，送至节气门执行器，驱动节气门执行器工作，调节发动机节气门开度，从而实时修正实际车速。节气门位置传感器用于获知节气门的位置调节并反馈给发动机控制单元ECU。

本发明的有益效果是：采用本发明的泊车系统，驾驶员可以根据不同路况选择不同泊车模式，由系统自动调节泊车策略，从而能够解决各种极端天气和路况给车辆驾驶员带来的停车困扰；减少了刮蹭、停车缓慢引起的短时交通堵塞等情况，驾驶员只需轻轻按下启动按钮、坐定、放松、挂档、选择倒车模式，其他一切即可自动完成。适用于解决驾驶新手对于侧方停车感到为难等场合，在汽车产业日益兴旺的今天，市场范围相当广阔。

附图说明

图1是本发明的一种全路况自动泊车系统的结构示意图；

图2是本发明的转向模块；

图3是本发明的动力模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的全路况自动泊车系统做进一步的说明。

如图1所示，一种全路况自动泊车系统，该系统首先通过数据采集模块1中的位置传感器收集泊位的宽度和深度等环境信息，同时，通过车速传感器采集车辆的实时速度，然后将信息通过数据总线传递到策略控制模块3。车辆驾驶员根据实时路况在车载显示模块2中选择泊车模式，系统将此选择模式通过数据总线传递到策略控制模块3。策略控制模块3根据相应的采集信息和所选择的泊车模式制定最优实时泊车策略。所制定的泊车策略通过不同的数据总线分别传递给转向模块4和动力模块5，通过转向模块4控制泊车入位角度，通过动力模块5提供车辆动力，完成自动泊车过程。转向模块4和动力模块5的具体实施方案如下，数据采集模块1的应用已经比较成熟，这里就不在赘述。

如图2所示，策略输出包括了实时车速、角度控制方案等信息的综合，通过数据总线传到电控转向ECU41，电控转向ECU41根据这些输入确定转向助力扭矩的大小和方向，即选定电动机的电流和转动方向。转向器42通过数据总线获得电控转向ECU41产生的转向助力扭矩信息，完成由旋转运动到直线运动，从而实现对泊车方向的控制。需要注意的是，为保证泊车过程中不发生刮蹭，在泊车过程中，转向模块是根据策略控制模块3的输出做出实时的角度调整的，直至完成泊车全程。

如图3所示，此模块在全系统中采用闭环控制，原因是闭环控制能够方便的进行车速的实时修正。由车辆驾驶员在车载显示模块2根据路况（普通路况，雨雪路况，砂石路况）设定车速（即选择不同路况下的泊车模式）和由数据采集模块1采集的实时车速在策略控制模块3中取差，通过数据总线将速度差值传送到发动机控制单元ECU51中作为输入信号，其中不同路况（普通路况，雨雪路况，砂石路况）下的车速已存储在存储器中。这样的设计极大的解放了驾驶员的双脚，此时，发动机控制单元ECU51将速度差值放大，处理后成为节气门控制信号，驱动节气门执行器52工作，调节发动机节气门，从而调节发动机及变速器53，以输出动力。当汽车由于路面情况致使速度下降时, 发动机控制单元ECU51加大节气门开度，使得发动机功率升高，扭矩增大，使得车速达到设定值。其中，节气门的位置调节是通过节气门位置传感器54获知的，节气门位置传感器54通过对节气门位置信号的反馈使得发动机控制单元ECU51能够发出正确的节气门控制信号。同时，为保证安全，一旦系统的传感器或控制信号电路出现故障，动力控制系统会进入故障保护模式，停止巡航状态，并将通过数据总线告之车载显示模块，在车载显示模块上显示警告信息。

上述泊车策略是预设在策略控制模块3中的，泊车策略是一种算法，此算法可以对车辆当前位置，泊车位置，周围环境，实时速度等参数进行分析处理，结合所选择泊车模式可以得出车辆在泊车时的最适宜操作，目前很多的泊车辅助系统的具体停车策略不一，但是原理基本相同，此处不再赘述。

Claims

1.一种全路况自动泊车系统，其特征在于，包括数据采集模块（1）、车载显示模块（2）、策略控制模块（3）、转向模块（4）和动力模块（5）；所述数据采集模块（1）和车载显示模块（2）分别通过数据总线连接所述策略控制模块（3），所述策略控制模块（3）通过数据总线分别连接所述转向模块（4）和动力模块（5）；

所述数据采集模块（1）由位置传感器和车速传感器组成；所述位置传感器测量泊车位的宽度及深度，并在泊车过程中将车辆与障碍物的间距进行实时反馈；所述车速传感器对车辆实时车速的观测；

所述转向模块（4）包括电控转向ECU（42）和转向器（43），所述电控转向ECU（42）根据策略输出中的角度信号确定转矩的大小和方向；所述转向器（43）将所述电控转向ECU（42）输出的调节信号执行完成转向过程；

所述动力模块（5）包括发动机控制单元ECU（51）、节气门执行器（52）、发动机及变速器（53）、节气门位置传感器（54）；所述发动机控制单元ECU（51）将速度差值放大，处理后成为节气门控制信号，传输至所述节气门执行器（52），驱动所述节气门执行器（52）工作，调节发动机节气门开度，实时修正实际车速；所述节气门位置传感器（54）获知节气门的位置并反馈给所述发动机控制单元ECU（51）。