CN103112453B - 一种智能泊车辅助系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能泊车辅助系统，包括信息采集单元和控制单元，其中信息采集单元用于采用超声波和/或红外线的探测方式采集与泊车相关的信息，并将其发送至控制单元；控制单元用于基于与泊车相关的信息进行计算而获得待泊车辆的方向盘的理想转角值，并基于理想转角值获得与泊车相关的控制信号，且将其发送出去。本发明提供的智能泊车辅助系统，其不仅精确度较高，从而可以提高泊车的安全性，而且，其还可以降低其控制单元的开发难度，从而可以降低智能泊车辅助系统的制造成本和开发成本。

Description

一种智能泊车辅助系统

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种智能泊车辅助系统。

背景技术

近年来，随着汽车产业化的进程，国内汽车的持有量持续上升，相比之下，国内城市化建设则相对迟缓，停车位的供应已经远远不能满足日益增长的需求，而且，针对目前仅有的停车位，往往因驾驶员的驾驶技术较差、不良泊车习惯等的人为因素导致出现车辆偏离停车位或占用多个停车位等情况，这往往会给其他汽车的停靠增加难度，从而造成车辆发生碰撞、摩擦等的事故增加。

因此，规范的泊车不仅可以避免不必要的资源浪费，而且还可以减少事故，这就使得智能化泊车辅助技术成为本领域技术人员研究的重点之一。目前，德尔福泊车辅助系统为现有的一种智能化泊车系统，其包括图像传感器、数字信号处理（DigitalSignalProcessing，简称DSP）控制器和显示器。其中，图像传感器设置在待泊车辆的四周，且分别与DSP控制器及显示器电连接，用于采集待泊车辆四周的图像并将其发送至DSP控制器；DSP控制器用于基于该图像进行信息提取和计算而获得停车位的长度等的与泊车相关的信息，并根据该信息判断停车位的空间是否足够容纳待泊车辆，且将判断结果转换为提示信息发送至显示器；显示器用于将提示信息转换为图像并进行显示。当进行泊车时，如图1所示，待泊车辆3开到停车位（即，已泊车辆1和2之间的空间）的斜前方；待泊车辆3保持静止且向右侧打方向盘，此时图像传感器向DSP控制器发送所采集的待泊车辆四周的图像，DSP控制器通过提取和计算而获得与泊车相关的信息，并根据该信息判断停车位的空间是否足够容纳待泊车辆，若是，则向显示器发送有关可容纳待泊车辆的提示信息，显示器将该提示信息转换为图像进行显示，例如，在显示器的显示屏4上显示的停车位变绿，以提示驾驶员停车位的空间足够容纳待泊车辆；保持方向盘不动，且待泊车辆3慢慢往后倒，此时显示屏4根据DSP控制器所发送的提示信息显示静态辅助线5，随着待泊车辆3相对于停车位进行移动，静态辅助线5与路肩（即，图1中停车位的右边沿）产生相对移动，当静态辅助线5移动至与路肩相切的位置时，待泊车辆3停止后倒，且向左侧打方向盘至最大，然后待泊车辆3继续后倒，直至其进入停车位并与已泊车辆2保持一定的安全距离；将方向盘打正，待泊车辆3完成平行泊车过程。

尽管上述德尔福泊车辅助系统在实际应用中广为使用，但是其仍然不可避免地存在以下问题：

其一：由于德尔福泊车辅助系统采用的是图像传感器采集车辆周围的图像，图像传感器所采集的图像必须采用DSP控制器进行信息提取并计算，而DSP控制器不仅造价较高，而且基于图像进行计算的计算过程比较复杂，导致DSP控制器的开发难度增大，从而开发成本提高。

其二：由于受到车辆颠簸、光线、天气环境等外界环境因素的影响，图像传感器所采集的图像的质量较差，从而降低了系统的准确度，导致泊车不精确且安全性较差。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种智能泊车辅助系统，其不仅精确度较高，从而可以提高泊车的安全性，而且，其还可以降低其控制单元的开发难度，从而可以降低智能泊车辅助系统的制造成本和开发成本。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种智能泊车辅助系统，包括信息采集单元和控制单元，其中信息采集单元用于采用超声波和/或红外线的探测方式采集与泊车相关的信息，并将其发送至所述控制单元；控制单元用于基于与泊车相关的信息进行计算而获得待泊车辆的方向盘的理想转角值，并基于理想转角值获得与泊车相关的控制信号，且将其发送出去。

优选的，信息采集单元包括测距传感器、角度传感器和速度传感器，其中测距传感器设置在待泊车辆的车体四周，用以采用超声波和/或红外线的探测方式采集与泊车相关的位置信息，并将其发送至控制单元；角度传感器用于采集待泊车辆的方向盘的实时转角值，并将其发送至控制单元；速度传感器用于采集待泊车辆的车轮转速值，并将其发送至控制单元。

优选的，控制单元包括计算模块、判断模块和处理模块，其中计算模块用于基于信息采集单元发送的与泊车相关的位置信息、实时转角值和车轮转速值进行计算而获得停车位的空间尺寸，并将其发送至判断模块；判断模块用于根据空间尺寸判断停车位的空间是否足够容纳待泊车辆，若是，则向计算模块发送计算待泊车辆的方向盘的理想转角值的控制信号；计算模块根据该控制信号计算待泊车辆的方向盘的理想转角值，并将其发送至处理模块；处理模块用于基于理想转角值获得与泊车相关的控制信号，且将其发送出去。

优选的，智能泊车辅助系统还包括显示单元，显示单元用于接收由控制单元发送而来的与泊车相关的控制信号，并将其转换为图像且进行显示。

优选的，信息采集单元还包括图像传感器，所述图像传感器设置在待泊车辆的车体四周，用以采集待泊车辆四周的图像，并将其发送至显示单元加以显示。

优选的，智能泊车辅助系统还包括辅助线数据库，辅助线数据库存储有车辆型号、与该车辆型号相对应的方向盘的转角值以及与该转角值一一对应的车轮轨迹辅助线；控制单元根据方向盘的转角值读取与该转角值对应的车轮轨迹辅助线，并将车轮轨迹辅助线发送至显示单元加以显示。

优选的，车轮轨迹辅助线包括静态车轮轨迹辅助线和/或动态车轮轨迹辅助线，静态车轮轨迹辅助线为与由控制单元计算出的理想转角值所对应的车轮轨迹辅助线；动态车轮轨迹辅助线为由角度传感器采集的实时转角值所对应的车轮轨迹辅助线。

优选的，与泊车相关的控制信号包括有关关键停车点的位置信息、车轮轨迹辅助线信息、换挡提示信息和/或方向盘的转向提示信息的控制信号。

优选的，智能泊车辅助系统还包括语音单元，语音单元用于接收由控制单元发送而来的与泊车相关的控制信号，并将其转换为语音且进行播报。

优选的，控制单元为单片机或DSP处理器。

本发明具有下述有益效果：

本发明提供的智能泊车辅助系统，其借助信息采集单元采用超声波和/或红外线的探测方式采集与泊车相关的信息，并借助控制单元基于该信息进行计算而获得待泊车辆的方向盘的理想转角值，且基于该理想转角值获得与泊车相关的控制信号，以控制相应的单元辅助驾驶员泊车。由于采用超声波和/或红外线的探测方式不会受到车辆颠簸、光线、天气环境等外界环境因素的影响，这与现有技术中借助图像传感器采集与泊车相关的图像信息相比，可以确保所采集的与泊车相关的信息的准确性，从而不仅可以提高智能泊车辅助系统的精确度，而且还可以提高泊车的安全性；而且，由于采用超声波和/或红外线的探测方式所获得的与泊车相关的信息无需进行复杂的计算和处理，这与现有技术中必须开发复杂的DSP控制器以对图像信息进行提取和计算相比，无需使用或开发复杂的控制单元，而仅借助单片机或开发简单的DSP控制器等的控制单元就可以实现对与泊车相关的信息的计算和处理，从而可以降低控制单元的开发难度，进而可以降低智能泊车辅助系统的制造成本和开发成本。

附图说明

图1为采用德尔福泊车辅助系统进行平行泊车的示意图；

图2为本发明第一实施例提供的智能泊车辅助系统的结构示意图；

图3为本发明第二实施例提供的智能泊车辅助系统的结构示意图；以及

图4为采用本发明第二实施例提供的智能泊车辅助系统进行智能泊车的过程示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的智能泊车辅助系统进行详细的描述。

图1为本发明第一实施例提供的智能泊车辅助系统的原理框图。请参阅图1，智能泊车辅助系统包括信息采集单元10和控制单元11。其中，信息采集单元10采用超声波和/或红外线的探测方式采集与泊车相关的信息，并将其发送至控制单元11；控制单元11基于与泊车相关的信息进行计算而获得待泊车辆的理想转角值，并基于该理想转角值而获得与泊车相关的控制信号，且将其发送出去；控制单元可以为诸如单片机、DSP控制器等的微处理器。所谓与泊车相关的信息，是指计算获得待泊车辆的理想转角值所需的相关参数，例如，待泊车辆与其停车位周围的已泊车辆之间的距离、待泊车辆的方向盘的转角值以及待泊车辆的车辆的车轮转速值等。所谓理想转角值，是指在泊车时能够使待泊车辆正确地停泊在停车位上的待泊车辆的方向盘的转角值。所谓与泊车相关的控制信号，是指用于控制相应的单元辅助驾驶员泊车的控制信号，例如，控制相应的单元采用图像显示或语音播报的方式提示驾驶员有关关键停车点的位置信息、车轮轨迹辅助线信息、换挡的提示信息和/或方向盘的转向提示信息等等。所谓关键停车点，是指待泊车辆在该点停车后进行泊车能够使得其准确的进入停车位。所谓车轮轨迹辅助线，是指在待泊车辆的方向盘保持某转角值不变的情况下进行泊车的过程中，待泊车辆的车轮（后轮和/或前轮）以与该转角值相对应的方向行驶所经过的轨迹线。

由于本实施例提供的智能泊车辅助系统是借助信息采集单元10采用超声波和/或红外线的探测方式采集与泊车相关的信息，该探测方式不会受到车辆颠簸、光线、天气环境等外界环境因素的影响，这与现有技术中借助图像传感器采集与泊车相关的图像信息相比，可以确保所采集的与泊车相关的信息的准确性，进而不仅可以提高智能泊车辅助系统的精确度，而且还可以提高泊车的安全性。而且，由于采用超声波和/或红外线的探测方式所获得的与泊车相关的信息无需进行复杂的计算和处理，这与现有技术中必须开发复杂的DSP控制器以对图像信息进行提取和计算相比，无需使用或开发复杂的控制单元11，而仅借助单片机或开发简单的DSP控制器等的控制单元11就可以实现对与泊车相关的信息的计算和处理，从而可以降低控制单元的开发难度，进而可以降低智能泊车辅助系统的制造成本和开发成本。

图3为本发明第二实施例提供的智能泊车系统的原理框图。请参阅图3，智能泊车辅助系统包括信息采集单元10、控制单元11、显示单元12及语音单元13。其中，信息采集单元10包括测距传感器102、角度传感器103及速度传感器104，其中，测距传感器102设置在待泊车辆的车体四周，用以采用超声波和/或红外线的探测方式采集与泊车相关的位置信息，并将其发送至控制单元11，所谓与泊车相关的位置信息，是指计算获得待泊车辆的理想转角值所需的位置或距离参数，例如，待泊车辆与其停车位周围的已泊车辆之间的距离、停车位的长度和宽度等。角度传感器103用于采集待泊车辆的方向盘的实时转角值，并将其发送至控制单元11；所谓实时转角值，是指在泊车时待泊车辆的方向盘瞬时旋转的转角值。速度传感器104用于采集待泊车辆的车轮转速值，并将其发送至控制单元11。

在本实施例中，控制单元11包括计算模块110、判断模块111及处理模块112。其中，计算模块110用于基于信息采集单元10发送的与泊车相关的位置信息、实时转角值和车轮转速值进行计算而获得停车位的空间尺寸，并将其发送至判断模块111，这里，停车位的空间尺寸可以包括停车位的长度和宽度；判断模块111用于根据该空间尺寸判断停车位的空间是否足够容纳该待泊车辆，若是，则向计算模块110发送计算待泊车辆的方向盘的理想转角值的控制信号；计算模块110根据该控制信号计算待泊车辆的方向盘的理想转角值，并将其发送至处理模块112；处理模块112用于基于该理想转角值而获得与泊车相关的控制信号且将其发送出去。若否，则可以通过控制相应的单元动作，以使驾驶员获知停车位无法容纳待泊车辆的信息，例如，可以采用文字、语音、光等方式提示驾驶员当前停车位无法泊车。

借助判断模块111判断停车位的空间是否足够容纳该待泊车辆3，可以代替驾驶员用肉眼观察，从而可以在一定程度上减少事故发生率，进而可以提高泊车的安全性。当然，在实际应用中，控制单元11也可以省去判断模块111，而采用肉眼观察、或其他检测设备判断停车位的空间是否足够容纳该待泊车辆3。

由上可知，上述控制单元11不仅获得泊车过程中所需的理想转角值，且获得基于理想转角值得到的与泊车相关的控制信号，容易想到的是，两者的获得不仅仅基于通过信息采集单元获得的与泊车相关的信息，且也基于待泊车辆3的固有参数，例如，待泊车辆3的实际尺寸以及其固定方向盘角度下对应的车轮轨迹线参数等。

显示单元12用于接收由处理模块112发送而来的与泊车相关的控制信号并将其转换为图像进行显示，以利用显示单元12显示的图像辅助驾驶员泊车。这里，与泊车相关的控制信号可以为控制显示单元12显示诸如关键停车点的位置信息、车轮轨迹辅助线信息、换挡的提示信息和/或方向盘的转向提示信息等的控制信号，而且，显示单元12显示的图像可以为文字、线条等。

在本实施例中，信息采集单元10还包括图像传感器101，图像传感器101设置在待泊车辆的车体四周，用以采集待泊车辆四周的图像，并将其发送至显示单元12加以显示，以更方便更清楚地驾驶员了解泊车环境。而且，优选地，还可以借助显示单元12同步显示由图像传感器101发送而来的图像以及根据处理模块112发送而来的与泊车相关的控制信号进行转换而获得的图像信息，例如，在所显示的停车位图像上显示关键停车点的位置信息和/或车轮轨迹辅助线信息等，从而可以更直观地辅助驾驶员泊车。

在本实施例中，智能泊车辅助系统还包括辅助线数据库14，辅助线数据库14存储有车辆型号、与该车辆型号相对应的方向盘的转角值以及与该转角值一一对应的车轮轨迹辅助线。借助辅助线数据库14，可以根据待泊车辆的方向盘转角预先向驾驶员显示该转角所对应的车轮轨迹辅助线，即，可以预先提示驾驶员在以该转角泊车时待泊车辆的行驶轨迹，从而可以起到辅助驾驶员泊车的作用。具体地，在开始泊车之前，控制单元11根据由角度传感器103发送的当前待泊车辆的方向盘的实时转角值而从辅助线数据库14中读取与该转角值相对应的车轮轨迹辅助线，并将该车轮轨迹辅助线发送至显示单元12加以显示。

优选地，可以借助显示单元12同时显示由图像传感器101发送而来的图像以及根据处理模块112发送而来的与泊车相关的控制信号进行转换而获得的图像，例如，可以在显示停车位的图像上叠加显示车轮轨迹辅助线，从而可以更直观地辅助驾驶员泊车。例如，如图4所示，在开始泊车之前，待泊车辆3位于停车位（已泊车辆1和2之间的空间）的左前方。此时可以在显示单元12的显示屏4上显示由图像传感器101发送而来的有关停车位的图像，与此同时，还在该显示屏4上叠加显示由处理模块112发送而来的车轮轨迹辅助线5和6。优选地，车轮轨迹辅助线还可以包括静态车轮轨迹辅助线和/或动态车轮轨迹辅助线。其中，静态车轮轨迹辅助线为与由控制单元11计算出的理想转角值所对应的车轮轨迹辅助线，例如图4中的静态车轮轨迹辅助线5和6（辅助线6为计算得出的右打方向盘的理想转角值所对应的车轮轨迹辅助线；辅助线5为该理想转角值对应的左打满方向盘所对应的车轮轨迹辅助线）；动态车轮轨迹辅助线为由角度传感器103采集的实时转角值所对应的车轮轨迹辅助线（图中未画出）。容易理解，在泊车过程中，与理想转角值相对应的静态车轮轨迹辅助线会始终显示在显示屏4上，而与实时转角值相对应的动态车轮轨迹辅助线会因实时转角值发生变化而瞬时显示在显示屏4上。此外，在同时显示静态车轮轨迹辅助线和动态车轮轨迹辅助线时，二者可以采用不同的颜色加以区分。

语音单元13用于接收由控制单元11发送而来的与泊车相关的控制信号，并将其转换为语音且进行播报，以利用语音单元13播报的语音辅助驾驶员泊车。这里，与泊车相关的控制信号可以为控制语音单元13播报诸如关键停车点的位置信息、换挡的提示信息、泊车辅助线信息和/或方向盘的转向提示信息等的控制信号。

需要说明的是，在本实施例中，智能泊车辅助系统设置有显示单元12和语音单元13，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，也可以省去语音单元13，而仅借助显示单元12辅助驾驶员泊车，或者，可以省去显示单元12，而仅借助语音单元13辅助驾驶员泊车。而且，还可以在设置显示单元12和/或语音单元13，或者将二者都省去的情况下，设置以诸如振动、光等的方式辅助驾驶员泊车的其他多媒体终端。

此外，在实际应用中，还可以省去图像传感器101和/或辅助线数据库14，而且，容易理解，在智能泊车辅助系统仅设置有语音单元13而没有设置显示单元12时，可以省去辅助线数据库14，即，不需要在辅助线数据库中进行读取车轮轨迹辅助线进行显示。

还需要说明的是，虽然在本实施例中，控制单元11为单片机处理器，但是本发明并不局限于此，在实际应用中，由于在进行泊车过程时，由于待泊车辆的车载多媒体终端（即，待泊车辆已有的控制单元）处在空闲状态，使得可以在车辆进行泊车时利用车载多媒体终端作为控制单元11，和现有技术中采用数字信号处理控制器作为控制单元开发难度大、成本高相比，因而降低了开发成本及生产成本。此外，本发明的控制单元也可以为DSP控制器，在应用过程中可按实际情况自行选择。

综上所述，由于本实施例提供的智能泊车辅助系统是借助信息采集单元10采用超声波和/或红外线的探测方式采集与泊车相关的信息，该探测方式不会受到车辆颠簸、光线、天气环境等外界环境因素的影响，这与现有技术中借助图像传感器采集与泊车相关的图像信息相比，可以确保所采集的与泊车相关的信息的准确性，进而不仅可以提高智能泊车辅助系统的精确度，而且还可以提高泊车的安全性。而且，由于采用超声波和/或红外线的探测方式所获得的与泊车相关的信息无需进行复杂的计算和处理，这与现有技术中必须开发复杂的DSP控制器以对图像信息进行提取和计算相比，无需使用或开发复杂的控制单元，而仅借助单片机或开发简单的DSP控制器等的控制单元11就可以实现对与泊车相关的信息的计算和处理，从而可以降低控制单元的开发难度，进而可以降低智能泊车辅助系统的制造成本和开发成本。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护。

Claims (10)

1.一种智能泊车辅助系统，其特征在于，包括信息采集单元和控制单元，其中

所述信息采集单元用于采用超声波和/或红外线的探测方式采集与泊车相关的信息，并将其发送至所述控制单元，

所述信息采集单元包括角度传感器，所述角度传感器用于采集待泊车辆的方向盘的实时转角值，并将其发送至所述控制单元；

所述控制单元用于基于所述与泊车相关的信息进行计算而获得待泊车辆的方向盘的理想转角值，并基于所述理想转角值获得与泊车相关的控制信号，且将其发送出去，

所述与泊车相关的控制信号包括控制相应的单元采用图像显示或语音播报的方式提示驾驶员有关车轮轨迹辅助线信息，所述车轮轨迹辅助线包括动态车轮轨迹辅助线，所述动态车轮轨迹辅助线为由所述角度传感器采集的所述实时转角值所对应的所述车轮轨迹辅助线，所述智能泊车辅助系统还包括辅助线数据库，所述辅助线数据库存储有车辆型号、与该车辆型号相对应的方向盘的转角值以及与该转角值一一对应的动态车轮轨迹辅助线，

所述控制单元还用于根据所述方向盘的实时转角值读取与该转角值对应的动态车轮轨迹辅助线，并将所述动态车轮轨迹辅助线发送至采用图像显示或语音播报的方式提示驾驶员的相应的单元。

2.根据权利要求1所述的智能泊车辅助系统，其特征在于，所述信息采集单元还包括测距传感器和速度传感器，其中

所述测距传感器设置在所述待泊车辆的车体四周，用以采用超声波和/或红外线的探测方式采集与泊车相关的位置信息，并将其发送至所述控制单元；

所述速度传感器用于采集所述待泊车辆的车轮转速值，并将其发送至所述控制单元。

3.根据权利要求2所述的智能泊车辅助系统，其特征在于，所述控制单元包括计算模块、判断模块和处理模块，其中

所述计算模块用于基于所述信息采集单元发送的所述与泊车相关的位置信息、实时转角值和车轮转速值进行计算而获得停车位的空间尺寸，并将其发送至所述判断模块；

所述判断模块用于根据所述空间尺寸判断停车位的空间是否足够容纳待泊车辆，若是，则向所述计算模块发送计算待泊车辆的方向盘的理想转角值的控制信号；所述计算模块根据该控制信号计算待泊车辆的方向盘的理想转角值，并将其发送至所述处理模块；

所述处理模块用于基于所述理想转角值获得与泊车相关的控制信号，且将其发送出去。

4.根据权利要求2所述的智能泊车辅助系统，其特征在于，所述智能泊车辅助系统还包括显示单元，所述显示单元用于接收由所述控制单元发送而来的所述与泊车相关的控制信号，并将其转换为图像且进行显示。

5.根据权利要求4所述的智能泊车辅助系统，其特征在于，所述信息采集单元还包括图像传感器，所述图像传感器设置在所述待泊车辆的车体四周，用以采集所述待泊车辆四周的图像，并将其发送至所述显示单元加以显示。

6.根据权利要求4或5所述的智能泊车辅助系统，其特征在于，所述控制单元将所述车轮轨迹辅助线发送至所述显示单元加以显示。

7.根据权利要求6所述的智能泊车辅助系统，其特征在于，所述车轮轨迹辅助线还包括静态车轮轨迹辅助线，所述静态车轮轨迹辅助线为与由所述控制单元计算出的所述理想转角值所对应的所述车轮轨迹辅助线。

8.根据权利要求1或3所述的智能泊车辅助系统，其特征在于，所述与泊车相关的控制信号包括有关关键停车点的位置信息、车轮轨迹辅助线信息、换挡提示信息和/或方向盘的转向提示信息的控制信号。

9.根据权利要求1所述的智能泊车辅助系统，其特征在于，所述智能泊车辅助系统还包括语音单元，所述语音单元用于接收由所述控制单元发送而来的所述与泊车相关的控制信号，并将其转换为语音且进行播报。

10.根据权利要求1所述的智能泊车辅助系统，其特征在于，所述控制单元为单片机或DSP处理器。