CN104057950A - 一种全自动泊车系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全自动泊车系统，包括全自动泊车控制器和与全自动泊车控制器通信连接的环境信息采集系统、电动助力转向系统、发动机管理系统、变速器控制器、车身电子稳定系统及电子驻车系统；全自动泊车控制器利用环境信息采集系统获取的泊车信息，规划出可行的泊车路径，作出相关指令，将指令发送各执行机构，并获得的实际反馈信号对规划的泊车路径进行时时的修正，实现对车辆的闭环控制。本发明完全采用了车辆本身已有的机构作为执行器，可靠精确地实现全自动泊车。

Description

一种全自动泊车系统
技术领域
本发明涉及汽车的泊车系统，更具体地说涉及一种全自动泊车系统。
背景技术
目前汽车自动泊车技术大多为半自动泊车系统，依靠超声波传感器或者摄像头感知环境信息，系统通过对环境信息的计算发出指令控制方向盘转向，由驾驶员控制车速和档位。少部分全自动泊车系统具有速度和档位控制功能，但是也需要驾驶员在车内进行部分操作，在泊车过程中，并没有完全把驾驶员释放出来。同时，驾驶员在由系统自动控制运动的车内，不能全方位的掌握周边环境信息，驾驶员还是会存在一定的心理负担。
201210137830.X公开了一种泊车装置及其泊车方法，其包括：用于探测汽车周围环境是否合适泊车，并将泊车信息发送至数据处理板的探测单元；用于对泊车信息进行分析处理，根据分析处理结果得到泊车指令，并将泊车指令发送至操作单元的数据处理板；用于根据泊车指令控制汽车泊车的操作单元；所述探测单元、数据处理板及操作单元依次连接。该发明提供的汽车的泊车装置及方法，通过探测单元探测汽车的周围环境，并通过数据处理板处理汽车的泊车信息，最后使操作单元控制汽车自动避开障碍物并驶入泊车位，该泊车装置的控制精度有待提高，且不利于推广使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种全自动泊车系统，其能够完全采用车辆本身已有的机构作为执行器，可靠精确地实现全自动泊车，并能够实现在全自动泊车过程中将驾驶员从车内完全解放出来。
本发明所述全自动泊车系统，包括环境信息采集系统、电动助力转向系统（EPS）、发动机管理系统（EMS）、变速器控制器（TCU）、车身电子稳定系统（ESP）和电子驻车系统（EPB），还包括全自动泊车控制器及用于启动和关闭全自动泊车系统的智能控制器，该全自动泊车控制器与环境信息采集系统、电动助力转向系统（EPS）、发动机管理系统（EMS）、变速器控制器（TCU）、车身电子稳定系统（ESP）及电子驻车系统（EPB）通信连接。
所述环境信息采集系统用于获取泊车信息，并将泊车信息发送至全自动泊车控制器。
所述全自动泊车控制器利用环境信息采集系统所获取的泊车信息，对当前车辆周围环境进行正确的判定，通过路径规划算法规划出可行的泊车路径，作出相关指令，将指令发送各执行机构，并根据从EPS、TCU获得的实际反馈信号对规划的泊车路径进行时时的修正，以实现对车辆的闭环控制。
所述电动助力转向系统（EPS）用于执行全自动泊车控制器给出的方向盘转向角度指令，将方向盘主动转向到指令给出的角度，并且将方向盘实时的角度反馈给全自动泊车控制器。
所述发动机管理系统（EMS）用于执行全自动泊车控制器给出的发动机远程启动、关闭指令，发动机增扭、降扭指令及车门解锁、闭锁指令。
所述变速器控制器（TCU）用于执行全自动泊车控制器给出的档位请求指令，实现P档、D档、R档之间的自动切换功能，并将档位信息、车速信息、四轮轮速信息反馈给全自动泊车控制器。
所述车身电子稳定系统（ESP）用于执行全自动泊车控制器给出的增压、减压指令，主动进行增压、减压操作对车速进行自动控制。
所述电子驻车系统（EPB）用于执行全自动泊车控制器给出的驻车、释放指令，主动进行车辆的驻车和释放操作。
进一步，所述泊车信息包括车辆距离周围障碍物之间的距离、车位大小和车辆与车位之间的距离。
进一步，所述全自动泊车系统还包括用于启动和关闭全自动泊车系统的智能控制器。
进一步，所述环境信息采集系统包括12路超声波传感器和4路摄像头，其中4路用于全自动泊车车位探测的超声波传感器分别安装在汽车前、后保险杠的侧翼；其余8路用于车辆周围障碍物距离探测分别安装在汽车前、后保险杠上；所述4路摄像头分别安装在车身四周，以获取360度全景信息。摄像头或得的图像信息通过图像算法运算捕获车位信息和周围环境信息，对比12路超声波传感器和4路摄像头所计算出的信息，最终得出准确的环境信息。
进一步，还包括人机交互系统，用于选定全自动平行或垂直泊车模式。
本发明所述全自动泊车系统，完全采用车辆本身已有的机构作为执行器并且通过CAN总线进行通信，全自动泊车控制器所需的车辆本身的信息也完全可以从CAN总线上获取，具备量产可行性。而且在全自动泊车过程中完全将驾驶员从车内解放出来，让驾驶员集中精力监控车辆的全自动泊车过程，避免了驾驶员待在自动驾驶的车内无所适从的惊慌、不适感。驾驶员在车外全方位的监控全自动泊车过程，会避免意外事故的发生，让泊车更加安全。
附图说明
图1为本发明的原理框图。
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明进行详细阐述。
参见图1所示，该全自动泊车系统，包括环境信息采集系统、电动助力转向系统（EPS）6、发动机管理系统（EMS）7、变速器控制器（TCU）8、车身电子稳定系统（ESP）9和电子驻车系统EPB（10）、全自动泊车控制器5、用于启动和关闭全自动泊车系统的智能控制器4及用于选择泊车模式的人机交互系统3。该全自动泊车控制器5与环境信息采集系统、电动助力转向系统6、发动机管理系统7、变速器控制器8、车身电子稳定系统9及电子驻车系统10通过CAN总线连接。
所述环境信息采集系统用于获取泊车信息，如：车辆距离周围障碍物之间的距离、车位大小和距离信息，并将泊车信息发送至全自动泊车控制器5。
所述全自动泊车控制器5利用环境信息采集系统所获取的泊车信息，对当前车辆周围环境进行正确的判定，通过路径规划算法规划出可行的泊车路径，作出相关指令，将指令发送各执行机构，并根据从EPS6、TCU8获得的实际反馈信号对规划的泊车路径进行时时的修正。
所述电动助力转向系统6用于执行全自动泊车控制器5给出的方向盘转向角度指令，将方向盘主动转向到指令给出的角度，并且将方向盘实时的角度反馈给全自动泊车控制器5。
所述发动机管理系统7用于执行全自动泊车控制器5给出的发动机远程启动、关闭指令，发动机增扭、降扭指令及车门解锁、闭锁指令。
所述变速器控制器8用于执行全自动泊车控制器5给出的档位请求指令，实现P档、D档、R档之间的自动切换功能，并将档位信息、车速信息、四轮轮速信息反馈给全自动泊车控制器5。
所述车身电子稳定系统9用于执行全自动泊车控制器5给出的增压、减压指令，主动进行增压、减压操作对车速进行自动控制。
所述电子驻车系统10用于执行全自动泊车控制器5给出的驻车、释放指令，主动进行车辆的驻车和释放操作。
本实施例中的环境信息采集系统包括12路超声波传感器1和4路摄像头2，其中4路用于全自动泊车车位探测的超声波传感器1分别安装在汽车前、后保险杠的侧翼；其余8路用于车辆周围障碍物距离探测分别安装在汽车前、后保险杠上；所述4路摄像头2分别安装在车身四周以获取360度全景信息。超声波传感器1产生40kHz的方波，并经放大电路驱动超声波探头发射超声波，发出的超声波经障碍物反射后由超声波探头接收，当MCU检测到回波信号后，根据当前温度值进行校正，将校正后的结果根据测距公式测算出实际距离。摄像头获得的图像信息通过图像算法运算捕获车位信息和周围环境信息。对比12路超声波传感器和4路摄像头所计算出的信息，选择并得出准确的环境信息。例如，周围障碍物较矮时超声波传感器不容易探测到，此时便可选取摄像头获得的周围环境信息，提高了环境信息的准确性。
车辆泊入车位时，驾驶员需要将车辆停在泊车位附近，通过人机交互系统3选定全自动平行或垂直泊车模式，将车辆挂上P档，并开启EPB10驻车，之后下车关上车门。驾驶员在车外通过智能控制器4触发一键泊车入位按键，全自动泊车系统启动。此时，12路超声波传感器1和4路摄像头2获取的环境信息输入至全自动泊车控制器5。全自动泊车控制器5根据所获得的环境信息规划出车辆行驶路径，计算出方向盘转向角度，将转向角度信号输出给EPS6；计算出发动机增扭、降扭扭矩，输出给EMS7；计算出档位值，将档位信号输出给TCU8；计算出增压、减压值，输出给ESP9。EPS6、EMS7、TCU8、ESP9收到全自动泊车控制器5发出的指令后，响应该指令，执行相应操作，控制车辆按照规划出的行驶路径自动驾驶。同时，EPS6将方向盘实际转向角度信号，TCU8将实际档位信号、车速信号、四轮轮速信号，反馈给全自动泊车控制器5，全自动泊车控制器5根据从EPS6及TCU8获得的实际反馈信号对规划的路径进行时时的修正，重新计算各控制指令发送给EPS6、EMS7、TCU8、ESP9，从而对车辆的运动实现闭环控制，使车辆自动泊入车位。车辆泊入车位后，全自动泊车控制器5发送指令给TCU8，TCU8响应指令，将车辆挂入P档。然后，全自动泊车控制器5发送指令给EPB10，EPB10响应指令，将车辆驻车。最后全自动泊车控制器5发送指令给EMS7，EMS7响应指令，将车辆熄火，并关闭车门锁。此时，完成了全自动泊车泊车入位。
车辆泊出车位时，驾驶员只需在车位附近通过智能控制器4触发一键泊出按键，全自动泊车系统启动。此时全自动泊车控制器5发送指令给EMS7，EMS7响应指令，控制车门解锁，发动机点火。然后全自动泊车控制器5发送指令给EPB10,EPB10响应指令，控制EPB10释放。最后全自动泊车控制器5发出相关指令控制车辆泊出车位，泊出车位的过程与上述泊入车位的过程完全相同。当车辆泊出车位后，全自动泊车控制器5发送指令给TCU8，TCU8响应指令，将车辆挂入P档。然后，全自动泊车控制器5发送指令给EPB10，EPB10响应指令，将车辆驻车。此时全自动泊车出位完成，驾驶员只需直接上车，并驾驶车辆离开。
在全自动泊车入位、出位过程中，驾驶员需要在车外观察周边环境，在任何情况下，驾驶员都可以通过智能控制器4触发泊车终止按键，全自动泊车控制器5接收到泊车终止指令后，发送指令给ESP9，ESP9响应指令，控制车辆立即停车。然后全自动泊车控制器5发送指令给TCU8，TCU8响应指令，将车辆挂入P档。最后，全自动泊车控制器5发送指令给EPB10，EPB10响应指令，将车辆驻车。此时，泊车过程终止。

Claims (5)

1.一种全自动泊车系统，包括环境信息采集系统、电动助力转向系统（6）、发动机管理系统（7）、变速器控制器（8）、车身电子稳定系统（9）和电子驻车系统（10），其特征在于：还包括全自动泊车控制器(5)，该全自动泊车控制器与环境信息采集系统、电动助力转向系统、发动机管理系统、变速器控制器、车身电子稳定系统及电子驻车系统通信连接；
所述环境信息采集系统用于获取泊车信息，并将泊车信息发送至全自动泊车控制器；
所述全自动泊车控制器利用环境信息采集系统所获取的泊车信息，对当前车辆周围环境进行正确的判定，通过路径规划算法规划出可行的泊车路径，作出相关指令，将指令发送各执行机构，并根据从EPS、TCU获得的实际反馈信号对规划的泊车路径进行时时的修正，以实现对车辆的闭环控制；
所述电动助力转向系统（6）用于执行全自动泊车控制器给出的方向盘转向角度指令，将方向盘主动转向到指令给出的角度，并且将方向盘实时的角度反馈给全自动泊车控制器；
所述发动机管理系统（7）用于执行全自动泊车控制器给出的发动机远程启动、关闭指令，发动机增扭、降扭指令及车门解锁、闭锁指令；
所述变速器控制器（8）用于执行全自动泊车控制器给出的档位请求指令，实现P档、D档、R档之间的自动切换功能，并将档位信息、车速信息、四轮轮速信息反馈给全自动泊车控制器；
所述车身电子稳定系统（9）用于执行全自动泊车控制器给出的增压、减压指令，主动进行增压、减压操作对车速进行自动控制；
所述电子驻车系统（10）用于执行全自动泊车控制器给出的驻车、释放指令，主动进行车辆的驻车和释放操作。
2.根据权利要求1所述全自动泊车系统，其特征在于：所述泊车信息包括车辆距离周围障碍物之间的距离、车位大小和车辆与车位之间的距离。
3.根据权利要求1或2所述全自动泊车系统，其特征在于：所述全自动泊车系统还包括用于启动和关闭全自动泊车系统的智能控制器(4)。
4.根据权利要求3所述全自动泊车系统，其特征在于：所述环境信息采集系统包括12路超声波传感器（1）和4路摄像头（2），其中4路用于全自动泊车车位探测的超声波传感器分别安装在汽车前、后保险杠的侧翼，其余8路用于车辆周围障碍物距离探测分别安装在汽车前、后保险杠上；所述4路摄像头分别安装在车身四周，以获取360度全景信息。
5.根据权利要求4所述全自动泊车系统，其特征在于：还包括人机交互系统（3），用于选定全自动平行或垂直泊车模式。
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