CN106143609A - 一种泊车系统及其垂直方向泊车方法 - Google Patents

一种泊车系统及其垂直方向泊车方法 Download PDF

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马世典
江浩斌
韩牟
沈峥楠
唐斌
梁军
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Abstract

本发明公开了一种泊车系统及其垂直方向泊车方法。该系统由测距传感器、车速传感器、中央处理模块以及语音提示模块组成。在寻库过程中，通过测距传感器实时测量车两侧距离障碍物的距离，结合车速信息判断满足要求的空闲车位；采用“四步法”完成垂直泊车：S1，将方向盘回正将车辆调整到右后轮中心处于P1点处，提示停车换前进档；S2，方向盘左打满，向前行驶直至右后轮中心处于M点，提示停车换倒档；S3，方向盘右打满，倒车行驶直至右后轮中心处于O点，提示方向盘回正；S4，方向盘回正向后行驶直至距离后方障碍物30厘米或车辆前边缘与侧方车辆前方边缘平齐，完成垂直泊车。本发明通过设计的泊车算法能准确有效的将车停入垂直车位。

Description

一种泊车系统及其垂直方向泊车方法
技术领域
本发明涉及汽车电子技术领域，特别是涉及一种泊车系统及其垂直方向泊车方法。
背景技术
随着泊车技术的进步，各种辅助或自动泊车系统已逐步进入应用阶段。但目前泊车系统大多仅处理平行方向泊车，对垂直方向泊车处理效果较差，往往较难泊车成功或最终停车位置不理想，使得驾乘人员难以方便的上下车辆。
发明内容
为了解决在现有泊车系统对垂直方向泊车处理效果较差的问题，本发明提供了一种泊车系统及其垂直方向泊车方法。本发明所采用的技术方案是：
一种泊车系统，包括环境信息采集处理模块、车速信号采集处理模块以及中央处理模块；所述环境信息采集处理模块、所述车速信号采集处理模块均与所述中央处理模块相连；所述环境信息采集处理模块用于获得车辆周围障碍物的距离，采用长距离传感器和短距离传感器，所述长距离传感器安装在车辆的左侧和右侧，所述短距离传感器安装在车辆的前保险杠和后保险杠上面；所述长距离传感器、所述短距离传感器均采用超声波传感器；所述车速信号采集处理模块将轮速信号转化为车速并用于计算车辆行驶距离；所述中央处理模块采用32位单片机及外围电路，用于处理环境信息采集处理模块和车速信号采集处理模块提供的信息，计算得出行驶距离、车位深度和宽度，规划泊车路径，并在泊车过程中通过语音给驾驶员提示。
根据上述泊车系统，本发明还提出了一种垂直方向车位的泊车方法，包括如下步骤：
(1)启动泊车系统；
(2)车辆沿寻库方向低速前进，同时环境信息采集处理模块采集汽车两侧无障碍物的距离信息，车速信号采集处理模块采集车速信息，处理后传输到中央处理模块；
(3)当车辆一侧的长距离传感器探测到整个空闲车位F时，中央处理模块将接收到的距离参数处理得到车位的深度d6和宽度尺寸W，并判断车位是否满足当前汽车的泊车要求；当满足当前汽车泊车要求时，执行第(4)步，不满足当前汽车泊车要求时，重新执行步骤(2)和(3)，重新寻找车位；
(4)中央处理模块根据目标车位进行路径规划，采用“四步法”完成垂直泊车，所述四步法包括如下：
S1，驾驶员手动将方向盘回正将车辆调整到右后轮中心处于转向行驶起点P1处，语音提示驾驶员停车换前进档；
S2，驾驶员手动将方向盘左打满，向前行驶直至右后轮中心处于车辆前行终止点M，语音提示驾驶员停车换倒档；
S3，驾驶员手动将方向盘右打满，倒车行驶直至右后轮中心处于转向行驶终止点O，语音提示驾驶员方向盘回正；此时车辆纵向轴线与空闲车位纵向轴线平行，且基本重合以保证距离车辆左侧和右侧车的距离基本相等；
S4，驾驶员手动将方向盘回正向后行驶，同时通过侧方测距传感器识别左右车辆的前方边缘，并依此为基础计算向后行驶距离，以保证泊车中的后方安全，向后行驶直至距离后方障碍物30厘米或者车辆前边缘与侧方车辆前边缘平齐；此时完成垂直泊车。
进一步地，所述步骤(3)中车位的深度尺寸d6和宽度尺寸W的确定方法如下：
侧方测距传感器t1时刻探测到侧方距离为d2，0.5m<d2<1.5m,后一时刻t2探测到侧方距离值为d5,其中d5>4m,则判定t2时刻对应的位置为可能的空闲泊车位的一侧边界；判定另一侧边界：侧方测距传感器t1’时刻探测到侧方距离为d2’,其中d2’>4m,后一时刻t2’探测到侧方距离值为d5’,其中0.5m<d5’<1.5m,则判定t2’时刻对应的位置为可能的空闲泊车位的另一侧边界；计算可能为空闲车位的宽度及深度，宽度由测量时刻的时间差值与车速决定，深度由d5与d2的差值决定。
进一步地，所述步骤(4)中P1点的确定方法如下：
为方便驾乘人员上下车，设定泊车后理想状态为车辆E距离车位右方边界距离为d3，d3的计算方法为：当车位左侧或两侧停放车辆的驾驶员需要从该车位一侧上下车时，该距离计算方法为车位宽度减去本车宽度再除以2；当车位左侧停放车辆的驾驶员不需要从该车位一侧上下车时，该距离计算方法为：车位宽度减去本车宽度再除以2，若结果大于某设定值，则将此结果乘以一个大于等于0.5且小于等于1的系数后作为右侧空间距离d3计算值；P1点距离右方边界垂直距离其中r为方向盘右打满和左打满对应的转弯半径的平均值，按照公式r＝(L/arcsinα+L/arcsinβ)/2计算得出，其中L为车辆轴距，α为右前轮转角，β为左前轮转角；方向盘打满后P1点距离车位前方边界的垂直距离为d2。
进一步地，所述步骤(4)中M点的确定方法如下：
点M距离车位右方边界的垂直距离为点M距离车位前方边界的垂直距离为
进一步地，所述步骤(4)中O点的确定方法如下：
点O距离车位右边界垂直距离为d3，距离车位前边界垂直距离为
进一步地，在所述步骤(4)的泊车过程中，P1点、M点和O点的位置通过语音播报给驾驶员。
本发明的有益效果：
本发明提出的一种泊车系统及其针对垂直方向车库的泊车方法简单、节约成本，泊车所需外部装置少，中央处理单元所需数据主要通过取汽车现有设备中信号处理后得到，充分利用现有资源，并且针对垂直泊车工况下规划了“四步法”的泊车路径，使垂直泊车过程中碰擦风险降低，且泊车后车辆停止位置距离左右方车辆距离均等适中，方便驾乘人员上下车。
附图说明
图1为垂直泊车场景示意图；
图2为车辆右后轮泊车过程中的轨迹示意；
图3为方向盘右打满和左打满对应的转弯半径平均值计算示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。本发明方法能较好的适用于车位两侧或单侧停车的情况下，协助驾驶员准确有效的把车停入车位。
本发明提出的一种泊车系统，包括环境信息采集处理模块、车速信号采集处理模块以及中央处理模块；所述环境信息采集处理模块、所述车速信号采集处理模块均与所述中央处理模块相连；
所述环境信息采集处理模块用于获得车辆周围障碍物的距离，采用长距离传感器和短距离传感器，所述长距离传感器安装在车辆的左侧和右侧，所述短距离传感器安装在车辆的前保险杠和后保险杠上面；所述长距离传感器、所述短距离传感器均采用超声波传感器；
所述车速信号采集处理模块将轮速信号转化为车速并用于计算车辆行驶距离；
所述中央处理模块采用32位单片机及外围电路，用于处理环境信息采集处理模块和车速信号采集处理模块提供的信息，计算得出行驶距离、车位深度和宽度，规划泊车路径，并在泊车过程中通过语音给驾驶员提示。
本发明提出的垂直车位的泊车方法如下：
(1)启动泊车系统；
(2)如图1所示，车辆E沿寻库方向低速前进，同时环境信息采集处理模块接收汽车两侧超声波传感器探测的距离信号，车速信号采集处理模块接收车速信号，处理后传输到中央处理模块；
(3)当车辆E侧方的长距离传感器探测到整个空闲车位F时，中央处理模块同时将接收到的距离参数处理后得到车位F的深度尺寸d6和宽度尺寸W，并判断车位是否满足当前汽车的泊车要求，满足当前汽车泊车要求时，即车位深度大于或等于车长加l1，车位宽度大于或等于车宽加l2，其中l1和l2可根据实际情况设定。执行第(4)步，不满足当前汽车泊车要求时，重新执行步骤(2)和(3)，重新寻找车位；
(4)中央处理模块根据目标车位进行路径规划，采用如图1中虚线所示的“四步法”完成垂直泊车：S1，方向盘回正将车辆调整到右后轮中心处于如图2所示的P1点处，提示停车换前进档；S2，如图1所示，方向盘左打满角度a度，向前行驶直至右后轮中心处于图2所示的M点处，提示停车换倒档；S3，方向盘右打满角度b度，倒车直至第③段路径结束，即右后轮中心处于如图2所示的O点处，此时车辆纵向轴线与空闲车位纵向轴线平行，且基本重合以保证距左右侧车距离基本相等；S4，方向盘回正向后行驶，同时通过侧方测距传感器识别左右车辆C2、C3的前方边缘，并依此为基础计算向后行驶距离，以保证泊车中的后方安全，向后行驶直至距离后方障碍--如路肩、马路牙等，30厘米或车辆E前边缘与C3车车前方边缘平齐。
进一步，在步骤(3)中，车位F的深度尺寸d6和宽度尺寸W的获得方法如下：侧方测距传感器t1时刻探测到侧方距离为d2，其中0.5m<d2<1.5m,后一时刻t2探测到侧方距离值为d5,其中d5>4m,则判定t2时刻对应的位置为可能的空闲泊车位一侧边界；另一侧边界确定方法为：侧方测距传感器t1’时刻探测到侧方距离为d2’,其中d2’>4m，后一时刻t2’探测到侧方距离值为d5’,其中0.5m<d5’<1.5m,则判定t2’时刻对应的位置为可能的空闲泊车位另一侧边界；以此获得该车位F的宽度及深度，宽度由测量时刻的时间差值与车速决定，深度由d5与d2的差值决定。
进一步，在步骤(4)的S1中，P1点的确定方法：为方便驾乘人员上下车，设定泊车后理想状态为车辆E距离车位右方边界距离d3，计算方法为：当车位左侧或两侧停放车辆的驾驶员需要从该车位一侧上下车时，该距离计算方法为车位宽度减去本车宽度再除以2；当车位左侧停放车辆的驾驶员不需要从该车位一侧上下车时，该距离计算方法为：车位宽度减去本车宽度再除以2，若结果大于某设定值dset，此处设定为0.5m，则将此结果乘以某一大于等于0.5且小于等于1的系数后作为右侧空间距离d3计算值。P1点距离右方边界垂直距离其中r为方向盘右打满和左打满对应的转弯半径的平均值，如图3所示，按照公式r＝(L/arcsinα+L/arcsinβ)/2计算，其中L为车辆轴距，α为右前轮转角，β为左前轮转角。方向盘打满后左右轮对应点P1距离车位前方边界的垂直距离为d2。
进一步，在步骤(4)的S2中，方向盘左打满角度a向前行驶至右后轮中心处于点M处，M的确定方法：点M距离车位右方边界的垂直距离为点M距离车位前方边界的垂直距离为
进一步，在步骤(4)的S3中，方向盘左打满角度b向后倒车行驶至右后轮中心处于点O处，点O的确定方法：点O距离车位右边界垂直距离为d3，距离车位前边界垂直距离为
进一步，所述步骤(4)的泊车过程中，P1点、M点和O点的位置通过语音播报给驾驶员。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种泊车系统，其特征在于，包括环境信息采集处理模块、车速信号采集处理模块以及中央处理模块；所述环境信息采集处理模块、所述车速信号采集处理模块均与所述中央处理模块相连；所述环境信息采集处理模块用于获得车辆周围障碍物的距离，采用长距离传感器和短距离传感器，所述长距离传感器安装在车辆的左侧和右侧，所述短距离传感器安装在车辆的前保险杠和后保险杠上面；所述长距离传感器、所述短距离传感器均采用超声波传感器；所述车速信号采集处理模块将轮速信号转化为车速并用于计算车辆行驶距离；所述中央处理模块采用32位单片机及外围电路，用于处理环境信息采集处理模块和车速信号采集处理模块提供的信息，计算得出行驶距离、车位深度和宽度，规划泊车路径，并在泊车过程中通过语音给驾驶员提示。
2.一种垂直方向车位的泊车方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)启动泊车系统；
(2)车辆沿寻库方向低速前进，同时环境信息采集处理模块采集汽车两侧无障碍物的距离信息，车速信号采集处理模块采集车速信息，处理后传输到中央处理模块；
(3)当车辆一侧的长距离传感器探测到整个空闲车位F时，中央处理模块将接收到的距离参数处理得到车位的深度d6和宽度尺寸W，并判断车位是否满足当前汽车的泊车要求；当满足当前汽车泊车要求时，执行第(4)步，不满足当前汽车泊车要求时，重新执行步骤(2)和(3)，重新寻找车位；
(4)中央处理模块根据目标车位进行路径规划，采用“四步法”完成垂直泊车，所述四步法包括如下：
S1，驾驶员手动将方向盘回正将车辆调整到右后轮中心处于转向行驶起点P1处，语音提示驾驶员停车换前进档；
S2，驾驶员手动将方向盘左打满，向前行驶直至右后轮中心处于车辆前行终止点M，语音提示驾驶员停车换倒档；
S3，驾驶员手动将方向盘右打满，倒车行驶直至右后轮中心处于转向行驶终止点O，语音提示驾驶员方向盘回正；此时车辆纵向轴线与空闲车位纵向轴线平行，且基本重合以保证距离车辆左侧和右侧车的距离基本相等；
S4，驾驶员手动将方向盘回正向后行驶，同时通过侧方测距传感器识别左右车辆的前方边缘，并依此为基础计算向后行驶距离，以保证泊车中的后方安全，向后行驶直至距离后方障碍物30厘米或者车辆前边缘与侧方车辆前边缘平齐；此时完成垂直泊车。
3.根据权利要求2所述的一种垂直方向车位的泊车方法，其特征在于，所述步骤(3)中车位的深度尺寸d6和宽度尺寸W的确定方法如下：
侧方测距传感器t1时刻探测到侧方距离为d2，0.5m<d2<1.5m,后一时刻t2探测到侧方距离值为d5,其中d5>4m,则判定t2时刻对应的位置为可能的空闲泊车位的一侧边界；判定另一侧边界：侧方测距传感器t1’时刻探测到侧方距离为d2’,其中d2’>4m,后一时刻t2’探测到侧方距离值为d5’,其中0.5m<d5’<1.5m,则判定t2’时刻对应的位置为可能的空闲泊车位的另一侧边界；计算可能为空闲车位的宽度及深度，宽度由测量时刻的时间差值与车速决定，深度由d5与d2的差值决定。
4.根据权利要求3所述的一种垂直方向车位的泊车方法，其特征在于，所述步骤(4)中P1点的确定方法如下：
为方便驾乘人员上下车，设定泊车后理想状态为车辆E距离车位右方边界距离为d3，d3的计算方法为：当车位左侧或两侧停放车辆的驾驶员需要从该车位一侧上下车时，该距离计算方法为车位宽度减去本车宽度再除以2；当车位左侧停放车辆的驾驶员不需要从该车位一侧上下车时，该距离计算方法为：车位宽度减去本车宽度再除以2，若结果大于某设定值，则将此结果乘以一个大于等于0.5且小于等于1的系数后作为右侧空间距离d3计算值；P1点距离右方边界垂直距离其中r为方向盘右打满和左打满对应的转弯半径的平均值，按照公式r＝(L/arcsinα+L/arcsinβ)/2计算得出，其中L为车辆轴距，α为右前轮转角，β为左前轮转角；方向盘打满后P1点距离车位前方边界的垂直距离为d2。
5.根据权利要求4所述的一种垂直方向车位的泊车方法，其特征在于，所述步骤(4)中M点的确定方法如下：
点M距离车位右方边界的垂直距离为点M距离车位前方边界的垂直距离为
6.根据权利要求4所述的一种垂直方向车位的泊车方法，其特征在于，所述步骤(4)中O点的确定方法如下：
点O距离车位右边界垂直距离为d3，距离车位前边界垂直距离为
7.根据权利要求2所述的一种垂直方向车位的泊车方法，其特征在于，在所述步骤(4)的泊车过程中，P1点、M点和O点的位置通过语音播报给驾驶员。
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