CN106945660B - 一种自动泊车系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动泊车系统，属于车辆控制技术领域。其包括：超声波雷达探测器、摄像探头、泊车控制器、驾驶控制模块，泊车控制器接收超声波雷达探测器探测的障碍物距离数据和像探头采集的图像信息，并结合自车信息获取泊车位及实时规划纠正泊车路径，发送控制指令控制驾驶控制模块按照所述泊车路径对车辆进行转向、变速、刹车、驻车控制，以实现车辆按照所述泊车路径行驶，完成泊车，泊车控制器将距离数据和图像信息进行计算，二者优势互补，增强了自动泊车系统对真实环境的感知能力，同时泊车控制器控制驾驶控制模块实现自动泊车功能，采用多传感器识别模式，增强系统的稳健性，保证驾驶员使用的便利性和舒适性。

Description

一种自动泊车系统

技术领域

本发明涉及车辆控制领域，特别涉及一种自动泊车系统。

背景技术

近年来随着生活水平的提高，汽车已经进入千家万户，在汽车泊车时存在一些障碍物或空间窄小时难免会发生一些碰撞为使用者带来不必要麻烦。目前市面上开发了常见的自动泊车系统大体上有两种环境识别模式：一种是图像识别模式，即通过多个摄像头来探测车位和障碍物；另一种是雷达识别模式，即采用安装在前后保险杠上的超声波雷达探头来探测车位和障碍物；两种方案都将识别到的数据传输到泊车控制器(APA ECU)，再由泊车控制器计算出合理的泊车路径，并发出执行指令，由执行机构执行自动泊车，直到车辆自动泊车入位。由于单一传感器识别模式只能提供环境的一部分信息，所以对于某些特殊工况存在一些缺陷。基于图像识别的自动泊车系统采用摄像头进行数据采集，其缺陷在于要克服图像的大范围拼接问题，图像处理技术对障碍物距离的判定不精准，容易出现漏识别和误识别的情况。基于雷达识别的自动泊车系统依靠超声波雷达来探测物体，由于超声波雷达本身的探测局限性，使得自动泊车系统对于一些特殊工况存在一些不足，例如下方的工况：

1.道路杂物(树叶、废弃物、冰雪)盖住路沿时，超声波雷达系统很难识别到路沿；

2.空位上有尺寸较小的警示柱等障碍物，雷达探头可能会探测不到，而把该空车位作为有效的停车位；

3.倒车入库过程中，后方可能有移动的小障碍物(比如小宠物)窜出，雷达探头可能探测不到，不能及时制动；

4.雷达探头探测不到两侧均没有车辆的停车位。

因此上述单一传感器识别模式的自动驾驶方案并不能从本质上规避上述工况的风险，进而影响驾驶员使用的便利性和舒适性。

发明内容

本发明一个目的是要使得超声波雷达探测器和摄像探头结合采集空位信息，进而进行自动泊车。

特别地，本发明提供了一种自动泊车系统，包括：

环境采集模块，包括布置于车辆四周的多个超声波雷达探测器和多个摄像探头，所述超声波雷达探测器用于采集车辆与周围障碍物的距离数据，所述摄像探头用于采集所述车辆周围的图像信息；通过CAN总线将所述距离数据和所述图像信息传送至泊车控制器；

泊车控制器，用于接收所述距离数据和所述图像信息，并结合自车信息获取泊车位及实时规划纠正泊车路径，发送控制指令控制驾驶控制模块按照所述泊车路径行驶，以进行泊车；

驾驶控制模块，包括电动助力转向系统、双离合变速器、电子刹车系统、电子稳定装置以及电子驻车制动系统，用于接收所述控制指令并对车辆进行转向、变速、刹车、驻车控制，以实现车辆按照所述泊车路径行驶，完成泊车。

进一步地，所述泊车控制器接收所述距离数据和所述图像信息，结合自车当前行驶速度以及从转向系统得到的车辆当前前轮偏角，计算出自车当前的理论车身姿态，并计算周围存在的空位的大小和类型，并与车身大小进行对比分析，判断是垂直还是平行车位，规划泊车路径控制所述驾驶控制模块进行泊车。

进一步地，获取泊车位时，所述泊车控制器融合所述距离数据和所述图像信息计算车辆两侧的障碍物距车身的横向距离，所述横向距离大于第一阈值时对自车当前的车速进行积分，获取空位的长度，所述空位的长度大于第二阈值时，即成功获取泊车位。

进一步地，在泊车时所述泊车控制器根据自车车速、超声波雷达探测到的两侧车辆距离和摄像头识别到的后方障碍物距离，对所述泊车路径进行实时更新纠正。

进一步地，在泊车时，所述泊车控制器根据所述距离数据和所述图像信息确定障碍物及泊车位与车辆的相对位置，并通过车速和车身的横摆角度计算出车辆行进的轨迹和车身姿态，定位车辆对于泊车位和障碍物之间的相对位置。

进一步地，所述泊车控制器在接收所述超声波雷达探测器和/或所述摄像探头在识别到后方出现高低不平或有忽然窜出的障碍物时发出紧急制动的控制指令。

进一步地，在泊车过程中，当遇到所述泊车路径不可行时，所述泊车控制器重新规划路径；或者选定的泊车位不可行时，重新进行车位选择。

进一步地，还包括报警模块，用于接收并显示所述泊车控制器发送的所述超声波雷达探测车辆与周围障碍物的最小距离数据和所述摄像探头采集车辆周围的最小距离图像信息。

进一步地，所述报警模块通过显示屏标注障碍物或/和声音警示。

进一步地，所述超声波雷达的数量为12个；所述摄像探头为红外广角摄像头，所述摄像探头的数量为4个。

本发明提供的一种自动泊车系统，泊车控制器中将超声波雷达与摄像头所采集的信息进行计算，二者优势互补，极大丰富了所识别的环境系统数据库，增强了自动泊车系统对真实环境的感知能力，克服了图像处理技术障碍物识别不准确和超声波传感器不能探测只有车位线的泊车位等问题。

本发明的一种自动泊车系统，泊车控制器控制驾驶控制模块实现自动泊车功能，采用多传感器识别模式，进而得到更加丰富准确的环境信息，增强系统的稳健性，保证驾驶员使用的便利性和舒适性。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的自动泊车系统的控制逻辑图；

图2是根据本发明一个实施例的自动泊车系统的总体架构图。

具体实施方式

下面结合图1和图2对本发明进行详细说明。

本发明提供的一种自动泊车系统一般性地可包括：环境采集模块，包括布置于车辆四周的多个超声波雷达探测器1和多个摄像探头2，超声波雷达探测器1用于采集车辆与周围障碍物的距离数据，摄像探头2用于采集车辆周围的图像信息；通过CAN总线将距离数据和图像信息传送至泊车控制器4；泊车控制器4用于接收距离数据和图像信息，并结合自车信息获取泊车位及实时规划纠正泊车路径，发送控制指令控制驾驶控制模块按照泊车路径行驶，以进行泊车；驾驶控制模块，包括电动助力转向系统5、双离合变速器6、电子刹车系统7、电子稳定装置8以及电子驻车制动系统9，用于接收控制指令并对车辆进行转向、变速、刹车、驻车控制，以实现车辆按照泊车路径行驶，完成泊车。泊车控制器4中将超声波雷达探测器1与摄像头所采集的信息进行计算，二者优势互补，极大丰富了所识别的环境系统数据库，增强了自动泊车系统对真实环境的感知能力，克服了图像处理技术障碍物识别不准确和超声波传感器不能探测只有车位线的泊车位等问题，增强系统的稳健性，保证驾驶员使用的便利性和舒适性。

具体地，泊车控制器接收距离数据和图像信息，结合自车当前行驶速度以及从转向系统得到的车辆当前前轮偏角，计算出自车当前的理论车身姿态，并计算周围存在的空位的大小和类型，并与车身大小进行对比分析，判断是垂直还是平行车位，规划泊车路径控制驾驶控制模块进行泊车；获取泊车位时，泊车控制器融合距离数据和图像信息计算车辆两侧的障碍物距车身的横向距离，横向距离大于第一阈值时对自车当前的车速进行积分，其中第一阈值是车身宽度加上车辆在转弯时所需宽度，只有横向距离大于第一阈值才具备泊车条件，获取空位的长度，空位的长度大于第二阈值时，即成功获取泊车位，其中第二阈值是车身长度加上车辆在转弯时所需长度，只有空位的长度大于第二阈值才具备泊车条件。

在泊车时泊车控制器根据自车车速、超声波雷达探测到的两侧车辆距离和摄像头识别到的后方障碍物距离，对通过车速和车身的横摆角度计算出车辆行进的轨迹和车身姿态，定位车辆对于泊车位和障碍物之间的相对位置，对泊车路径进行实时更新纠正。泊车控制器在接收超声波雷达探测器和/或摄像探头在识别到后方出现高低不平或有忽然窜出的障碍物时发出紧急制动的控制指令，并根据最小距离提供报警警示。当泊车路径不可行时，泊车控制器重新规划路径；或者选定的泊车位不可行时，重新进行车位选择。

在一具体实施例中，如图2所示，在驾驶员需要泊车时，驾驶员确认泊车，布置在车辆四周的多个超声波雷达探测器探测车辆与周围障碍物的距离，进行泊车位识别是平行车位还是垂直车位，在探测到空位时进行初步规划泊车轨迹。其中，布置于车辆四周的超声波雷达的数量为12个分别设置在车辆前后保险杠和、车辆的左后视镜上、车辆的右后视镜上，超声波雷达是起到探测车辆周围障碍物距离，要实现车辆各个角度的测量，只要本技术领域人员认为最佳位置都可以设置超声波雷达来增加障碍物的检测，其数量也可以减少或增加。在确认泊车空位时，泊车控制器接合距离数据和图像信息计算车辆两侧的障碍物距车身的横向距离，横向距离大于第一阈值时对自车当前的车速进行积分，获取空位的长度，空位的长度大于第二阈值时，即成功获取泊车位，只有横向距离大于第一阈值和空位的长度大于第二阈值才具备泊车条件；其中图像信息使用摄像头采取，摄像头分别设置在头分别设置于车辆的进气格栅上、车辆的左后视镜上、车辆的右后视镜上和车辆的后备箱的外侧底部，摄像头是进行对车辆360度环视作用，只要本技术领域人员认为最佳位置都可以设置摄像头来增加对车辆的环视检测，其数量也可以减少或增加。在确认泊车空位后泊车控制器通过距离数据、图像信息和对自车姿态、自车相对空位位置、车速、前轮转角度进行实时更新泊车路径，同时泊车控制器控制电动助力转向系统、双离合变速器、电子刹车系统、电子稳定装置以及电子驻车制动系统，车辆进行转向、变速、刹车、驻车控制，以实现车辆按照所述泊车路径行驶，完成泊车。在泊车控制器接收超声波雷达探测车辆与周围障碍物的最小距离数据和摄像探头采集车辆周围的最小距离图像信息或识别到后方出现高低不平或有忽然窜出的小障碍物(宠物、小孩等)时，泊车控制器会发出指令给电子刹车系统，立即启动紧急制动，保证行车安全，同时通过报警模块显示屏标注障碍物或/和声音进行警示。

当泊车是遇到新探测到障碍物时会根据空间大小判断空位是否符合泊车条件，当条件符合时进行泊车，当泊车条件不可行时，所述泊车控制器重新规划路径；或者选定的泊车位不可行时，重新进行车位选择。

本发明提供的一种自动泊车系统，泊车控制器中将超声波雷达与摄像头所采集的信息进行计算，二者优势互补，极大丰富了所识别的环境系统数据库，增强了自动泊车系统对真实环境的感知能力，克服了图像处理技术障碍物识别不准确和超声波传感器不能探测只有车位线的泊车位等问题。

本发明提供的一种自动泊车系统，泊车控制器控制驾驶控制模块实现自动泊车功能，采用多传感器识别模式，进而得到更加丰富准确的环境信息，增强系统的稳健性，保证驾驶员使用的便利性和舒适性。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种自动泊车系统，其特征在于，包括：

环境采集模块，包括布置于车辆四周的多个超声波雷达探测器和多个摄像探头，所述超声波雷达探测器用于采集车辆与周围障碍物的距离数据，所述摄像探头用于采集所述车辆周围的图像信息；通过CAN总线将所述距离数据和所述图像信息传送至泊车控制器；

泊车控制器，用于接收所述距离数据和所述图像信息，并结合自车信息获取泊车位及实时规划纠正泊车路径，发送控制指令控制驾驶控制模块按照所述泊车路径行驶，以进行泊车；

驾驶控制模块，包括电动助力转向系统、双离合变速器、电子刹车系统、电子稳定装置以及电子驻车制动系统，用于接收所述控制指令并对车辆进行转向、变速、刹车、驻车控制，以实现车辆按照所述泊车路径行驶，完成泊车；

所述泊车控制器接收所述距离数据和所述图像信息，结合自车当前行驶速度以及从转向系统得到的车辆当前前轮偏角，计算出自车当前的理论车身姿态，并计算周围存在的空位的大小和类型，并与车身大小进行对比分析，判断是垂直还是平行车位，规划泊车路径控制所述驾驶控制模块进行泊车；

获取泊车位时，所述泊车控制器融合所述距离数据和所述图像信息计算车辆两侧的障碍物距车身的横向距离，所述横向距离大于第一阈值时对自车当前的车速进行积分，获取空位的长度，所述空位的长度大于第二阈值时，即成功获取泊车位；

在泊车时，所述泊车控制器根据所述距离数据和所述图像信息确定障碍物及泊车位与车辆的相对位置，并通过车速和车身的横摆角度计算出车辆行进的轨迹和车身姿态，定位车辆对于泊车位和障碍物之间的相对位置。

2.根据权利要求1所述的自动泊车系统，其特征在于，在泊车时所述泊车控制器根据自车车速、超声波雷达探测到的两侧车辆距离和摄像头识别到的后方障碍物距离，对所述泊车路径进行实时更新纠正。

3.根据权利要求2所述的自动泊车系统，其特征在于，所述泊车控制器在接收所述超声波雷达探测器和/或所述摄像探头在识别到后方出现高低不平或有忽然窜出的障碍物时发出紧急制动的控制指令。

4.根据权利要求2所述的自动泊车系统，其特征在于，在泊车过程中，当遇到所述泊车路径不可行时，所述泊车控制器重新规划路径；或者选定的泊车位不可行时，重新进行车位选择。

5.根据权利要求1所述的自动泊车系统，其特征在于，还包括报警模块，用于接收并显示所述泊车控制器发送的所述超声波雷达探测车辆与周围障碍物的最小距离数据和所述摄像探头采集车辆周围的最小距离图像信息。

6.根据权利要求5所述的自动泊车系统，其特征在于，所述报警模块通过显示屏标注障碍物或/和声音警示。

7.根据权利要求5所述的自动泊车系统，其特征在于，所述超声波雷达的数量为12个；所述摄像探头为红外广角摄像头，所述摄像探头的数量为4个。