CN107585159B - 具有停车辅助装置的车辆 - Google Patents

Abstract

一种车辆包括：马达、转向器、传感器、处理器，处理器配置为：(a)加载存储的停车位；(b)通过传感器，测绘车辆前方的区域的地图；(c)基于(a)将虚拟段与地图上的位置相交；(d)比较基于(c)的目前方向与基于(a)的期望方向；(e)基于(d)通过转向器自动重新引导车辆。

Description

具有停车辅助装置的车辆

技术领域

本公开涉及机动车辆的辅助停车。

背景技术

现有技术的自动停车和/或停车辅助程序不能准确地测绘车辆相对于小的或狭窄的停车位的位置。

发明内容

根据各种实施例，符合本公开的车辆包括：马达、转向器、传感器、处理器，处理器配置为：(a)加载存储的停车位；(b)通过传感器，测绘车辆前方的区域的地图；(c)基于(a)将虚拟段与地图上的位置相交；(d)比较基于(c)的目前方向与基于(a)的期望方向；(e)基于(d)通过转向器自动重新引导车辆。

附图说明

为了更好地理解本发明，可以参考以下附图中所示的实施例。附图中的部件不一定按比例绘制，并且可以省略相关的元件，或者在某些情况下可能会夸大其中的比例，以便强调并清楚地说明本文所描述的新颖特征。此外，如本领域公知的，系统组件能以各种方式部署。此外，在附图中，几个视图中相同的附图标记表示相应的部分。

图1是车辆计算系统的框图；

图2是包括车辆计算系统的车辆的示意图；

图3是停车库某一层的虚拟地图；

图4是具有从车辆延伸的虚拟段的停车库某一层的虚拟地图；

图5a和5b是车辆的虚拟方向图(heading map)；

图6是停放车辆的方法的框图；

图7是保存停车位的方法的框图。

具体实施方式

虽然本发明可以以各种形式实施，但是在附图中示出并且在下文中将描述一些示例性和非限制性实施例，同时应当理解，本公开被认为是本发明的示例，并不意味着将本发明限制于所示的具体实施例。

在本申请中，反义连词的使用旨在包括连词。使用的定冠词或不定冠词不意味着表示基数。特别地，对“该”对象或“一”或“一个”对象的引用也意味着表示可能是多个该种对象中的一个。此外，连词“或”可以用于连接作为一个选项的同时存在的特征，和作为另一选项的互斥替代。换言之，连词“或”应该被理解为包括作为一个选项的“和/或”，和作为另一个选项的“二选一”。

图1示出了示例性车辆200的计算系统100。车辆200也称为第一车辆200。车辆200包括马达、电池、由马达驱动的至少一个车轮、以及配置为使至少一个车轮绕轴线转动的转向系统。已有文件描述了合适的车辆，例如Miller等人的美国14/991,496号专利申请(“Miller”)和Prasad等人的美国8,180,547号专利(“Prasad”)，二者的全部内容通过引用并入本文。计算系统100启用设备内机械系统的自动控制。还启用了与外部设备的通信。计算系统100包括数据总线101、一个或多个处理器108、易失性存储器107、非易失性存储器106、用户界面105、远程信息处理单元104、致动器和马达103、以及本地传感器102。

数据总线101在电子部件之间传送电子信号或数据。处理器108对电子信号或数据执行操作，以产生经修改的电子信号或数据。易失性存储器107存储处理器108即刻调回的数据。非易失性存储器106存储易失性存储器107和/或处理器108调回的数据。非易失性存储器106包括一系列非易失性存储器，包括硬盘驱动器、固态硬盘(SSD)、数字化视频光盘(DVD)、蓝光盘等等。用户界面105包括显示器、触摸屏显示器、键盘、按钮和其他允许用户与计算系统交互的设备。远程信息处理单元104能够通过蓝牙、蜂窝数据(例如第三代移动通信技术(3G)、长期演进技术(LTE))、通用串行总线(USB)等等与外部处理器进行有线和无线通信。远程信息处理单元104可以配置为在指定频率上广播信号(例如，根据下面描述的计算，在1kHz或200kHz频率上的一种车辆间传输)。

致动器/马达103产生物理效果。致动器/马达的示例包括燃料喷射器、转向器、用于向车轮传递扭矩的马达、挡风玻璃刮水器、制动灯电路、变速器、安全气囊、触觉马达或发动机等等。本地传感器102将数字读数或测量值传送到处理器108。合适传感器的示例包括温度传感器、旋转传感器、安全带传感器、速度传感器、摄像机、激光雷达传感器、雷达传感器、超声波传感器、红外传感器等等。应当理解，图1的各种连接部件可以包括独立的或专用的处理器和存储器。计算系统100的结构和操作的进一步细节记载于，例如Miller和/或Prasad中。

图2大体示出并说明了包括计算系统100的车辆200。尽管未示出，但车辆200与诸如移动电话的移动设备可操作地无线通信。一些本地传感器102安装在车辆200外部。本地传感器102a可以是超声波传感器、激光雷达传感器、照相机、视频摄像机、和/或麦克风等等。本地传感器102a可以配置为检测车辆200前方的物体，如通过前方感测范围104a所示。本地传感器102b可以包括超声波传感器、激光雷达传感器、红外传感器、照相机、视频摄像机、和/或麦克风等等中的一个或多个。本地传感器102b可以配置为检测车辆200后方的物体，如通过后方感测范围104b所示。左侧传感器102c和右侧传感器102d可以配置为对车辆200的左侧和右侧执行相同的功能。车辆200包括设置于车辆内部或车辆外部的一系列其它传感器102。这些传感器可以包括在Prasad中公开的任意或全部传感器。

应当理解，车辆200配置为执行下面描述的方法和操作。在一些情况下，车辆200配置为通过计算机程序来执行这些功能，计算机程序存储在计算系统100的易失性和/或非易失性存储器上。处理器“配置为”当处理器与存储软件程序的存储器进行可操作地通信时执行所公开的操作，该软件程序具有实施所公开操作的代码或指令。关于处理器、存储器和程序如何协同工作的进一步描述记载于Prasad中。还应当理解，与车辆200可操作地通信的移动设备或外部服务器执行下文讨论的一些或全部方法和操作。

在各种实施例中，车辆200是Prasad的车辆100a。在各种实施例中，计算系统100是Prasad的图2的VCCS(车辆控制与通信系统)102。在各种实施例中，车辆200与Prasad的图1所示的部分或全部设备通信，包括移动设备110、通信塔116、电信网络118、因特网120、和数据处理中心122。

在权利要求中使用时，术语“负载车辆”在此被定义为：“包括马达、多个车轮、电源、和转向系统的车辆；其中马达向多个车轮中的至少一个传递扭矩，从而驱动多个车轮中的至少一个；其中电源向马达提供能量；并且其中转向系统配置为转向多个车轮中的至少一个。”在权利要求中使用时，术语“全装备的电动车辆”在此被定义为：“包括电池、多个车轮、马达、转向系统的车辆；其中马达向多个车轮中的至少一个传递扭矩，从而驱动多个车轮中的至少一个；其中电池是可充电的，并且配置为向马达供应电能，从而驱动马达；并且其中转向系统配置为转向多个车轮中的至少一个。”

图3示出了一个有顶的停车库(例如，地下停车库)的一层300的俯视图，其包括混凝土基壁303和混凝土柱309。图3表示层300的实际物理视图和层300的虚拟模型。层300包括第一停车位301和第二停车位302。第一停车位301由混凝土基壁303的第一部分303a、涂覆分隔线306、柱309、和涂覆分隔线304限定。线304和305可以被标记或未被标记(即，涂覆或未涂覆)。线304沿着柱309的第二壁309b纵向延伸到第一部分303a。线305从柱309的第二壁309b中点横向延伸到涂覆分隔线306。第二停车位302由混凝土基壁303的第二部分303b、涂覆纵向分隔线306、和涂覆线307和308限定。

投影仪308安装在混凝土基壁上。投影仪308在涂覆分隔线306上方生成或广播虚拟壁307。尽管虚拟壁307被示为比分隔线306更宽，但是这样的配置仅仅是说明性的。实际上，虚拟壁307可以具有与分隔线306相同的宽度或者窄于分隔线306的宽度。虚拟壁307可以是光束。在优选实施例中，虚拟壁307是红外光束，并且投影仪308是红外光束发生器。根据各种实施例，安装投影仪308，然后从投影仪308的中点开始涂覆分隔线306。

因此应当理解，第一停车位301具有(a)对应第一部分303a的端部边界、(b)对应线304的左边界、(c)对应虚拟壁307的右边界、和(d)对应线305的前边界。停车辅助程序配置为使车辆200与停车位301、302中的一个对准。该公开内容作为示例讨论了关于第一停车位301的操纵。一旦停车辅助程序将车辆对准第一停车位301，车辆200的驾驶员可以将车辆驶入第一停车位301。可替代地，车辆200可以自主驶入第一停车位301。

如上所述，车辆200包括配置为检测车辆200前方正对区域的本地传感器102a。在优选实施例中，本地传感器102a包括超声波传感器和IR(红外线)光束传感器。本地传感器102a的超声波传感器检测围绕停车位置的物理屏障，例如柱309和混凝土基壁303。IR传感器检测虚拟壁307。应当理解，可以使用传感器的任何合适的组合来测绘车辆200的前方区域的地图。

在测绘车辆200前方的区域的地图之后，停车辅助程序在该区域的虚拟地图上绘制或扩展虚拟段403a到403d。停车辅助程序从车辆200的第一点180a延伸出第一虚拟段403a，直到第一虚拟段403a与沿着左边界的存储的纵向位置401a相交(即入射到其上)。类似地，停车辅助程序从车辆200的第二点180b延伸出第四虚拟段403d，直到第四虚拟段403d与沿着右边界的存储的纵向位置401c相交(即入射到其上)。停车辅助程序将第二虚拟段403b从第一点180a延伸到沿着端部边界的存储的横向位置401b。停车辅助程序将第三虚拟段403c从第二点180b延伸到相同的存储的横向位置401b，使得第二虚拟段403b和第三虚拟段403c终止于同一点。

停车辅助程序计算：第一、第二、第三、和第四段403a到403d的长度；第一段403a和第二段403b之间的第一角度402a；第二段403b和第三段403c之间的第二角度402b；以及第三段403c和第四段403d之间的第三角度402c。

一旦计算了段长度403a至403d和角度402a至402c，停车辅助程序确定车辆200的当前位置503a和方向503b。应当理解，本领域普通技术人员将能够根据段长度403a至403d和/或角度402a至402c，计算或确定的当前位置503a和方向503b。

图5a和5b是停车辅助程序生成的方向图。在图5a中，车辆200的当前位置503a和方向503b与车辆200的期望位置502a和方向502b相匹配(即，相对准)。如上所述，一旦车辆200对准，驾驶员(或程序)可以将车辆向前驶入停车位置。

在图5b中，当前位置503a和方向503b与期望位置502a和方向502b不匹配(即，失配)。因此，在图5b中，车辆200将执行一个或多个操纵，直到车辆200的当前位置503a和方向503b与期望位置502a和方向502b相匹配。应当理解，产生将车辆从第一位置和方向重新引导到第二位置和方向的一系列操纵的软件，是本领域已知的。

图6示出了由停车辅助程序执行的方法600。方法600总体反映上述过程并且配置为操纵或重新引导车辆200，直到当前位置和方向503与期望位置和方向502相匹配。

在框602，响应于用户命令，停车辅助程序从存储停车位的菜单加载存储的停车位。加载的存储停车位除了交点401b的横向位置之外，还包括交点401a和401c的纵向位置。在框604，停车辅助程序读取本地车辆传感器102，以产生包括左边界、右边界、和端部边界的停车位的虚拟地图(例如，图4所示的虚拟地图)。

根据各种实施例，停车辅助程序不需要在该框处创建停车位的完整虚拟地图。根据这些实施例，停车辅助程序仅需要测绘该停车位，使得停车辅助程序可以定位至少两个交点(例如，车辆200可以被定位使得本地传感器102仅测绘柱309和混凝土基壁303)。根据各种实施例，停车辅助程序被配置为仅参考四个虚拟段403中的两个来重新引导车辆，但是在执行最终停放之前要求将所有四个虚拟段定位在虚拟地图上。

在框606，停车辅助程序将虚拟段403从点180a和180b延伸到加载的交点401a、401b、和401c。应当理解，如果停车辅助程序仅产生部分虚拟地图，则停车辅助程序将虚拟段扩展到测绘的交点。根据各种实施例，停车辅助程序将当前测绘的停车位覆盖到停车位的存储地图上。根据各种实施例，停车辅助程序通过将当前测绘的停车位的物理属性(例如，红外线光束307或柱309)与存储的停车位的物理属性相匹配或相关来执行覆盖。

在框608，停车辅助程序测量扩展虚拟段403的长度和扩展虚拟段之间的角度402的值。在框610，停车辅助程序基于虚拟段403的长度和角度402的值来计算车辆200的当前位置503a和方向503b。在框612，停车辅助程序将车辆200的当前位置和方向503与车辆200的期望位置和方向502进行比较。车辆的期望位置503和方向502与加载的存储停车位相关联。

在框612，停车辅助程序基于比较来确定当前位置和方向是否充分匹配(在预定限度内)期望的位置和方向。如果当前位置和方向充分匹配，则在步骤614停车辅助程序执行最终停放。如果当前位置和方向不匹配(即不充分匹配)，则停车辅助程序在框616基于当前位置和方向503、和期望的位置和方向502，自动重新定位或重新引导车辆200。在框616之后，停车辅助程序返回到框604。

如果车辆200是自主的，则最终停放将导致车辆200自动地驶入停车位并停止。如果车辆200是半自主的或手动的，则最终停放可以在用户界面105上呈现指令，通知驾驶员汽车已被正确对准，并且驾驶员可以完全向前驶入停车位。

应当理解，虽然车辆200的期望位置502a被示为点，但是期望的位置可以是一系列点(例如，到停车位的端部边界和/或前边界至少预定距离的、停车位的平分线上的点，使得没有点位于停车位内)。

图7大体示出和说明了通过停车辅助程序存储新停车位的示例方法700。方法700使得车辆能够设置交点401、期望位置402a、和期望方向402b。

在框702，驾驶员向新停车位分配停车位ID。例如，驾驶员可以从在用户界面105上呈现的停车位ID菜单中选择空白停车位ID。在框704，停车辅助程序通知驾驶员需要停车位的所有侧面的完整地图。驾驶员或停车辅助程序现在重新引导车辆200，直到传感器已经产生了围绕停车位区域的完整物理地图。一些重新引导可能涉及驾驶员手动停放车辆。

在框706，停车辅助程序找到停车位的纵向障碍物(例如，柱309和虚拟壁307)。在框706，停车辅助程序延伸停车位的左侧和右侧，使得停车位不包括纵向障碍物的任何部分。在框708，停车辅助程序找到横向障碍物并且在停车位的左侧和右侧之间延伸停车位的端部，使得停车位不包括横向障碍物的任何部分(例如，如果混凝土基壁303凸起弯曲(远离停车位弯曲)，则停车辅助程序将使停车位的末端延伸到与曲线相切，如果混凝土基壁凹陷弯曲(朝向停车位弯曲)，则停车位的末端不会与曲线相切)。

在框710，停车辅助程序将停车位的左、右、和端部虚拟边界覆盖到生成的地图上，并且确保没有障碍物占据该停车位的任何部分。在框710，停车辅助程序确认该停车位满足预定的尺寸。

根据各种实施例，框706、708、710、与框704同时(或基本上同时)发生，使得框706、708、与710的结果就停车位是否已经完全测绘通知停车辅助程序。具体地，当停车辅助程序能够限定完整的停车位(包括在测绘地形上的左、右、端部、和前沿)时，停车辅助程序可以确定停车位已被完整测绘。

根据各种实施例，停车辅助程序可以使得驾驶员能够绘制或重新定位测绘地形上的一个或多个边界，当且仅当：(a)停车位保留某些预定的长度和/或宽度尺寸，(b)边界穿过测绘地形，并且不会穿过任何未知地形。根据各种实施例，停车辅助程序配置为通过限定停车位的涂覆线自动地将一个或多个边界设置为共线。涂覆线可以通过虚拟壁、或通过应用于根据包括相机的本地传感器所拍摄图像的图像滤波技术来识别。

在框712，停车辅助程序从停车位端部的中点延伸出纵向线，并且沿着纵向线选择一个或多个点作为期望位置502a。停车辅助程序将纵线的方向设定为期望方向502b。在框714，停车辅助程序保存停车位。

Claims (20)

1.一种车辆，包括：

马达、转向器、传感器、处理器，所述处理器配置为：

(a)加载存储的停车位，所述存储的停车位与期望方向相关联；

(b)通过所述传感器，测绘所述车辆前方的区域的地图，所述地图包括所述存储的停车位；

(c)基于(a)将虚拟段与所述地图上代表位于所述停车位边界上的选定位置的至少两个交点相交，其中所述虚拟段从代表车辆预定位置的点延伸至所述交点，基于所述虚拟段的长度和所述虚拟段之间的角度来确定目前方向；

(d)比较基于(c)的目前方向与基于(a)的期望方向；

(e)基于(d)自动转向所述车辆。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中所述处理器配置为：

将多个所述虚拟段与代表所述车辆上的多个预定位置的多个预定点相交。

3.根据权利要求1所述的车辆，其中所述加载的存储停车位包括三个交点，并且所述地图上的所述位置为所述三个交点。

4.根据权利要求3所述的车辆，其中所述处理器配置为：将四个虚拟段与所述三个交点相交。

5.根据权利要求4所述的车辆，其中所述处理器被配置为：

将所述四个虚拟段中的两个与所述三个交点中的一个交点相交。

6.根据权利要求5所述的车辆，其中所述一个交点与所述停车位的基部相交。

7.根据权利要求6所述的车辆，其中所述交点中的一个与所述停车位的左侧相交，并且所述交点中的一个与所述停车位的右侧相交。

8.根据权利要求1所述的车辆，其中所述处理器配置为：将所述存储停车位覆盖到所述车辆前方的所述区域的所述地图上。

9.根据权利要求8所述的车辆，其中至少一个所述传感器配置为检测限定所述停车位侧面的红外光束。

10.根据权利要求9所述的车辆，其中所述处理器配置为：将其中一个所述虚拟段与所检测的红外光束上的预定位置相交。

11.一种辅助停车的方法，包括通过包括马达、转向器、和传感器的车辆的处理器：

(a)加载存储的停车位，所述存储的停车位与期望方向相关联；

(b)通过所述传感器，测绘所述车辆前方的区域的地图，所述地图包括所述存储的停车位；

(c)基于(a)将虚拟段与所述地图上代表位于所述停车位边界上的选定位置的至少两个交点相交，其中所述虚拟段从代表车辆预定位置的点延伸至所述交点，基于所述虚拟段的长度和所述虚拟段之间的角度来确定目前方向；

(d)比较基于(c)的目前方向与基于(a)的期望方向；

(e)基于(d)自动转向所述车辆。

12.根据权利要求11所述的方法，包括：

将多个所述虚拟段与代表所述车辆上的多个预定位置的多个预定点相交。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述加载的存储停车位包括三个交点，并且所述地图上的所述位置为所述三个交点。

14.根据权利要求13所述的方法，包括将四个虚拟段与所述三个交点相交。

15.根据权利要求14所述的方法，包括：

将所述四个虚拟段中的两个与所述三个交点中的一个交点相交。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述一个交点与所述停车位的基部相交。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述交点中的一个与所述停车位的左侧相交，并且所述交点中的一个与所述停车位的右侧相交。

18.根据权利要求11所述的方法，包括将所存储停车位覆盖到所述车辆前方的所述区域的所述地图上。

19.根据权利要求18所述的方法，其中至少一个所述传感器配置为检测限定所述停车位侧面的红外光束。

20.根据权利要求19所述的方法，包括将其中一个所述虚拟段与所检测的红外光束上的预定位置相交。

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