CN107933549A - 一种c型垂直自动泊车方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的C型垂直自动泊车方法及装置，属于汽车自动驾驶技术领域，判断出车旁泊车位为可停放泊车位时，接收车辆从当前时刻开始的第二行驶距离；当第二行驶距离达到第一距离阈值时，发出制动指令和提示驾驶员挂入倒挡的指令；当检测到驾驶员挂入倒挡后，发出控制方向盘向泊车位一侧打方向的指令和解除制动的指令，并接收车辆从当前时刻开始的第三行驶距离；当第三行驶距离达到第二距离阈值时，发出控制方向盘回正的指令，并接收车辆从当前时刻开始的第四行驶距离；当第四行驶距离达到第三距离阈值时，发出制动指令和提示驾驶员挂入驻车档的指令。从而使得车辆能够模仿熟练驾驶员而更好地实现C型垂直泊车。

Description

一种C型垂直自动泊车方法及装置

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，特别涉及一种C型垂直自动泊车方法及装置。

背景技术

近年来，随着人们生活质量不断改善，家用汽车的保有量不断增多，使得原本就狭小的公共停车区域越来越紧张。在空间狭小、环境复杂的泊车位中泊车是绝大多数驾驶员都需要面临的问题。新驾驶员，由于驾驶经验的缺乏往往不能一次快速准确地完成泊车入位，需要反复尝试，这不仅增加驾驶员的紧张感和急躁感，还会导致交通堵塞，甚至引发交通事故，统计结果表明：由于泊车所导致的事故已经占全部交通事故的44％。

泊车入位有其本身的技巧性，技术熟练的驾驶员能够根据所处的环境采用相应的泊车技巧实现非常完美的泊车。实际观察表明，现实中使用最多泊车方式为C型泊车和人字型泊车。C型泊车方式适用于侧向距离较大的情况，人字型泊车方式则适用于侧向距离偏小的情况。实际中，要熟练应用C型泊车方式，难点在于对泊车起始点与泊车位之间的侧向距离的控制，车辆后轴中心与车位的纵向距离的控制，以及根据相应的侧向距离和纵向距离对方向盘的转向进行控制。

目前市场上现有的C型垂直自动泊车方法都是利用传感器和摄像头实时探测障碍物位置并对车辆行驶轨迹进行实时微调，计算量大，且无法使车辆模仿熟练驾驶员的倒车方法，普适性差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种C型垂直自动泊车方法及装置，能够模仿熟练驾驶员而更好地实现C型垂直泊车。

具体而言，包括以下的技术方案：

一方面，本发明提供一种C型垂直自动泊车方法，包括：

当车辆向前行驶时，接收超声波传感器测出的通道宽度和轮速脉冲传感器测出的车旁泊车位的宽度，所述车旁泊车位的宽度为在超声波传感器测出的车旁泊车位一侧的侧向距离由小跳变至大的第一时刻和由大跳变至小的第二时刻之间，所述车辆行驶的第一行驶距离；

根据所述车旁泊车位宽度和所述通道宽度,判断所述车旁泊车位是否为可停放泊车位；

当判断出所述车旁泊车位为可停放泊车位时，接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第二行驶距离；

当所述第二行驶距离达到第一距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入倒挡的指令；

当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向所述可停放的泊车位一侧打方向的指令，向所述制动器发出解除制动的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第三行驶距离；

当所述第三行驶距离达到第二距离阈值时，向所述电动助力转向系统发出控制所述方向盘回正的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第四行驶距离；

当所述第四行驶距离达到第三距离阈值时，向所述制动器发出制动指令，使所述车辆停下，并向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入驻车档的指令。

可选择地，所述根据所述车旁泊车位宽度和所述通道宽度,判断所述车旁泊车位是否为可停放泊车位，包括：

当所述车旁泊车位宽度小于泊车位宽度阈值，或所述通道宽度小于通道宽度阈值时，判断出所述车旁泊车位不是可停放的泊车位，并向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员继续向前行驶的指令；

当所述车旁泊车位宽度大于或等于所述泊车位宽度阈值，或所述通道宽度大于或等于所述通道宽度阈值时，判断出所述车旁泊车位为可停放的泊车位，并向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员自动泊车开始的指令。

可选择地，当确定出所述车旁泊车位为可停放泊车位之后，在开始接收轮速脉冲传感器测出的所述车辆从当前时刻开始的第二行驶距离之前，所述方法还包括：

接收所述超声波传感器测出的所述可停放泊车位一侧的当前侧向距离；

根据所述当前侧向距离和车辆后轴长度计算出理论侧向距离；

当所述理论侧向距离小于最小理论临界侧向距离或者大于最大理论临界侧向距离时，向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员调整侧向距离并重新通过所述可停放泊车位的指令。

可选择地，所述当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向可停放的泊车位一侧打方向的指令，包括：

根据当前侧向距离，通过查询模糊控制表获得与所述当前侧向距离对应的方向盘微调输出量，所述模糊控制表记录了当前侧向距离与方向盘微调输出量之间对应关系；

向所述电动助力转向系统发出控制方向盘向所述可停放泊车位一侧打方向到极限位置的指令后，再发出控制方向盘根据所述方向盘微调输出量进行微调的指令。

可选择地，所述方法还包括：

根据所述理论侧向距离、所述最小理论临界侧向距离、所述可停放泊车位的宽度、泊车位经验长度、安全距离阈值，以及车辆的宽度、后轴中心点到车尾的长度和最小转弯半径，计算出所述第一距离阈值、第二距离阈值和第三距离阈值。

另一方面，本发明还提供一种C型垂直自动泊车装置，其中：

环境参数接收模块，被配置为当车辆向前行驶时，接收超声波传感器测出的通道宽度和轮速脉冲传感器测出的车旁泊车位的宽度，所述车旁泊车位的宽度为在超声波传感器测出的车旁泊车位一侧的侧向距离由小跳变至大的第一时刻和由大跳变至小的第二时刻之间，所述车辆行驶的第一行驶距离；

泊车位判断模块，被配置为根据所述车旁泊车位宽度和所述通道宽度,判断所述车旁泊车位是否为可停放泊车位；

第一阶段模块，被配置为当判断出所述车旁泊车位为可停放泊车位时，接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第二行驶距离；

第二阶段模块，被配置为当所述第二行驶距离达到第一距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入倒挡的指令；

第三阶段模块，被配置为当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向所述可停放的泊车位一侧打方向的指令，向所述制动器发出解除制动的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第三行驶距离；

第四阶段模块，被配置为当所述第三行驶距离达到第二距离阈值时，向所述电动助力转向系统发出控制所述方向盘回正的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第四行驶距离；

第五阶段模块，被配置为当所述第四行驶距离达到第三距离阈值时，向所述制动器发出制动指令，使所述车辆停下，并向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入驻车档的指令。

可选择地，所述泊车位判断模块，包括：

泊车位提示子模块，被配置为当所述车旁泊车位宽度小于泊车位宽度阈值，或所述通道宽度小于通道宽度阈值时，判断出所述车旁泊车位不是可停放的泊车位，并向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员继续向前行驶的指令；

当所述车旁泊车位宽度大于或等于所述泊车位宽度阈值，或所述通道宽度大于或等于所述通道宽度阈值时，判断出所述车旁泊车位为可停放的泊车位，并向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员自动泊车开始的指令。

可选择地，所述装置还包括：

侧向距离提示模块，被配置为当确定出所述车旁泊车位为可停放泊车位之后，在开始接收轮速脉冲传感器测出的所述车辆从当前时刻开始的第二行驶距离之前：

接收所述超声波传感器测出的所述可停放泊车位一侧的当前侧向距离；

根据所述当前侧向距离和车辆后轴长度计算出理论侧向距离；

当所述理论侧向距离小于最小理论临界侧向距离或者大于最大理论临界侧向距离时，向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员调整侧向距离并重新通过所述可停放泊车位的指令。

可选择地，所述第二阶段模块，包括：

查询子模块，被配置为根据当前侧向距离，通过查询模糊控制表获得与所述当前侧向距离对应的方向盘微调输出量，所述模糊控制表记录了当前侧向距离与方向盘微调输出量之间对应关系；

方向控制子模块，被配置为向所述电动助力转向系统发出控制方向盘向所述可停放泊车位一侧打方向到极限位置的指令后，再发出控制方向盘根据所述方向盘微调输出量进行微调的指令。

可选择地，所述装置还包括：

阈值确定模块，被配置为根据所述理论侧向距离、所述最小理论临界侧向距离、所述可停放泊车位的宽度、泊车位经验长度、安全距离阈值，以及车辆的宽度、后轴中心点到车尾的长度和最小转弯半径，计算出所述第一距离阈值、第二距离阈值和第三距离阈值。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：

本发明提供的一种C型垂直自动泊车方法及装置，当车辆向前行驶时，接收超声波传感器测出的通道宽度和轮速脉冲传感器测出的车旁泊车位的宽度，所述车旁泊车位的宽度为在超声波传感器测出的车旁泊车位一侧的侧向距离由小跳变至大的第一时刻和由大跳变至小的第二时刻之间，所述车辆行驶的第一行驶距离；根据所述车旁泊车位宽度和所述通道宽度,判断所述车旁泊车位是否为可停放泊车位；当判断出所述车旁泊车位为可停放泊车位时，接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第二行驶距离；当所述第二行驶距离达到第一距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入倒挡的指令；当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向所述可停放的泊车位一侧打方向的指令，向所述制动器发出解除制动的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第三行驶距离；当所述第三行驶距离达到第二距离阈值时，向所述电动助力转向系统发出控制所述方向盘回正的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第四行驶距离；当所述第四行驶距离达到第三距离阈值时，向所述制动器发出制动指令，使所述车辆停下，并向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入驻车档的指令。从而使得车辆能够模仿熟练驾驶员而更好地实现C型垂直泊车。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为本发明实施例一提供的C型垂直自动泊车方法的流程图；

附图2为本发明实施例二提供的C型垂直自动泊车方法的流程图；

附图3为本发明实施例二提供的C型垂直自动泊车方法的路径规划图；

附图4为本发明实施例二提供的C型垂直自动泊车方法的实车实现基准点图；

附图5为本发明实施例二提供的C型垂直自动泊车方法的泊车过程图；

附图6为本发明实施例二提供的C型垂直自动泊车方法的方案流程图；

附图7为本发明实施例二提供的C型垂直自动泊车方法的输入输出隶属度函数图；

附图8为本发明实施例三提供的C型垂直自动泊车装置的框图；

附图9为根据图8所示实施例示出的一种泊车位判断模块的框图；

附图10为根据图8所示实施例示出的一种第二阶段模块的框图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本实施例提供了一种C型垂直自动泊车方法，如图1所示，包括步骤S101、S102、S103、S104、S105、S106和S107，下面将对各步骤进行具体介绍。

在步骤S101中，当车辆向前行驶时，接收超声波传感器测出的通道宽度和轮速脉冲传感器测出的车旁泊车位的宽度，车旁泊车位的宽度为在超声波传感器测出的车旁泊车位一侧的侧向距离由小跳变至大的第一时刻和由大跳变至小的第二时刻之间，车辆行驶的第一行驶距离；

在步骤S102中，根据车旁泊车位宽度和通道宽度,判断车旁泊车位是否为可停放泊车位；

在步骤S103中，当判断出车旁泊车位为可停放泊车位时，接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第二行驶距离；

在步骤S104中，当第二行驶距离达到第一距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入倒挡的指令；

在步骤S105中，当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向可停放的泊车位一侧打方向的指令，向制动器发出解除制动的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第三行驶距离；

在步骤S106中，当第三行驶距离达到第二距离阈值时，向电动助力转向系统发出控制方向盘回正的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第四行驶距离；

在步骤S107中，当第四行驶距离达到第三距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入驻车档的指令。

作为一种可选实施例，根据车旁泊车位宽度和通道宽度,判断车旁泊车位是否为可停放泊车位，包括：

当车旁泊车位宽度小于泊车位宽度阈值，或通道宽度小于通道宽度阈值时，判断出车旁泊车位不是可停放的泊车位，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员继续向前行驶的指令；

当车旁泊车位宽度大于或等于泊车位宽度阈值，或通道宽度大于或等于通道宽度阈值时，判断出车旁泊车位为可停放的泊车位，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员自动泊车开始的指令。

作为一种可选实施例，当确定出车旁泊车位为可停放泊车位之后，在开始接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第二行驶距离之前，方法还包括：

接收超声波传感器测出的可停放泊车位一侧的当前侧向距离；

根据当前侧向距离和车辆后轴长度计算出理论侧向距离；

当理论侧向距离小于最小理论临界侧向距离或者大于最大理论临界侧向距离时，向仪表台屏幕发出提示驾驶员调整侧向距离并重新通过可停放泊车位的指令。

作为一种可选实施例，当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向可停放的泊车位一侧打方向的指令，包括：

根据当前侧向距离，通过查询模糊控制表获得与当前侧向距离对应的方向盘微调输出量，模糊控制表记录了当前侧向距离与方向盘微调输出量之间对应关系；

向电动助力转向系统发出控制方向盘向可停放泊车位一侧打方向到极限位置的指令后，再发出控制方向盘根据方向盘微调输出量进行微调的指令。

作为一种可选实施例，方法还包括：

根据理论侧向距离、最小理论临界侧向距离、可停放泊车位的宽度、泊车位经验长度、安全距离阈值，以及车辆的宽度、后轴中心点到车尾的长度和最小转弯半径，计算出第一距离阈值、第二距离阈值和第三距离阈值。

本发明提供的一种C型垂直自动泊车方法，当车辆向前行驶时，接收超声波传感器测出的通道宽度和轮速脉冲传感器测出的车旁泊车位的宽度，车旁泊车位的宽度为在超声波传感器测出的车旁泊车位一侧的侧向距离由小跳变至大的第一时刻和由大跳变至小的第二时刻之间，车辆行驶的第一行驶距离；根据车旁泊车位宽度和通道宽度,判断车旁泊车位是否为可停放泊车位；当判断出车旁泊车位为可停放泊车位时，接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第二行驶距离；当第二行驶距离达到第一距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入倒挡的指令；当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向可停放的泊车位一侧打方向的指令，向制动器发出解除制动的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第三行驶距离；当第三行驶距离达到第二距离阈值时，向电动助力转向系统发出控制方向盘回正的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第四行驶距离；当第四行驶距离达到第三距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入驻车档的指令。从而使得车辆能够模仿熟练驾驶员而更好地实现C型垂直泊车。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再一一赘述。

实施例二

本实施例提供了一种C型垂直自动泊车方法，如图2所示，包括步骤S201、S202、S203、S204、S205、S206和S207，下面将对各步骤进行具体介绍。

在步骤S201中，当车辆向前行驶时，接收超声波传感器测出的通道宽度和轮速脉冲传感器测出的车旁泊车位的宽度，车旁泊车位的宽度为在超声波传感器测出的车旁泊车位一侧的侧向距离由小跳变至大的第一时刻和由大跳变至小的第二时刻之间，车辆行驶的第一行驶距离；

具体地，本发明中的“行驶距离”可以为车辆前进的距离，也可以为车辆后退的距离。

作为一种可选实施例，利用超声波传感器进行测距，超声波传感器的安置点具体位于车辆后轮轮辋中心。

具体地，当后轮还没有到达泊车位时，因为后轮一侧有障碍物，此时侧向距离比较小；当后轮刚刚到达泊车位时，也就是刚刚经过障碍物时，侧向距离会突然由小跳变至大；当后轮刚刚通过泊车位，也就是后轮一侧又检测到了一个新的障碍物时，侧向距离会突然由大由跳变至小，而这两个跳变点之间车辆所行驶过的第一行驶距离，就正好是一个泊车位的宽度。

如图3所示，V₁、V₂、V₃和V₄限定的区域为泊车位，L为泊车位长，W为泊车位宽，D为通道宽，L_a为车长，L_r为车辆后轴中心到车尾的距离，W_a为车宽，δ₁、δ₂、δ₃分别为汽车与障碍物之间的安全距离阈值。以V₃为坐标原点建立坐标系，M₁为汽车初始泊车位置，此时方向盘转至右极限位置并向后倒车(根据泊车位与车辆之间位置关系的不同，方向盘也可以转至左极限位置，但总而言之是转向泊车位一侧的极限位置)；M₂为将方向盘回正，直线向后倒车的位置；M₃为目标泊车位置，此时完成泊车。欲求得最小临界侧向距离h_min，根据逆向路径规划，设此时M₂为汽车恰好以最小转弯半径R_min(方向盘处于右极限位置)驶出，并且满足避障和安全距离要求。车辆的最小转弯半径R_min具体经验值为：微型车4.50米；小型车5.00～5.30米；中型车取值为5.80～6.10米左右；大型车取值8米左右。

第一安全距离阈值记为δ₁，用来表示车辆最后倒入泊车位时，车尾离泊车位后边界的安全距离阈值；第二安全距离阈值记为δ₂，用来表示车辆倒入泊车位时，车身两侧离泊车位进入角的安全距离阈值；第三安全距离阈值记为δ₃，用来表示车辆开始倒车时，车辆两个前角离通道边界的安全距离阈值。

在RtΔOV₂V′中，由勾股定理可得：

V′O²+V′V₂ ²＝V₂O²

即

解方程，可得：

从而可求得此时三个标志点位置坐标为：

故最小理论临界侧向距离为：

式(4)中，仅有车位宽W为位置量，不同的车位宽可求得不同的临界侧向距离。实际泊车过程中，通常在检测到合适车位后，方可立即算出其对应的临界侧向距离，实际泊车过程中使汽车的初始泊车位置的理论侧向距离h略大于h_min；进一步地，理论侧向距离h也不能过大，其还受到通道宽的限制。如下可求得C型泊车所应满足的最小通道宽D_min(C₁点为汽车车身左前点)，然后可得能进行C型泊车的理论侧向距离范围：

通道宽度阈值为：

所以，进行C型泊车的；理论侧向距离需满足的关系式为：

h_min≤h≤h_min+D-D_min (9)

实施过程中，如图4所示：超声波传感器测得的当前侧向距离d与以后轴中心M为基准点规划路径的理论侧向h的距离关系为：

在步骤S202中，根据车旁泊车位宽度和通道宽度,判断车旁泊车位是否为可停放泊车位；

作为一种可选实施例，当车旁泊车位宽度小于泊车位宽度阈值，或通道宽度小于通道宽度阈值时，判断出车旁泊车位不是可停放的泊车位，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员继续向前行驶的指令；

具体地，当车位宽度过窄，不是车辆可以停放的泊车位时，仪表台显示请继续向前行驶的提示信息，以使驾驶员继续向前行驶，寻找合适的停车位。

当车旁泊车位宽度大于或等于泊车位宽度阈值，或通道宽度大于或等于通道宽度阈值时，判断出车旁泊车位为可停放的泊车位，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员自动泊车开始的指令；

具体地，找到合适停车位后，仪表台显示自动泊车开始，提示驾驶员双手离开方向盘；

其中，车位宽度阈值W_min为：

W_min＝W_a+2δ₂

W_min也可以根据经验值直接取2.6米。

作为一种可选实施例，当确定出车旁泊车位为可停放泊车位之后，在开始接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第二行驶距离之前，方法还包括：

接收超声波传感器测出的可停放泊车位一侧的当前侧向距离；

根据当前侧向距离和车辆后轴长度计算出理论侧向距离；

当理论侧向距离小于最小理论临界侧向距离或者大于最大理论临界侧向距离时，向仪表台屏幕发出提示驾驶员调整侧向距离并重新通过可停放泊车位的指令。

具体地，若理论侧向距离h不满足：

h_min≤h≤h_min+D-D_min

仪表台则显示当前侧向距离过小或者过大的提示信息，以使驾驶员左右调整车辆的位置，使侧向距离满足泊车要求。

在步骤S203中，当判断出车旁泊车位为可停放泊车位时，接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第二行驶距离；

具体地，当判断出车旁泊车位为可停放泊车位时，此时后轮刚刚通过可停放泊车位，也就是说当车辆后轮刚通过可停放泊车位后，开始记录从当前时刻开始的第二行驶距离。

在步骤S204中，当第二行驶距离达到第一距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入倒挡的指令；

当第二行驶距离达到第一距离阈值时，车辆到达初始泊车位置M₁，此时车辆应该开始向后倒车，准备停入车位；

可选择地，若车辆装配的排挡杆为电子档杆，步骤S204中的挂入倒挡的操作也可以直接由车辆自动完成，无需驾驶员进行换挡操作。

在步骤S205中，当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向可停放的泊车位一侧打方向的指令，并向制动器发出解除制动的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第三行驶距离；

作为一种可选实施例，当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向可停放的泊车位一侧打方向的指令，包括：

根据当前侧向距离，通过查询模糊控制表获得与当前侧向距离对应的方向盘微调输出量，模糊控制表记录了当前侧向距离与方向盘微调输出量之间对应关系；

向电动助力转向系统发出控制方向盘向可停放泊车位一侧打方向到极限位置的指令后，再发出控制方向盘根据方向盘微调输出量进行微调的指令；

具体地，方向盘转向模糊控制的思路为：

上述关键点数据计算是在基于汽车最小转角半径基础上获得的自动泊车规划路径的条件下进行的。进一步地，车辆泊车的起始位置并不一定位于上述设定起始位置，在此种情况下必须依据实际起始位置对方向盘转角进行微调。依据实际经验，通常当前侧向距离d越大，泊车对应的转角半径越大，方向盘从右极限位置向左微调的Δθ越大，采用以下的模糊控制规则描述如下：

(1)IfΔd＝d-d_min is Zero，thenΔθis Zero；

(2)IfΔd＝d-d_min is Small，thenΔθis Small；

(3)IfΔd＝d-d_min is Medium，thenΔθis Medium；

(4)IfΔd＝d-d_min is Big，thenΔθis Big；

其中0≤Δd≤D-D_min，0≤Δθ≤30°

输入量和输出量的量化论域均取[0,5]，其隶属度函数如附图6所示。

在实际停车中，经验表明当前侧向距离d和方向盘角度有个对应关系，一般方向盘处于极限位置时，会对应一个最小的当前侧向距离，实际中当前侧向距离若增长，方向盘应该从极限位置向回正位置进行微调，两者之间的关系并不是线性关系，而是一种非线性关系，所以在本发明实施例中采用模糊调节方法，以模拟熟练驾驶员的泊车经验，不用建模，依据经验规则去处理相对复杂的C型泊车问题。

在步骤S206中，当第三行驶距离达到第二距离阈值时，向电动助力转向系统发出控制方向盘回正的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第四行驶距离；

具体地，当第三行驶距离达到第二距离阈值时，车辆到达回正位置M₂，此时车尾已经进入泊车位，且车辆角度与泊车位处于平行状态，此时应该将方向盘回正，使车辆开始沿直线向后继续倒车，以停入泊车位。

在步骤S207中，当第四行驶距离达到第三距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入驻车档的指令。

当第四行驶距离达到第三距离阈值时，车辆已经到达目标泊车位置M₃，也就是说车辆已经停入车位，完成了整个泊车过程，因此可以让驾驶员挂入驻车档。

作为一种可选实施例，方法还包括：

根据理论侧向距离、最小理论临界侧向距离、可停放泊车位的宽度、泊车位经验长度、安全距离阈值，以及车辆的宽度、后轴中心点到车尾的长度和最小转弯半径，计算出第一距离阈值、第二距离阈值和第三距离阈值；

其中：

第一距离阈值

第二距离阈值

第三距离阈值

本发明提供的一种C型垂直自动泊车方法，当车辆向前行驶时，接收超声波传感器测出的通道宽度和轮速脉冲传感器测出的车旁泊车位的宽度，车旁泊车位的宽度为在超声波传感器测出的车旁泊车位一侧的侧向距离由小跳变至大的第一时刻和由大跳变至小的第二时刻之间，车辆行驶的第一行驶距离；根据车旁泊车位宽度和通道宽度,判断车旁泊车位是否为可停放泊车位；当判断出车旁泊车位为可停放泊车位时，接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第二行驶距离；当第二行驶距离达到第一距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入倒挡的指令；当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向可停放的泊车位一侧打方向的指令，向制动器发出解除制动的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第三行驶距离；当第三行驶距离达到第二距离阈值时，向电动助力转向系统发出控制方向盘回正的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第四行驶距离；当第四行驶距离达到第三距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入驻车档的指令。从而使得车辆能够模仿熟练驾驶员而更好地实现C型垂直泊车，自动泊车过程计算量小，普适性高。

实施例三

本实施例提供了一种C型垂直自动泊车装置，如图7所示，包括环境参数接收模块301、泊车位判断模块302、第一阶段模块303、第二阶段模块304、第三阶段模块305、第四阶段模块306，第五阶段模块307，下面将对各模块进行具体介绍。

环境参数接收模块301被配置为当车辆向前行驶时，接收超声波传感器测出的通道宽度和轮速脉冲传感器测出的车旁泊车位的宽度，车旁泊车位的宽度为在超声波传感器测出的车旁泊车位一侧的侧向距离由小跳变至大的第一时刻和由大跳变至小的第二时刻之间，车辆行驶的第一行驶距离；

具体地，本发明中的“行驶距离”可以为车辆前进的距离，也可以为车辆后退的距离。

作为一种可选实施例，利用超声波传感器进行测距，超声波传感器的安置点具体位于车辆后轮轮辋中心。

具体地，当后轮还没有到达泊车位时，因为后轮一侧有障碍物，此时侧向距离比较小；当后轮刚刚到达泊车位时，也就是刚刚经过障碍物时，侧向距离会突然由小跳变至大；当后轮刚刚通过泊车位，也就是后轮一侧又检测到了一个新的障碍物时，侧向距离会突然由大由跳变至小，而这两个跳变点之间车辆所行驶过的第一行驶距离，就正好是一个泊车位的宽度。

如图3所示，V₁、V₂、V₃和V₄限定的区域为泊车位，L为泊车位长，W为泊车位宽，D为通道宽，L_a为车长，L_r为车辆后轴中心到车尾的距离，W_a为车宽，δ₁、δ₂、δ₃分别为汽车与障碍物之间的安全距离阈值。以V₃为坐标原点建立坐标系，M₁为汽车初始泊车位置，此时方向盘转至右极限位置并向后倒车(根据泊车位与车辆之间位置关系的不同，方向盘也可以转至左极限位置，但总而言之是转向泊车位一侧的极限位置)；M₂为将方向盘回正开始直线向后倒车的位置；M₃为目标泊车位置，此时完成泊车。欲求得最小临界侧向距离h_min，根据逆向路径规划，设此时M₂为汽车恰好以最小转弯半径R_min(方向盘处于右极限位置)驶出，并且满足避障和安全距离要求。车辆的最小转弯半径R_min具体经验值为：微型车4.50米；小型车5.00～5.30米；中型车取值为5.80～6.10米左右；大型车取值8米左右。

第一安全距离阈值记为δ₁，用来表示车辆最后倒入泊车位时，车尾离泊车位后边界的安全距离阈值；第二安全距离阈值记为δ₂，用来表示车辆倒入泊车位时，车身两侧离泊车位进入角的安全距离阈值；第三安全距离阈值记为δ₃，用来表示车辆开始倒车时，车辆两个前角离通道边界的安全距离阈值。

在RtΔOV₂V′中，由勾股定理可得：

V′O²+V′V₂ ²＝V₂O²

即

解方程，可得：

从而可求得此时三个标志点位置坐标为：

故最小理论临界侧向距离为：

式(4)中，仅有车位宽W为位置量，不同的车位宽可求得不同的临界侧向距离。实际泊车过程中，通常在检测到合适车位后，方可立即算出其对应的临界侧向距离，实际泊车过程中使汽车的初始泊车位置侧向距离h略大于h_min；进一步地，侧向距离h也不能过大，其还受到通车道宽的限制。如下可求得C型泊车所应满足的最小通车道宽D_min(C₁点为汽车车身左前点)，然后可得能进行C型泊车的侧向距离范围：

通道宽度阈值为：

所以，进行C型泊车的侧向距离需满足的关系式为：

h_min≤h≤h_min+D-D_min (9)

实施过程中，如图4所示，超声波传感器测得的当前侧向距离d与以后轴中心M为基准点规划路径的理论侧向距离h的关系为：

泊车位判断模块302被配置为根据车旁泊车位宽度和通道宽度,判断车旁泊车位是否为可停放泊车位；

泊车位判断模块302还包括：泊车位提示子模块3021，被配置为当车旁泊车位宽度小于泊车位宽度阈值，或通道宽度小于通道宽度阈值时，判断出车旁泊车位不是可停放的泊车位，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员继续向前行驶的指令；

具体地，当车位宽度过窄，不是车辆可以停放的泊车位时，仪表台显示请继续向前行驶的提示信息，以使驾驶员继续向前行驶，寻找合适的停车位。

当车旁泊车位宽度大于或等于泊车位宽度阈值，或通道宽度大于或等于通道宽度阈值时，判断出车旁泊车位为可停放的泊车位，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员自动泊车开始的指令；

具体地，找到合适停车位后，仪表台显示自动泊车开始，提示驾驶员双手离开方向盘；

其中，车位宽度阈值W_min为：

W_min＝W_a+2δ₂

W_min也可以根据经验值直接取2.6米。

装置还包括：侧向距离提示模块308，被配置为当确定出车旁泊车位为可停放泊车位之后，在开始接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第二行驶距离之前：

接收超声波传感器测出的可停放泊车位一侧的当前侧向距离；

根据当前侧向距离和车辆后轴长度计算出理论侧向距离；

当理论侧向距离小于最小理论临界侧向距离或者大于最大理论临界侧向距离时，向仪表台屏幕发出提示驾驶员调整侧向距离并重新通过可停放泊车位的指令。

具体地，若当前侧向距离h不满足：

h_min≤h≤h_min+D-D_min

仪表台则显示当前侧向距离过小或者过大的提示信息，以使驾驶员左右调整车辆的位置，使当前侧向距离满足泊车要求。

第一阶段模块303被配置为当判断出车旁泊车位为可停放泊车位时，接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第二行驶距离；

具体地，当判断出车旁泊车位为可停放泊车位时，此时后轮刚刚通过可停放泊车位，也就是说当车辆后轮刚通过可停放泊车位后，开始记录从当前时刻开始的第二行驶距离。

第二阶段模块304被配置为当第二行驶距离达到第一距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入倒挡的指令；

当第二行驶距离达到第一距离阈值时，车辆到达初始泊车位置M₁，此时车辆应该开始向后倒车，准备停入车位；

可选择地，若车辆装配的排挡杆为电子档杆，步骤S204中的挂入倒挡的操作也可以直接由车辆自动完成，无需驾驶员进行换挡操作。

第三阶段模块305被配置为当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向可停放的泊车位一侧打方向的指令，并向制动器发出解除制动的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第三行驶距离；

第三阶段模块305还包括：查询子模块3051，被配置为根据当前侧向距离，通过查询模糊控制表获得与当前侧向距离对应的方向盘微调输出量，模糊控制表记录了当前侧向距离与方向盘微调输出量之间对应关系；

方向控制子模块3052，被配置为向电动助力转向系统发出控制方向盘向可停放泊车位一侧打方向到极限位置的指令后，再发出控制方向盘根据方向盘微调输出量进行微调的指令；

具体地，方向盘转向模糊控制的思路为：

上述关键点数据计算是在基于汽车最小转角半径基础上获得的自动泊车规划路径的条件下进行的。进一步地，车辆泊车的起始位置并不一定位于上述设定起始位置，在此种情况下必须依据实际起始位置对方向盘转角进行微调。依据实际经验，通常侧向距离d越大，泊车对应的转角半径越大，方向盘从右极限位置向左微调的Δθ越大，采用以下的模糊控制规则描述如下：

(2)IfΔd＝d-d_min is Zero，thenΔθis Zero；

(2)IfΔd＝d-d_min is Small，thenΔθis Small；

(3)IfΔd＝d-d_min is Medium，thenΔθis Medium；

(4)IfΔd＝d-d_min is Big，thenΔθis Big；

其中0≤Δd≤D-D_min，0≤Δθ≤30°

输入量和输出量的量化论域均取[0,5]，其隶属度函数如附图6所示。

在实际停车中，经验表明当前侧向距离d和方向盘角度有个对应关系，一般方向盘处于极限位置时，会对应一个最小的当前侧向距离，实际中当前侧向距离若增长，方向盘应该从极限位置向回正位置进行微调，两者之间的关系并不是线性关系，而是一种非线性关系，所以在本发明实施例中采用模糊调节方法，以模拟熟练驾驶员的泊车经验，不用建模，依据经验规则去处理相对复杂的C型泊车问题。

第四阶段模块306被配置为当第三行驶距离达到第二距离阈值时，向电动助力转向系统发出控制方向盘回正的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第四行驶距离；

具体地，当第三行驶距离达到第二距离阈值时，车辆到达回正位置M₂，此时车尾已经进入泊车位，且车辆角度与泊车位处于平行状态，此时应该将方向盘回正，使车辆开始沿直线向后继续倒车，以停入泊车位。

第五阶段模块307被配置为当第四行驶距离达到第三距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入驻车档的指令。

当第四行驶距离达到第三距离阈值时，车辆已经到达目标泊车位置M₃，也就是说车辆已经停入车位，完成了整个泊车过程，因此可以让驾驶员挂入驻车档。

作为一种可选实施例，装置还包括：

阈值确定模块309，被配置为根据理论侧向距离、最小理论临界侧向距离、可停放泊车位的宽度、泊车位经验长度、安全距离阈值，以及车辆的宽度、后轴中心点到车尾的长度和最小转弯半径，计算出第一距离阈值、第二距离阈值和第三距离阈值；

其中：

第一距离阈值

第二距离阈值

第三距离阈值

本发明提供的一种C型垂直自动泊车装置，当车辆向前行驶时，接收超声波传感器测出的通道宽度和轮速脉冲传感器测出的车旁泊车位的宽度，车旁泊车位的宽度为在超声波传感器测出的车旁泊车位一侧的侧向距离由小跳变至大的第一时刻和由大跳变至小的第二时刻之间，车辆行驶的第一行驶距离；根据车旁泊车位宽度和通道宽度,判断车旁泊车位是否为可停放泊车位；当判断出车旁泊车位为可停放泊车位时，接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第二行驶距离；当第二行驶距离达到第一距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入倒挡的指令；当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向可停放的泊车位一侧打方向的指令，向制动器发出解除制动的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第三行驶距离；当第三行驶距离达到第二距离阈值时，向电动助力转向系统发出控制方向盘回正的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第四行驶距离；当第四行驶距离达到第三距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入驻车档的指令。从而使得车辆能够模仿熟练驾驶员而更好地实现C型垂直泊车，自动泊车过程计算量小，普适性高。

本实施例与实施例二基于相同的发明构思，是与方法实施例二相对应的系统实施例，因此本领域技术人员应该理解，对实施例二的说明也同样适应于本实施例，有些技术细节在本实施例中不再详述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的方案可以通过硬件来实现，也可以通过程序来指令相关的硬件实现，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本申请中，应该理解到，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种C型垂直自动泊车方法，其特征在于，包括：

当车辆向前行驶时，接收超声波传感器测出的通道宽度和轮速脉冲传感器测出的车旁泊车位的宽度，所述车旁泊车位的宽度为在超声波传感器测出的车旁泊车位一侧的侧向距离由小跳变至大的第一时刻和由大跳变至小的第二时刻之间，所述车辆行驶的第一行驶距离；

根据所述车旁泊车位宽度和所述通道宽度,判断所述车旁泊车位是否为可停放泊车位；

当判断出所述车旁泊车位为可停放泊车位时，接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第二行驶距离；

当所述第二行驶距离达到第一距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入倒挡的指令；

当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向所述可停放的泊车位一侧打方向的指令，向所述制动器发出解除制动的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第三行驶距离；

当所述第三行驶距离达到第二距离阈值时，向所述电动助力转向系统发出控制所述方向盘回正的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第四行驶距离；

当所述第四行驶距离达到第三距离阈值时，向所述制动器发出制动指令，使所述车辆停下，并向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入驻车档的指令。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述车旁泊车位宽度和所述通道宽度,判断所述车旁泊车位是否为可停放泊车位，包括：

当所述车旁泊车位宽度小于泊车位宽度阈值，或所述通道宽度小于通道宽度阈值时，判断出所述车旁泊车位不是可停放的泊车位，并向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员继续向前行驶的指令；

当所述车旁泊车位宽度大于或等于所述泊车位宽度阈值，或所述通道宽度大于或等于所述通道宽度阈值时，判断出所述车旁泊车位为可停放的泊车位，并向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员自动泊车开始的指令。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，当确定出所述车旁泊车位为可停放泊车位之后，在开始接收轮速脉冲传感器测出的所述车辆从当前时刻开始的第二行驶距离之前，所述方法还包括：

接收所述超声波传感器测出的所述可停放泊车位一侧的当前侧向距离；

根据所述当前侧向距离和车辆后轴长度计算出理论侧向距离；

当所述理论侧向距离小于最小理论临界侧向距离或者大于最大理论临界侧向距离时，向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员调整侧向距离并重新通过所述可停放泊车位的指令。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向可停放的泊车位一侧打方向的指令，包括：

根据当前侧向距离，通过查询模糊控制表获得与所述当前侧向距离对应的方向盘微调输出量，所述模糊控制表记录了当前侧向距离与方向盘微调输出量之间对应关系；

向所述电动助力转向系统发出控制方向盘向所述可停放泊车位一侧打方向到极限位置的指令后，再发出控制方向盘根据所述方向盘微调输出量进行微调的指令。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述理论侧向距离、所述最小理论临界侧向距离、所述可停放泊车位的宽度、泊车位经验长度、安全距离阈值，以及车辆的宽度、后轴中心点到车尾的长度和最小转弯半径，计算出所述第一距离阈值、第二距离阈值和第三距离阈值。

6.一种C型垂直自动泊车装置，其特征在于，包括：

环境参数接收模块，被配置为当车辆向前行驶时，接收超声波传感器测出的通道宽度和轮速脉冲传感器测出的车旁泊车位的宽度，所述车旁泊车位的宽度为在超声波传感器测出的车旁泊车位一侧的侧向距离由小跳变至大的第一时刻和由大跳变至小的第二时刻之间，所述车辆行驶的第一行驶距离；

泊车位判断模块，被配置为根据所述车旁泊车位宽度和所述通道宽度,判断所述车旁泊车位是否为可停放泊车位；

第一阶段模块，被配置为当判断出所述车旁泊车位为可停放泊车位时，接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第二行驶距离；

第二阶段模块，被配置为当所述第二行驶距离达到第一距离阈值时，向制动器发出制动指令，使车辆停下，并向仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入倒挡的指令；

第三阶段模块，被配置为当检测到驾驶员挂入倒挡后，向电动助力转向系统发出控制方向盘向所述可停放的泊车位一侧打方向的指令，向所述制动器发出解除制动的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第三行驶距离；

第四阶段模块，被配置为当所述第三行驶距离达到第二距离阈值时，向所述电动助力转向系统发出控制所述方向盘回正的指令，并接收轮速脉冲传感器测出的车辆从当前时刻开始的第四行驶距离；

第五阶段模块，被配置为当所述第四行驶距离达到第三距离阈值时，向所述制动器发出制动指令，使所述车辆停下，并向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员挂入驻车档的指令。

7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述泊车位判断模块，包括：

泊车位提示子模块，被配置为当所述车旁泊车位宽度小于泊车位宽度阈值，或所述通道宽度小于通道宽度阈值时，判断出所述车旁泊车位不是可停放的泊车位，并向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员继续向前行驶的指令；

当所述车旁泊车位宽度大于或等于所述泊车位宽度阈值，或所述通道宽度大于或等于所述通道宽度阈值时，判断出所述车旁泊车位为可停放的泊车位，并向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员自动泊车开始的指令。

8.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述装置还包括：

侧向距离提示模块，被配置为当确定出所述车旁泊车位为可停放泊车位之后，在开始接收轮速脉冲传感器测出的所述车辆从当前时刻开始的第二行驶距离之前：

接收所述超声波传感器测出的所述可停放泊车位一侧的当前侧向距离；

根据所述当前侧向距离和车辆后轴长度计算出理论侧向距离；

当所述理论侧向距离小于最小理论临界侧向距离或者大于最大理论临界侧向距离时，向所述仪表台屏幕发出提示驾驶员调整侧向距离并重新通过所述可停放泊车位的指令。

9.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述第三阶段模块，包括：

查询子模块，被配置为根据当前侧向距离，通过查询模糊控制表获得与所述当前侧向距离对应的方向盘微调输出量，所述模糊控制表记录了当前侧向距离与方向盘微调输出量之间对应关系；

方向控制子模块，被配置为向所述电动助力转向系统发出控制方向盘向所述可停放泊车位一侧打方向到极限位置的指令后，再发出控制方向盘根据所述方向盘微调输出量进行微调的指令。

10.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述装置还包括：

阈值确定模块，被配置为根据所述理论侧向距离、所述最小理论临界侧向距离、所述可停放泊车位的宽度、泊车位经验长度、安全距离阈值，以及车辆的宽度、后轴中心点到车尾的长度和最小转弯半径，计算出所述第一距离阈值、第二距离阈值和第三距离阈值。