CN108791279B - 半自动泊车系统、汽车及泊车方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半自动泊车系统，包括：车身定位单元，用于模拟车身外形，测量车身与周围障碍物之间的距离，并根据该距离模拟车身的周围环境；显示单元，用于将所述车门定位单元所模拟的车身外形和周围环境形成可视化投影；车身控制单元，用于根据所述车身定位单元测量的距离判断是否对车身进行制动。利用车门定位单元对车身和周围环境进行模拟，并通过显示单元形成投影传递给客户，则当驾驶员通过观察投影进行倒车时相当于站在车外的俯视视角，较传统的倒车影像的视角更全面。本发明还公开了一种采用上述半自动泊车系统的汽车和泊车方法。

Description

半自动泊车系统、汽车及泊车方法

技术领域

本发明涉及汽车泊车技术领域，特别是涉及一种半自动泊车系统、汽车及泊车方法。

背景技术

随着汽车工业的飞速发展和人们生活水平的提升，汽车已经成为人们出行、货运等不可或缺的交通工具之一。

随着汽车功能的多样化，越来越多的汽车，尤其是高档汽车，均设置了自动泊车系统，为不熟练的驾驶员提供了极大的便利。目前，自动泊车系统多采用复杂的运算计算泊车时的角度和位置，并需要利用控制器完全控制方向盘和刹车，从而实现全自动倒车。授权号CN 102763147B公开了竖直泊车位中自动地前进泊车，采用环境传感器检测周围障碍物，并通过迭代运算计算转向角，然后反复倒车移库实现全自动倒车。

现有的自动泊车系统需采用大量的计算，成本较高，不适用于低端车，特别是价格较低的新能源车型。申请号201810092263.8公开了一种车辆自动停车的系统及方法，通过全景地图单元对汽车进行定位，自动规划泊车路线，同样需要大量的计算得出泊车路线，且需结合停车场的平面图和实时车位信息，无法应用于非自动化停车场地区。申请号201710212319.4公开了一种无线自动泊车系统及方法，将车辆的控制全部交给停车区域的环境感知系统，则需对停车区域采用大量的复杂算法来控制汽车，仍然无法实现在非自动化停车场区域自动泊车。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种能在普通停车场或非停车场区域实现自动泊车的半自动泊车系统，且无需采用过于复杂的运算。

一种半自动泊车系统，包括：

车身定位单元，用于模拟车身外形，测量车身与周围障碍物之间的距离，并根据该距离模拟车身的周围环境；

显示单元，用于将所述车门定位单元所模拟的车身外形和周围环境形成可视化投影；

车身控制单元，用于根据所述车身定位单元测量的距离判断是否对车身进行制动。

根据本发明提出的半自动泊车系统，本发明需手动进行换挡和控制方向盘，利用车门定位单元对车身和周围环境进行模拟，并通过显示单元形成投影传递给客户，则当驾驶员通过观察投影进行倒车时相当于站在车外的俯视视角，较传统的倒车影像的视角更全面，即使是新手也能准确判断车身与周围障碍物的情况，利用车身控制单元能在车身距离障碍物过近时及时制动停车。

另外，根据本发明提供的半自动泊车系统，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述车身定位单元包括：

测距模块，用于测量车身的长度和宽度，以及车身离障碍物的距离。

建模模块，用于根据所述测距模块所测得的数值建立车身和周围环境的模型。

进一步地，所述测距模块连接测距传感器，该测距传感器可以为摄像头、超声波传感器或红外传感器的一种或多种的组合。

进一步地，所述显示单元包括信号转换模块和显示模块，所述信号转换模块用于将所述建模模块所建立的模型转化为可视化图形，所述显示模块用于显示该可视化图形。

进一步地，所述显示模块连接车载显示器、移动终端或远程服务器的一种或多种，则不仅车内的人能观察泊车的动态，位于车外的人也能实时观察泊车动态。

进一步地，所述显示单元还包括轨迹预测模块，所述轨迹预测模块用于采集方向盘的转动角度信息，预测车身的行进路线，当车身向前行驶时对前进方向进行预测，反之对倒车方向进行预测。

进一步地，所述车身控制单元包括制动模块，所述制动模块用于根据所述测距模块的反馈值控制汽车刹车的制动和释放，该反馈值为车身离障碍物的距离。

本发明的另一个目的在于提出一种采用上述半自动泊车系统的汽车。

本发明的还有一个目的在于提出一种泊车方法，包括以下步骤：

S1.获取车身边缘的坐标，建立以车身边缘为基准的可视化模型；

S2.以车身边缘为参照获取车身周围障碍物边缘的坐标，并建立可视化模型；

S3.将步骤S1和步骤S2中的可视化模型投影至显示界面；

S4.当车身获取前进挡信号时，根据汽车方向盘转动角度对车身的前进轨迹进行预测，当车身获取倒挡信号时，根据汽车方向盘转动角度对车身的倒车轨迹进行预测；

S5.实时判断车身边缘与周围障碍物的距离，当车身边缘与周围障碍物边缘的距离减小至指定值时，启动汽车的制动系统。

进一步地，步骤S1获取车身边缘坐标的方法包括：

S101.获取车身四个角和后视镜的坐标；

S102.根据步骤S101获取的坐标配合预设的车身外形计算整个车身边缘的坐标。

本发明的有益效果至少包括：

(1)由于本发明为半自动泊车系统，手动控制方向盘和档位，大大降低了泊车系统中的运算复杂程度，从而降低了生产成本；

(2)利用车门定位单元对车身和周围环境进行模拟，并通过显示单元形成投影传递给客户，则当驾驶员通过观察投影进行倒车时相当于站在车外的俯视视角，较传统的倒车影像的视角更全面，相当于在车外有指挥人员告知障碍物的方位，即使是新手也能准确判断车身与周围障碍物的情况；

(3)显示模块不仅车内的人能观察泊车的动态，位于车外的人也能实时观察泊车动态；

(4)根据车身四个角和后视镜的坐标计算整个车身的坐标，可减少设置于车身的测距数量，降低生产成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明第一实施例的半自动泊车系统的结构示意图；

图2是图1中半自动泊车系统的各单元的结构示意图；

图3是本发明第一实施例的车身边缘和周围障碍物边缘的模拟示意图；

图4是本发明第三实施例的泊车方法的流程示意图；

图5是本发明第三实施例的泊车方法的具体操作流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明的第一实施例提出一种半自动泊车系统，包括：

车身定位单元1，用于模拟车身外形，测量车身与周围障碍物之间的距离，并根据该距离模拟车身的周围环境；

显示单元2，用于将所述车门定位单元所模拟的车身外形和周围环境形成可视化投影；

车身控制单元3，用于根据所述车身定位单元测量的距离判断是否对车身进行制动。

由于本发明为半自动泊车系统，需手动进行换挡和控制方向盘，利用车门定位单元1对车身和周围环境进行模拟，并通过显示单元2形成投影传递给客户，则当驾驶员通过观察投影进行倒车时相当于站在车外的俯视视角，较传统的倒车影像的视角更全面，即使是新手也能准确判断车身与周围障碍物的情况，利用车身控制单元3能在车身距离障碍物过近时及时制动停车。

具体的，请参阅图2，所述车身定位单元1包括：

测距模块，用于测量车身的长度和宽度，以及车身离障碍物的距离。

建模模块，用于根据所述测距模块所测得的数值建立车身边缘和周围障碍物边缘的模型。

所述测距模块连接测距传感器，在本实施例中，该测距传感器为超声波，在其他实施例中，测距传感器可以为摄像头、超声波传感器或红外传感器的一种或多种的组合，超声波传感器和红外传感器均为自带测距功能，摄像头可设置为两个，通过两个画面叠加运算得出距离，同时还能实时显示障碍物状况。

在本实施例中，车身边缘的模型建立可利用车身自身的尺寸计算得到，也可以通过各传感器之间相互定位实现对车身边缘坐标的获取。

所述显示单元2包括信号转换模块和显示模块，所述信号转换模块用于将所述建模模块所建立的模型转化为可视化图形，所述显示模块用于显示该可视化图形。

在本实施例中，所述显示模块连接车载显示器，在其他实施例中，显示模块也可以连接移动终端或远程服务器的一种或多种，则不仅车内的人能观察泊车的动态，位于车外的人也能实时观察泊车动态。

所述显示单元还包括轨迹预测模块，所述轨迹预测模块用于采集方向盘的转动角度信息，预测车身的行进路线，当车身向前行驶时对前进方向进行预测，反之对倒车方向进行预测。

所述车身控制单元3包括制动模块，所述制动模块用于根据所述测距模块的反馈值控制汽车刹车的制动和释放，该反馈值为车身离障碍物的距离。

根据该半自动泊车系统，手动反复操作方向盘和档位，直至停入指定车位，在该过程中，由于显示单元的存在，大大提高了车内人员对车身和周围障碍物之间的观察能力。

本发明的第二实施例提出提出一种采用上述半自动泊车系统的汽车，采用该半自动泊车系统的汽车能大大降低生产成本。

请参阅图3和图4，本发明的第三实施例提出提出一种泊车方法，包括以下步骤：

S1.获取车身边缘的坐标，建立以车身边缘为基准的可视化模型；

S2.以车身边缘为参照获取车身周围障碍物边缘的坐标，并建立可视化模型；

S3.将步骤S1和步骤S2中的可视化模型投影至显示界面；

S4.当车身获取前进挡信号时，根据汽车方向盘转动角度对车身的前进轨迹进行预测，当车身获取倒挡信号时，根据汽车方向盘转动角度对车身的倒车轨迹进行预测；

S5.实时判断车身边缘与周围障碍物的距离，当车身边缘与周围障碍物边缘的距离减小至指定值时，启动汽车的制动系统。

步骤S4中，倒车轨迹预测已为现有技术，前进轨迹预测可当采用模拟曲线，当方向盘为回正状态时，以车身前方的车轮为起点向前方延伸出一段直线并记录该之间的末端位置，当方向盘发生转动时，该直线随着汽车前轮的转动而转动，并从车头前保处和直线的末端处作一条曲线，该曲线垂直于车头，将该曲线投影至显示界面，即可实现对前进轨迹的简单预测；

具体的，步骤S1获取车身边缘坐标的方法包括：

S101.获取车身四个角和后视镜的坐标；

S102.根据步骤S101获取的坐标配合预设的车身外形计算整个车身边缘的坐标。

则只需在车身的四个角处和两个后视镜处设置传感器即可获取整个车身的简单模型，该运算可采用简单勾股定理或夹角运算，较复杂的迭代运算等，大大降低了生产成本。

请参阅图5，本实施例的泊车方法的具体操作为：

启动自动泊车，手动挂倒挡，车身开始自动倒车，可通过手动调节方向盘以使车身进入车位，当遇到障碍物或车位限位器时，车身会自动制动停车，若此时已停入车位，可关闭自动泊车，泊车结束；若自动停车时未停入车位，可手动挂前进挡，车身开始自动行车，可通过手动调节方向盘车身位置，当遇到障碍物车身会自动停车。重复上述的倒车和行车操作，直至停入车位。

本发明只需控制方向盘和档位，能实现半自动泊车，无需线控方向盘和线控刹车，降低了生产成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种半自动泊车系统，其特征在于，包括：

车身定位单元，用于模拟车身外形，测量车身与周围障碍物之间的距离，并根据该距离模拟车身的周围环境，所述车身定位单元包括测距模块和建模模块，所述测距模块用于测量车身的长度和宽度，以及车身离障碍物的距离，所述建模模块用于根据所述测距模块所测得的数值建立车身边缘和周围障碍物边缘的模型；

显示单元，用于将所述车身 定位单元所模拟的车身边缘和周围障碍物边缘形成可视化投影；

车身控制单元，用于根据所述车身定位单元测量的距离判断是否对车身进行制动；

所述车身控制单元包括制动模块，所述制动模块用于根据所述测距模块的反馈值控制汽车刹车的制动和释放，该反馈值为车身离障碍物的距离。

2.根据权利要求1所述的半自动泊车系统，其特征在于，所述测距模块连接测距传感器，该测距传感器可以为摄像头、超声波传感器或红外传感器的一种或多种的组合。

3.根据权利要求1所述的半自动泊车系统，其特征在于，所述显示单元包括信号转换模块和显示模块，所述信号转换模块用于将所述建模模块所建立的模型转化为可视化图形，所述显示模块用于显示该可视化图形。

4.根据权利要求3所述的半自动泊车系统，其特征在于，所述显示模块连接车载显示器、移动终端或远程服务器的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的半自动泊车系统，其特征在于，所述显示单元还包括轨迹预测模块，所述轨迹预测模块用于采集方向盘的转动角度信息。

6.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1至5任意一项所述的半自动泊车系统。

7.一种泊车方法，其特征在于，采用权利要求1至5任意一项所述的半自动泊车系统，包括以下步骤：

S1.获取车身边缘的坐标，建立以车身边缘为基准的可视化模型；

S2.以车身边缘为参照获取车身周围障碍物边缘的坐标，并建立可视化模型；

S3.将步骤S1和步骤S2中的可视化模型投影至显示界面；

S4.当车身获取前进挡信号时，根据汽车方向盘转动角度对车身的前进轨迹进行预测，当车身获取倒挡信号时，根据汽车方向盘转动角度对车身的倒车轨迹进行预测；

S5.实时判断车身边缘与周围障碍物的距离，当车身边缘与周围障碍物边缘的距离减小至指定值时，启动汽车的制动系统。

8.根据权利要求7所述的泊车方法，其特征在于，步骤S1中获取车身边缘坐标的方法包括：

S101.获取车身四个角和后视镜的坐标；

S102.根据步骤S101获取的坐标配合预设的车身外形计算整个车身边缘的坐标。

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