CN109501796A - 一种智能方向盘泊车辅助交互方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能方向盘泊车辅助交互方法及其装置，包括信息采集单元、控制单元和中控显示装置以及智能方向盘。信息采集单元用于拍摄测量四周的画面传输给控制单元，控制单元识别图像，处理后提供最优入库方案并传输给智能方向盘；同时在倒车、转向和换挡时，智能控制车速和方向盘助力装置。中控显示装置显示信息采集单元所获得的图像，提供用户自主选择泊车位置的交互方式。通过智能可视化方向盘装置和压力传感器实现制动停车，用户在泊车过程中通过视觉与触觉更直观的获得泊车辅助与反馈，可视化方向盘包含显示界面、转向辅助力装置、震动装置和开关按键。本发明在泊车辅助系统中提供新的交互方式，增强智能泊车辅助的可靠性、安全性。

Description

一种智能方向盘泊车辅助交互方法及其装置

技术领域

本发明涉及汽车智能泊车技术领域，具体为一种智能方向盘泊车辅助交互方法及其装置。

背景技术

随着我国经济的高速增长，车辆保有量逐年递增，城市中车位少、车位窄、泊车难的现象愈发明显。对于技术不成熟的用户，面对狭窄的车位和泊车过程中阻碍其他车辆通行的情况，用户心理压力倍增。车辆虽都安装后视镜，但后视镜视野存在盲区，且不能直观有效的解决倒车问题。智能泊车系统随着科技的发展为解决泊车难的问题应运而生，1992年，大众在IRVW(Integrated Research Volkswagen)future概念车上采用了自动泊车技术；而国内对于自动泊车系统的研究起步较晚，1999年，国内学者借助仿真软件着手研究车辆的倒车控制。虽然经过多年的发展，智能泊车技术在自动车位空间识别、路线规划与轨迹跟踪、转角控制技术等技术领域仍然存在技术壁垒。因此，对于机械智能化不成熟的现阶段，智能泊车辅助系统作为人工与智能相结合的辅助系统，是值得采纳的方案。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种智能方向盘泊车辅助系统的交互方法及其装置，能够直观的选定泊车位置，并安全的协助用户成功泊车。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明的智能方向盘泊车辅助交互装置，包括信息采集单元、控制单元、中控显示装置以及智能方向盘装置。

信息采集单元用于拍摄车辆四周的画面传输给控制单元，处理完毕后传输给中控显示装置。

控制单元包含传输装置和信息处理装置；传输装置主要包括传输线；信息处理装置主要用来识别图像是否满足入库要求，以及提供最优入库方案并将该方案传输给智能方向盘；同时在倒车、转动方向盘和产生换挡需求时，智能控制车速和方向盘助力装置。

中控显示装置包含显示器和实体按键，触屏显示器可代替显示器和实体按键；用于和用户实时交互，一方面接收用户的触屏信息以确定泊车车位，另一方面向用户展示泊车过程动态信息。

信息采集单元把实时画面传输给控制单元，中控显示装置提供画面显示，用户在触控显示器双指选择图片上任意泊车位置，控制单元判定是否为有效泊车位置。

有效位泊车位置定义为车位长度大于车身长度的1.2倍，宽度大于车身宽度的1.4倍，并在泊车位置区域内无障碍物。障碍物定义为高于0.4倍车辆底盘高度的任意物体。

泊车位置判定为无效的情况下，通过中控显示装置提示最靠近用户选择的有效位置。

在泊车位置判定有效的情况下，点击触控显示器上的确定标识，控制单元调取固定模式下的泊车方案，选择最佳泊车方案，并传输给智能方向盘。

所述智能方向盘装置为引导用户入库的装置，包括可视化方向盘、传感器。

可视化方向盘包含显示界面、转向辅助助力装置、震动装置和开关按键。

显示界面可直观的显示入库过程中方向盘所需转过的角度和换挡需求。

转向辅助助力装置在控制单元设定转向范围内提供助力，在超出控制单位设定范围外产生阻力。

震动装置按照12cm为间隔镶嵌在智能方向盘内部，根据控制单元的命令在固定节点震动。根据不同的任务提示对应不同的震动。不同任务提示分为简单提示、一般性警示、安全性警示。不同震动分为振幅程度、震动方位、震动时间长短的不同。震动的同时，配合中控显示装置使用图像和文字同步提示。

在可视化方向盘本体上设有开关按键，该按键关闭后，上述交互方式失效。

传感器组设置在可视化方向盘本体内，包含角度传感器和压力传感器。

角度传感器在旋转时，测量方向盘转过的角度，并传送给控制单元，判定是否进行下一步骤的操作，同时为转向辅助助力装置提供信号。

压力传感器用于控制紧急制动，当手握住方向盘的压力斜率大于设定值，控制车辆紧急制动。压力斜率等于当前握力减去一定时间前产生的握力除以两者时间之差。

本发明具体下述有益效果：

1、其中交互方式借助中控显示装置用户自主选定泊车位置，用人工结合智能的方法解决了车位空间识别技术问题，比如现有的摄像头传感器技术因天气和光线的干扰明显，稳定性较差；现有的超声波传感器技术因超声波特性无法有效识别细杆状障碍物。

2、其中发明装置智能方向盘借助可视化方向盘的显示界面更加直观的呈现出泊车过程中的指令，在用户获得更加良好的泊车体验的同时减少了对车辆多处的硬件改造。

3、震动装置的加入使得用户即便在嘈杂的环境中依然有显著的反馈，增加驾驶的安全性。

4、方向盘中加入压力传感器颠覆了车辆刹车基础的交互方式及装置，人们紧张的状态下下意识会突然握紧方向盘，在泊车过程中，用户的下意识紧张反应会迫使低速泊车的车辆紧急制动停车，更有利于保护用户及行人的安全。

5、本发明加强智能方向盘泊车辅助系统交互可用性，该交互系统能够辅助用户智能、便捷和安全的泊车。

附图说明

图1为中控显示装置的判定方法流程示意图；

图2为自主选择泊车位置示意图；

图3为无效泊车位置修正示意图；

图4为某一种固定模式下的泊车方案；

图5为智能方向盘装置总体示意图；

图6为智能方向盘的截面图；

图7为可视化方向盘向右旋转60°示意图；

图8为可视化方向盘向右旋转24°示意图；

图9为可视化方向盘D挡示意图；

图10为可视化方向盘R挡示意图。

图中标记：201-车辆位置，202-矩形轮廓，203-确定标识，301-障碍物，302-泊车位置，401-用户选定的泊车位置，402-某具体障碍物，403-参考物，404-最优倒车路径，501-震动装置，502-角度传感器，503-转向辅助助力装置，504-开关，601-压力感应装置。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行描述，所举实例只用于解释，并非用于限定本发明范围。

本发明提供一种智能方向盘泊车辅助交互方法及其装置，图1为中控显示装置的判定方法示意图。本发明的交互方法包括如下步骤：

S1、在用户开启智能辅助装置的情况下，信息采集单元测量四周的画面传输给控制单元，控制单元接受并识别图像信号，并实时把图像显示在中控屏幕中，用户可根据中控屏幕上显示的周围环境自主选择泊车位置，参见图2，车辆位置201始终居于中控显示屏幕中央，触控显示器双指选择中控屏幕图片上任意泊车位置，双指落下区域出现一个矩形轮廓202，该轮廓以车辆外形的长宽为基础形成一个固定尺寸的长方体，该长方体称之为车辆的矩形轮廓。

S2、控制单元根据选定有效位泊车位置判定泊车位置是否具有可行性。有效位泊车位置定义为车位长度大于车身长度的1.2倍，宽度大于车身宽度的1.4倍，并在泊车位置区域内无障碍物。障碍物定义为高于0.4倍车辆底盘高度的任意物体。在泊车位置有效的情况下，点击触控显示器上的确定标识203。泊车位置判定为无效的情况下，选定区域遇到障碍物301，参见图3，提示最靠近选择位置可使用的泊车位置302，用户双击屏幕为更换推荐有效位置，双指触控则重新根据用户双指位置选定泊车位置。

S3、控制单元根据用户选定有效位泊车位置，调取众多储存在控制单元中的固定模式下的泊车方案，选取最优的方案。具体的，一种固定模式下的泊车方案参见图4。通过距离测算，确定车辆的当下的位置与用户选定的泊车位置401的距离；控制单元自主判定某具体障碍物402并标记，判定参考物403并标记，根据控制单元的标记情况，调取众多固定模式下的泊车方案，选取最优倒车路径404，显示在中控屏幕上，并将该方案传输给智能方向盘，参见图5。

S4、在智能可视化方向盘内部按照12cm为间隔镶嵌震动装置501，根据控制单元的命令在固定节点震动。不同的任务提示对应不同的震动。不同任务提示分为简单提示、一般性警示、安全性警示。不同震动分为振幅程度、震动方位、震动时间长短的不同。具体的，按照不同程度的振幅，分为1、2、3级。震动程度0.15mm的振幅称为1级，0.25mm的振幅称为2级，0.35mm的振幅称为3级。按照不同的震动时间，分为a、b、c级。0.2秒的震动为a级，0.5秒的震动为b级，1秒震动间隔0.2秒间歇的循环为c级。优选的，障碍物距离1.5m时，选用1级组合a级的提示方式；距离1m时，选用2级组合a级的提示方式；距离0.7m时，选用3级组合b级的一般性警示；障碍物距离等于小于0.5m时，选用3级组合c级的安全性警示，并通过震动的方位不同，提示车身靠近障碍物的不同位置。中控显示装置使用图像和文字同步提示。

压力感应装置601包裹在方向盘抓手处，类似于方向盘套，方向盘的截面图参见图6。压力感应装置用于紧急制动，当手握住方向盘的压力斜率大于设定值，车辆紧急制动。压力斜率等于当前握力减去一定时间前产生的握力除以两者时间之差。

优选的，震动装置501采用直流微型电机扁平马达镶嵌在智能方向盘内部。

优选的，压力传感器采用半导体压力传感器，压力敏感元件和弹性元件合两者合二为一，可有效消除机械滞后和蠕变的同时提高识别精度和灵敏度。

角度传感器502用于方向盘发生转动时测量转过的角度，并将信号传输给控制单元，以实时调整泊车动态。

转向辅助助力装置503安装在智能方向盘内部，根据控制单元的命令在设定转向范围内提供助力，在非要求转向的范围内外产生阻力。

可视化方向盘把当前路径所需的转动角度可视化的显示在方向盘上，向右旋转60°可视化方向盘，参见图7，用户旋转一定角度后，根据角度传感器502的测量，可视化方向盘显示变为向右旋转24°，参见图8。在换挡时，D挡显示为数个同时向上的对置的箭头，参见图9，R挡显示为数个同时向下的对置箭头，参见图10。在倒车、转动方向盘和产生换挡需求时，车速受限，同时方向盘震动装置501、转向辅助助力装置503和压力感应装置均产生作用。

优选的，为降低成本，可视化方向盘的显示方式可选用LED(Light-EmittingDiode)数码管镶嵌在智能方向盘表面；亦可选择柔性OLED(Organic Light-EmittingDiode)，采用柔性OLED可部分集成中控显示装置的功能。

优选的，智能方向盘的结构依次是，内部震动装置，其次压力传感器，外部为可视化方向盘。

开关504为实体开关按键，在关闭后，智能方向盘泊车辅助系统的交互方法及其装置均失效。

在泊车完成后，智能方向盘震动装置501和可视化方向盘产生提示，并主动关闭开关504，再次进入泊车辅助系统需按压开关504。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能方向盘泊车辅助交互装置，其特征在于，包括信息采集单元、控制单元、中控显示装置以及智能方向盘装置；

信息采集单元用于拍摄车辆四周的图像画面传输给控制单元；

控制单元根据信息采集单元拍摄的图像画面，主要识别图像是否为有效泊车位以及提供最优入库方案并将该方案传输给中控显示装置和智能方向盘；同时在泊车过程时，控制车速和智能方向盘装置；

中控显示装置用于和用户实时交互，一方面接收用户的触屏信息，另一方面向用户展示泊车过程信息；

智能方向盘用于引导用户泊车入库。

2.根据权利要求1所述的一种智能方向盘泊车辅助交互装置，其特征在于，所述智能方向盘包括可视化方向盘、以及传感器；

所述可视化方向盘包含显示界面、转向辅助助力装置、震动装置；显示界面可直观的显示入库过程中方向盘所需转过的角度和换挡需求。转向辅助助力装置在控制单元设定转向范围内为方向盘提供助力，在超出控制单位设定范围外产生阻力；震动装置按照一定的间隔镶嵌在智能方向盘本体内部，根据控制单元的命令在固定节点震动，根据不同的任务提示对应不同的震动：不同任务提示分为简单提示、一般性警示、安全性警示；不同震动分为振幅程度、震动方位、震动时间长短的不同。根据振幅程度、震动时间的长短的不同，提示障碍物距离的不同；震动的方位不同，提示车身靠近障碍物的不同位置。震动的同时，配合中控显示装置使用图像和文字同步提示；

所述传感器包括角度传感器和压力传感器；所述角度传感器在旋转时，测量方向盘转过的角度，并传送给控制单元，判定是否进行泊车的下一步操作，同时控制单元根据此角度信息为转向辅助助力装置提供信号；

压力传感器用于控制紧急制动，当手握住方向盘的压力斜率大于设定值，控制车辆紧急制动。

3.根据权利要求1所述的一种智能方向盘泊车辅助交互装置，其特征在于，所述智能方向盘泊车辅助交互装置还包括开关按键，用于控制装置工作与否。

4.根据权利要求3所述的一种智能方向盘泊车辅助交互装置，其特征在于，所述开关按键设置在可视化方向盘上。

5.根据权利要求1所述的一种智能方向盘泊车辅助交互装置，其特征在于，所述控制单元判定用户所选车位为有效泊车位时满足：车位长度大于车身长度的1.2倍，宽度大于车身宽度的1.4倍，并在泊车位置区域内无障碍物；其中障碍物定义为高于0.4倍车辆底盘高度的任意物体。

6.根据权利要求1所述的一种智能方向盘泊车辅助交互装置，其特征在于，所述控制单元在判定用户所选车位为无效泊车位时，通过中控显示装置提示最靠近用户选择的有效位置；在泊车位判定有效的情况下，用户点击触控显示器上的确定标识，控制单元调取固定模式下的泊车方案，选择最佳泊车方案，并传输给智能方向盘。

7.一种智能方向盘泊车辅助交互方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、信息采集单元采集四周的图像画面传输给控制单元，控制单元接受并识别图像信息，并实时把图像显示在中控屏幕中，用户可根据中控屏幕上显示的周围环境自主选择泊车位置，车辆位置始终居于中控显示屏幕中央；用户在触控显示器双指选择中控屏幕图片上任意泊车位置，双指落下区域出现一个矩形轮廓，该轮廓以车辆外形的长宽为基础形成一个固定尺寸的长方体，该长方体称之为车辆的矩形轮廓；

S2、控制单元根据选定有效位泊车位置判定泊车位置是否具有可行性：有效位泊车位置定义为车位长度大于车身长度的1.2倍，宽度大于车身宽度的1.4倍，并在泊车位置区域内无障碍物；障碍物定义为高于0.4倍车辆底盘高度的任意物体。在泊车位置有效的情况下，点击触控显示器上的确定标识；泊车位置判定为无效的情况下，提示用户最靠近选择位置可使用的泊车位置，用户双击屏幕为更换推荐有效位置，双指触控则重新根据用户双指位置选定泊车位置；

S3、控制单元根据用户选定有效位泊车位置，调取众多储存在控制单元中的固定模式下的泊车方案，选取最优的方案。具体的，通过距离测算，确定车辆的当下的位置与用户选定泊车位置的距离；控制单元自主判定障碍物并标记，判定参考物并标记，根据控制单元的标记情况，调取众多固定模式下的泊车方案，选取最优倒车路径，显示在中控屏幕上，并将该方案传输给智能方向盘。

S4、在智能可视化方向盘内部按照12cm为间隔镶嵌震动装置，根据控制单元的命令在固定节点震动；不同的任务提示对应不同的震动。不同任务提示分为简单提示、一般性警示、安全性警示；不同震动分为振幅程度、震动方位、震动时间长短的不同。根据振幅程度、震动时间的长短的不同，提示障碍物距离的不同；震动的方位不同，提示车身靠近障碍物的不同位置；配合中控显示装置使用图像和文字同步提示；同时，在方向盘抓手处包裹压力感应装置，类似于方向盘套。压力感应装置用于紧急制动，即当手握住方向盘的压力斜率大于设定值时，控制车辆紧急制动；其中压力斜率等于当前握力减去一定时间前产生的握力除以两者时间之差。

8.根据权利要求7所述的一种智能方向盘泊车辅助交互方法，其特征在于，S4还包括：可视化方向盘把当前路径所需的转动角度显示在方向盘上，利用角度传感器测量方向盘发生转动时转过的角度，并将角度信号传输给控制单元以实时调整泊车动态；

在智能方向盘内部的转向辅助助力装置，根据控制单元的命令在设定转向范围内提供助力，在非要求转向的范围内外产生阻力。

9.根据权利要求7所述的一种智能方向盘泊车辅助交互方法，其特征在于，所述震动装置采用直流微型电机扁平马达镶嵌在智能方向盘内部。

10.根据权利要求7所述的一种智能方向盘泊车辅助交互方法，其特征在于，所述压力传感器采用半导体压力传感器。