CN110155041A - 一种多功能自动泊车系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能自动泊车系统，包括自动泊车控制器，所述自动泊车控制器连接有4颗自动泊车雷达（F5、F6、R5、R6）、8颗倒车雷达（F1‑F4、R1‑R4）和4颗高清摄像头（摄像头01‑04），所述自动泊车控制器包括执行模块控制，所述执行模块控制信号连接有制动系统、转向系统、油门系统和档位系统，本发明丰富了传统自动泊车的功能，可以帮助驾驶员处理更多复杂场景，例如通过控制转向、制动等系统帮助驾驶员完成窄路穿行、车辆调头等，通过控制转向、制动等系统协助驾驶员通过狭窄路段或者帮助驾驶员在狭窄位置调头，危险状况紧急制动。
Description
技术领域
本发明涉及汽车泊车技术领域，具体为一种多功能自动泊车系统。
背景技术
随着科技的进步和社会的发展，人们对汽车在安全、耗能、驾驶、舒适和娱乐等方面的要求越来越高。对于许多驾驶员而言，泊车是必须掌握的技能，也是评价驾驶员技术的一项重要指标。在许多泊车场景中，新手驾驶员一定会比较烦苦恼甚至由于泊车水平的限制最终无法完成泊车，而且有些狭窄的泊车位对于老司机也是一项挑战。那么，为了解决驾驶员泊车的烦恼，自动泊车技术应运而生。自动泊车系统是一项旨在替代驾驶员完成泊车过程的技术，在搜索到车位后，只需要驾驶员确认并启动按钮即可将车辆自动泊入车位，泊车过程无需驾驶员控制刹车、油门及方向盘。
目前大多数量产车型的自动泊车功能只具有传统的泊车入库、泊车出库的功能，针对目前常见的场景，例如通过狭窄路段车辆容易剐蹭，狭窄位置调换车头需要多次前进倒退等，自动泊车系统也可以辅助驾驶员处理这些场景，例如即将发生碰撞紧急刹车，窄路穿行时控制转向、制动等系统避免剐蹭，狭窄位置掉头时控制车辆自动完成调头。目前需要解决的技术难题是超声波雷达和摄像头的融合，需要准确识别障碍物大小、距离、类型等，也要分辨需要处理的场景类型。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能自动泊车系统，丰富了传统自动泊车的功能，可以帮助驾驶员处理更多复杂场景，例如通过控制转向、制动等系统帮助驾驶员完成窄路穿行、车辆调头等，通过控制转向、制动等系统协助驾驶员通过狭窄路段或者帮助驾驶员在狭窄位置调头，危险状况紧急制动，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多功能自动泊车系统，包括自动泊车控制器，所述自动泊车控制器连接有4颗自动泊车雷达（F5、F6、R5、R6）、8颗倒车雷达（F1-F4、R1-R4）和4颗高清摄像头（摄像头01-04），所述自动泊车控制器包括执行模块控制，所述执行模块控制信号连接有制动系统、转向系统、油门系统和档位系统。
优选的，所述自动泊车控制器还包括人机交互模块，所述人机交互模块和执行模块控制均通过CAN网络信号通讯。
优选的，所述自动泊车控制器控制芯片为XC866型单片机。
优选的，所述XC866型单片机的核心控制中枢为MCU，且MCU外围电路中增加有复位电路。
优选的，所述执行模块控制包括发动机控制模块，所述发动机控制模块连接有燃油喷射系统、点火系统、排放控制系统、车载诊断系统、空调和风扇系统和节气门执行器控制系统。
优选的，所述制动系统由供能装置、控制装置、传动装置和制动器4部分组成。
优选的，所述转向系统包括机械转向系统和动力转向系统。
优选的，所述油门系统油门踏板、踏板位移传感器、ECU（电控单元）、数据总线、伺服电动机和节气门执行机构组成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明丰富了传统自动泊车的功能，可以帮助驾驶员处理更多复杂场景，例如通过控制转向、制动等系统帮助驾驶员完成窄路穿行、车辆调头等，通过控制转向、制动等系统协助驾驶员通过狭窄路段或者帮助驾驶员在狭窄位置调头，危险状况紧急制动。
附图说明
图1为本发明一种多功能自动泊车系统框图；
图2为本发明一种多功能自动泊车系统的窄路穿行流程图；
图3为本发明一种多功能自动泊车系统车辆掉头流程图；
图4为本发明一种多功能自动泊车系统的自动泊车控制器控制芯片接口电路图；
图5为本发明一种多功能自动泊车系统的控制中枢为MCU电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1、4和5，本发明提供一种技术方案：一种多功能自动泊车系统，包括自动泊车控制器，所述自动泊车控制器连接有4颗自动泊车雷达（F5、F6、R5、R6）、8颗倒车雷达（F1-F4、R1-R4）和4颗高清摄像头（摄像头01-04），所述自动泊车控制器包括执行模块控制，所述执行模块控制信号连接有制动系统、转向系统、油门系统和档位系统。
具体的，所述自动泊车控制器还包括人机交互模块，所述人机交互模块和执行模块控制均通过CAN网络信号通讯。
CAN 是Controller Area Network 的缩写（以下称为CAN），是ISO国际标准化的串行通信协议。在汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来。由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的数量”、“通过多个LAN，进行大量数据的高速通信”的需要，CAN属于现场总线的范畴，它是一种有效支持分布式控制或实时控制的串行通信网络。较之许多RS-485基于R线构建的分布式控制系统而言，基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具有明显的优越性：网络各节点之间的数据通信实时性强；开发周期短；已形成国际标准的现场总线；最有前途的现场总线之一。
具体的，所述自动泊车控制器控制芯片为XC866型单片机；该芯片基于与工业标准8051处理器兼容的XC800内核设计。JTAG接口电路JTA G接口电路的作用是将单片机和仿真器连接起来，方便程序的调试和下载。根据XC866芯片的端口要求设计如图4所示的接口电路。
具体的，所述XC866型单片机的核心控制中枢为MCU，且MCU外围电路中增加有复位电路。
微控制单元（Microcontroller Unit；MCU） ，又称单片微型计算机（Single ChipMicrocomputer ）或者单片机，是把中央处理器（Central Process Unit；CPU）的频率与规格做适当缩减，并将内存（memory）、计数器（Timer）、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
根据总线或数据暂存器的宽度，单片机又分为1位、4位、8位、16位、32位甚至64位单片机。4位MCU大部份应用在计算器、车用仪表、车用防盗装置、呼叫器、无线电话、CD播放器、LCD驱动控制器、LCD游戏机、儿童玩具、磅秤、充电器、胎压计、温湿度计、遥控器及傻瓜相机等；8位MCU大部份应用在电表、马达控制器、电动玩具机、变频式冷气机、呼叫器、传真机、来电辨识器（CallerID）、电话录音机、CRT显示器、键盘及USB等；8位、16位单片机主要用于一般的控制领域，一般不使用操作系统，16位MCU大部份应用在行动电话、数字相机及摄录放影机等；32位MCU大部份应用在Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub、Bridge、Router、工作站、ISDN电话、激光打印机与彩色传真机； 32位用于网络操作、多媒体处理等复杂处理的场合，一般要使用嵌入式操作系统。64位MCU大部份应用在高阶工作站、多媒体互动系统、高级电视游乐器（如SEGA的Dreamcast及Nintendo的GameBoy）及高级终端机等。
具体的，所述执行模块控制包括发动机控制模块，所述发动机控制模块连接有燃油喷射系统、点火系统、排放控制系统、车载诊断系统、空调和风扇系统和节气门执行器控制系统；
发动机控制模块是发动机控制的核心部件，根据各传感器的输入信息，控制发动机的燃油喷射和点火时刻，并为其他输出装置提供最佳的控制指令。另外，ECM还对自身故障、各传感器和执行元件、串行数据线、故障指示灯（MIL）电路进行检测，当检测到故障时，ECM记忆相应故障码并采取有关措施。发动机控制标定程序存储在电可控可编程只读存储器（EEPROM）中，它是一个焊接在ECM上的一个永久性存储器，不可单独更换。更换ECM时，新的ECM需按所配置车型编程后才可使用。发动机控制模块可以给各个传感器或开关提供5V或12V电压，是通过至发动机控制模块内部调节电源的反馈电阻来实现的。
汽车发动机控制模块监视来自各个传感器的信息和其他输入信号，并控制那些影响车辆性能和排放的系统。汽车发动机控制模块也对系统的各个部件执行诊断测试，并能识别运行故障，通过故障指示灯报告驾驶员。汽车发动机控制模块在检测到故障时能存储故障码，故障部位通过所设置的特定故障码来识别，这有助于技术人员进行维修。
具体的，所述制动系统由供能装置、控制装置、传动装置和制动器4部分组成；
制动系统使汽车的行驶速度可以强制降低的一系列专门装置。制动系统主要由供能装置、控制装置、传动装置和制动器4部分组成。制动系统的主要功用是使行驶中的汽车减速甚至停车、使下坡行驶的汽车速度保持稳定、使已停驶的汽车保持不动。
具体的，所述转向系统包括机械转向系统和动力转向系统；
转向系统用来改变或保持汽车行驶或倒退方向的一系列装置称为汽车转向系统(steering system)。汽车转向系统的功能就是按照驾驶员的意愿控制汽车的行驶方向。汽车转向系统对汽车的行驶安全至关重要，因此汽车转向系统的零件都称为保安件。汽车转向系统和制动系统都是汽车安全必须要重视的两个系统。
具体的，所述油门系统油门踏板、踏板位移传感器、ECU（电控单元）、数据总线、伺服电动机和节气门执行机构组成；
油门系统中，汽车发动机的油门，一般是靠踏板来控制的，也称加速踏板，是车用发动机控制供油的装置。
见图2，窄路穿行时，开始-选择窄路穿行功能-探测周围障碍物-显示周边情况-确认是否可以通过，通过-确认是否开始自动通过狭窄路段，不通过-道路空间无法满足-关闭，确认是否开始自动通过狭窄路段-挂入D档，踩住刹车各执行模块握手-松开刹车，开始自动通过狭窄路段-周围无障碍物-完成。
见图3，车辆调头时，开始-选择车辆调头功能-探测周围障碍物-显示周边情况-确认是否可以调头，确认是则确认是否开始自动调换车头，否则道路空间无法满足-关闭，确认是否开始自动调换车头-挂入R档，踩住刹车各执行模块握手-松开刹车，开始自动调换车头-完成。
工作原理：该系统中雷达F5、F6、R5、R6 主要用于探测远距离障碍物，结合全景对障碍物进行识别，雷达F1-F4、R1-R4主要用于探测前后方障碍物，输入给控制器规划路径，摄像头01-04主要用于障碍物识别及场景识别。12颗雷达和4颗摄像头均连接到控制器，控制器与其他执行机构以及人机交互模块均通过CAN网络信号通讯。
雷达和摄像头数据融合共同探测障碍物距离和识别障碍物，根据相关功能将需要行使的路径规划好，通过CAN信号发送指令给制动系统、转向系统、油门系统、档位系统，实现车辆自动前进、后退、转向、制动、加速等操作，使车辆按照不会发生碰撞的规划路径行驶。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种多功能自动泊车系统，包括自动泊车控制器，其特征在于：所述自动泊车控制器连接有4颗自动泊车雷达（F5、F6、R5、R6）、8颗倒车雷达（F1-F4、R1-R4）和4颗高清摄像头（摄像头01-04），所述自动泊车控制器包括执行模块控制，所述执行模块控制信号连接有制动系统、转向系统、油门系统和档位系统。
2.根据权利要求1所述的一种多功能自动泊车系统，其特征在于：所述自动泊车控制器还包括人机交互模块，所述人机交互模块和执行模块控制均通过CAN网络信号通讯。
3.根据权利要求1所述的一种多功能自动泊车系统，其特征在于：所述自动泊车控制器控制芯片为XC866型单片机。
4.根据权利要求3所述的一种多功能自动泊车系统，其特征在于：所述XC866型单片机的核心控制中枢为MCU，且MCU外围电路中增加有复位电路。
5.根据权利要求1所述的一种多功能自动泊车系统，其特征在于：所述执行模块控制包括发动机控制模块，所述发动机控制模块连接有燃油喷射系统、点火系统、排放控制系统、车载诊断系统、空调和风扇系统和节气门执行器控制系统。
6.根据权利要求1所述的一种多功能自动泊车系统，其特征在于：所述制动系统由供能装置、控制装置、传动装置和制动器4部分组成。
7.根据权利要求1所述的一种多功能自动泊车系统，其特征在于：所述转向系统包括机械转向系统和动力转向系统。
8.根据权利要求1所述的一种多功能自动泊车系统，其特征在于：所述油门系统油门踏板、踏板位移传感器、ECU（电控单元）、数据总线、伺服电动机和节气门执行机构组成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190823 |