CN110997461B - 用于虚拟停放点的自动化停放 - Google Patents

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Abstract

一种用于将载具停放在未经停放线或周围的载具所限定的位置中的系统。在一个示例中，所述系统包括用户接口、电磁辐射传感器、以及电子控制器。电子控制器经由电磁辐射传感器来接收与载具的周围环境相关的信息。电子控制器还经由用户接口来接收所期望的停放位置。通过使用与载具的周围环境以及所期望的停放位置相关的信息，电子控制器创建虚拟停放边界并且确定参照点。在电子控制器将载具移动到停放位置中时，电子控制器追踪参照点，确定在载具与停放位置之间的距离，并且检测在停放位置中或者在去往停放位置的载具的路径中的障碍。

Description

用于虚拟停放点的自动化停放
技术领域
实施例涉及用于载具的自动化停放。
背景技术
现代载具包括各种部分自主的驾驶功能，例如自适应的巡航控制、碰撞避免系统、自停放等等。全自主的驾驶是目标，但是尚未被实现，至少在市场就绪、商业可行的规模上尚未被实现。
发明内容
用于载具的自动化控制的一个方面是自动化停放。一些现代载具能够自主地停放在由停放线或由其它载具所限定的位置中。然而，载具需要能够被停放在未经停放线或其它载具所限定的区域中。没有限定停放位置的停放线或其它载具的区域的示例可以包括露营场所、船舶下水处以及草地。因为存在其中可以将载具停放在这些类型的区域中的多个位置，一种用于自主地停放载具的方法需要用户指示他们想要在其中停放载具的位置。本文中所述的实施例除了其它事物之外尤其提供用于自主地将载具停放在未经停放线或其它载具所限定的位置中的系统和方法。通过环境检测，系统还可以在作为输入接收到一般位置时确定用于停放载具的特定位置。本文中所述的实施例可以被应用于停放载具、拖车、或具有附连的拖车的载具。
实施例除了其它事物之外尤其提供用于将载具停放在未经停放线或周围的载具所限定的位置中的系统和方法。一个实施例提供用于将载具停放在未经停放线或周围的载具所限定的位置中的系统。所述系统包括用户接口、电磁辐射传感器、以及电子控制器。电子控制器经由电磁辐射传感器来接收与载具的周围环境相关的信息。电子控制器还经由用户接口来接收所期望的停放位置。通过使用与载具的周围环境以及所期望的停放位置相关的信息，电子控制器创建虚拟停放边界并且确定参照点。在电子控制器将载具移动到停放位置中时，电子控制器追踪参照点，确定在载具与停放位置之间的距离，并且检测在停放位置中或者在去往停放位置的载具的路径中的障碍。
另一实施例提供用于将载具停放在未经停放线或周围的载具所限定的位置中的方法。所述方法包括：经由电磁辐射传感器来接收与载具的周围环境相关的信息，以及经由用户接口来接收所期望的停放位置。所述方法此外包括利用电子控制器来创建虚拟停放边界，以及确定载具的周围环境内的参照点。所述方法还包括控制载具以将载具移动到停放位置中。所述方法包括确定在停放位置与载具之间的距离，追踪参照点，以及在载具向停放位置移动时检测在停放位置中或者在去往停放位置的载具的路径中的障碍。
通过考虑详细描述和附图，其它方面、特征和实施例将变得显而易见。
附图说明
图1是配备有用于自主地将载具停放在未经停放线或其它载具所限定的位置中的系统的载具的框图。
图2是配备有用于自主地将载具和/或拖车停放在未经停放线或其它载具所限定的位置中的系统的载具和拖车的框图。
图3是图1的系统和图2的系统的电子控制器的框图。
图4是图1的系统和图2的系统的环境检测系统的框图。
图5是图1的系统和图2的系统的用户接口的框图。
图6是被投影在由用户接口所显示的图像中的虚拟停放边界的图示。
图7是用于使用图1或图2的系统来自主地将载具和/或拖车停放在未经停放线或其它载具所限定的位置中的方法的流程图。
图8是一种用于确定电子控制器是否应当选择新的参照点的方法的流程图。
具体实施方式
在详细解释任何实施例之前，要理解的是，本公开内容不意图在其应用方面被限制到在以下描述中所阐明的或在以下附图中所图示的组件的构造和布置的细节。实施例能够有其它配置并且能够以各种方式被实践或实施。
多个基于硬件和软件的设备、以及多个不同的结构组件可以用于实现各种实施例。另外，实施例可以包括硬件、软件和电子组件或模块，其为了讨论的目的可以被图示和描述地好像组件中的大多数仅仅用硬件来被实现。然而，本领域普通技术人员，并且基于对本详细描述的阅读，将认识到：在至少一个实施例中，本发明的基于电子的方面可以用可由一个或多个处理器执行的软件（例如，被存储在非暂时性计算机可读介质上）来被实现。例如，说明书中所述的“控制单元”和“控制器”可以包括一个或多个电子处理器、包括非暂时性计算机可读介质的一个或多个存储器模块、一个或多个输入/输出接口、一个或多个专用集成电路（ASIC）、以及连接各种组件的各种连接（例如，系统总线）。
图1图示了配备有用于自主地将载具停放在未经停放线或其它载具所限定的位置中的系统105的载具100。载具100尽管被图示为四轮载具，但是可以包括各种类型和设计的载具。例如，载具100可以是汽车、摩托车、卡车、公共汽车、半牵引车以及其它。载具100包括至少一些自主功能性，但是还可能需要驾驶员或操作者来执行驾驶功能。在所图示的示例中，系统105包括若干硬件组件，其包括电子控制器110、用户接口115、环境检测系统120、操纵控制系统125、制动控制系统130和加速度控制系统135。系统105的组件可以具有各种构造，并且可以使用各种通信类型和协议。
电子控制器110可以经由各种有线或无线连接而被通信地连接到用户接口115、环境检测系统120、操纵控制系统125、制动控制系统130和加速度控制系统135。例如，在一些实施例中，电子控制器110经由专用线材被直接耦合到用于自主地将载具停放在未经停放线或其它载具所限定的位置中的系统105的以上列举的组件中的每一个。在其它实施例中，电子控制器110经由共享的通信链路而被通信地耦合到所述组件中的一个或多个，所述共享的通信链路诸如载具通信总线（例如，控制器局域网（CAN）总线）或无线连接。
系统105的组件中的每一个可以通过使用各种通信协议而与电子控制器110通信。图1中所图示的实施例提供系统105的组件和连接的仅一个示例。然而，这些组件和连接可以用除了本文中所图示和所描述的那些之外的方式来被构造。
图2图示了载具200的示例，所述载具200被附连到拖车205并且配备有用于自主地将拖车停放在未经停放线或其它载具所限定的位置中的系统210。具有系统210的载具200具有与载具100的组件相同或相似的组件。载具200的系统210不同于系统105，因为载具200的电子控制器110还被连接到拖车205的环境检测系统215。电子控制器110从载具的环境检测系统120以及拖车的环境检测系统215接收与载具的周围环境以及拖车的周围环境相关的信息。
电子控制器110可以经由各种有线或无线连接而被通信地连接到拖车的环境检测系统215。例如，在一些实施例中，电子控制器110经由专用线材而被直接耦合到拖车的环境检测系统215。在其它实施例中，电子控制器110经由共享的通信链路而被通信地耦合到拖车的环境检测系统215，所述共享的通信链路诸如载具通信总线（例如控制器局域网（CAN）总线）或无线连接。
图3是图1和图2的系统的电子控制器110的框图。电子控制器110包括向电子控制器110内的组件和模块提供功率、操作控制和保护的多个电气和电子组件。电子控制器110除了其它事物之外尤其包括电子处理器305（诸如可编程电子微处理器、微控制器或类似的设备）、存储器310（例如非暂时性的机器可读存储器）、以及输入/输出接口315。电子处理器305被通信地连接到存储器310和输入/输出接口315。电子处理器305，其与存储器310以及输入/输出接口315相协调，被配置成除了其它事物之外尤其实现本文中所述的方法。
电子控制器110可以被实现在若干独立的控制器（例如可编程电子控制器）中，所述若干独立的控制器各自被配置成执行特定的功能或子功能。另外，电子控制器110可以包含子模块，所述子模块包括用于处置输入/输出功能、处理信号、以及应用以下列出的方法的附加的电子处理器、存储器或专用集成电路（ASIC）。在其它实施例中，电子控制器110包括附加的、较少的或不同的组件。
图4是载具100的环境检测系统120以及拖车205的环境检测系统215的框图。环境检测系统120和215包括电磁辐射传感器。激光雷达（lidar）传感器400、视频相机405和雷达传感器410是电磁辐射传感器的示例。环境检测系统120和215除了电磁辐射传感器之外还可以包括超声传感器415。在一个实施例中，可以仅仅通过使用视频相机405来检测载具的环境。在其它实施例中，环境检测系统120和215可以与视频相机405相组合地使用附加的传感器、诸如激光雷达传感器400、雷达传感器410或超声传感器415。可存在多于一个的所述传感器中每个，并且它们可以位于载具100或拖车205的内部或外部上的不同定位处。例如，视频相机405或其组件可以在外部被装配到载具100的一部分（诸如在侧镜或行李箱门上）。可替换地，视频相机405或其组件可以在内部被装配在载具100内（例如通过后视镜来被定位）。环境检测系统120和215的传感器被配置成接收如下信号：所述信号指示在载具100从一个点移动到另一点时，载具自载具的周围环境或拖车的周围环境中的元素的距离、或拖车的自载具的周围环境或拖车的周围环境中的元素的距离、以及相对于载具的周围境或拖车的周围环境中的元素的定位。
图5是图1和图2的系统的用户接口115的框图。用户接口115除了其它事物之外尤其包括电子处理器500（诸如可编程电子微处理器、微控制器或类似的设备）、存储器505（例如非暂时性机器可读存储器）、以及显示器510。电子处理器500被通信地连接到存储器505和显示器510。存储器505已经在它内部存储了用于创建图形用户接口515以及处理用户输入的若干软件组件，包括操作系统520和图形用户接口生成器525。电子处理器500，其与存储器505和显示器510相协调，被配置成生成图形用户接口515以及从显示器510接收用户输入。显示器510是触摸屏，其显示图形用户接口515。由环境检测系统120所捕获的一个或多个图像530可以被显示在图形用户接口515内。图形用户接口515还可以显示诸如菜单535和虚拟按钮540之类的元素。用户能够用各种方式将信息输入到显示器510中，所述各种方式诸如经由鼠标来选择或触摸图像530、菜单535、或虚拟按钮540。
图6图示了在图形用户接口515内所显示的图像530。图像530是来自环境检测系统120的视频相机405的连续镜头实况流600。如果拖车205被附连到载具，则图像530是来自环境检测系统215的视频相机405的连续镜头实况流600。来自显示器510的输入、诸如图像530被触摸，向系统105告知载具应当被停放在其中的位置。在接收到该输入时，虚拟停放边界605通过电子控制单元110来被创建，并且出现在来自环境检测系统120的视频相机405的连续镜头实况流600上。虚拟停放边界605是来自环境检测系统120的视频相机405的连续镜头实况流600在地平面上的投影。虚拟停放边界605的位置可以经由通过显示器510所接收的输入来被改变，所述输入诸如触摸虚拟停放边界605并且将其拖动到图像530上的新位置。
虚拟停放边界605限定用于载具100的停放位置以及用于载具100的停放定向。虚拟停放边界605的大小表示如果载具100被停放在系统作为输入从用户接口115所接收的位置中的话载具100将会覆盖的区域。图形用户接口生成器525可以被配置成基于用户的输入以及图像530的变形量来操纵虚拟停放边界605。例如，如果图像530具有鱼眼变形，则图形用户接口生成器525改变虚拟停放边界605的形状以计及图像的鱼眼变形。
电子控制器110在虚拟停放边界605中及其周围选择参照点以在载具100移动时进行追踪。参照点必须具有足够独特的特征以使得电子控制器110能够追踪它。能够被追踪的参照点的示例是建筑物的拐角、所描画的线、树枝、或灌木。参照点610、615和620全部具有足够独特的特征使得电子控制器110能够追踪它们。参照点610是屋棚的基底的拐角，参照点615是树的基底，以及参照点620是树枝。在载具100移动时，电子控制器110计算或确定参照点610、615和620的有效性。有效的参照点位于载具100能够停放在其中的平面上。载具100可以停放在地平面中，或停放在相对于地平面成角度的平面中，诸如船舶下水处。例如，参照点610和615是有效的参照点，因为它们在地平面中。参照点620不是有效的参照点，因为它不在载具100能够停放在其中的平面中。
图7图示了一种用于通过使用系统105来自主地将载具100停放在未经停放线或其它载具所限定的位置中的方法700。电子控制器110作为输入而从用户接口115接收针对载具的所期望的停放位置（框705）。所述所期望的停放位置可以是一般区域，而不是特定的停放位置。电子控制器110还作为输入而从环境检测系统120接收与载具的环境相关的信息（框710）。电子控制器110通过如下来创建虚拟停放边界605：确定载具的环境中的对象相对于所期望的停放位置的定位（框715）。如果在所期望的停放位置中或自所期望的停放位置小于预定距离处存在一对象，则电子控制器110使虚拟停放边界605自所期望的停放位置偏移，使得虚拟停放边界605自所有所检测到的对象至少有预定距离。
电子控制器110在虚拟停放边界605中选择至少三个参照点，其具有足够独特的特征使得在载具100移动时电子控制器110能够追踪所述参照点（框720）。电子控制器110确定在载具100移动时它期望参照点将处于的位置（框725）。电子控制器110计算或确定在载具100与通过虚拟停放边界605所限定的位置之间的距离（框730）。电子控制器110经由来自环境检测系统120的输入而检查在去往通过虚拟停放边界605所限定的位置的载具的路径中不存在任何障碍（框735）。通过向操纵控制系统125、制动控制系统130和加速度控制系统135发送信号，电子控制器110控制载具100的移动。通过控制载具100的移动，电子控制器110将载具100移动到通过虚拟停放边界605所限定的停放位置中（框750）。在载具100移动时，电子控制器110继续检查在去往通过虚拟停放边界605所限定的位置的载具的路径中不存在任何障碍（框735）。如果电子控制器110在去往通过虚拟停放边界605所限定的位置的载具的路径中检测到障碍，则它向制动控制系统130发送信号以使载具100停止（框740）。电子控制器110还通过执行下述方法来确定是否应当选择新的参照点（框747）。当载具100抵达通过虚拟停放边界605所限定的位置（框730）的时候，电子控制器110向制动控制系统130发送信号以使载具100停止（框740）。
上述方法700还适用于系统210，所述系统210用于自主地将拖车205停放在未经停放线或其它载具所限定的位置中。
图8图示了用于检查参照点的有效性（框747）的方法800。电子控制器110确定载具100的未来定位处的每个参照点的预期位置（框725）。在载具100移动时，环境检测系统120可能不能够检测某些参照点（框805）。如果环境检测系统120不能检测参照点，则电子控制器110可以选择新的参照点（框810）。如果环境检测系统120能够检测参照点，则电子控制器110确定参照点的实际位置（框815），并且比较参照点的实际位置与参照点的预期位置（框820）。如果参照点的实际位置不匹配参照点的预期位置，则电子控制器110确定参照点处于其中的平面（框825）并且检查载具100是否能够停放在所确定的平面中（框830）。如果载具100不能停放在所确定的平面中，则电子控制器110可以选择新的参照点来追踪（框835）。
在前述说明书中，已经描述了特定的实施例。然而，本领域普通技术人员领会到，可以做出各种修改和改变而不偏离如在所附权利要求中所阐明的本发明的范围。因此，说明书和附图要被视为以说明性而不是限制性的意义，并且所有这样的修改意图被包括在本教导的范围内。
在本文档中，诸如第一和第二、顶部和底部等等之类的关系术语可以仅仅用于区分一个实体或动作与另一实体或动作，而不一定要求或暗示在这样的实体或动作之间的任何实际的这样的关系或次序。术语“包括”、“包括着”、“具有”、“有着”、“包括有”、“包括有着”、“包含”、“包含着”或其任何其它变型意图覆盖非排他性的包括，使得包括、具有、包括有、包含一系列元素的过程、方法、物品或装置不仅仅包括那些元素，而是还可包括没有被明确列出或对于这样的过程、方法、物品或装置而言固有的其它元素。通过“包括一”、“具有一”、“包括有一”、“或包含一”来进行的元素在没有更多约束的情况下不排除在包括、具有、包括有、包含该元素的过程、方法、物品或装置中附加的相同元素的存在。术语“一”和“一个”被定义为一个或多个，除非本文中明确地另行声明。术语“大体上”、“基本上”、“近似地”、“大约”或其任何其它版本被定义为接近于如本领域普通技术人员所理解的那样，并且在一个非限制性实施例中，所述术语被限定为在10%内，在另一实施例中在5%内，在另一实施例中在1%内，并且在另一实施例中在0.5%内。如本文中所使用的术语“被耦合”被定义为被连接，尽管不一定直接地并且不一定机械地被连接。以某种方式“被配置”的设备或结构至少以该方式被配置，但是还可以用没有列出的方式被配置。
在所附权利要求中阐明各种特征、优点和实施例。

Claims (24)

1.一种用于将载具停放在未经停放线或周围的载具所限定的位置中的系统，所述系统包括：
用户接口；
电磁辐射传感器；以及
电子控制器，其被配置以
经由所述电磁辐射传感器来接收与载具的周围环境相关的信息，
经由所述用户接口来接收所期望的停放位置，
创建虚拟停放边界，
确定参照点，
追踪所述参照点，
确定在载具与停放位置之间的距离，
控制载具以将载具移动到所述停放位置中，以及
检测在停放位置中或者在去往停放位置的载具的路径中的障碍，
其中电子控制器执行以追踪参照点的方法包括：
确定载具的未来定位处的每个参照点的预期位置；
将载具移动到所述未来定位；
检测参照点中每一个的实际位置；
比较每个参照点的实际位置与每个参照点的预期位置；
确定其实际位置不匹配其预期位置的每个参照点的平面；
确定载具是否能够停放在所述平面中；以及
如果载具不能够停放在所述平面中或者如果不能检测参照点的实际位置，则确定新的参照点。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述用户接口在触摸屏上显示来自视频相机的连续镜头实况流。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述虚拟停放边界是在地平面上的投影，其限定具有载具大小的区域并且其限定用于载具的停放位置和停放定向。
4.根据权利要求2所述的系统，其中当所期望的停放位置作为输入被接收到的时候，虚拟停放边界被创建并且通过用户接口被显示。
5.根据权利要求1所述的系统，其中当在停放位置中或在去往停放位置的载具的路径中检测到障碍的时候，电子控制器向制动控制系统发送信号以使载具停止。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述电磁辐射传感器是视频相机。
7.根据权利要求1所述的系统，其中当检测到在一对象与所期望的停放位置之间的距离小于预定距离的时候，电子控制器使虚拟停放边界自所期望的停放位置偏移。
8.根据权利要求6所述的系统，其中附加传感器可以提供与载具的周围环境相关的信息。
9.根据权利要求8所述的系统，其中附加传感器包括雷达传感器或超声传感器，并且其中雷达传感器包括激光雷达传感器。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述电子控制器在接收到作为所期望的停放位置的一般区域时能够在所述一般区域内确定特定的停放位置。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统还可以用于将拖车停放在未经停放线或周围的载具所限定的位置中。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述参照点可以在虚拟停放边界中或虚拟停放边界周围。
13.一种用于将载具停放在未经停放线或周围的载具所限定的位置中的方法，所述方法包括：
经由电磁辐射传感器来接收与载具的周围环境相关的信息；
经由用户接口来接收所期望的停放位置；
利用电子控制器来创建虚拟停放边界；
利用所述电子控制器来确定参照点；
利用所述电子控制器来追踪所述参照点；
利用所述电子控制器来确定在载具与停放位置之间的距离；
利用所述电子控制器来控制载具以将载具移动到所述停放位置中；以及
利用所述电子控制器来检测在停放位置中或者在去往停放位置的载具的路径中的障碍，
其中追踪所述参照点包括：
利用所述电子控制器来确定载具的未来定位处的每个参照点的预期位置；
将载具移动到所述未来定位；
检测参照点的实际位置；
比较每个参照点的实际位置与每个参照点的预期位置；
确定其实际位置不匹配其预期位置的每个参照点的平面；
确定载具是否能够停放在所述平面中；以及
如果载具不能够停放在所述平面中或者如果不能检测参照点的实际位置，则确定新的参照点。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述用户接口在触摸屏上显示来自视频相机的连续镜头实况流。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述虚拟停放边界是在地平面上的投影，其限定具有载具大小的区域并且其限定用于载具的停放位置和停放定向。
16.根据权利要求14所述的方法，其中当所期望的停放位置作为输入被接收到的时候，虚拟停放边界被创建并且通过用户接口被显示。
17.根据权利要求13所述的方法，其中当在停放位置中或在去往停放位置的载具的路径中检测到障碍的时候，电子控制器向制动控制系统发送信号以使载具停止。
18.根据权利要求13所述的方法，其中所述电磁辐射传感器是视频相机。
19.根据权利要求13所述的方法，其中当检测到在一对象与所期望的停放位置之间的距离小于预定距离的时候，电子控制器使虚拟停放边界自所期望的停放位置偏移。
20.根据权利要求18所述的方法，其中附加传感器可以提供与载具的周围环境相关的信息。
21.根据权利要求20所述的方法，其中附加传感器包括雷达传感器或超声传感器，并且其中雷达传感器包括激光雷达传感器。
22.根据权利要求13所述的方法，其中所述电子控制器在接收到作为所期望的停放位置的一般区域时能够在所述一般区域内确定特定的停放位置。
23.根据权利要求13所述的方法，其中所述方法还可以用于将拖车停放在未经停放线或周围的载具所限定的位置中。
24.根据权利要求13所述的方法，其中所述参照点可以在虚拟停放边界中或虚拟停放边界周围。
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