CN111415523B - 一种自主代客泊车方法及代客泊车系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自主代客泊车方法，包括步骤：S1，当车辆驶入停车场的入口落客区时，后台服务器单元通过停车场监测单元监控停车场内的车位是否处于空闲可用状态，实时向车辆发送距离最近的目标车位信息，以及发送行车轨迹信息和对应的车辆执行器指令信息；S2，车辆在停车场中，按照后台服务器单元发来的行车轨迹行向目标车位行驶，并实时执行与行车轨迹信息对应的车辆执行器指令；S3，当车辆到达目标车位附近的泊车任务点后，执行车辆原有的自动泊车辅助功能进行泊车，执行对应的车辆执行器指令，完成泊车入位动作。本发明无需车端改造，通过复用现有泊车辅助功能，经过改造后的停车场适用于任意具备泊车辅助功能的车辆，降低单车成本。

Description

一种自主代客泊车方法及代客泊车系统

技术领域

本发明涉及智能驾驶技术领域，特别是涉及一种自主代客泊车方法及代客泊车系统。

背景技术

由于私家车占有量逐年递增，停车位数量难以满足停车需求的矛盾逐渐扩大，为了节省驾驶员在停车场内寻找空闲车位的时间，并减少由此引发的车辆拥堵和剐蹭事故，以全自动化的泊车系统代替人类驾驶员进行自主代客泊车这一解决方案，逐渐吸引了各类汽车厂商与消费者的目光。

目前，已经大规模使用的自动泊车辅助系统，为基于超声波或摄像头的自动泊车辅助系统，实现方式为将车辆停靠在车位附近，启用自动泊车辅助功能，车辆利用上述传感器检测车位周围环境，根据环境信息规划泊车轨迹，最后控制车辆驶入停车位。

此外，现有的自主代客泊车系统在自动泊车辅助系统的基础上增加了从停车场入口到车位附近的自主导航行驶功能，其实现方式主要为进行纯车端改造的方案，即为普通乘用车辆配置激光雷达、相机等传感器，用以感知环境信息并进行获取自身位姿，结合漫游方式或下发车位方式，完成停车场内自主地沿轨迹运动及泊车入位动作。

上述两个方案虽然可以完成各自的泊车任务，然而其主要缺点也十分明显，具体如下：

其中，自动泊车辅助系统泊车成功率较低，因其传感器能力限制，这一系统对于车位环境要求较为苛刻，并且需要人为将车辆停靠在车位附近，开启自动泊车辅助功能，并不能真正实现自主代客泊车。

而现有自主代客泊车方案的缺点，主要是自主代客泊车功能仅适用于经过改造的智能车辆，单车成本较高，并且如果单车使用激光雷达，则会进一步提高成本，如果仅使用摄像头，则对外界光线依赖性较高，适用的停车场会有限制。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种自主代客泊车方法及代客泊车系统。

为此，本发明提供了一种自主代客泊车方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，当车辆驶入停车场的入口落客区时，后台服务器单元通过停车场监测单元监控停车场内的车位是否处于空闲可用状态，然后实时向车辆发送距离最近的目标车位信息，以及发送用于驶向目标车位的行车轨迹信息和与行车轨迹信息对应的车辆执行器指令信息；

步骤S2，车辆在接收到后台服务器单元发来的目标车位信息，以及行车轨迹信息和与行车轨迹信息对应的车辆执行器指令信息后，在停车场中，按照该行车轨迹行向目标车位行驶，并在行驶过程中实时执行与行车轨迹信息对应的车辆执行器指令；

步骤S3，当车辆到达目标车位附近的泊车任务点后，执行车辆原有的自动泊车辅助功能，按照车辆原有的自动泊车辅助功能规划的泊车轨迹进行泊车，并在泊车过程中实时执行与泊车轨迹信息对应的车辆执行器指令，最终完成泊车入位动作。

其中，停车场监测单元包括多个预布置在停车场端的摄像头。

其中，对于步骤S1，具体实现上，目标车位信息的获取方式包括以下步骤：

步骤S11，通过停车场监测单元，监控每个车位是否处于空闲可用的状态，然后将处于空闲可用状态的车位信息，发送给后台服务器单元；

步骤S12，对于处于空闲可用状态的车位信息，后台服务器单元将其中距离停车场入口落客区距离最近的车位具有的车位信息，作为目标车位信息。

其中，对于步骤S2，停车场监测单元通过识别车辆的局部特征并结合已预先建立好的高精度的地图匹配定位，获得车辆在停车场内行驶过程中的位置信息。

其中，对于步骤S2，车辆在停车场的行驶过程中，停车场监测单元实时拍摄采集车辆周边的实时场景信息，识别检测其中的障碍物信息，然后发送给后台服务器单元；

后台服务器单元，用于当车辆周边存在障碍物信息时，根据车辆周边的障碍物信息，以及车辆在停车场内行驶过程中的位置信息，规划出局部行驶轨迹以及对应的车辆执行器指令，然后发送给车辆。

其中，在步骤S3中，对于停车场监测单元，在车辆按照车辆原有的自动泊车辅助功能规划的泊车轨迹进行泊车的过程中，实时拍摄采集车辆周边的实时场景信息，识别检测其中的障碍物信息，然后发送给后台服务器单元；

后台服务器单元，用于当车辆周边存在障碍物信息时，根据结合车辆周边的障碍物信息，以及车辆在泊车过程中的位置信息，规划出泊入轨迹以及对应的车辆执行器指令，然后发送给车辆。

其中，在步骤S3中，还包括如下控制方式：

停车场监测单元实时拍摄采集车辆的实际泊车位置以及实际泊车轨迹，然后发送给后台服务器单元；

然后，后台服务器单元将该车辆的实际泊车位置以及实际泊车轨迹，与车辆发来的车辆原有的自动泊车辅助功能规划的预期泊车位置和预期泊车轨迹进行比较，当车辆的实际泊车位置与预期泊车位置不一致，且位置偏差超过预设阈值时，发送控制指令控制车辆重复执行自动泊车动作，直到位置偏差小于预设阈值。

其中，在步骤S3中，后台服务器单元，还用于当后台服务器单元所计算的执行器指令信息与车辆原有的自动泊车辅助功能计算的执行器指令信息不一致的情况时，进一步将停车场监测单元所拍摄的实时场景与各自计算的执行器指令信息发送至App单元，由车主确认此时应采取的指令。

此外，本发明还提供了一种自主代客泊车系统，包括前面所述的车辆、后台服务器单元和停车场监测单元；

其中，还包括App单元；

App单元，与后台服务器单元相连接。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种自主代客泊车方法及代客泊车系统，其是将自动泊车辅助功能与停车场场端信息提供功能相结合的自主代客泊车方案，无需车端改造，通过复用现有泊车辅助功能，经过改造后的停车场适用于任意具备泊车辅助功能的车辆，降低单车成本，适配效率高。

对于本发明提供的自主代客泊车方法及代客泊车系统，通过在停车场端配置激光雷达或摄像头进行车辆定位，完成停车场内自主地沿轨迹运动，并且配合车辆自带的自动泊车辅助功能，最终完成代客泊车任务。

此外，本发明提供的自主代客泊车方法及代客泊车系统，其采用的定位方式不依赖GPS信息，有利于在地下停车等无GPS信息的场地推广使用。

附图说明

图1为本发明提供的一种自主代客泊车方法的基本流程示意图；

图2为本发明提供的一种自主代客泊车方法的整体工作流程示意图；

图3为本发明在停车场确定的目标车位以及形成的泊车轨迹的示意图；

图4为在本发明中，车辆基于原有的自动泊车辅助功能，进行泊车入位的实施方式示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1至图4，本发明提供了一种自主代客泊车方法，预先在停车场中安装有停车场监测单元300，该方法具体包括以下步骤：

步骤S1，当车辆100驶入停车场的入口落客区时，后台服务器单元200通过停车场监测单元300监控停车场内的车位是否处于空闲可用状态，然后实时向车辆100发送距离最近的目标车位信息，以及发送用于驶向目标车位的行车轨迹信息和与行车轨迹信息对应的车辆执行器指令信息；

需要说明的是，当车辆100驶入停车场的入口落客区时，车主可离开车辆，这时候，由本发明的技术方案，进行自主代客泊车。后台服务器单元200这时候，为车辆发送最优的目标车位，并且根据车辆上传的车端算力水平，向车辆发送用于驶向目标车位的行车轨迹信息或者方向盘转角、油门开度和档位等车辆执行器指令信息。

在本发明中，具体实现上，车辆100为配备了超声波雷达或环视摄像头等车规级传感器，并且具备电子制动、自动换挡、电子助力转向及远程互联功能的车辆。

在本发明中，具体实现上，停车场监测单元300包括多个预布置在停车场端的摄像头。

需要说明的是，后台服务器单元200可以为云端服务器，包括多台计算机。后台服务器单元200，与停车场监测单元300相连接，实现数据通讯。

对于步骤S1，具体实现上，目标车位信息的获取方式包括以下步骤：

步骤S11，通过停车场监测单元300，监控每个车位是否处于空闲可用的状态，然后将处于空闲可用状态的车位信息(包括与停车场入口落客区之间的距离)，发送给后台服务器单元200；

步骤S12，对于处于空闲可用状态的车位信息，后台服务器单元200将其中距离停车场入口落客区距离最近的车位具有的车位信息，作为目标车位信息。

需要说明的是，对于本发明，可以由停车场监测单元的摄像头监测车位当前是否处于可用的状态，并从中选择距离最优的车位。

对于步骤S1，具体实现上，行车轨迹信息，由后台服务器单元200根据车辆的实时位置信息和目标车位信息进行轨迹规划获得；

所规划的行车轨迹，是车辆的实时位置和目标车位之间的距离最短的行车轨迹。

对于步骤S1，具体实现上，执行器指令信息根据行车轨迹，进行进一步分解获得。

需要说明的是，行车轨迹规划，为现有的行车路径规划方式，可以采用现有公知的方法确定，在此不再赘述。执行器指令信息根据行车轨迹，进行分解获得，可以采用现有公知的方法进行，在此不再赘述。

步骤S2，车辆100在接收到后台服务器单元200发来的目标车位信息，以及行车轨迹信息和与行车轨迹信息对应的车辆执行器指令信息后，在停车场中，按照该行车轨迹行向目标车位行驶，并在行驶过程中实时执行与行车轨迹信息对应的车辆执行器指令；

对于步骤S2，具体实现上，停车场监测单元300通过识别车辆的局部特征(例如车辆前灯和尾灯)并结合已预先建立好的高精度的地图匹配定位，获得车辆在停车场内行驶过程中的位置信息。

对于步骤S2，具体实现上，车辆在停车场的行驶过程中，停车场监测单元300实时拍摄采集车辆周边的实时场景信息，识别检测其中的障碍物信息(是非车辆图像信息)，然后发送给后台服务器单元200；

后台服务器单元200，用于当车辆周边存在障碍物信息时，根据车辆周边的障碍物信息，以及车辆在停车场内行驶过程中的位置信息，规划出局部行驶轨迹以及对应的车辆执行器指令，然后发送给车辆100。具体内容为：决策出车辆当前应采取的避障、停等及让行等行为，规划出应采用的局部行驶轨迹信息，并进一步将局部行驶轨迹信息分解为对应的包括方向盘转角、油门开度和档位等信息在内的车辆执行器指令信息，然后发送给车辆100，从而使得车辆100在当前场景下具备包括避障、让行等功能在内的自动驾驶功能。

步骤S3，当车辆100到达目标车位附近的泊车任务点(是车辆原有的自动泊车辅助功能规定的泊车任务点)后，执行车辆原有的自动泊车辅助功能，按照车辆原有的自动泊车辅助功能规划的泊车轨迹进行泊车，并在泊车过程中实时执行与泊车轨迹信息对应的车辆执行器指令，最终完成泊车入位动作。

在本发明中，需要说明的是，车辆原有自动泊车辅助功能的实现方式为：基于超声波雷达或环视摄像头检测所得的空闲车位大小以及自车相对于车位的距离，规划出泊车轨迹，并分解为对应的包括方向盘转角、油门开度和档位等在内的执行器指令信息，然后，进一步地由车辆控制全部或部分执行器信息，配合驾驶员操作完成泊车入位动作。此为现有公知的技术，在此不再赘述。

对于本发明，充分考虑到车辆原有自动泊车辅助功能发挥的过程中，由于车载传感器的能力及布置方式的限制，车载传感器会存在因感知盲区所造成的规划轨迹错误，从而产生的误碰撞问题(例如碰撞到目标车位旁的障碍物)，也会存在因车位识别不到而造成无法生成泊车轨迹，或者因为车位识别不精确而造成的碰撞或泊入位置压线问题。为此，对于本发明，在具体实现上，采取的技术方案如下：

在步骤S3中，对于停车场监测单元300，在车辆100按照车辆原有的自动泊车辅助功能规划的泊车轨迹进行泊车的过程中，实时拍摄采集车辆周边的实时场景信息，识别检测其中的障碍物信息(是非车辆图像信息)，然后发送给后台服务器单元200；

后台服务器单元200，用于当车辆周边存在障碍物信息时，根据结合车辆周边的障碍物信息，以及车辆在泊车过程中的位置信息，规划出泊入轨迹以及对应的车辆执行器指令，然后发送给车辆100。具体内容为：决策出车辆当前应采取的避障、停等及让行等行为，规划出应采用的局部行驶轨迹信息，并进一步将局部行驶轨迹信息分解为对应的包括方向盘转角、油门开度和档位等信息在内的车辆执行器指令信息，然后发送给车辆100，从而使得车辆100在当前场景下具备包括避障、让行等功能在内的自动驾驶功能。

因此，本发明的技术方案，通过结合停车场监测单元所提供的定位、感知信息与车辆原有的自动泊车辅助功能一起配合，完成泊车入位动作。

具体实现方式为：后台服务器单元200根据停车场监测单元300检测所得到的障碍物类型及位置信息，确认车位的可用状态，并规划出泊入轨迹，进一步地将根据泊入轨迹，对应分解所得的方向盘转角、油门开度和档位等执行器指令信息发送给车辆100。其中，停车场监测单元300通过布置位置设计，保证对于同一辆车辆泊入时，不会出现视觉死角，以此解决仅使用车辆原有的自动泊车辅助功能方案时，因车载传感器存在盲区而造成的误碰撞问题。

一并参见图2所示，停车场上安装有停车场监测单元300，车辆100在停车场入口落客区，沿着行车轨迹P1向目标车位T行驶，到达车辆原有的自动泊车辅助功能规定的泊车任务点A后，可以根据车辆原有的自动泊车辅助功能，沿着泊车轨迹P2，完成对目标车位T的泊车操作。

对于步骤S3，具体实现上，对于本发明，在车辆100的泊车过程中，车辆100可以基于停车场监测单元300所提供的车位坐标系下的车辆位姿，实时纠正车辆原有的自动泊车辅助功能规划的泊车轨迹存在的偏差，并且在完成泊入动作后，后台服务器单元200会根据停车场监测单元300的监测结果，向车辆100反馈实际泊入位置与预期泊入位置的偏差(包括横向距离和纵向距离偏差)；具体实现上，当偏差小于预设阈值时，后台服务器单元200向APP单元(智能终端应用程序单元，具体可以安装在车辆100上)发送泊入成功指令，若偏差过大，则后台服务器单元200发送触发指令给车辆100，车辆执行车辆原有的自动泊车辅助功能，重复上述自动泊车动作。

也就是说，在步骤S3中，还包括如下控制方式：

停车场监测单元300实时拍摄采集车辆的实际泊车位置以及实际泊车轨迹，然后发送给后台服务器单元200；

然后，后台服务器单元200将该车辆的实际泊车位置以及实际泊车轨迹，与车辆100发来的车辆原有的自动泊车辅助功能规划的预期泊车位置和预期泊车轨迹进行比较，当车辆的实际泊车位置与预期泊车位置不一致，且位置偏差超过预设阈值时，发送控制指令控制车辆重复执行自动泊车动作，直到符合要求(即位置偏差小于预设阈值)。

其中，车位坐标系下的车辆位姿，可以根据预先标定所得到的车位坐标系下的摄像头位置，结合停车场监测单元300的摄像头，通过识别车辆局部特征(例如车辆前灯和尾灯)所得到的摄像头坐标系下的车辆位姿进行转换得知，从而通过这一方式，可解决现有自动泊车辅助功能方案中因车位识别不精确造成的碰撞或泊入位置压线问题。

参见图3所示，车辆100在进行泊车入位时，基于车辆原有的自动泊车辅助功能，所规划的预期泊车轨迹C2和预期泊车位置B2，与实际泊车后，车辆的实际泊车轨迹C1和实际泊车位置存在偏差。

需要说明的是，车位坐标系以及摄像头坐标系的确定，以及相应车辆位姿的转换，可以采用现有公知的方法，在此不再赘述。

上述过程中，当出现停车场端的后台服务器单元200所计算的执行器指令信息与车辆原有的自动泊车辅助功能(即车载自动泊车辅助计算的执行器指令信息)计算的执行器指令信息不一致的情况时，后台服务器单元200还用于进一步将停车场监测单元300所拍摄的实时场景与各自计算的执行器指令信息发送至App单元(智能终端应用程序单元)，由车主确认此时应采取的指令，并将指令上传至后台服务器单元200，后台服务器单元200根据车主指令，发送控制指令，控制车辆完成泊车动作。

此外，基于以上本发明提供的一种自主代客泊车方法，本发明还提供了一种自主代客泊车系统，包括前面所述的车辆100、后台服务器单元200和停车场监测单元300；

具体实现上，本发明的自主代客泊车系统，还可以包括App单元(智能终端应用程序单元)；

App单元，与后台服务器单元200相连接。App单元具有前面所述的功能。

需要说明的是，对于本发明，主要依靠车辆自身携带及停车场端预设的传感器，应用多传感器融合算法实时检测停车场和车位的环境、道路标志、信号线等信息，基于上述信息自动规划路径，并通过控制车辆的油门、制动和转向系统，完成泊车入位的过程。

对于本发明，具体实现上，还可以使用除摄像头外的其他类型传感器或V2X设备，来改造停车场端，实现车辆定位，从而配合车辆原有的自动泊车辅助功能，最终完成泊车入位动作。

对于本发明，具体实现上，还可以使用除摄像头外的其他类型传感器或V2X设备，来改造停车场端，实现环境信息感知，从而配合车辆原有的自动泊车辅助功能，最终完成泊车入位动作。

需要说明的是，对于本发明，其主要技术改进，包括以下几个方面：

1、本发明，通过复用车辆原有的自动泊车辅助功能，完成泊车入位动作，结合停车场监测单元所提供的定位信息纠正泊入轨迹与最终泊入位置，解决现有自动泊车辅助方案中车位识别不精确的问题。

2、本发明根据停车场监测单元所检测所得到的障碍物类型及位置信息，来确认车位的可用状态，并规划出泊入轨迹，同时，复用车辆原有自动泊车辅助功能来跟踪这一轨迹，从而能够解决现有自动泊车辅助功能方案中因车载传感器存在盲区所造成的误碰撞问题。

3、对于本发明，当出现由后台服务器在停车场端计算的执行器指令信息与车辆自身的车载自动泊车辅助计算的执行器指令信息不一致的情况时，由后台服务器将停车场监测单元所拍摄的实时场景与各自计算的执行器指令信息发送至App单元(智能终端应用程序单元)，由车主确认此时应采取的指令，利用上述三个关键技术，可以使L2级别自动驾驶车辆，达到L4级自动驾驶级别。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种自主代客泊车方法及代客泊车系统，其无需车端改造，通过复用现有泊车辅助功能，经过改造后的停车场适用于任意具备泊车辅助功能的车辆，降低单车成本，适配效率高。

此外，本发明提供的自主代客泊车方法及代客泊车系统，其采用的定位方式不依赖GPS信息，有利于在地下停车等无GPS信息的场地推广使用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种自主代客泊车方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，当车辆(100)驶入停车场的入口落客区时，后台服务器单元(200)通过停车场监测单元(300)监控停车场内的车位是否处于空闲可用状态，然后实时向车辆(100)发送距离最近的目标车位信息，以及发送用于驶向目标车位的行车轨迹信息和与行车轨迹信息对应的车辆执行器指令信息；

步骤S2，车辆(100)在接收到后台服务器单元(200)发来的目标车位信息，以及行车轨迹信息和与行车轨迹信息对应的车辆执行器指令信息后，在停车场中，按照该行车轨迹行向目标车位行驶，并在行驶过程中实时执行与行车轨迹信息对应的车辆执行器指令；

步骤S3，当车辆(100)到达目标车位附近的泊车任务点后，执行车辆原有的自动泊车辅助功能，按照车辆原有的自动泊车辅助功能规划的泊车轨迹进行泊车，并在泊车过程中实时执行与泊车轨迹信息对应的车辆执行器指令，最终完成泊车入位动作；

在步骤S3中，对于停车场监测单元(300)，在车辆(100)按照车辆原有的自动泊车辅助功能规划的泊车轨迹进行泊车的过程中，实时拍摄采集车辆周边的实时场景信息，识别检测其中的障碍物信息，然后发送给后台服务器单元(200)；

后台服务器单元(200)，用于当车辆周边存在障碍物信息时，根据结合车辆周边的障碍物信息，以及车辆在泊车过程中的位置信息，规划出泊入轨迹以及对应的车辆执行器指令，然后发送给车辆(100)；

在步骤S3中，还包括如下控制方式：

停车场监测单元(300)实时拍摄采集车辆的实际泊车位置以及实际泊车轨迹，然后发送给后台服务器单元(200)；

然后，后台服务器单元(200)将该车辆的实际泊车位置以及实际泊车轨迹，与车辆(100)发来的车辆原有的自动泊车辅助功能规划的预期泊车位置和预期泊车轨迹进行比较，当车辆的实际泊车位置与预期泊车位置不一致，且位置偏差超过预设阈值时，发送控制指令控制车辆重复执行自动泊车动作，直到位置偏差小于预设阈值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，停车场监测单元(300)包括多个预布置在停车场端的摄像头。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于步骤S1，具体实现上，目标车位信息的获取方式包括以下步骤：

步骤S11，通过停车场监测单元(300)，监控每个车位是否处于空闲可用的状态，然后将处于空闲可用状态的车位信息，发送给后台服务器单元(200)；

步骤S12，对于处于空闲可用状态的车位信息，后台服务器单元(200)将其中距离停车场入口落客区距离最近的车位具有的车位信息，作为目标车位信息。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于步骤S2，停车场监测单元(300)通过识别车辆的局部特征并结合已预先建立好的高精度的地图匹配定位，获得车辆在停车场内行驶过程中的位置信息。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对于步骤S2，车辆在停车场的行驶过程中，停车场监测单元(300)实时拍摄采集车辆周边的实时场景信息，识别检测其中的障碍物信息，然后发送给后台服务器单元(200)；

后台服务器单元(200)，用于当车辆周边存在障碍物信息时，根据车辆周边的障碍物信息，以及车辆在停车场内行驶过程中的位置信息，规划出局部行驶轨迹以及对应的车辆执行器指令，然后发送给车辆(100)。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，后台服务器单元(200)，还用于当后台服务器单元(200)所计算的执行器指令信息与车辆原有的自动泊车辅助功能计算的执行器指令信息不一致的情况时，进一步将停车场监测单元(300)所拍摄的实时场景与各自计算的执行器指令信息发送至App单元，由车主确认此时应采取的指令。

7.一种自主代客泊车系统，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的车辆(100)、后台服务器单元(200)和停车场监测单元(300)。

8.如权利要求7所述的自主代客泊车系统，其特征在于，还包括App单元；

App单元，与后台服务器单元(200)相连接。

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