CN111717193A - 一种自动泊车方法和自动泊车系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动泊车方法和自动泊车系统，该方法包括：S1、获取车辆当前车速和目标车速；S2、根据所述当前车速和目标车速判断车辆是否触碰到轮挡器，若触碰到轮挡器，则执行步骤S3，否则继续泊车；S3、判断所述车辆是否在车位内，若在车位内，则识别自动泊车正常终止，否则识别自动泊车异常终止。本发明通过判断速度控制模块的积分控制器是否饱和和实际车速是否为零来判断车辆是否触碰到轮挡器具有成本低，鲁棒性高的特点。本发明的自动泊车方法在车辆触碰到轮挡器时，车辆会停下，泊车程序可以正常终止，可以有效地避免车速控制模块输出较大驱动扭矩使车辆越过轮挡器所引发的安全风险。

Description

一种自动泊车方法和自动泊车系统

技术领域

本发明涉及泊车技术领域，尤其涉及一种自动泊车方法和自动泊车系统。

背景技术

自动泊车过程中，需要对车身周围障碍物进行实时识别。在停车场中，不少典型的障碍物需要特殊处理对待。轮挡器就是其中一类特殊障碍物。轮挡器又名限位器、止退器，通常位于车位后部的地面上，它的作用是帮助人类驾驶员更好地将车辆准确定位在车位内。但是在自动泊车的过程中，绝大部分感知系统不能识别轮挡器。假如规划的路径需要越过轮挡器，自动泊车的过程中就会被轮挡器卡住，如果车速控制模块输出较大驱动扭矩使车辆超过轮挡器，会引发很大的安全风险。若车速控制模块不能输出较大驱动扭矩使车辆超过轮挡器，车辆会一直卡住，泊车程序无法正确终止。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种自动泊车方法和自动泊车系统，以解决现有技术中由于不能识别轮挡器导致车辆被卡住而引起安全风险或泊车程序无法正确终止的缺点。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种自动泊车方法，该方法包括如下步骤：

S1、获取车辆当前车速和目标车速；

S2、根据所述当前车速和目标车速判断车辆是否触碰到轮挡器，若触碰到轮挡器，则执行步骤S3，否则继续泊车；

S3、判断所述车辆是否在车位内，若在车位内，则识别自动泊车正常终止，否则识别自动泊车异常终止。

其中，所述步骤S2具体包括：

S21、根据所述当前车速和目标车速判断车辆的速度控制模块的积分控制器是否饱和，若是，则执行步骤S22，否则判定所述车辆未触碰到所述轮档器；

S22、判断车辆当前车速是否为零，若是，则判定所述车辆触碰到所述轮档器，否则判定所述车辆未触碰到所述轮档器。

其中，所述步骤S21具体包括：

计算目标车速与当前车速之间的速度差，并根据所述速度差计算在速度控制模块的积分器控制器的每一个控制周期内的累加差；

利用所述累加差乘以预设的积分系数计算获得积分控制量；

判断所述积分控制量是否大于预设的积分控制饱和量，若是，则判定速度控制模块的积分控制器饱和并使得积分控制量等于预设的积分控制饱和量，否则，判定速度控制模块的积分控制器未饱和。

其中，所述预设的积分控制饱和量为400牛米。

其中，所述步骤S22具体包括：

判断车辆当前车速是否为零，若不为零，则判定所述车辆未触碰到所述轮档器，否则，等待若干个所述积分控制器的控制周期后，再一次获取车辆当前车速，进一步判断该再一次获取的车辆当前车速是否为零，若不为零，则判定所述车辆未触碰到所述轮档器，否则，判定所述车辆触碰到所述轮档器。

其中，所述判断车辆当前车速是否为零具体包括：

设定一第一预设车速，判断车辆当前车速是否小于所述第一预设车速，若是，则判定车辆当前车速为零，否则，车辆当前车速不为零。

其中，所述进一步判断该再一次获取的车辆当前车速是否为零具体包括：

设定一第二预设车速，判断该再一次获取的车辆当前车速是否小于所述第二预设车速，若小于，则该判定再一次获取的车辆当前车速为零，否则，不为零。

其中，所述第一预设车速和所述第二预设车速均为0.01km/h。

其中，所述步骤S3具体包括：

获取车位四个角点的坐标，并根据车位四个角点的坐标建立泊车坐标系；

获取车身的轴距、前悬长度、后悬长度、车宽以及车辆后轴中点的实时坐标和航向角，并计算车辆四个角点的坐标；

判断车辆四个角点的坐标是否全部落在由车位四个角点的坐标形成的图形内，若是，则判定所述车辆在车位内，否则，判定所述车辆不在车位内。

本发明还提供一种自动泊车系统，包括：

传感器，用于获取车辆当前车速和目标车速；

轮挡器识别单元，用于根据当前车速和目标车速判断车辆是否触碰到轮挡器并输出判断结果；

泊车终止判别单元，用于在轮挡器识别单元判断所述车辆触碰到所述轮挡器时，进一步判断车辆是否在车位内，若在车位内，则判定自动泊车正常终止，否则判定自动泊车异常终止。

其中，所述轮挡器识别单元包括：

积分控制器饱和判别模块，用于根据所述当前车速和目标车速判断车辆的速度控制模块的积分控制器是否饱和并输出判断结果；

速度判别模块，用于在积分控制器饱和判别模块判断所述速度控制模块的积分控制器饱和时，进一步根据车辆当前车速判断车辆实际速度是否为零，并在车辆实际速度为零时，判定所述车辆触碰到所述轮档器，在车辆实际速度不为零时，判定所述车辆未触碰到所述轮档器。

其中，所述泊车终止判别单元包括：

泊车坐标系建立模块，用于获取车位四个角点的坐标，并根据四个角点的坐标建立泊车坐标系；

车辆角点坐标计算模块，用于获取车身的轴距、前悬长度、后悬长度、车宽以及实时车辆后轴中点坐标和航向角并计算车辆四个角点的坐标；

判断模块，用于判断车辆四个角点的坐标是否全部落在车位四个角点的坐标形成的图形内，若是，则所述车辆在车位内，否则，所述车辆不在车位内；

识别模块，用于在判断模块判断车辆在车位内时，识别出泊车正常终止，在判断模块判断车辆未在车位内时，识别出泊车异常终止。

本发明实施例的有益效果在于：本发明通过判断速度控制模块的积分控制器是否饱和和当前车速是否为零来判断车辆是否触碰到轮挡器，并进一步根据车辆是否在车位内来判断车辆是否正常终止泊车。通过速度控制模块的积分控制器是否饱和和车速是否为零来判断车辆是否触碰到轮挡器具有成本低，鲁棒性高的特点。本发明的自动泊车方法在车辆触碰到轮挡器时，车辆会停下，泊车程序可以正常终止，可以有效地避免车速控制模块输出较大驱动扭矩使车辆越过轮挡器所引发的安全风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的一种自动泊车方法的流程示意图。

图2是本发明实施例的一种自动泊车方法的速度控制模块的积分控制器饱和的判断方法的流程示意图。

图3是本发明实施例的一种自动泊车方法的判断车辆是否在车位内的示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。

以下参照图1进行说明，本发明实施例一提供一种自动泊车方法，该方法包括如下步骤：

S1、获取车辆当前车速和目标车速。

S2、根据当前车速和目标车速判断车辆是否触碰到轮挡器，若触碰到轮挡器，则执行步骤S3，否则继续泊车。

S3、判断所述车辆是否在车位内，若在车位内，则识别自动泊车正常终止，否则，识别自动泊车异常终止。

以下参照图2对步骤S2进行具体说明，在车辆传感器获得了车辆当前车速和目标车速后，首先判断车辆速度控制模块的积分控制器是否饱和，若速度控制模块的积分器控制器未饱和，则说明车辆未触碰到轮档器，若速度控制模块的积分控制器饱和，则进一步判断车辆当前速度是否为零，若当前速度为零，则判定车辆触碰到所述轮挡器，否则，车辆未触碰到轮挡器。

在一具体实施方式中，速度控制模块的积分控制器采用PI或PID控制器，其中，PI或PID控制器的输入为目标车速和当前车速的车速差值，其输出为积分控制量(即驱动扭矩)。判断速度控制模块的积分控制器是否饱和的方法具体为：

设定目标车速Vset、速度控制模块的积分控制器的比例系数Ki、控制周期、预设的积分控制饱和量Uimax，计算目标车速Vset与当前车速Vreal之间的差值，速度控制模块的积分控制器根据差值计算每一个控制周期的累加差Ei，并用累加差Ei乘以积分系数Ki得到积分控制量Ui。

Ei＝∑(Vset-Vreal)

Ui＝Ki*Ei

当满足Ui>Uimax时，则认为速度控制模块的积分控制器饱和，且令Ui＝Uimax，否则认为速度控制模块的积分控制器未饱和。

由于积分控制饱和量太小时，车辆遇到地面微小的凸起也难以越过，积分控制饱和量太大时，车辆可以越过轮挡器，安全性较差，因而选择合适的积分控制饱和量尤其重要。在本实施例中，积分控制饱和量优选为400牛米(Nm)，以确保车辆可以越过减速带但无法越过轮挡器。

在一具体实施方式中，判断当前速度为零的具体包括：判断车辆当前车速是否为零，若不为零，则车辆未触碰到轮当器，否则，等待若干个所述积分控制器的控制周期后，再一次获取车辆当前车速，进一步判断再一次获取的车辆当前车速是否为零，若不为零，则车辆未触碰到轮当器，否则，车辆触碰到轮当器。在当前车速为零的情况下，进一步判断若干个等待周期后的车速是否为零，可以提高判断车辆为零的准确性。

其中，判断车辆当前车速是否为零具体包括：设定一第一预设车速，判断车辆当前车速是否小于一第一预设车速，若当前车速小于一第一预设车速，则认为车辆当前速度为零，否则，认为当前车速不为零。

其中，判断再一次获取的车辆当前车速是否为零具体包括：设定一第二预设车速，判断该再一次获取的车辆当前车速是否小于所述第二预设车速，如果小于，则认为该再一次获取的车辆当前车速为零，否则不为零。

由于当前车速存在一定的波动性，在车辆碰上轮挡器后，当前车速不一定严格为零，因而采用当前车速与一极小的速度做比较来判断车辆当前速度是否为零。优选地，第一预设车速等于第二预设车速，设定为0.01km/h。

以下参照图3对步骤S3进行说明。获取四个车位角坐标，并根据四个车位角坐标建立泊车坐标系。其中该泊车坐标系以车位左前角为坐标原点，以左前角到右前角为x轴正向，以左后角为左前角为y轴正向；获取车身的轴距、前悬长度、后悬长度、车宽、车辆后轴中点的实时坐标以及航向角，并计算车辆四个角点的xy坐标，判断车辆四个角点的坐标是否全部落在车位四个角点坐标所形成的图形中，如果是，则认为车辆在车位中，泊车正常终止，否则认为车辆不在车位中，泊车异常终止。

本实施例的自动泊车方法，通过判断速度控制模块的积分控制器是否饱和和当前车速是否为零来判断车辆是否触碰到轮挡器，并进一步根据车辆是否在车位内来判断车辆是否正常终止泊车。通过速度控制模块的积分控制器是否饱和和当前车速是否为零来判断车辆是否触碰到轮挡器具有成本低，鲁棒性高的特点。本实施例的自动泊车方法在车辆触碰到轮挡器时，车辆会停下，泊车程序可以正常终止，可以有效地避免车速控制模块输出较大驱动扭矩使车辆超过轮挡器所引发的安全风险。

基于本发明实施例一，本发明实施例二提供一种自动泊车系统，包括：传感器，用于获取车辆当前车速和目标车速，轮挡器识别单元，用于根据当前车速和目标车速判断车辆是否触碰到轮挡器并输出判断结果；泊车终止判别单元，用于在轮挡器识别单元判断所述车辆触碰到所述轮挡器时，进一步判断车辆是否在车位内，若在车位内，则判定泊车正常终止，否则判定泊车异常终止。

其中，所述轮挡器识别单元包括：速度控制模块的积分控制器饱和判别模块，用于获取车辆的当前车速和目标车速，根据所述当前车速和目标车速判断所述车辆的速度控制模块的积分控制器是否饱和并输出判断结果；速度判别模块，用于在速度控制模块的积分控制器饱和判别模块判断所述速度控制模块的积分控制器饱和时，进一步判断车辆速度是否为零，并在车辆速度为零时，判定所述车辆触碰到所述轮档器，在车辆速度不为零时，判定所述车辆未触碰到所述轮档器。

其中，所述泊车终止判别单元包括：泊车坐标系建立模块，用于获取车位四个角点的坐标，并根据四个角点的坐标建立泊车坐标系；车辆角点坐标计算模块，用于获取车身的轴距、前悬长度、后悬长度、车宽以及实时车辆后轴中点坐标和航向角并计算车辆四个角点的坐标；判断模块，用于判断车辆四个角点的坐标是否全部落在由车位四个角点的坐标形成的图形内，若是，则所述车辆在车位内，否则，所述车辆不在车位内；识别模块，用于在判断模块判断车辆在车位内时，识别出泊车正常终止，在判断模块判断车辆未在车位内时，识别出泊车异常终止。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (11)

1.一种自动泊车方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取车辆当前车速和目标车速；

S2、根据所述当前车速和目标车速判断车辆是否触碰到轮挡器，若触碰到轮挡器，则执行步骤S3，否则继续泊车；

S3、判断所述车辆是否在车位内，若在车位内，则识别自动泊车正常终止，否则识别自动泊车异常终止。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S21、根据所述当前车速和目标车速判断车辆的速度控制模块的积分控制器是否饱和，若是，则执行步骤S22，否则判定所述车辆未触碰到所述轮档器；

S22、判断车辆当前车速是否为零，若是，则判定所述车辆触碰到所述轮档器，否则判定所述车辆未触碰到所述轮档器。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S21具体包括：

计算目标车速与当前车速之间的速度差，并根据所述速度差计算在速度控制模块的积分器控制器的每一个控制周期内的累加差；

利用所述累加差乘以预设的积分系数计算获得积分控制量；

判断所述积分控制量是否大于预设的积分控制饱和量，若是，则判定速度控制模块的积分控制器饱和并使得积分控制量等于预设的积分控制饱和量，否则，判定速度控制模块的积分控制器未饱和。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

所述预设的积分控制饱和量为400牛米。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤S22具体包括：

判断车辆当前车速是否为零，若不为零，则判定所述车辆未触碰到所述轮档器，否则，等待若干个所述积分控制器的控制周期后，再一次获取车辆当前车速，进一步判断该再一次获取的车辆当前车速是否为零，若不为零，则判定所述车辆未触碰到所述轮档器，否则，判定所述车辆触碰到所述轮档器。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述判断车辆当前车速是否为零具体包括：

设定一第一预设车速，判断车辆当前车速是否小于所述第一预设车速，若是，则判定车辆当前车速为零，否则，车辆当前车速不为零。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述进一步判断该再一次获取的车辆当前车速是否为零具体包括：

设定一第二预设车速，判断该再一次获取的车辆当前车速是否小于所述第二预设车速，若小于，则该判定再一次获取的车辆当前车速为零，否则，不为零。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

获取车位四个角点的坐标，并根据车位四个角点的坐标建立泊车坐标系；

获取车身的轴距、前悬长度、后悬长度、车宽以及车辆后轴中点的实时坐标和航向角，并计算车辆四个角点的坐标；

判断车辆四个角点的坐标是否全部落在由车位四个角点的坐标形成的图形内，若是，则判定所述车辆在车位内，否则，判定所述车辆不在车位内。

9.一种自动泊车系统，其特征在于，包括：

传感器，用于获取车辆当前车速和目标车速；

轮挡器识别单元，用于根据当前车速和目标车速判断车辆是否触碰到轮挡器并输出判断结果；

泊车终止判别单元，用于在轮挡器识别单元判断所述车辆触碰到所述轮挡器时，进一步判断车辆是否在车位内，若在车位内，则判定自动泊车正常终止，否则判定自动泊车异常终止。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述轮挡器识别单元包括：

积分控制器饱和判别模块，用于根据所述当前车速和目标车速判断车辆的速度控制模块的积分控制器是否饱和并输出判断结果；

速度判别模块，用于在积分控制器饱和判别模块判断所述速度控制模块的积分控制器饱和时，进一步根据车辆当前车速判断车辆实际速度是否为零，并在车辆实际速度为零时，判定所述车辆触碰到所述轮档器，在车辆实际速度不为零时，判定所述车辆未触碰到所述轮档器。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述泊车终止判别单元包括：

泊车坐标系建立模块，用于获取车位四个角点的坐标，并根据四个角点的坐标建立泊车坐标系；

车辆角点坐标计算模块，用于获取车身的轴距、前悬长度、后悬长度、车宽以及实时车辆后轴中点坐标和航向角并计算车辆四个角点的坐标；

判断模块，用于判断车辆四个角点的坐标是否全部落在车位四个角点的坐标形成的图形内，若是，则所述车辆在车位内，否则，所述车辆不在车位内；

识别模块，用于在判断模块判断车辆在车位内时，识别出泊车正常终止，在判断模块判断车辆未在车位内时，识别出泊车异常终止。

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