CN112537294B

CN112537294B - 自动泊车控制方法及电子设备

Info

Publication number: CN112537294B
Application number: CN202011537869.1A
Authority: CN
Inventors: 刘红星; 范海波; 严志明; 雍建军
Original assignee: SAIC General Motors Corp Ltd; Pan Asia Technical Automotive Center Co Ltd
Current assignee: SAIC General Motors Corp Ltd; Pan Asia Technical Automotive Center Co Ltd
Priority date: 2020-12-23
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2040-12-23
Also published as: CN112537294A

Abstract

本发明公开一种自动泊车控制方法及电子设备，方法包括：响应于自动泊车请求，查找车位，并规划泊入所述车位的泊车轨迹；在所述泊车轨迹上，确定多个路径控制点，所述路径控制点将所述泊车轨迹分为多段；在所述车位上，确定车位控制点，确定所述车位控制点的基准检测位置；控制车辆从泊车起点开始按照所述泊车轨迹泊入所述车位，每当车辆到达一所述路径控制点，基于所述车位控制点与车辆当前位置的相对位置关系，确定所述车位控制点的实际检测位置，基于所述车位控制点的实际检测位置与基准检测位置的差值，修正下一段泊车轨迹。本发明通过车位控制点的确立，给路径跟踪过程提供基于误差修正的控制策略，从而提升泊车成功率和泊车精度。

Description

自动泊车控制方法及电子设备

技术领域

本发明涉及汽车相关技术领域，特别是一种自动泊车控制方法及电子设备。

背景技术

随着车辆智能化的进一步提升，人们更加依赖于驾驶辅助系统来完成对车辆的一些操作。而自动泊车作为车辆智能化的一项重要功能，可以方便的协助驾驶员将车辆停靠于车位中来。该系统已被各大汽车企业广泛应用于实际车辆。

现有的基于360°环视系统的自动泊车方法，均采用开环控制。在车位环境较为理想的情况下，初始车位识别较为精准时，可以实现自动泊车。但当初始车位信息存在偏差，则会出现概率性泊车偏移车位较多或泊车失败的情况。在目前成熟的技术方案中，存在借助超声波传感器做位姿修正，但其修正过程局限于泊车的最后阶段，且车位两端存在障碍车辆或障碍物的情况。

如中国专利《一种基于超声波和视觉传感器相融合的泊车车位检测方法》(专利申请号：201810178138.9，公布号：CN108281041A)。该专利依靠超声波传感器进行空间车位检测，利用视觉传感器进行车位线计算，针对两种传感器进行车位判定以及决策级进行数据融合，从而判定车位情况。

然而，该专利技术方案，只是针对车位进行判断，并未对泊车进行修正，对于初始车位识别较为精准时，可以实现自动泊车。但当初始车位信息存在偏差，则会出现概率性泊车偏移车位较多或泊车失败的情况。

中国专利《一种自动泊车的控制方法及自动泊车系统》(专利申请号：201811493030.5，公布号：CN109501797A)。该专利通过搜索车位空间，判定合格泊车位，进入自动泊车模式。允许驾驶员在车辆揉库时踩踏油门踏板测量，满足特殊场景的泊车需求。

然而该专利技术方案需要驾驶员踩踏油门踏板测量，并不能满足自动泊车需求。

中国专利《基于全景视觉辅助系统的自动泊车停车位检测与识别系统》(专利申请号：201710864999.8，公布号：CN107738612A)。该专利重点在于对车位的识别方面，通过全景视觉检测停车线周长识别车位和车位有效判定，依据车位内部灰度变化值差异和障碍物高度完成车位是否为空检测，从而实现高效准确的停车位检测和识别。

该专利同样未在泊车过程对泊车路径进行修正，当初始车位信息存在偏差，则会出现概率性泊车偏移车位较多或泊车失败的情况。

中国专利《泊车路径设置方法及系统》(专利申请号：201811594913.5，公布号：CN109733384A)。该专利重点在于对泊车路径规划方面，通过确定好的泊车车位信息以及泊车初始位姿信息，生成至少包含两个参考点的泊车路径参考点，根据专家经验，为所述泊车路径中的各所述中间参考点预设浮动区域坐标及相应的航向角度阈值，实时检测待泊车辆的当前坐标及当前航向角度，根据所述当前坐标与所述浮动区域坐标的关系以及所述当前航向角度与所述航向角度阈值的关系，更新所述泊车路径。

然而该专利是基于泊车路径参考点的预设浮动区域坐标及相应的航向角度阈值，来更新泊车路径。因此，其必须在开始泊车前为泊车路径参考点选择合适的浮动区域坐标及航向角度阈值。而该浮动区域坐标及航向角度阈值是根据专家经验得到的，因此其具有明显的局限性，专家无法针对所有的车位信息进行判断。一旦车位的情况不符合专家经验，则所设定的浮动区域坐标及航向角度阈值将失效。

发明内容

基于此，有必要提供一种自动泊车控制方法及电子设备。

本发明提供一种自动泊车控制方法，包括：

响应于自动泊车请求，查找车位，并规划泊入所述车位的泊车轨迹；

在所述泊车轨迹上，确定多个路径控制点，所述路径控制点将所述泊车轨迹分为多段；

在所述车位上，确定车位控制点，确定所述车位控制点的基准检测位置；

控制车辆从泊车起点开始按照所述泊车轨迹泊入所述车位，每当车辆到达一所述路径控制点，基于所述车位控制点与车辆当前位置的相对位置关系，确定所述车位控制点的实际检测位置，基于所述车位控制点的实际检测位置与基准检测位置的差值，修正下一段泊车轨迹。

进一步地：

所述确定所述车位控制点的基准检测位置，具体包括：

以所述泊车起点的位置作为原点建立坐标系，确定所述车位控制点在所述坐标系中的坐标作为基准检测位置；

所述基于所述车位控制点与车辆当前位置的相对位置关系，确定所述车位控制点相对于泊车起点的位置作为实际检测位置，具体包括：

获取所到达的路径控制点在所述坐标系中的坐标作为路径控制点坐标；

获取所述车位控制点与车辆当前位置的相对位置关系，基于所述路径控制点坐标、所述车位控制点与车辆当前位置的相对位置关系，确定所述车位控制点在所述坐标系中的坐标作为实际检测位置。

进一步地，所述车位控制点为所述车位靠近车辆一侧的顶点。

更进一步地，所述在所述车位上，确定车位控制点，具体包括：

通过图像识别方式从所述车位上，识别所述车位靠近车辆一侧的顶点作为车位控制点。

更进一步地，所述通过图像识别方式从所述车位上，识别所述车位靠近车辆一侧的顶点作为车位控制点，具体包括：

获取所述车位的图像；

从所述图像中提取颜色及角点信息，确定所述车位靠近车辆一侧的顶点作为车位控制点。

进一步地，所述在所述车位上，确定车位控制点，具体包括：

在所述车位上，确定多个车位控制点。

更进一步地，所述在所述车位上，确定多个车位控制点，具体包括：

在所述车位的两侧，分别确定至少一个车位控制点。

进一步地，所述基于所述车位控制点的实际检测位置与基准检测位置的差值，修正下一段泊车轨迹，具体包括：

如果所述差值在预设差值允许范围内，则修正下一段泊车轨迹；

如果所述差值在预设差值运行范围外，则重新规划到所述车位的泊车轨迹。

再进一步地，所述修正下一段泊车轨迹，具体包括：

将泊车轨迹控制点向消除所述差值方向修正，得到新的泊车轨迹控制点；

基于新的泊车轨迹控制点和下一轨迹泊车控制点确定到达下一轨迹泊车控制点的泊车轨迹。

本发明提供一种自动泊车控制电子设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够：执行如前所述的自动泊车控制方法所有步骤。

本发明在泊车轨迹上确定路径控制点，从泊车车位上确定车位上的车位控制点，在每一路径控制点，基于车位控制点与车辆当前位置的相对位置关系，确定车位控制点的实际检测位置，并计算车位控制点的实际检测位置与基准检测位置的差值，从而将差值用于车位调整逻辑和误差调整量的计算。通过车位控制点的确立，给路径跟踪过程提供基于误差修正的控制策略，从而提升泊车成功率和泊车精度。

附图说明

图1为本发明一实施例一种自动泊车控制方法的工作流程图；

图2为本发明误差消除的原理说明图；

图3为本发明最佳实施例实现自动泊车控制方法的系统的系统原理图；

图4为泊车路径及路径控制点示意图；

图5为泊车过程示意图；

图6为本发明一实施例一种自动泊车控制电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示为本发明一种自动泊车控制方法的工作流程图，包括：

步骤S101，响应于自动泊车请求，查找车位，并规划泊入所述车位的泊车轨迹；

步骤S102，在所述泊车轨迹上，确定多个路径控制点，所述路径控制点将所述泊车轨迹分为多段；

步骤S103，在所述车位上，确定车位控制点，确定所述车位控制点的基准检测位置；

步骤S104，控制车辆从泊车起点开始按照所述泊车轨迹泊入所述车位，每当车辆到达一所述路径控制点，基于所述车位控制点与车辆当前位置的相对位置关系，确定所述车位控制点的实际检测位置，基于所述车位控制点的实际检测位置与基准检测位置的差值，修正下一段泊车轨迹。

具体来说，本发明可以应用于车载电子控制器单元(Electronic Control Unit，ECU)。

当驾驶员启动自动泊车功能，例如点击自动泊车按键，则产生自动泊车请求，触发步骤S101，查找车位，并规划泊车轨迹。然后，在步骤S102中，在所述泊车轨迹上，确定多个路径控制点，所述路径控制点将所述泊车轨迹分为多段。路径控制点的选择可以采用多种方式选择。例如将泊车路径平分为多段，将相邻两段泊车路径的衔接点作为泊车控制点。在步骤S103中，基于驾驶员所确定的车位，在所述车位上选定车位控制点，并确定车位控制点的基准检测位置。

然后步骤S104控制车辆自动泊入车位。在泊入车位的过程中，每当车辆到达一所述路径控制点，基于所述车位控制点与车辆当前位置的相对位置关系，确定所述车位控制点的实际检测位置，基于所述车位控制点的实际检测位置与基准检测位置的差值，修正下一段泊车轨迹。所述车位控制点与车辆当前位置的相对位置关系包括车位控制点与车辆当前位置的距离及方向。

在规划泊车路径时，确定了路径控制点。然而，在实际的泊车过程中，车辆可能会出现偏离，即实际的泊车轨迹与规划的泊车轨迹有偏差。因此，当车辆到达规划的路径控制点时，其会有一定的偏差。而车位是不变的。因此，在车辆到达路径控制点时，通过检测车位控制点的实际检测位置与基准检测位置的差值，从而判断车辆的当前位置与规划的路径控制点是否有偏差。并基于差值，修正泊车路径。每当车辆到达路径控制点，则根据车位控制点的实际检测位置与基准检测位置的差值，修正到达下一路径控制点的泊车轨迹。

在其中一个实施例中：

所述确定所述车位控制点的基准检测位置，具体包括：

具体来说，如图2所示，以泊车起点的位置21为原点建立坐标系，确定车位控制点22的坐标作为基准检测位置。在泊车轨迹23上确定路径控制点24，当车辆到达路径控制点24时，检测车辆当前位置与车位控制点22的相对位置关系。当车辆的实际泊车轨迹与规划的泊车轨迹23有偏差时，车辆当前位置将不在路径控制点24，而在实际位置25。因此，此时测量到车辆当前位置与车位控制点22的相对位置关系为线段26。而由于车辆认为自己到达了路径控制点24，因此，将以路径控制点24的坐标计算车位控制点22的坐标，因此，以路径控制点24的坐标为基准，以平行且长度相等的线段27延伸，则得到车位控制点22此时的实际检测位置28。因此得到实际检测位置28与基准检测位置的差值29。基于该差值29，将到达下一路径控制点210的泊车路径211，修正为新的泊车路径212，最终停入车位214。

本实施例通过坐标变换，实现对车位控制点的比较。

在其中一个实施例中，所述车位控制点为所述车位靠近车辆一侧的顶点。

本实施例采用顶点作为车位控制点，更为容易识别。

在其中一个实施例中，所述在所述车位上，确定车位控制点，具体包括：

本实施例通过图像识别车位控制点，具体可以通过安装于车辆四周的鱼眼镜头，采集周围环境信息，结合机器视觉方法对驾驶员选定的某一边车位进行检测与识别。

在其中一个实施例中，所述通过图像识别方式从所述车位上，识别所述车位靠近车辆一侧的顶点作为车位控制点，具体包括：

获取所述车位的图像；

本实施例通过颜色和角点信息，确定车位控制点，更为准确有效。

在所述车位上，确定多个车位控制点。

本实施例设置多个车位控制点，在其中一个车位控制点处于检测盲区时，可以采用另外的车位控制点进行检测，避免部分车位控制点处于检测盲区无法检测，从而提高检测效率。

在去一个实施例中，所述在所述车位上，确定多个车位控制点，具体包括：

在所述车位的两侧，分别确定至少一个车位控制点。

本实施例在车位的左右两侧，分别确定车位控制点，进一步避免检测盲区，提高检测效率。

在其中一个实施例中，所述基于所述车位控制点的实际检测位置与基准检测位置的差值，修正下一段泊车轨迹，具体包括：

本实施例设定差值允许范围，对于差值过大的情况，重新规划泊车车位，有效克服差值过大的情况。

在其中一个实施例中，所述修正下一段泊车轨迹，具体包括：

具体来说，如图2所示，将泊车轨迹控制点24向消除差值29方向修正，即以线段213的方向即长度修正，使得新的泊车轨迹控制点位于车辆当前位置25。

本实施例基于新的泊车轨迹控制点所规划的泊车轨迹，即以车辆当前位置进行规划，使得所修正的泊车轨迹更为准确。

如图3所示为本发明最佳实施例实现自动泊车控制方法的系统的系统原理图，包括：图像采集单元31、车载中央控制单元32、整车单元33。

其中，上述图像采集单元31包含分布于车辆四周的四颗鱼眼镜头，鱼眼镜头311用于采集前向图像，鱼眼镜头312用于采集车辆左向图像，鱼眼镜头313用于采集车辆右向图像。鱼眼镜头314用于采集车辆后向图像，通过车载中央控制单元32中的接口控制模块321传输到图像处理模块322，用于车位及车位控制点的识别。四颗鱼眼镜头视角范围可覆盖整个车辆周围环境。

上述车载中央控制单元32，包含接口控制模块321，其负责外部通讯及协议转换功能，用于进行通信及协议转换，输出图形图像信息。

上述车载中央控制单元32，包含图像处理模块322，其利用计算机视觉处理技术，从环视图像中提取车位信息和车位控制点坐标。通过驾驶员对车位的选择，使用图像采集单元的某单一摄像头的图像进行预处理，然后对预处理后的图像提取颜色及角点信息，从而判定车位是否可泊并提供车位控制点信息。

上述车载中央控制单元32，包含路径规划模块323，该模块隶属于自动泊车系统，用于泊车系统生成泊车路径。路径规划模块计算出分段路径后，根据分段衔接点定义路径控制点，并可根据误差反馈重新规划路径。

上述车载中央控制单元32，包含车辆控制模块324，其作用是根据生成的路径，计算出给到不同模块的对应控制量，将实时生成控制量发送到整车单元，并计算车辆走行状态。

上述车载中央控制单元32，包含反馈计算模块325，根据实时泊车路径，计算车辆走行过程误差，并在每个路径控制点进行误差反馈。当车辆走行到路径控制点时，触发该模块。该模块通过请求图像处理模块数据输出进行坐标点重构，利用新的坐标点来计算控制误差，如误差较大无法通过控制调节，则通过路径规划模块重新生成路径。

上述整车单元33，包含电子辅助转向系统331、电子制动控制模块332、电子档位控制模块333。用于接收车载中央控制单元发送过来的控制信号，并执行车辆控制。

如图4所示，为泊车路径及路径控制点示意图。

参照图4，图示41为虚拟车位，图示42为车辆后轴中心点，图示43为路径规划模块323所生成的路径，图示44为标记的分段路径控制点，图示45为通过图像处理模块322识别到的车位控制点。

本发明最佳实施例提供的一种基于360°的自动泊车控制点识别及闭环控制方法，其中：

(一)基于360°环视的泊车车位控制点识别

参照图4，以纵向停车位为例进行叙述。车位控制点通常位于车位顶点，图4中以标识45。

上述车位控制点识别涉及图像采集单元31和车载中央控制单元32中322图像处理模块的协同工作。

具体过程为：

1.根据驾驶员对车位的选择，判断需要图像采集单元所配合的鱼眼镜头，并对原图像进行处理，以降低由于图像拉伸拼接过程对车位控制点的坐标转换产生影响。

2.图像采集单元将采集的图像通过接口控制模块，传输到图像处理模块。

首先，步骤3001对图像进行预处理，步骤3002获取图像的颜色信息，并生成灰度图。其次步骤3003利用Canny算子提取灰度图的边缘信息，生成仅包含边缘信息的灰度图像。根据控制点在不同方向所观测的特征，步骤3003利用Harris算子提取角点信息并与匹配图进行比对，从而确定车位控制点位置。

3.步骤3004根据环视相机在整车安装位置，以及相机标定，通过坐标转换方式，计算出以车辆后轴中心为坐标原点的车位控制点坐标，并输出。

(二)依据车位控制点的自动泊车闭环控制方法

参照图3，步骤3005由路径规划模块接收车位控制点坐标，步骤3006经过路径规划算法生成参照图4中的分段路径43。步骤3007根据路径，计算车辆跟踪路径所需要的横纵向控制量，通过车辆控制模块将控制信号传输至整车单元完成车辆控制操作。

上述的分段路径43，每段路径的衔接点，定义为路径控制点44。车位控制点25通过前述的方法得到。

参照图3，该闭环控制方法的控制步骤为：步骤3008，当车辆实际走行过程至控制点时，反馈计算模块325通过路径控制点定位，步骤3009将车位控制点坐标重构3009，步骤3010计算出车位控制点的基准检测位置和实际检测位置的偏差，即控制误差。

根据泊车过程的车辆控制，车辆应在路径控制点给出下一阶段路径的横向控制量，通过反馈计算模块325计算出路径误差，经车辆控制模块324对原过程的控制量进行修正，传送至整车单元33中的电子辅助转向系统331，从而形成控制闭环。

上述的反馈计算模块325在步骤3010计算出路径误差后，需进一步确定下一段路径是否需要重新规划，或通过车辆控制模块进行控制误差调节。两种方式均可以使车辆准确停入停车位。

根据上述原理，将泊车过程示意如图5所示。在泊车过程中，通过生成的五个路径控制点，来获得五个车位控制点的偏差信息作为控制误差，通过坐标转换，为后续路径生成或跟踪过程提供参数修正，从而提高泊车成功率和准确度。

本发明提出位于泊车车位上的两个控制点，与泊车路径控制点来进行车辆与车位间位置关系的确定，通过计算两者之间的差值，从而用于车位调整逻辑和误差调整量的计算。车位控制点位于车位顶点，可通过颜色信息定位和角点检测快速识别。泊车路径控制点为分段泊车路径的衔接点，在此衔接点会对车辆运动过程产生的误差进行控制消除或重新进行路径规划。通过两个控制点的确立，给路径跟踪过程提供基于误差修正的控制策略，从而提升泊车成功率和泊车精度。

如图6所示为本发明一种自动泊车控制电子设备的硬件结构示意图，包括：

至少一个处理器601；以及，

与至少一个所述处理器601通信连接的存储器602；其中，

所述存储器602存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够：

执行如前所述的自动泊车控制方法所有步骤。

电子设备优选为车载电子控制器单元(Electronic Control Unit，ECU)。图6中以一个处理器601为例。

电子设备还可以包括：输入装置603和显示装置604。

处理器601、存储器602、输入装置603及显示装置604可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。

存储器602作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的自动泊车控制方法对应的程序指令/模块，例如，图1所示的方法流程。处理器601通过运行存储在存储器602中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的自动泊车控制方法。

存储器602可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据自动泊车控制方法的使用所创建的数据等。此外，存储器602可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器602可选包括相对于处理器601远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行自动泊车控制方法的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置603可接收输入的用户点击，以及产生与自动泊车控制方法的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示装置604可包括显示屏等显示设备。

在所述一个或者多个模块存储在所述存储器602中，当被所述一个或者多个处理器601运行时，执行上述任意方法实施例中的自动泊车控制方法。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种自动泊车控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的自动泊车控制方法，其特征在于：

所述确定所述车位控制点的基准检测位置，具体包括：

3.根据权利要求1所述的自动泊车控制方法，其特征在于，所述车位控制点为所述车位靠近车辆一侧的顶点。

4.根据权利要求3所述的自动泊车控制方法，其特征在于，所述在所述车位上，确定车位控制点，具体包括：

5.根据权利要求4所述的自动泊车控制方法，其特征在于，所述通过图像识别方式从所述车位上，识别所述车位靠近车辆一侧的顶点作为车位控制点，具体包括：

获取所述车位的图像；

6.根据权利要求1所述的自动泊车控制方法，其特征在于，所述在所述车位上，确定车位控制点，具体包括：

在所述车位上，确定多个车位控制点。

7.根据权利要求6所述的自动泊车控制方法，其特征在于，所述在所述车位上，确定多个车位控制点，具体包括：

在所述车位的两侧，分别确定至少一个车位控制点。

8.根据权利要求1所述的自动泊车控制方法，其特征在于，所述基于所述车位控制点的实际检测位置与基准检测位置的差值，修正下一段泊车轨迹，具体包括：

9.根据权利要求1至8任一项所述的自动泊车控制方法，其特征在于，所述修正下一段泊车轨迹，具体包括：

10.一种自动泊车控制电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够：执行如权利要求1至9任一项所述的自动泊车控制方法所有步骤。