CN113246971B - 一种车位轮廓精度提高方法以及自动泊车系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车位轮廓精度提高方法以及自动泊车系统,该方法包括利用车辆的探测装置实时对车辆与障碍物间的距离进行多次测量;以车辆的位置为测量点,在不同测量点测量移动车辆与障碍物之间的距离,以获取与实际停车位边缘的轮廓相同或相似的车位轮廓数据;根据所述车位轮廓数据来识别停车位。本发明的自动泊车系统采用上述的方法来实现自动泊车。本发明在不影响原有功能情况下可以提高探测速度,使扫描次数增加,获得较多探测数据,缩短探测时间。
Description
技术领域
本发明涉及超声波测量技术领域,尤其涉及一种车位轮廓精度提高方法以及应用该方法的自动泊车系统。
背景技术
在自动泊车雷达系统中,为检测路沿,一般的探测深度开放到5米左右的位置,这样每次探测周期会比较长,车位扫描次数较少,获得的探测数据就少,不利于车轮廓数据分析,有可能造成车位轮廓精度不够,理论上数据越多,分析的数据越准,获得的车位轮廓就越准确。
目前,超声波自动泊车系统的车位识别基本都是依赖发射超声波扫描。为兼顾路沿的识别和垂直车位的检测,市场上都是长时间远距离探测,这样的缺点是单位时间内探测次数少,扫描的点数不够多,有可能车位轮廓扫描得不够细,造成车位检测精度不够,从而影响到泊车效果。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种在不影响原有功能情况下可以提高探测速度,使扫描次数增加,获得较多探测数据,缩短探测时间的车位轮廓精度提高方法。
本发明的另一目的是提供一种应用于上述车位轮廓精度提高方法的自动泊车系统。
为了实现上述主要目的,本发明提供的一种车位轮廓精度提高方法,包括利用车辆的探测装置实时对车辆与障碍物间的距离进行多次测量;以车辆的位置为测量点,在不同测量点测量移动车辆与障碍物之间的距离,以获取与实际停车位边缘的轮廓相同或相似的车位轮廓数据;根据所述车位轮廓数据来识别停车位。
进一步的方案中,在测量前,设置探测距离在第一设定值范围内,即在探测距离超出第一设定值范围后重新开始测量。
更进一步的方案中,对于在探测距离超出第一设定值范围的障碍物,利用车辆的超声波探测装置实时对外发射信号,并将接收到的信号识别为第一次信号发射反射回来的信号。
更进一步的方案中,在进行测量时,若最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据一致,则将接收到的信号识别为第二次信号发射反射回来的信号。
更进一步的方案中,在进行测量时,若最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据不一致,则将接收到的信号识别为第一次信号发射反射回来的信号。
更进一步的方案中,判断最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据是否在误差范围内;若判断结果为否,则确定最新检测的距离位置存在新的障碍物。
更进一步的方案中,若确定最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据在误差范围内,比对两者距离数据的信号幅值特征,判断2倍障碍物的距离位置是否存在障碍物。
更进一步的方案中,若信号幅值特征不相同,则确定2倍障碍物的距离位置存在障碍物。
更进一步的方案中,若信号幅值特征相同,则继续对车辆与障碍物间的距离进行测量。
为了实现上述另一目的,本发明提供的一种自动泊车系统,包括:测量单元,用于利用车辆的探测装置实时对车辆与障碍物间的距离进行多次测量;车位轮廓数据获取单元,以车辆的位置为测量点,用于在不同测量点测量移动车辆与障碍物之间的距离,以获取与实际停车位边缘的轮廓相同或相似的车位轮廓数据;泊车单元,用于根据所述车位轮廓数据来识别停车位。
由此可见,本发明提供的车位轮廓精度提高方法对路沿和垂直深度的探测利用第一次发射的信号由第二次或以上的发射循环来接收,并通过软件算法识别是第一次发射的信号还是第二次发射的信号,即超出设定值范围(如2米)的障碍物,在还没进入设定值范围之前一直视为第一次发射的信号,这样原来大概探测约5米的远距离需要约35mS时间,现在可缩短至2米约12mS时间,探测时间大幅度缩短(约2倍多),单位时间内探测的次数明显增多,由于获得的数据多,软件可分析出车位的轮廓(距离、斜度、曲面等)越准确,泊车精度就越高。
所以,本发明可以缩短探测时间,提高发射次数,增加扫描点,能够准确的对停车位进行检测,能够准确地识别停车位的轮廓,能够提高对障碍物的距离探测的准确性,从而提高了自动泊车率。
附图说明
图1是本发明一种车位轮廓精度提高方法实施例的流程图。
图2是本发明一种车位轮廓精度提高方法实施例的原理图。
图3是本发明一种车位轮廓精度提高方法实施例中第一信号发射的发波时序图。
图4是本发明一种车位轮廓精度提高方法实施例中第二信号发射的发波时序图。
图5是本发明一种车位轮廓精度提高方法实施例中第三信号发射的发波时序图。
图6是本发明一种车位轮廓精度提高方法实施例中第四信号发射的发波时序图。
图7是本发明一种车位轮廓精度提高方法实施例中水平泊车的原理图。
图8是本发明一种车位轮廓精度提高方法实施例中垂直泊车的原理图。
图9是本发明一种自动泊车系统实施例的结构示意图。
图10是本发明一种自动泊车系统实施例的原理图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
参见图1与图2,本发明的一种车位轮廓精度提高方法,包括以下步骤:
步骤S1、利用车辆的探测装置实时对车辆与障碍物间的距离进行多次测量。
步骤S2、以车辆的位置为测量点,在不同测量点测量移动车辆与障碍物之间的距离,以获取与实际停车位边缘的轮廓相同或相似的车位轮廓数据。
步骤S3、根据车位轮廓数据来识别停车位。其中,如图2所示,车位轮廓、斜度检测原理:根据L的变化可知障碍物车2的斜度、车头轮廓。
其中,在测量前,设置探测距离在第一设定值范围内,即在探测距离超出第一设定值范围后重新开始测量。作为优选,本实施例的第一设定值为2米。
在本实施例中,对于在探测距离超出第一设定值范围的障碍物,利用车辆的超声波探测装置实时对外发射信号,并将接收到的信号识别为第一次信号发射反射回来的信号。
本实施例的超声波探测装置的工作原理:利用超声传感器产生的超声波对车前、车后发射,如在一定范围内碰到物体,就有一反射波返回发射源(超声传感器的表面),主机利用发射波和反射波之间的延迟时间和声波速度(常温340米/秒)就能测得距离。
进一步的,本实施例的超声波自动泊车雷达系统的车位检测时一般与障碍物的距离不大于2米,可以设置探测距离不超过2米,即2米后重新开始检测。
进一步的,对于2米后的障碍物,比如路沿,利用第一次发射的信号被第二次来接收并软件算法识别为是第一次发射的信号,这样的好处是不影响2米后的障碍物检测,但对于2米内的障碍物检测提高了两倍以上的探测速度,假如原来探测数据量是N个,新方法理论上可以获得2.5N的数据量。
在上述步骤中,在进行测量时,若最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据一致,则将接收到的信号识别为第二次信号发射反射回来的信号。
在进行测量时,若最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据不一致,则将接收到的信号识别为第一次信号发射反射回来的信号。
具体的,在找车位时,移动车辆与路边障碍物车的相对距离基本保持不变的,如第二次信号发射收到的障碍物距离与前面探测到的距离一致的话则该障碍物反射回来的信号是第二次信号发射后被反射回来的信号,否则是第一次信号发射反射回来的信号,假设软件设定的每次探测时间距离数据是A,当前发射收到前次发射的信号距离数据是B,则A+B位置有个障碍物。
例如,移动车辆离障碍物车距离是1米,若第二次发射收到的障碍物距离是1米左右,则认为是第二次信号发射的,若收到的距离是0.5米,则认为是第一次信号发射后被障碍物反射回来的信号,且该障碍物位置是2米+0.5米=2.5米;若收到的距离是1.5米,则认为障碍物距离是2米+1.5米=3.5米,其它同理)。
在上述步骤中,判断最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据是否在误差范围内,若判断结果为否,则确定最新检测的距离位置存在新的障碍物。
进一步的,若确定最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据在误差范围内,比对两者距离数据的信号幅值特征,判断2倍障碍物的距离位置是否存在障碍物。
若信号幅值特征不相同,则确定2倍障碍物的距离位置存在障碍物。
若信号幅值特征相同,则继续对车辆与障碍物间的距离进行测量。
作为优选,本实施例的误差范围依实际测试数据评估或各自经验设定为±5cm。
在实际应用中,比如障碍物位置在1米,路沿在5米位置,按最远2米探测结束的话,则有如下发波时序,如图3至图6所示。
在本实施例中,本发明还提供了一种自动泊车方法,包括以下步骤:
(1)、按照上述的车位轮廓精度提高方法进行停车位检测;
(2)、按照停车位轮廓数据计算泊车运行轨迹;
(3)、控制档位、刹车、油门、转向实现自动泊车。
当然,检测停车位并不限于两台车辆形成的泊车空间,也可以是含一个目标物以上的场景,当只有单个目标物时(例如柱子),本发明的方法同样可以探测出车位轮廓,从而规划泊车路径进行自动泊车。
本发明车位轮廓精度提高方法适用于探测水平泊车空间和垂直泊车的场境,如图7和图8所示。
本发明车位轮廓精度提高方法及超声波装置是自动泊车的核心,对接收到的各个超声波传感器的回波信号计算出各个点位的距离,并根据车身的速度信号进行运算(采用平滑滤波、车位数据突变点识别算法和关键位置二次坐标修正算法),以获取与实际停车位边缘的轮廓相同或相似的车位轮廓数据。
一种自动泊车系统实施例:
参见图9和图10,本发明提供的一种自动泊车系统,包括:
测量单元10,用于利用车辆的探测装置实时对车辆与障碍物间的距离进行多次测量。
车位轮廓数据获取单元20,以车辆的位置为测量点,用于在不同测量点测量移动车辆与障碍物之间的距离,以获取与实际停车位边缘的轮廓相同或相似的车位轮廓数据。
泊车单元30,用于根据所述车位轮廓数据来识别停车位。
其中,在测量前,设置探测距离在第一设定值范围内,即在探测距离超出第一设定值范围后重新开始测量。
在本实施例中,对于在探测距离超出第一设定值范围的障碍物,测量单元10利用车辆的超声波探测装置实时对外发射信号,并将接收到的信号识别为第一次信号发射反射回来的信号。
在使用测量单元10进行测量时,若最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据一致,则将接收到的信号识别为第二次信号发射反射回来的信号。
在使用测量单元10进行测量时,若最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据不一致,则将接收到的信号识别为第一次信号发射反射回来的信号。
在本实施例中,由车位轮廓数据获取单元20判断最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据是否在误差范围内,若判断结果为否,则确定最新检测的距离位置存在新的障碍物。
进一步的,若确定最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据在误差范围内,比对两者距离数据的信号幅值特征,判断2倍障碍物的距离位置是否存在障碍物。
若信号幅值特征不相同,则确定2倍障碍物的距离位置存在障碍物。
若信号幅值特征相同,则继续对车辆与障碍物间的距离进行测量。
如图9所述,本发明设置在车身前端、后端的超声波传感器100各有4个,分别安装与车辆的前、后保险杠上,并且其具体的安装角度依车身的造型适配;设置在车身前端的超声波传感器100间隔设置,沿车身纵向中线对称设置;设置在车身后端的超声波传感器100间隔设置,沿车身纵向中线对称设置。设置于车头左侧及右侧、车尾左侧及右侧的超声波传感器100共4个。其中,本发明在寻找车位时,一般使用前侧两个传感器找对应左右边车位。
可见,本发明的8个超声波传感器100安装于汽车的前、后保险杠正面,在自动泊车或手动泊车过程中,对前后方的障碍物进行探测,并输出障碍回波信号给主机200(自动泊车控制器),保证在泊车过程中的碰撞预警功能。4个超声波传感器100安装于汽车前后保杠的侧面,在自动泊车时进行车位搜索探测,识别泊车空间,并把回波信号发给自动泊车控制器,其超声波传感器100的特殊设计的探测角度,为车位搜索准确度提供必要条件。
由此可见,本发明提供的车位轮廓精度提高方法对路沿和垂直深度的探测利用第一次发射的信号由第二次或以上的发射循环来接收,并通过软件算法识别是第一次发射的信号还是第二次发射的信号,即超出设定值范围(如2米)的障碍物,在还没进入设定值范围之前一直视为第一次发射的信号,这样原来大概探测约5米的远距离需要约35mS时间,现在可缩短至2米约12mS时间,探测时间大幅度缩短(约2倍多),单位时间内探测的次数明显增多,由于获得的数据多,软件可分析出车位的轮廓(距离、斜度、曲面等)越准确,泊车精度就越高。
所以,本发明可以缩短探测时间,提高发射次数,增加扫描点,能够准确的对停车位进行检测,能够准确地识别停车位的轮廓,能够提高对障碍物的距离探测的准确性,从而提高了自动泊车率。
需要说明的是,以上仅为本发明的优选实施例,但发明的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改,也均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种车位轮廓精度提高方法,其特征在于,包括:
利用车辆的探测装置实时对车辆与障碍物间的距离进行多次测量;
以车辆的位置为测量点,在不同测量点测量移动车辆与障碍物之间的距离,以获取与实际停车位边缘的轮廓相同或相似的车位轮廓数据;
根据所述车位轮廓数据来识别停车位;
对于在探测距离超出第一设定值范围的障碍物,利用车辆的超声波探测装置实时对外发射信号,并将接收到的信号识别为第一次信号发射反射回来的信号;
在进行测量时,若最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据一致,则将接收到的信号识别为第二次信号发射反射回来的信号;
在进行测量时,若最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据不一致,则将接收到的信号识别为第一次信号发射反射回来的信号;
其中,在找车位时,移动车辆与路边障碍物车的相对距离基本保持不变。
2.根据权利要求1所述的车位轮廓精度提高方法,其特征在于:
在测量前,设置探测距离在第一设定值范围内,即在探测距离超出第一设定值范围后重新开始测量。
3.根据权利要求1所述的车位轮廓精度提高方法,其特征在于,所述在不同检测点检测移动车辆与障碍物之间的距离,包括:
判断最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据是否在误差范围内;
若判断结果为否,则确定最新检测的距离位置存在新的障碍物。
4.根据权利要求3所述的车位轮廓精度提高方法,其特征在于:
若确定最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据在误差范围内,比对两者距离数据的信号幅值特征,判断2倍障碍物的距离位置是否存在障碍物。
5.根据权利要求4所述的车位轮廓精度提高方法,其特征在于:
若信号幅值特征不相同,则确定2倍障碍物的距离位置存在障碍物。
6.根据权利要求4所述的车位轮廓精度提高方法,其特征在于:
若信号幅值特征相同,则继续对车辆与障碍物间的距离进行测量。
7.一种自动泊车系统,其特征在于,包括:
测量单元,用于利用车辆的探测装置实时对车辆与障碍物间的距离进行多次测量;
车位轮廓数据获取单元,以车辆的位置为测量点,用于在不同测量点测量移动车辆与障碍物之间的距离,以获取与实际停车位边缘的轮廓相同或相似的车位轮廓数据;
泊车单元,用于根据所述车位轮廓数据来识别停车位;
对于在探测距离超出第一设定值范围的障碍物,利用车辆的超声波探测装置实时对外发射信号,并将接收到的信号识别为第一次信号发射反射回来的信号;
在进行测量时,若最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据一致,则将接收到的信号识别为第二次信号发射反射回来的信号;
在进行测量时,若最新检测到的距离数据与前一次检测到的距离数据不一致,则将接收到的信号识别为第一次信号发射反射回来的信号;
其中,在找车位时,移动车辆与路边障碍物车的相对距离基本保持不变。
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