CN113534166A - 一种基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统，包括以下步骤：S1、开启限位器识别功能时，关闭倒车雷达辅助功能；S2、对第一超声波雷达进行参数修正：逐步降低其屏蔽区域至一定高度；S3、对第二超声波雷达进行参数修正：降低其屏蔽区域至第一超声波雷达屏蔽区域的上方一定高度；S4、判断第二超声波雷达回波接收参数是否满足一既定条件；若满足该条件则进行后续步骤，不满足则重复进行S2、S3步骤，并进行判断；判断循环次数大于一定次数时，退出限位器识别功能；S5、车辆在泊车过程中持续对S4所述条件进行判断，若不满足该条件则记录此时与障碍物的距离，进行障碍类型判断，并输出障碍类型判断结果。本发明可实现对限位器的准确识别。

Description

一种基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统

技术领域

本发明涉及自动泊车领域，具体涉及一种基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统。

背景技术

目前相关的融合自动泊车系统通过安装在车体四周的传感器来感知环境进行车位的智能识别，之后建立起空间坐标来规划出相应的轨迹，驱动装置按照预先设定好的数学模型，由算法进行控制，实现自动泊车的过程。其对车位的识别主要依靠摄像头及后期的图像处理完成，目前已有融合自动泊车方案，具备较高的性能。但成本居高不下。

目前相关的超声波雷达系统主要有布置在车辆前后的多个超声波雷达组成，其中高级的系统至少有4个(2前两后)高性能超声波雷达及若干个普通超声波雷达构成。承载了众多基于超声波雷达的驾驶辅助功能，如普通倒车雷达、盲区监测、后方来车预警、自动泊车等。超声波雷达系统为一个成熟的系统，如博世、法雷奥等世界巨头，在产品开发及后期算法设计时都还在不断完善创新，并增加其他小功能。自动泊车系统便是其中的重要子功能，其主要分为寻找车位和自动泊车两个重要阶段。已某高级轿车为例，其一共布置有12颗超声波雷达(前6后6，其中前后各2颗高性能超声波雷达)，寻找车位阶段主要由高性能超声波雷达工作。识别车辆或障碍物间的位置关系从而进行车位的确定，泊车阶段12颗雷达共同工作，确认泊车中障碍物位置，避免碰撞。

由此可见，目前基于超声波雷达系统的自动泊车系统有如下优点：1、技术成熟、装车量大；2、超声波雷达可用于众多功能，非为自动泊车单独设计硬件成本低；3、配置有超声波雷达后可支持丰富的功能配置。性价比高，符合厂商和客户利益。

但是超声波雷达系统的自动泊车系统，存在以下天然局限性：1、仅能根据相邻车位汽车的停放的位置关系确认本车泊车位置无法对车位进行准确的定位；2、对车位内限位器等停车要素无法感知，导致泊车中冲击停车位限位器等不友好的驾驶行为出现。

目前最新的融合自动泊车方案，通过摄像头性能提升(识别限位器)一定弥补以上不足，但摄像头高昂的成本和单一的用途和降成本流行的今天格格不入。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统，以实现在自动泊车过程中利用超声波雷达对限位器的自动识别。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种技术方案：一种基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统，该系统利用车载超声波雷达系统中位于车辆后方对称设置的两个超声波雷达进行限位器识别，所述的两个超声波雷达为第一超声波雷达与第二超声波雷达，其功能和初始参数设定一致；

包括以下步骤：

S1、开启限位器识别功能时，关闭倒车雷达辅助功能；

S2、对第一超声波雷达进行参数修正：逐步降低其屏蔽区域，直至其稳定回波接受率大于a％、近距离回波接受率大于b％；

S3、对第二超声波雷达进行参数修正：降低其屏蔽区域至第一超声波雷达屏蔽区域的上方p cm；

S4、判断第二超声波雷达回波接收参数是否满足条件：其稳定回波接受率小于c％且近距离回波接受率小于d％；若满足该条件则进行后续步骤，不满足则重复进行S2、S3步骤，并进行判断；判断循环次数大于q次时，退出限位器识别功能；

S5、车辆在泊车过程中持续对S4所述条件进行判断，若不满足该条件则记录此时与障碍物的距离x₀，进行障碍类型判断，并输出障碍类型判断结果：低矮障碍、路沿类障碍以及限位器；判断结果为限位器时，输出限位器宽度。

按上述方案，所述S2中a取值为60，b取值为90。

按上述方案，所述S3中p取值为10。

按上述方案，所述S4中c取值为20，d取值为15。

按上述方案，所述S4中q取值为30。

按上述方案，所述S5中障碍类型判断具体判断过程如下：

1)记录S2、S3进行第一超声波雷达和第二超声波雷达修正后的参数设置；

2)车辆在泊车过程中，每后退k cm，将第一超声波雷达和第二超声波雷达的参数设置进行对调；

3)三次对调后获取第一超声波雷达和第二超声波雷达采集的反馈数据G₁-G₃，若第一超声波雷达和第二超声波雷达接收到车载超声波雷达系统中其他超声波雷达的反馈数据与G₁-G₃测量差值小于10％，则判断该障碍为低矮障碍，若大于10％则判断为对泊车安全有威胁的细柱状障碍或其他障碍；

4)进行第四次对调，且对近车区探测功能进行屏蔽切割，获取此次第一超声波雷达和第二超声波雷达反馈数据G₅，若屏蔽切割前反馈数据G₄与屏蔽切割后反馈数据G₅的测量差值小于10％，则判断该障碍为路沿类障碍，若大于10％则判断为限位器。

利用上文所述的基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统实现的一种具有限位器识别功能的自动泊车方法，该方法在车辆进行自动泊车过程中且车辆处于入位状态时启用，包括以下步骤：

S1、获取限位器信息，生成参考要素坐标；

S2、设定未开启限位器识别功能时，车辆完成自动泊车后的车辆中心纵坐标参考坐标参数为Y，车辆中心横坐标参考坐标参数为X；设定开启限位器识别功能时，车辆完成自动泊车后的车辆中心纵坐标参考坐标参数为Y₀，车辆中心横坐标参考坐标参数为X₀；设定完成泊车后，本车距离左、右两侧车辆的距离分别为A、B，L为本车车宽，K₀为限位器中心横坐标参考坐标参数；

S3、防限位器冲击设置：根据车后轮边沿至车辆中心的距离H₁，判断当前是否满足Y₀-Y>H₁，若满足，则设定Y₀＝H₁+Y，若不满足，则Y₀取值不变；且当Y₀大于设定的安全阈值时，发出警报，后续驾驶员进行人工接管；

S4、泊车居中控制：

1)当X-A-L/2>M且B-X-L/X>N时，使X＝K₀；

2)当X-A-L/2>N且B-X-L/X>N时，使X＝K₀；

3)当X-A-L/2<N或B-X-L/X<N时，引入调整系数D，使X＝K₀+D；

4)当1)～3)所述条件都不满足时，退出该具有限位器识别功能的自动泊车方法。

按上述方案，其中M为60cm、N为40cm。

本发明的有益效果是：利用车载的超声波雷达系统，通过对其中后置的一对超声波雷达进行参数修正实现了对限位器的识别，避免了车辆在自动泊车过程中与限位器产生碰撞，且无需增加额外传感器。

进一步地，通过利用限位器识别系统实现的自动泊车方法，利用获取的限位器参数进行自动泊车，同时对车辆进行居中控制，使车辆泊车完成后拥有最大限度的驾驶员侧车门开启程度。

附图说明

图1为本发明一实施例的第一超声波雷达参数修正示意图；

图2为本发明一实施例的第二超声波雷达参数修正示意图；

图3为本发明一实施例的障碍物检测示意图；

图4为本发明一实施例的限位器检测示意图；

图5为本发明一实施例的路沿类障碍检测示意图；

图6为本发明一实施例的基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统流程示意图；

图7为本发明一实施例的具有限位器识别功能的自动泊车方法流程示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

参见图6，一种基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统，该系统利用车载超声波雷达系统中位于车辆后方对称设置的两个超声波雷达进行限位器识别，所述的两个超声波雷达为第一超声波雷达与第二超声波雷达，其功能和初始参数设定一致；

包括以下步骤：

S1、开启限位器识别功能时，关闭倒车雷达辅助功能；

S2、参见图1，对第一超声波雷达进行参数修正：逐步降低其屏蔽区域，直至其稳定回波接受率大于a％、近距离回波接受率大于b％；

S3、参见图2，对第二超声波雷达进行参数修正：降低其屏蔽区域至第一超声波雷达屏蔽区域的上方p cm；

S4、判断第二超声波雷达回波接收参数是否满足条件：其稳定回波接受率小于c％且近距离回波接受率小于d％；若满足该条件则进行后续步骤，不满足则重复进行S2、S3步骤，并进行判断；判断循环次数大于q次时，退出限位器识别功能；

S5、参见图3，车辆在泊车过程中持续对S4所述条件进行判断，若不满足该条件则记录此时与障碍物的距离x₀，进行障碍类型判断，并输出障碍类型判断结果：低矮障碍、路沿类障碍以及限位器；判断结果为限位器时，输出限位器宽度。

进一步地，所述S2中a取值为60，b取值为90。

进一步地，所述S3中p取值为10。

进一步地，所述S4中c取值为20，d取值为15。

进一步地，所述S4中q取值为30。

进一步地，所述S5中障碍类型判断具体判断过程如下：

1)记录S2、S3进行第一超声波雷达和第二超声波雷达修正后的参数设置；

2)车辆在泊车过程中，每后退k cm，将第一超声波雷达和第二超声波雷达的参数设置进行对调；

3)三次对调后获取第一超声波雷达和第二超声波雷达采集的反馈数据G₁-G₃，若第一超声波雷达和第二超声波雷达接收到车载超声波雷达系统中其他超声波雷达的反馈数据与G₁-G₃测量差值小于10％，则判断该障碍为低矮障碍，若大于10％则判断为对泊车安全有威胁的细柱状障碍或其他障碍；

4)进行第四次对调，且对近车区探测功能进行屏蔽切割，获取此次第一超声波雷达和第二超声波雷达反馈数据G₅，若屏蔽切割前反馈数据G₄与屏蔽切割后反馈数据G₅的测量差值小于10％，则判断该障碍为路沿类障碍，若大于10％则判断为限位器。

参见图7，利用上文所述的基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统实现的一种具有限位器识别功能的自动泊车方法，该方法在车辆进行自动泊车过程中且车辆处于入位状态时启用，包括以下步骤：

S1、获取限位器信息，生成参考要素坐标；

S2、设定未开启限位器识别功能时，车辆完成自动泊车后的车辆中心纵坐标参考坐标参数为Y，车辆中心横坐标参考坐标参数为X；设定开启限位器识别功能时，车辆完成自动泊车后的车辆中心纵坐标参考坐标参数为Y₀，车辆中心横坐标参考坐标参数为X₀；设定完成泊车后，本车距离左、右两侧车辆的距离分别为A、B，L为本车车宽，K₀为限位器中心横坐标参考坐标参数；

S3、防限位器冲击设置：根据车后轮边沿至车辆中心的距离H₁，判断当前是否满足Y₀-Y>H₁，若满足，则设定Y₀＝H₁+Y，若不满足，则Y₀取值不变；且当Y₀大于设定的安全阈值时，发出警报，后续驾驶员进行人工接管；

S4、泊车居中控制：

1)当X-A-L/2>M且B-X-L/X>N时，使X＝K₀；此时车辆位于两侧车辆中间且驾驶员侧的车门具有良好的开启性；

2)当X-A-L/2>N且B-X-L/X>N时，使X＝K₀；此时车辆位于两侧车辆中间且驾驶员侧的车门具有极限的开启性；

3)当X-A-L/2<N或B-X-L/X<N时，引入调整系数D，使X＝K₀+D；此时车辆位于两侧车辆中间且驾驶员侧的车门具有最大的开启性；

4)当1)～3)所述条件都不满足时，退出该具有限位器识别功能的自动泊车方法。

进一步地，其中M为60cm、N为40cm。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统，其特征在于：该系统利用车载超声波雷达系统中位于车辆后方对称设置的两个超声波雷达进行限位器识别，所述的两个超声波雷达为第一超声波雷达与第二超声波雷达，其功能和初始参数设定一致；

包括以下步骤：

S1、开启限位器识别功能时，关闭倒车雷达辅助功能；

S2、对第一超声波雷达进行参数修正：逐步降低其屏蔽区域，直至其稳定回波接受率大于a％、近距离回波接受率大于b％；

S3、对第二超声波雷达进行参数修正：降低其屏蔽区域至第一超声波雷达屏蔽区域的上方p cm；

S4、判断第二超声波雷达回波接收参数是否满足条件：其稳定回波接受率小于c％且近距离回波接受率小于d％；若满足该条件则进行后续步骤，不满足则重复进行S2、S3步骤，并进行判断；判断循环次数大于q次时，退出限位器识别功能；

S5、车辆在泊车过程中持续对S4所述条件进行判断，若不满足该条件则进行障碍类型判断，通过初次判断结果判断障碍类型为低矮障碍或非低矮障碍；

判断为低矮障碍时进行限位器判断：若判断为限位器，则输出限位器宽度；若判断为路沿类障碍，则进行常规自动泊车；

判断为非低矮障碍时，进行常规自动泊车。

2.根据权利要求1所述的基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统，其特征在于：所述S2中a取值为60，b取值为90。

3.根据权利要求1所述的基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统，其特征在于：所述S3中p取值为10。

4.根据权利要求1所述的基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统，其特征在于：所述S4中c取值为20，d取值为15。

5.根据权利要求1所述的基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统，其特征在于：所述S4中q取值为30。

6.根据权利要求1所述的基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统，其特征在于：所述S5中障碍类型判断具体判断过程如下：

1)记录S2、S3进行第一超声波雷达和第二超声波雷达修正后的参数设置；

2)车辆在泊车过程中，每后退k cm，将第一超声波雷达和第二超声波雷达的参数设置进行对调；

3)三次对调后获取第一超声波雷达和第二超声波雷达采集的反馈数据G₁-G₃，若第一超声波雷达和第二超声波雷达接收到车载超声波雷达系统中其他超声波雷达的反馈数据与G₁-G₃测量差值小于10％，则判断该障碍为低矮障碍，若大于10％则判断为对泊车安全有威胁的细柱状障碍或其他障碍；

4)进行第四次对调，且对近车区探测功能进行屏蔽切割，获取此次第一超声波雷达和第二超声波雷达反馈数据G₅，若屏蔽切割前反馈数据G₄与屏蔽切割后反馈数据G₅的测量差值小于10％，则判断该障碍为路沿类障碍，若大于10％则判断为限位器。

7.利用权利要求1-6任一所述的基于超声波雷达自动泊车的限位器识别系统实现的一种具有限位器识别功能的自动泊车方法，其特征在于：该方法在车辆进行自动泊车过程中且车辆处于入位状态时启用，包括以下步骤：

S1、获取限位器信息，生成参考要素坐标；

S2、设定未开启限位器识别功能时，车辆完成自动泊车后的车辆中心纵坐标参考坐标参数为Y，车辆中心横坐标参考坐标参数为X；设定开启限位器识别功能时，车辆完成自动泊车后的车辆中心纵坐标参考坐标参数为Y₀，车辆中心横坐标参考坐标参数为X₀；设定完成泊车后，本车距离左、右两侧车辆的距离分别为A、B，L为本车车宽，K₀为限位器中心横坐标参考坐标参数；

S3、防限位器冲击设置：根据车后轮边沿至车辆中心的距离H₁，判断当前是否满足Y₀-Y>H₁，若满足，则设定Y₀＝H₁+Y，若不满足，则Y₀取值不变；且当Y₀大于设定的安全阈值时，发出警报，后续驾驶员进行人工接管；

S4、泊车居中控制：

1)当X-A-L/2>M且B-X-L/X>N时，使X＝K₀；

2)当X-A-L/2>N且B-X-L/X>N时，使X＝K₀；

3)当X-A-L/2<N或B-X-L/X<N时，引入调整系数D，使X＝K₀+D；

4)当1)～3)所述条件都不满足时，退出该具有限位器识别功能的自动泊车方法。

8.根据权利要求7所述的具有限位器识别功能的自动泊车方法，其特征在于：其中M为60cm、N为40cm。

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