CN114454873A - 一种商用车自动泊车控制系统及自动泊车方法 - Google Patents

一种商用车自动泊车控制系统及自动泊车方法 Download PDF

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CN114454873A CN202011246749.6A CN202011246749A CN114454873A CN 114454873 A CN114454873 A CN 114454873A CN 202011246749 A CN202011246749 A CN 202011246749A CN 114454873 A CN114454873 A CN 114454873A
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Abstract

本发明公开了一种商用车自动泊车控制系统及自动泊车方法，包括环境信息感知模块，用于检测周围环境信息，并发送周围环境信息的数据，与所述环境感知模块连接的泊车控制器，用于接收周围环境信息的数据，根据周围环境信息的数据进行障碍物距离计算、车位识别、泊车路径规划，并根据规划的泊车路径下发泊车指令，与所述泊车控制器连接的执行机构，用于响应泊车指令，并改变车辆状态。本发明通过开发自动泊车控制系统，使得车辆泊车更加方便、更加安全，有效避免在泊车过程中出现刮擦。

Description

一种商用车自动泊车控制系统及自动泊车方法
技术领域
本发明属于泊车系统(车辆控制系统)领域，具体涉及一种商用车自动泊车控制系统及自动泊车方法。
背景技术
自动泊车系统能够实现自动停泊车辆，极大的方便了驾驶员，尤其是对泊车经验不足的驾驶员；同时可降低泊车场景中的车辆安全事故，自动泊车系统在乘用车领域已得到广泛应用，然而在泊车场景更为复杂的商用车领域，国内仍然处于研究试制阶段。
发明内容
本发明目的在于提供一种商用车自动泊车控制系统及自动泊车方法，本发明所采用的技术方案为：
一种商用车自动泊车控制系统，包括环境信息感知模块，用于检测周围环境信息，并发送周围环境信息的数据。
与所述环境感知模块连接的泊车控制器，用于接收周围环境信息的数据，根据周围环境信息的数据进行障碍物距离计算、车位识别、泊车路径规划，并根据规划的泊车路径下发泊车指令。
与所述泊车控制器连接的执行机构，用于响应泊车指令，并改变车辆状态。
所述泊车控制器包括车位选择子模块，基于周围环境信息的数据，寻找泊车位。
路径规划子模块，基于泊车位数据、车辆结构尺寸数据及约束条件，规划泊车路线。
路径跟踪子模块，跟踪车辆泊车路径，并检测偏离量。
进一步的，所述环境信息感知模块包括高清摄像头、毫米波雷达、超声波雷达。
进一步的，所述毫米波雷达安装于车身两侧，所述超声波雷达安装于车头和车尾，所述高清摄像头用于对车辆周围的环境信息进行拍摄。
进一步的，所述环境信息感知模块还包括车轮编码器，所述车轮编码器用于测量车辆的位移，由此可间接地测量出泊车位的长度。
进一步的，所述超声波雷达安装于车头和车尾，所述毫米波雷达安装于车身两侧，车头和车尾分别安装一个超声波雷达，车身两侧安装有多个毫米波雷达，相邻的两个所述毫米波雷达的间距为2-3米。
进一步的，人机交互模块为驾驶员控制车辆提供了接口。驾驶员可以选择是否开启自动泊车系统。当自动泊车系统启动时，驾驶员一则可以弥补车载雷达和传感器的盲区环境信息；二则可以监控泊车的实景运行，保证车辆安全无碍地泊车入库。
进一步的，所述执行机构包括用于控制车辆的转向电机控制器、电子制动控制器和电子油门控制器，具体表现为通过转向电机控制器控制前轮转角，控制车辆的横摆运动；通过电子制动器和电子油门控制器来控制车辆的纵向运动。泊车控制器发送控制信号到执行机构的相关控制器来控制执行机构的动作。
进一步的，还包括与泊车控制器电连接的人机交互模块，所述人机交互模块包括触控屏，人机交互模块用于人车信息交互，所述人机交互模块为驾驶员控制车辆提供了接口。驾驶员可以选择是否开启自动泊车系统。当自动泊车系统启动时，驾驶员一则可以弥补车载雷达和传感器的盲区环境信息；二则可以监控泊车的实景运行，保证车辆安全无碍地泊车入库。
进一步的，还包括与泊车控制器电连接的警报模块，所述警报模块用于泊车过程中异常情况的报警，所述警报模块包括声光报警器或蜂鸣器，当车辆自动泊车的过程中，若规划路径上出现行人或障碍物，且障碍物的间距小于预设值时，泊车控制器触发警报模块进行报警，同时控制执行机构使车辆停止移动。
一种基于商用车自动泊车控制系统的自动泊车方法，包括以下步骤：
步骤一：泊车控制器通过人机交互模块获取自动泊车指令。
步骤二：启动环境信息感知模块，获取周围环境数据和泊车位数据；所述泊车位数据包括泊车位宽度Wp、泊车位长度Lp、泊车空间宽度H。
Wp的约束条件：Wp≥Rc-R2+D4+Vw/2+D′2，其中，
Figure BDA0002770286720000021
为车辆右后尾端C处的转弯半径，R2代表第二段圆弧半径，D1～D5为安全距离。
Lp的约束条件：
Figure BDA0002770286720000022
其中，
Figure BDA0002770286720000023
为车辆右前端B处的转弯半径；
H的约束条件：H≥RA-R1+Vw/2+D1+D5，其中，
Figure BDA0002770286720000031
为车辆左前端A处的转弯半径，R1代表第一段圆弧半径。
步骤三：车位识别子模块基于根据周围环境数据和泊车位数据，通过泊车位约束条件将泊车位划分为没有泊车障碍的有效车位和有泊车障碍的无效车位，并将有效车位以及可选的泊车模式通过人机交互模块进行展示。
步骤三中，泊车位约束条件包括碰撞约束和车辆运动约束，碰撞约束须满足以下5个约束条件，其中的D1～D5为安全距离。
约束条件1：车辆开始入库时不能碰撞障碍物1和障碍物3，具体情况为：
(1)当xi(t)＞LP时，需满足
max|yi(t)-yj(t)|≤H-D1-D5
yi(t)≥Wp+D5
其中，i，j＝{ABCDEFGH…}，代表车身外侧的关键位置，车辆结构参数见图3。表达式左侧代表车辆开始泊车时纵向的最大长度。
(2)当0＜xi(t)≤LP时，需满足
yi(t)≤≤H+Wp-D1
约束条件2：根据车辆运动特征，为避免过度转向，要求整个泊车过程中，
Figure BDA0002770286720000032
注：该约束条件仅适用于侧方泊车。
约束条件3：车辆入库后不能碰撞障碍物2右侧及障碍物3左侧，
xi(t)≥D3
xi(t)≤Lp-D5
约束条件4：车辆入库后不能碰撞车库内侧，
yi(t)≥D4
泊车结束后，要求
yi(t)≤Wp-D2
约束条件5：车辆入库时不能碰撞障碍物3的A′点，
(xi(t)-Lp)2+(yi(t)-Wp)2≥D5 2
车辆运动约束：若商用车(非牵引列车)局域坐标系原点为后轴中心R，则该点在全域坐标系中的运动表达式为：
Figure BDA0002770286720000041
其中，l为轴距，
Figure BDA0002770286720000042
为前轮相对于车身的转角，θ0为初始横摆角。从上式可知，若方向盘输入转角恒定，车辆将作圆弧运动。
步骤四：泊车控制器通过人机交互模块获取泊车模式，所述泊车模式包括垂直泊车、侧方泊车及斜泊车。
步骤五：基于具体的泊车模式，轨迹规划子模块计算泊车可行条件。
步骤六：泊车可行条件包括泊车起始可行区域、泊车终止可行区域，基于泊车起始可行区域和泊车终止可行区域规划泊车路径。
泊车终止可行区域任一位置的约束条件为：
Figure BDA0002770286720000043
Yr，2∈[Rc-R2+D4，Yr，2，max]
其中Xr，2，min＝D3+Er，Yr，2，max＝Wp-D2-Vw/2。
当Xr，2＝Xr，2，min，得到Yr，2的下限值YC2，对于任一Yr，2∈[YC2，Yr，2，max]，其对应的Xr，2上限值为
Figure BDA0002770286720000044
对于泊车终止可行区域内的任一位置，其转弯半径范围由Wp的约束条件和Lp的约束条件联合确定。
所述步骤五中，根据路径预规划，泊车起始可行区域位置有如下关系式：
(Xr，1，Yr，1)＝(Xr，2+(R1+R2)·sinθ，Yr，2+(R1+R2)·(1-cosθ))
其中，θ为车辆最大时的航向角，且
Figure BDA0002770286720000045
Yr，1的约束条件：Yr，1≤H-D1-(RA-R1)+Wp。
车身E处的约束条件：
Figure BDA0002770286720000051
令K1＝H-D1+Wp-Yr，2-R2；K2＝2·(LP-Xr，2)·(R1+R2)；K3＝2·(Yr，2+R2-Wp)·(R1+R2)；
Figure BDA0002770286720000052
得：
Figure BDA0002770286720000053
Figure BDA0002770286720000054
上面2个θ的约束条件表明：对于泊车起始可行区域内任一位置处的给定转弯半径，均存在相应的θ范围；若θ范围无法得到，则表明该转弯半径不合理。
步骤七：驾驶员将车辆行驶至泊车起始可行区域内任意位置，并调整航向角为0°。
判断车辆是否在泊车起始可行区域内，若不在泊车起始可行区域内，则驱车行驶至泊车起始可行区域内并调整车身与车位线平行(即横摆角为0°)。
若在泊车起始可行区域内，进一步判断车身与车位线是否平行，若不平行则调整为与车位线平行。当起始车辆横摆角为0°时可使路径轨迹及路径跟踪算法的复杂度降低，提高可行性。
对于泊车终止可行区域，本发明提出一种基于驾驶员经验的终止泊车位置选择策略，即通过收集多个商用车泊车的样本数据(包括终止位置及商用车本体结构尺寸)，归纳出驾驶员通用的泊车终止位置选择策略；驾驶员亦可通过人际交互模块选择泊车终止可行区域内的期望泊车位置。
步骤八：根据泊车起始可行区域和泊车终止可行区域进行路径规划。
步骤九：通过人机交互模块接收驾驶员指令，路径跟踪子模块通过控制执行机构，使车辆按规划路径泊车。
路径跟踪子模块主要解决车辆纵向控制与横向控制两方面的问题，其中，车辆纵向控制主要通过油门和制动的自适应控制，实现驾驶员期望泊车车速控制；车辆横向控制是自动泊车路径跟踪的技术难点之一，跟踪误差的精度直接决定泊车系统执行的成败。行业内通常采用MPC进行轨迹跟踪。
步骤十：当车辆进入泊车终止可行区域后，轨迹跟踪子模块通过执行机构使车辆横摆角达到预设值(对于侧方泊车位0°，对于垂直泊车位90°)，泊车功能结束。
本发明的有益效果为：
(1)本发明通过设置自动泊车控制系统，使得车辆泊车更加方便、更加安全，有效避免在泊车过程中出现刮擦。
(2)本发明将相邻的两个毫米波雷达的间距设计为2-3m时，不仅可以达到测量精度要求，还能最大限度的降低成本，所述毫米波雷达和超声波雷达相当于系统的“眼睛”，用于测量车身与周围障碍物的距离并发现可用的泊车位。
(3)本发明通过电子制动器和电子油门控制器来控制车辆的纵向运动。泊车控制器发送控制信号到执行机构的相关控制器来控制执行机构的动作，使得车辆的控制更加精准。
(4)本发明根据泊车终止可行区域、运动学关系、碰撞约束条件可确定泊车起始可行区域及该区域内任一位置的转弯半径范围。本发明以侧方泊车为例进行泊车终止可行区域和泊车起始可行区域的确定。
(5)本发明通过收集多个商用车泊车的样本数据(包括终止位置及商用车本体结构尺寸)，归纳出驾驶员通用的泊车终止位置选择策略，并将该策略应用于泊车终止位置的选择；驾驶员亦可以通过人机交互模块选择泊车终止可行区域内的其他目标泊车位置。
附图说明
图1为本发明的泊车控制器的逻辑架构；
图2为本发明中车体结构示意图；
图3为本发明中侧方泊车示意图；
图4为侧方泊车的泊车终止可行区域示意图；
图5为侧方泊车的泊车起始可行区域示意图；
图6为本发明的泊车流程图。
具体实施方式
下面结合附图及附图标记对本发明作进一步阐述。
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中的附图，对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1：
如图1所示，一种商用车自动泊车控制系统，包括环境信息感知模块，用于检测周围环境信息，并发送周围环境信息的数据。
与所述环境感知模块连接的泊车控制器，用于接收周围环境信息的数据，根据周围环境信息的数据进行障碍物距离计算、车位识别、泊车路径规划，并根据规划的泊车路径下发泊车指令。
与所述泊车控制器连接的执行机构，用于响应泊车指令，并改变车辆状态。
所述泊车控制器包括车位选择子模块，基于周围环境信息的数据，寻找泊车位；
路径规划子模块，基于泊车位数据、车辆结构尺寸数据及约束条件，规划泊车路线。
路径跟踪子模块，跟踪车辆泊车路径，并检测偏离量。
所述环境信息感知模块包括高清摄像头、毫米波雷达、超声波雷达。
所述毫米波雷达安装于车身两侧。
所述超声波雷达安装于车头和车尾。
所述高清摄像头用于对车辆周围的环境信息进行拍摄。
所述环境信息感知模块还包括车轮编码器。
所述车轮编码器用于测量车辆的位移，由此可间接地测量出泊车位的长度。
所述超声波雷达安装于车头和车尾，所述毫米波雷达安装于车身两侧。
车头和车尾分别安装一个超声波雷达。
车身两侧安装有多个毫米波雷达，相邻的两个所述毫米波雷达的间距为2-3米。
人机交互模块为驾驶员控制车辆提供了接口。驾驶员可以选择是否开启自动泊车系统。当自动泊车系统启动时，驾驶员一则可以弥补车载雷达和传感器的盲区环境信息；二则可以监控泊车的实景运行，保证车辆安全无碍地泊车入库。
所述执行机构包括用于控制车辆的转向电机控制器、电子制动控制器和电子油门控制器。
具体表现为通过转向电机控制器控制前轮转角，进一步控制车辆的横摆运动；通过电子制动器和电子油门控制器来控制车辆的纵向运动。泊车控制器发送控制信号到执行机构的相关控制器来控制执行机构的动作。
还包括与泊车控制器电连接的人机交互模块，所述人机交互模块包括触控屏，人机交互模块用于人车信息交互。
所述人机交互模块为驾驶员控制车辆提供了接口。驾驶员可以选择是否开启自动泊车系统。当自动泊车系统启动时，驾驶员一则可以弥补车载雷达和传感器的盲区环境信息；二则可以监控泊车的实景运行，保证车辆安全无碍地泊车入库。
还包括与泊车控制器电连接的警报模块，所述警报模块用于泊车过程中异常情况的报警。
所述警报模块包括声光报警器或蜂鸣器。
当车辆自动泊车的过程中，若规划路径上出现行人或障碍物，且障碍物的间距小于预设值时，泊车控制器触发警报模块进行报警，同时控制执行机构使车辆停止移动。
实施例2，在实施例1的基础上，如图2-5所示：一种基于商用车自动泊车控制系统的自动泊车方法，包括以下步骤：
步骤一：泊车控制器通过人机交互模块获取自动泊车指令。
步骤二：启动环境信息感知模块，获取周围环境数据和泊车位数据；所述泊车位数据包括泊车位宽度Wp、泊车位长度Lp、泊车空间宽度H。
Wp的约束条件：Wp≥Rc-R2+D4+Vw/2+D′2，其中，
Figure BDA0002770286720000091
为车辆右后尾端C处的转弯半径，R2代表第二段圆弧半径，D1～D5为安全距离；
Lp的约束条件：
Figure BDA0002770286720000092
其中，
Figure BDA0002770286720000093
为车辆右前端B处的转弯半径；
H的约束条件：H≥RA-R1+Vw/2+D1+D5，其中，
Figure BDA0002770286720000094
为车辆左前端A处的转弯半径，R1代表第一段圆弧半径。
对于上面3个条件判断表达式，下限值取决于车体标定参数，如表1所示。
Figure BDA0002770286720000095
Figure BDA0002770286720000101
表1车辆结构尺寸和泊车相关信息
步骤三：车位识别子模块基于根据周围环境数据和泊车位数据，通过泊车位约束条件将泊车位划分为没有泊车障碍的有效车位和有泊车障碍的无效车位，并将有效车位及可选的泊车模式通过人机交互模块进行展示。
步骤三中，泊车位约束条件包括碰撞约束和车辆运动约束，碰撞约束须满足以下5个约束条件，其中的D1～D5为安全距离；
约束条件1：车辆开始入库时不能碰撞障碍物1和障碍物3，具体情况为：
(3)当xi(t)＞LP时，需满足
max|yi(t)-yj(t)|≤H-D1-D5
yi(t)≥Wp+D5
其中，i，j＝{ABCDEFGH…}，代表车身外侧的关键位置，车辆结构参数见图3。表达式左侧代表车辆开始泊车时纵向的最大长度。
(4)当0＜xi(t)≤LP时，需满足
yi(t)≤H+Wp-D1
约束条件2：根据车辆运动特征，为避免过度转向，要求整个泊车过程中，
Figure BDA0002770286720000102
注：该约束条件仅适用于侧方泊车。
约束条件3：车辆入库后不能碰撞障碍物2右侧及障碍物3左侧，
xi(t)≥≥D3
xi(t)≤Lp-D5
约束条件4：车辆入库后不能碰撞车库内侧，
yi(t)≥D4
泊车结束后，要求
yi(t)≤Wp-D2
约束条件5：车辆入库时不能碰撞障碍物3的A′点，
(xi(t)-Lp)2+(yi(t)-Wp)2≥D5 2
Figure BDA0002770286720000111
表2安全距离设定
车辆运动约束：若商用车(非牵引列车)局域坐标系原点为后轴中心R，则该点在全域坐标系中的运动表达式为：
Figure BDA0002770286720000112
其中，l为轴距，
Figure BDA0002770286720000113
为前轮相对于车身的转角，θ0为初始横摆角。从上式可知，若方向盘输入转角恒定，车辆将作圆弧运动。
步骤四：通过人机交互模块获取具体的泊车模式，包括垂直模式和平行模式。
步骤五：基于人机交互模块获取的泊车模式，轨迹规划子模块计算泊车可行条件。
步骤六：泊车可行条件包括泊车起始可行区域、泊车终止可行区域，基于泊车起始可行区域和泊车终止可行区域规划泊车路径。
泊车终止可行区域任一位置的约束条件为：
Figure BDA0002770286720000114
Yr，2∈[Rc-R2+D4，Yr，2，max]
其中Xr，2，min＝D3+Er，Yr，2，max＝Wp-D2-Vw/2。
当Xr，2＝Xr，2，min，得到Yr，2的下限值YC2，对于任一Yr，2∈[YC2，Yr，2，max]，其对应的Xr，2上限值为
Figure BDA0002770286720000121
对于泊车终止可行区域内的任一位置，其转弯半径范围由Wp的约束条件和Lp的约束条件联合确定。
所述步骤五中，根据路径预规划，泊车起始可行区域位置有如下关系式：
(Xr，1，Yr，1)＝(Xr，2+(R1+R2)·sinθ，Yr，2+(R1+R2)·(1-cosθ))
其中，θ为车辆最大时的航向角，且
Figure BDA0002770286720000122
Yr，1的约束条件：Yr，1≤H-D1-(RA-R1)+Wp。
车身E处的约束条件：
Figure BDA0002770286720000123
令K1＝H-D1+Wp-Yr，2-R2；K2＝2·(LP-Xr，2)·(R1+R2)；K3＝2·(Yr，2+R2-Wp)·(R1+R2)；
Figure BDA0002770286720000124
得：
Figure BDA0002770286720000125
Figure BDA0002770286720000126
上面2个θ的约束条件表明：对于泊车起始可行区域内任一位置处的给定转弯半径，均存在相应的θ范围；若θ范围无法得到，则表明该转弯半径不合理。
步骤七：驾驶员将车辆行驶至泊车起始可行区域内任意位置，并调整航向角为0°。
判断车辆是否在泊车起始可行区域内，若不在泊车起始可行区域内，则驱车行驶至泊车起始可行区域内并调整车身与车位线平行(即横摆角为0°)；
若在泊车起始可行区域内，进一步判断车身与车位线是否平行，若不平行则调整为与车位线平行。当起始车辆横摆角为0°时可使路径轨迹及路径跟踪算法的复杂度降低，提高可行性。
对于泊车终止可行区域，本发明提出一种基于驾驶员经验的终止泊车位置选择策略，即通过收集多个商用车泊车的样本数据(包括终止位置及商用车本体结构尺寸)，归纳出驾驶员通用的泊车终止位置选择策略；驾驶员亦可通过人际交互模块选择泊车终止可行区域内的期望泊车位置。
步骤八：根据泊车起始可行区域和泊车终止可行区域进行路径规划。
步骤九：通过人机交互模块接收驾驶员指令，路径跟踪子模块通过控制执行机构，使车辆按规划路径泊车。
路径跟踪子模块主要解决车辆纵向控制与横向控制两方面的问题，其中，车辆纵向控制主要通过油门和制动的自适应控制，实现驾驶员期望泊车车速控制；车辆横向控制是自动泊车路径跟踪的技术难点之一，跟踪误差的精度直接决定泊车系统执行的成败。行业内通常采用MPC进行轨迹跟踪。
步骤十：当车辆进入泊车终止可行区域后，轨迹跟踪子模块通过执行机构使车辆横摆角达到预设值(对于侧方泊车位0°，对于垂直泊车位90°)，泊车功能结束。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种商用车自动泊车控制系统，其特征在于：包括环境信息感知模块，用于检测周围环境信息，并发送周围环境信息的数据；
与所述环境感知模块连接的泊车控制器，用于接收周围环境信息的数据，根据周围环境信息的数据进行障碍物距离计算、车位识别、泊车路径规划，并根据规划的泊车路径下发泊车指令；
与所述泊车控制器连接的执行机构，用于响应泊车指令，并改变车辆状态。
2.根据权利要求1所述的商用车自动泊车控制系统，其特征在于：所述泊车控制器包括：车位选择子模块，基于周围环境信息的数据，寻找泊车位；
路径规划子模块，基于泊车位数据、车辆结构尺寸数据及约束条件，规划泊车路线；
路径跟踪子模块，跟踪车辆泊车路径，并检测偏离量。
3.根据权利要求1所述的商用车自动泊车控制系统，其特征在于：所述环境信息感知模块包括高清摄像头、毫米波雷达、超声波雷达；
所述毫米波雷达安装于车身两侧；
所述超声波雷达安装于车头和车尾。
4.根据权利要求3所述的商用车自动泊车控制系统，其特征在于：所述执行机构包括电子油门控制器、转向机控制器和电子制动控制器。
5.根据权利要求4所述的商用车自动泊车控制系统，其特征在于：还包括与泊车控制器电连接的人机交互模块，所述人机交互模块用于人车信息交互。
6.一种基于权利要求1-5中任一项的自动泊车方法，包括以下步骤：
步骤一：泊车控制器通过人机交互模块获取自动泊车指令；
步骤二：启动环境信息感知模块，获取周围环境数据和泊车位数据；所述泊车位数据包括泊车位宽度Wp、泊车位长度Lp、泊车空间宽度H；
步骤三：车位识别子模块基于根据周围环境数据和泊车位数据，通过泊车位约束条件将泊车位划分为没有泊车障碍的有效车位和有泊车障碍的无效车位，并将有效车位以及可选的泊车模式通过人机交互模块进行展示；
步骤四：通过人机交互模块获取具体的泊车模式；
步骤五：基于具体的泊车模式，轨迹规划子模块计算泊车可行条件；
步骤六：泊车可行条件包括泊车起始可行区域、泊车终止可行区域，基于泊车起始可行区域和泊车终止可行区域规划泊车路径；
步骤七：驾驶员将车辆行驶至泊车起始可行区域内任意位置；
步骤八：根据泊车起始可行区域和泊车终止可行区域进行路径规划。
步骤九：通过人机交互模块接收驾驶员指令，路径跟踪子模块通过控制执行机构，使车辆按规划路径泊车。
步骤十：当车辆进入泊车终止可行区域后，轨迹跟踪子模块通过执行机构使车辆横摆角达到预设值，泊车功能结束。
7.根据权利要求6所述的自动泊车方法，其特征在于：所述步骤二中，泊车位约束条件包括：
Wp的约束条件：Wp≥Rc-R2+D4+Vw/2+D′2，其中，
Figure FDA0002770286710000021
为车辆右后尾端C处的转弯半径，R2代表第二段圆弧半径，D1～D5为安全距离；
Lp的约束条件：
Figure FDA0002770286710000022
其中，
Figure FDA0002770286710000023
为车辆右前端B处的转弯半径；
H的约束条件：H≥R4-R1+Vw/2+D1+D5，其中，
Figure FDA0002770286710000024
为车辆左前端A处的转弯半径，R1代表第一段圆弧半径。
8.根据权利要求7所述的自动泊车方法，其特征在于：步骤三中，泊车位约束条件包括碰撞约束和车辆运动约束；
碰撞约束须满足以下5个约束条件，其中的D1～D5为安全距离；
约束条件1：车辆开始入库时不能碰撞障碍物1和障碍物3，具体情况为：
(1)当xi(t)＞LP时，需满足
max|yi(t)-yj(t)|≤H-D1-D5
yi(t)≥Wp+D5
其中，i，j＝{A B C D E F G H …}，代表车身外侧的关键位置，表达式左侧代表车辆开始泊车时纵向的最大长度。
(2)当0＜xi(t)≤LP时，需满足
yi(t)≤H+Wp-D1
约束条件2：根据车辆运动特征，为避免过度转向，要求整个泊车过程中，
Figure FDA0002770286710000031
约束条件3：车辆入库后不能碰撞障碍物2右侧及障碍物3左侧，
xi(t)≥D3
xi(t)≤Lp-D5
约束条件4：车辆入库后不能碰撞车库内侧，
yi(t)≥D4
泊车结束后，要求
yi(t)≤Wp-D2
约束条件5：车辆入库时不能碰撞障碍物3的A′点，
(xi(t)-Lp)2+(yi(t)-Wp)2≥D5 2
车辆运动约束：若商用车(非牵引列车)局域坐标系原点为后轴中心R，则该点在全域坐标系中的运动表达式为：
Figure FDA0002770286710000032
其中，l为轴距，
Figure FDA0002770286710000033
为前轮相对于车身的转角，θ0为初始横摆角。从上式可知，若方向盘输入转角恒定，车辆将作圆弧运动。
9.根据权利要求8所述的自动泊车方法，其特征在于：所述步骤六中，所述泊车可行条件包括泊车起始可行区域、泊车终止可行区域和泊车路径；
泊车终止可行区域任一位置的约束条件为：
Figure FDA0002770286710000034
Yr，2∈[Rc-R2+D4，Yr，2，max]
其中Xr，2，min＝D3+Er，Yr，2，max＝Wp-D2-Vw/2；
当Xr，2＝Xr，2，min，得到Yr，2的下限值YC2，对于任一Yr，2∈[YC2，Yr，2，max]，其对应的Xr，2上限值为
Figure FDA0002770286710000041
对于泊车终止可行区域内的任一位置，其转弯半径范围由Wp的约束条件和Lp的约束条件联合确定。
10.根据权利要求9所述的自动泊车方法，其特征在于：所述步骤五中，根据路径预规划，泊车起始可行区域位置有如下关系式：
(Xr，1，Yr，1)＝(Xr，2+(R1+R2)·sinθ，Yr，2+(R1+R2)·(1-cosθ))
其中，θ为车辆最大时的航向角，且
Figure FDA0002770286710000042
Yr，1的约束条件：Yr，1≤H-D1-(RA-R1)+Wp。
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