CN114516322A - 一种车辆泊出的系统、方法、车辆及计算机存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车辆泊出的系统、方法、车辆及计算机存储介质，该方法包括以下步骤车辆泊入目标车位时，获取车辆在最后时刻泊入车位的图像信息和点云信息，并对图像信息和点云信息进行处理，从而得到车辆泊入目标车位的记忆地图和记忆路径；当车辆激活自动泊出时，通过记忆地图和记忆路径识别车位类型，并确定车辆泊出方向信息；车辆泊出过程中，结合车辆泊出车位过程中实时获取的图像信息和点云信息，实时计算得到车辆泊出行驶路径；按照得到的泊出行驶路径，控制车辆完成泊出操作。该方法能有效避免检测盲区和探测距离限制，导致障碍物探测不准甚至漏探测的情况，有效避免错误决策和车辆发生碰撞，保证泊出的安全性，也有利于提高泊出效率。

Description

一种车辆泊出的系统、方法、车辆及计算机存储介质
技术领域
本发明属于自动驾驶技术领域，特别涉及一种车辆泊出的系统、方法、车辆及计算机存储介质。
背景技术
近年来，随着汽车的保有量呈指数增加，汽车给用户带来便利的同时，也有一些困扰，比如停车难等问题日益凸显。特别是商场内、闹市区停车位非常紧张，空间也不大，不但停车困难，而且还对停车技术要求很高。在现有技术中，随着传感器的进步，越来越多的车辆采用基于超声波雷达和摄像头进行自主泊车的方案。
在市面上的自主泊车中，很多量产车型如长安CS75、哈弗H6只是完成了自主泊入功能，但并未设计泊出功能。但在实际泊车途中，一般涉及到人为泊出，由于需要调整车辆位置，容易出现驾驶员控制不当导致与旁边障碍物发生剐蹭，存在安全风险。在现行搭载自动泊出的车辆中，基本上都是基于实时探测信息进行泊出规划，如中国专利CN112550280A公开了一种车辆泊出的方法和装置，所述方法包括：在针对平行式车位的泊出过程中，确定可泊出位置信息，其中，所述可泊出位置信息为所述车辆能够驶出所述平行式车位的位置信息，按照所述可泊出位置信息，对所述车辆进行位置调整，确定针对所述平行式车位的目标泊出位置信息，根据所述目标泊出位置信息，控制所述车辆进行泊出。虽然该专利实现了根据车辆泊出平行式车位的位置信息来控制车辆泊出，提升了车辆泊出平行式车位的安全性和成功率。但是基于实时探测的地图进行泊出规划，在车辆泊出过程中如遇到障碍物，存在安全隐患，甚至出现碰撞或导致泊出失败。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的就在于提供一种车辆泊出的系统、方法、车辆及计算机存储介质，该方法能有效避免检测盲区和探测距离限制，导致障碍物探测不准甚至漏探测的情况，有效避免错误决策和车辆发生碰撞，保证泊出的安全性，也有利于提高泊出效率。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种车辆泊出的系统，包括信号采集模块、信号处理模块、决策规划模块、车辆控制单元。
信号采集模块，用于实时采集车辆周围的图像信息和点云信息。
信号处理模块，用于对车辆泊入目标车位时采集的图像信息和点云信息进行处理，以得到车辆泊入的记忆地图和记忆路径。
决策规划模块，通过记忆地图和记忆路径识别车位类型，并确定车辆泊出方向信息，结合车辆泊出车位过程中信号采集模块实时采集的图像信息和点云信息，实时计算车辆泊出行驶路径。
车辆控制单元，用于根据车辆泊出行驶路径，控制车辆完成泊出操作。
进一步地，所述信号采集模块包括超声波雷达、毫米波雷达和环视相机。
进一步地，超声波雷达由若干UPA超声波雷达和复数个APA超声波雷达构成。
一种车辆泊出的方法，包括以下步骤：
S1：车辆泊入目标车位时，获取车辆在最后时刻泊入车位的图像信息和点云信息，并对图像信息和点云信息进行处理，从而得到车辆泊入目标车位的记忆地图和记忆路径；
S2：当车辆激活泊出时，通过记忆地图和记忆路径识别车位类型，并确定车辆泊出方向信息；
S3：车辆泊出过程中，结合车辆泊出车位过程中实时获取的图像信息和点云信息，实时计算得到车辆泊出行驶路径；
S4：按照S3得到的泊出行驶路径，控制车辆完成泊出操作。
进一步地，车辆泊出前，基于车辆物理学约束，建立车辆动力学模型，计算得出车辆泊出时的最小转弯半径R和最短行驶轨迹Lmin。
进一步地，最小转弯半径R根据以下公式得到：
R＝L/tan(θmax)
式中：R为最小转弯半径；
L为车辆轴距；
θmax为车辆最大前轮转角。
进一步地，当车位类型为垂直车位或鱼骨车位时，在车辆泊出前，其最佳出库点因满足：
Figure BDA0003519714940000021
式中：R为最小转弯半径；
CW为车辆宽度；
SafeDist为安全距离，常数；
(Rx，Ry)为转弯中心坐标；
(P1x，P1y)为车位参考点坐标。
进一步地，S2中的车辆泊出方向包括前泊出、后泊出、左泊出和右泊出。
一种车辆，所述车辆包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车辆泊出控制程序，所述车辆泊出控制程序被所述处理器执行时实现前面所述的车辆泊出的方法。
一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有车辆泊出控制程序，所述车辆泊出控制程序被所述处理器执行时实现前面所述的车辆泊出的方法。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、相对于传统仅依靠实时获取的图像信息和点云信息完成泊出操作，本发明利用记忆地图和记忆路径，并结合实时获取的图像信息和点云信息实时更新泊出路径，能有效避免检测盲区和探测距离限制，导致障碍物探测不准甚至漏探测的情况，有效避免错误决策和车辆发生碰撞，保证泊出的安全性，也有利于提高泊出效率。
2、本发明在规划泊出路径时，考虑到最小转弯半径等因素，使得车辆泊出路径更加圆滑，从而保证泊出路径的可行性和稳定性，利于提高车辆泊出的安全性和有效性。
附图说明
图1-本发明中超声波雷达、毫米波雷达和环视相机的分布图。
图2-车辆泊出的流程图。
图3-垂直车位车头泊出第一步路径示意图。
图4-水平车位车头泊出最后一步路径示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
一种车辆泊出的系统，其特征在于，包括信号采集模块、信号处理模块、决策规划模块、车辆控制单元。
信号采集模块，用于实时采集车辆周围的图像信息和点云信息。
信号处理模块，用于对车辆泊入目标车位时采集的图像信息和点云信息进行处理，以得到车辆泊入的记忆地图和记忆路径。
决策规划模块，通过记忆地图和记忆路径识别车位类型，并确定车辆泊出方向信息，结合车辆泊出车位过程中信号采集模块实时采集的图像信息和点云信息，实时计算车辆泊出行驶路径。
车辆控制单元，用于根据车辆泊出行驶路径，控制车辆完成泊出操作。
具体实施时，所述信号采集模块包括超声波雷达、毫米波雷达和环视相机。
由图1可见，信息采集模块包括12个超声波雷达，4个毫米波雷达和4个环视相机，超声波雷达均匀在前后保险杠上，毫米波雷达两两对称设置在前后保险杠上且靠近汽车侧面，环视相机在车头设置有3个，且其中一个位于车头中轴线上，另两个位于车头两侧，车尾设有1个且位于车尾中轴线上。通过超声波雷达、毫米波雷达和环视相机的联用可以有效识别车辆障碍物信息，包括障碍物的运动状态，距离车辆距离以及障碍物类别等。
具体实施时，超声波雷达由若干UPA超声波雷达和复数个APA超声波雷达构成。
由图1可见，本实施例中超声波雷达由8个UPA超声波雷达和4个APA超声波雷达构成，UPA超声波雷达用于检测车辆前后障碍物，APA超声波雷达用于检测侧方障碍物距离。
一种车辆泊出的方法，其流程图如图2所示，包括以下步骤：
S1：车辆泊入目标车位时，获取车辆在最后时刻泊入车位的图像信息和点云信息，并对图像信息和点云信息进行处理，从而得到车辆泊入目标车位的记忆地图和记忆路径；
S2：当车辆激活泊出时，通过记忆地图和记忆路径识别车位类型，并确定车辆泊出方向信息；
S3：车辆泊出过程中，结合车辆泊出车位过程中实时获取的图像信息和点云信息，实时计算得到车辆泊出行驶路径；
S4：按照S3得到的泊出行驶路径，控制车辆完成泊出操作。
这样，通过在车辆泊入时的获取的图像信息和点云信息就可以得到记忆地图和记忆路径，记忆地图相当于车辆可通行区域的地图，记忆地图中包括障碍物信息、目标车位信息、雷达点云信息等。然后在车辆激活泊出时，根据预先得到的记忆地图和记忆路径，就可以识别车位类型和知道障碍物信息，从而提供泊出方向供驾驶员选择；然后在泊出过程中，结合实时获取的实时获取的图像信息和点云信息，达到安全绕障，决策制定泊出路径，然后按泊出路径完成泊出操作即可。相对于传统仅依靠实时获取的图像信息和点云信息完成泊出操作，本发明能有效避免传感器盲区和探测距离限制，导致障碍物探测不准甚至漏探测的情况，有效避免错误决策和车辆发生碰撞，保证泊出的安全性，也有利于提高泊出效率。
具体实施时，车辆泊出前，基于车辆物理学约束，建立车辆动力学模型，计算得出车辆泊出时的最小转弯半径R和最短行驶轨迹Lmin。
具体实施时，最小转弯半径R根据以下公式得到：
R＝L/tan(θmax)
式中：R为最小转弯半径；
L为车辆轴距；
θmax为车辆最大前轮转角。
这里，由于自主泊车过程中车速较慢，所以车辆轮胎滑移、车辆内外轮转角不一致等因素忽略不计。
具体实施时，当车位类型为垂直车位或鱼骨车位时，在车辆泊出前，其最佳出库点因满足：
Figure BDA0003519714940000051
式中：R为最小转弯半径；
CW为车辆宽度；
SafeDist为安全距离，常数；
(Rx，Ry)为转弯中心坐标；
(P1x，P1y)为车位参考点坐标。
这里的安全距离因实时感知的障碍物类型，其取值不同，一般为20cm～1m。车位为矩形，这里的车位参考点为车辆泊出时绕的其中一个车位顶点。
车辆入库点为入库时最后一段轨迹中曲率第一次为0的点，也就是车辆以最小转弯半径入库，满足障碍物安全距离的库内最深点，求解方法可由入库时目标点向出库方向进行偏离，当满足如下公式时，即为最佳入库点。
而对于水平车位，车辆入库点为泊入规划的最佳入库点，此入库点为根据最小转弯半径逆推得出满足安全距离的最佳入库点。
车辆泊出过程中，最佳出库点即为最佳入库点。这样说明本发明可用于垂直车位、水平车位和鱼骨车位中车辆的自主泊出。
具体实施时，S2中的车辆泊出方向包括前泊出、后泊出、左泊出和右泊出。
车辆可在车位内进行左泊出或右泊出、前泊出或后泊出，但具体朝哪个方向泊出，还基于记忆地图进行决策，避免车辆出现卡死、无法泊出的风险。
一种车辆，所述车辆包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车辆泊出控制程序，所述车辆泊出控制程序被所述处理器执行时实现前面所述的车辆泊出的方法。
一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有车辆泊出控制程序，所述车辆泊出控制程序被所述处理器执行时实现前面所述的车辆泊出的方法。
图3和图4是车辆泊出两个实施例的示意图，其中图3为垂直车位车头泊出第一步路径示意图，根据记忆地图和记忆最佳出库点(Point_Out)，当车辆即将走过Point_Out时，根据实时探测障碍物地图和记忆地图相结合，计算出一条保证安全的行驶路径。值得一提的是，得到的泊出路径为实时规划的路径。图4为水平车位车头泊出最后一步路径示意图，根据实时探测障碍物地图和记忆地图相结合，基于记忆揉库次数，自主泊出出库点(Point_Out)应在自主泊出目标点(Point_TAR)左侧才能保证行驶路径安全。
最后需要说明的是，本发明的上述实施例仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种车辆泊出的系统，其特征在于，包括信号采集模块、信号处理模块、决策规划模块、车辆控制单元；
信号采集模块，用于实时采集车辆周围的图像信息和点云信息；
信号处理模块，用于对车辆泊入目标车位时采集的图像信息和点云信息进行处理，以得到车辆泊入的记忆地图和记忆路径；
决策规划模块，通过记忆地图和记忆路径识别车位类型，并确定车辆泊出方向信息，结合车辆泊出车位过程中信号采集模块实时采集的图像信息和点云信息，实时计算车辆泊出行驶路径；
车辆控制单元，用于根据车辆泊出行驶路径，控制车辆完成泊出操作。
2.根据权利要求1所述的一种车辆泊出的系统，其特征在于，所述信号采集模块包括超声波雷达、毫米波雷达和环视相机。
3.根据权利要求2所述的一种车辆泊出的系统，其特征在于，超声波雷达由若干UPA超声波雷达和复数个APA超声波雷达构成。
4.一种车辆泊出的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：车辆泊入目标车位时，获取车辆在最后时刻泊入车位的图像信息和点云信息，并对图像信息和点云信息进行处理，从而得到车辆泊入目标车位的记忆地图和记忆路径；
S2：当车辆激活泊出时，通过记忆地图和记忆路径识别车位类型，并确定车辆泊出方向信息；
S3：车辆泊出过程中，结合车辆泊出车位过程中实时获取的图像信息和点云信息，实时计算得到车辆泊出行驶路径；
S4：按照S3得到的泊出行驶路径，控制车辆完成泊出操作。
5.根据权利要求4所述的一种车辆泊出的方法，其特征在于，车辆泊出前，基于车辆物理学约束，建立车辆动力学模型，计算得出车辆泊出时的最小转弯半径R和最短行驶轨迹Lmin。
6.根据权利要求5所述的一种车辆泊出的方法，其特征在于，最小转弯半径R根据以下公式得到：
R＝L/tan(θmax)
式中：R为最小转弯半径；
L为车辆轴距；
θmax为车辆最大前轮转角。
7.根据权利要求5所述的一种车辆泊出的方法，其特征在于，当车位类型为垂直车位或鱼骨车位时，在车辆泊出前，其最佳出库点因满足：
Figure FDA0003519714930000021
式中：R为最小转弯半径；
CW为车辆宽度；
SafeDist为安全距离，常数；
(Rx，Ry)为转弯中心坐标；
(P1x，P1y)为车位参考点坐标。
8.根据权利要求4所述的一种车辆泊出的方法，其特征在于，S2中的车辆泊出方向包括前泊出、后泊出、左泊出和右泊出。
9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车辆泊出控制程序，所述车辆泊出控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求4～8中任一项所述的车辆泊出的方法。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有车辆泊出控制程序，所述车辆泊出控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求4～8中任一项所述的车辆泊出的方法。
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