CN115376358A - 基于有限状态机的超声波车位探测 - Google Patents

基于有限状态机的超声波车位探测 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于有限状态机的超声波车位探测，其技术方案要点是包括探测系统和状态机模块，状态机模块用于探测并生成探点数据，探测系统包括控制模块和识别模块，识别模块用于生成车位图形，控制模块根据控制策略中的判断子策略和切换子策略生成状态信息和控制状态机模块切换探测状态，状态信息包括车位信息和障碍物信息。本发明一种基于有限状态机的超声波车位探测，具有对车位进行准确探测的效果。

Description

基于有限状态机的超声波车位探测
技术领域
本发明涉及泊车系统技术领域，更具体的说是涉及一种基于有限状态机的超声波车位探测。
背景技术
目前随着汽车行业的快速发展，大部分汽车都已经配备了智能辅助驾驶功能，智能辅助驾驶不仅提高了驾驶安全性，还提供了驾驶的便利性，其中对于很多品牌汽车中配备的自动泊车功能，很大程度的解决了一些停车困难的驾驶员难以停入车位的问题。
但是为实现自动泊车的准确性的前提是能够准备的对车位进行探测，目前便存在很多的汽车在进行自动泊车时出现车辆偏离车位发生与其他车辆碰触的问题，对此为实现可靠的智能驾驶，需要具备准确的对车位进行探测。对此一种能够对车位进行准确探测的技术亟待解决。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于有限状态机的超声波车位探测，具有对车位进行准确探测的效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种基于有限状态机的超声波车位探测，包括集成于车辆车载处理器内的探测系统，所述车辆上还设置有用于探测的状态机模块，所述状态机模块用于对车辆周边进行超声波探测并生成探点数据；
所述识别模块包括雷达扫描器和配置于识别模块内的图像策略，所述雷达扫描器内配置有范围阈值，所述雷达扫描器用于对车辆在范围阈值内的周边环境进行获取并形成图像信息，所述图像策略包括根据所述图像信息生成车位图形，并调取探点数据于所述车位图形上进行标记；
所述探测系统包括控制模块和识别模块，所述控制模块内配置有控制策略和预设的状态数据，所述状态数据表征状态机模块检测的状态要求，所述控制策略包括判断子策略和切换子策略，所述判断子策略根据触发泊车后激活所述状态机模块，并判断状态机模块探测到的探点数据是否满足所述状态数据的要求，根据标记于所述车位图形上的探点数据和状态数据的比对生成状态信息；
所述切换子策略包括调取所述状态信息并根据所述状态信息状态机模块根据所述状态信息切换探测状态，所述控制策略还包括根据车辆是否泊车结束控制状态机模块是否停机休眠。
作为本发明的进一步改进，所述探点数据包括若干探测点，所述判断子策略包括第一探测逻辑和第二探测逻辑，所述第一探测逻辑用于探测若干所述探测点的变化并生成探点规律，所述探点规律包括上升沿和下降沿，所述第二探测逻辑包括根据所述探点规律与所述状态要求比对并生成状态信息，所述状态信息包括车位信息和障碍物信息。
作为本发明的进一步改进，所述第一探测逻辑具体为：
当所述车辆上的状态机模块接收到超声波数据时，对状态机模块检测到的位置标记为探测点，所述状态机模块内预设有检测阈时和距离变化阈值，所述检测阈时表征状态机模块进行检测的时间间隔，所述距离变化阈值表征相邻探测点之间的距离值，根据所述检测阈时进行多次探测形成若干所述探测点，对相邻的探测点之间的间距变化进行判断；
若相邻探测点之间的差值大于所述距离变化阈值且为正值时，所述探点规律为上升沿；
若相邻探测点之间的差值小于所述负的距离变化阈值时，所述探点规律为下降沿。
作为本发明的进一步改进，所述第二探测逻辑具体为：
若所述状态机模块进行检测时，先检测到上升沿，后出现下降沿时，则判定上升沿与下降沿之间为空车位，即生成表征空车位的车位信息；
若所述状态机模块进行检测时，先检测到下降沿，后出现上升沿时，则判定下降沿与上升沿之间为障碍物，即生成表征障碍物的障碍物信息。
作为本发明的进一步改进，所述状态机模块包括初始状态、下降沿状态和上升沿状态，所述状态机模块包括第一状态机和第二状态机，所述第一状态机和第二状态机沿车辆车身长度方向设置，定义所述上升沿的起点为第一坐标点，所述下降沿的终点为第二坐标点，所述切换子策略具体为：
S1：初始化第一状态机和第二状态为初始状态；
S2：判断第一状态机是否检测到上升沿，若不是，则继续步骤S2，若是，则进入下一步；
S3：保存第一状态机上升沿起点的第一坐标点信息并以(x1,y1)保存坐标；
S4：激活第二状态机，判断第二状态机是否检测到下降沿，若不是，则继续步骤S4，若是，则进入下一步；
S5：保存第二状态机下降沿终点的第二坐标点信息并以(x2，y2)保存坐标；
S6：输出第一坐标点与第二坐标点之间的位置为车位信息。
作为本发明的进一步改进，所述状态机模块内还配置有第一空间阈值和第二空间阈值，所述切换子策略还包括：
S7：计算第一坐标点和第二坐标点之间的欧式距离；
S8：若所述欧式距离大于第一空间阈值时，所述车位信息表征垂直可泊车空间，若所述欧式距离大于第二空间阈值时，所述车位信息表征水平可泊车空间。
作为本发明的进一步改进，所述控制模块内还配置有泊车单元，所述切换子策略还包括：
所述泊车单元接收到泊车信号时，控制车辆进行泊车，并且调取状态机模块的超声波探测数据同时激活状态机模块；
所述泊车单元检测到车辆泊车至标记车位信息的空车位内并且车辆停止时生成结束信号，所述状态机模块接收到结束信号时停机休眠。
本发明的有益效果：通过识别模块能够对车辆周边进行扫描探测，在控制模块的作用下能够根据状态机模块探测到的探点数据和状态数据进行比对生成状态信息，从而判断周边是有空车位还是障碍物，并且还能通过调取状态信息对状态机模块的探测状态进行切换，使得在需要进行探测时能够进行准确的探测，在不需要探测是保持状态机模块的休眠，以使状态机模块不易出现因持续工作造成的寿命衰减，实现了对车位和周边障碍物进行精准探测的效果。
附图说明
图1为体现本发明车辆探测上升沿和下降沿的示意图；
图2为体现本发明的系统流程图；
图3为体现切换状态机模块探测状态的系统流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参考图1至图3所示，为本发明一种基于有限状态机的超声波车位探测的具体实施方式，包括集成于车辆车载处理器内的探测系统，所述车辆上还设置有用于探测的状态机模块，所述状态机模块用于对车辆周边进行超声波探测并生成探点数据；状态机模块为超声波探头模块，用于通过超声波进行探测数据。
所述识别模块包括雷达扫描器和配置于识别模块内的图像策略，所述雷达扫描器内配置有范围阈值，所述雷达扫描器用于对车辆在范围阈值内的周边环境进行获取并形成图像信息，所述图像策略包括根据所述图像信息生成车位图形，并调取探点数据于所述车位图形上进行标记；
所述探测系统包括控制模块和识别模块，所述控制模块内配置有控制策略和预设的状态数据，所述状态数据表征状态机模块检测的状态要求，所述控制策略包括判断子策略和切换子策略，所述判断子策略根据触发泊车后激活所述状态机模块，并判断状态机模块探测到的探点数据是否满足所述状态数据的要求，根据标记于所述车位图形上的探点数据和状态数据的比对生成状态信息；
所述切换子策略包括调取所述状态信息并根据所述状态信息状态机模块根据所述状态信息切换探测状态，所述控制策略还包括根据车辆是否泊车结束控制状态机模块是否停机休眠。
所述探点数据包括若干探测点，所述判断子策略包括第一探测逻辑和第二探测逻辑，所述第一探测逻辑用于探测若干所述探测点的变化并生成探点规律，所述探点规律包括上升沿和下降沿，所述第二探测逻辑包括根据所述探点规律与所述状态要求比对并生成状态信息，所述状态信息包括车位信息和障碍物信息。
所述第一探测逻辑具体为：
当所述车辆上的状态机模块接收到超声波数据时，对状态机模块检测到的位置标记为探测点，所述状态机模块内预设有检测阈时和距离变化阈值，所述检测阈时表征状态机模块进行检测的时间间隔，所述距离变化阈值表征相邻探测点之间的距离值，根据所述检测阈时进行多次探测形成若干所述探测点，对相邻的探测点之间的间距变化进行判断；
若相邻探测点之间的差值大于所述距离变化阈值且为正值时，所述探点规律为上升沿；
若相邻探测点之间的差值小于所述负的距离变化阈值时，所述探点规律为下降沿。
在车辆检测车位的过程中，状态机模块通过超声波探测实时输出车辆一侧的探测数据，距离变化阈值定义为range且始终为正值。
所述第二探测逻辑具体为：
若所述状态机模块进行检测时，先检测到上升沿，后出现下降沿时，则判定上升沿与下降沿之间为空车位，即生成表征空车位的车位信息；
若所述状态机模块进行检测时，先检测到下降沿，后出现上升沿时，则判定下降沿与上升沿之间为障碍物，即生成表征障碍物的障碍物信息。
所述状态机模块包括初始状态、下降沿状态和上升沿状态，所述状态机模块包括第一状态机和第二状态机，所述第一状态机和第二状态机沿车辆车身长度方向设置，定义所述上升沿的起点为第一坐标点，所述下降沿的终点为第二坐标点，所述切换子策略具体为：
S1：初始化第一状态机和第二状态为初始状态；
S2：判断第一状态机是否检测到上升沿，若不是，则继续步骤S2，若是，则进入下一步；
S3：保存第一状态机上升沿起点的第一坐标点信息并以(x1,y1)保存坐标；
S4：激活第二状态机，判断第二状态机是否检测到下降沿，若不是，则继续步骤S4，若是，则进入下一步；
S5：保存第二状态机下降沿终点的第二坐标点信息并以(x2，y2)保存坐标；
S6：输出第一坐标点与第二坐标点之间的位置为车位信息。
所述状态机模块内还配置有第一空间阈值和第二空间阈值，所述切换子策略还包括：
S7：计算第一坐标点和第二坐标点之间的欧式距离；
S8：若所述欧式距离大于第一空间阈值时，所述车位信息表征垂直可泊车空间，若所述欧式距离大于第二空间阈值时，所述车位信息表征水平可泊车空间。
所述控制模块内还配置有泊车单元，所述切换子策略还包括：
所述泊车单元接收到泊车信号时，控制车辆进行泊车，并且调取状态机模块的超声波探测数据同时激活状态机模块；
所述泊车单元检测到车辆泊车至标记车位信息的空车位内并且车辆停止时生成结束信号，所述状态机模块接收到结束信号时停机休眠。
工作原理及其效果：
通过识别模块能够对车辆周边进行扫描探测，在控制模块的作用下能够根据状态机模块探测到的探点数据和状态数据进行比对生成状态信息，状态信息包括车位信息和障碍物信息，从而判断周边是有空车位还是障碍物，在但经过判断探点规律先为上升沿后为下降沿时，判定上升沿的终点和下降沿的起点之间的间距为空车位的空间位置，若探点规律为先为下降沿后为上升沿时，下降沿的终点和上升沿的起点之间为障碍物的空间位置，从而能够准确的判断得出车位信息和障碍物信息，并且还能通过调取状态信息对状态机模块的探测状态进行切换，从而通过切换状态机模块的探测状态，实现对车位的形状为水平可泊车位还是垂直可泊车位进行判断，在泊车结束后通过控制状态机进入休眠模式，使得在需要进行探测时能够进行准确的探测，在不需要探测是保持状态机模块的休眠，以使状态机模块不易出现因持续工作造成的寿命衰减，实现了对车位和周边障碍物进行精准探测的效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于有限状态机的超声波车位探测，其特征在于：包括集成于车辆车载处理器内的探测系统，所述车辆上还设置有用于探测的状态机模块，所述状态机模块用于对车辆周边进行超声波探测并生成探点数据；
所述探测系统包括控制模块和识别模块，所述识别模块包括雷达扫描器和配置于识别模块内的图像策略，所述雷达扫描器内配置有范围阈值，所述雷达扫描器用于对车辆在范围阈值内的周边环境进行获取并形成图像信息，所述图像策略包括根据所述图像信息生成车位图形，并调取探点数据于所述车位图形上进行标记；
所述控制模块内配置有控制策略和预设的状态数据，所述状态数据表征状态机模块检测的状态要求，所述控制策略包括判断子策略和切换子策略，所述判断子策略根据触发泊车后激活所述状态机模块，并判断状态机模块探测到的探点数据是否满足所述状态数据的要求，根据标记于所述车位图形上的探点数据和状态数据的比对生成状态信息；
所述切换子策略包括调取所述状态信息并根据所述状态信息状态机模块根据所述状态信息切换探测状态，所述控制策略还包括根据车辆是否泊车结束控制状态机模块是否停机休眠。
2.根据权利要求1所述的基于有限状态机的超声波车位探测，其特征在于：所述探点数据包括若干探测点，所述判断子策略包括第一探测逻辑和第二探测逻辑，所述第一探测逻辑用于探测若干所述探测点的变化并生成探点规律，所述探点规律包括上升沿和下降沿，所述第二探测逻辑包括根据所述探点规律与所述状态要求比对并生成状态信息，所述状态信息包括车位信息和障碍物信息。
3.根据权利要求2所述的基于有限状态机的超声波车位探测，其特征在于：所述第一探测逻辑具体为：
当所述车辆上的状态机模块接收到超声波数据时，对状态机模块检测到的位置标记为探测点，所述状态机模块内预设有检测阈时和距离变化阈值，所述检测阈时表征状态机模块进行检测的时间间隔，所述距离变化阈值表征相邻探测点之间的距离值，根据所述检测阈时进行多次探测形成若干所述探测点，对相邻的探测点之间的间距变化进行判断；
若相邻探测点之间的差值大于所述距离变化阈值且为正值时，所述探点规律为上升沿；
若相邻探测点之间的差值小于所述负的距离变化阈值时，所述探点规律为下降沿。
4.根据权利要求3所述的基于有限状态机的超声波车位探测，其特征在于：所述第二探测逻辑具体为：
若所述状态机模块进行检测时，先检测到上升沿，后出现下降沿时，则判定上升沿与下降沿之间为空车位，即生成表征空车位的车位信息；
若所述状态机模块进行检测时，先检测到下降沿，后出现上升沿时，则判定下降沿与上升沿之间为障碍物，即生成表征障碍物的障碍物信息。
5.根据权利要求4所述的基于有限状态机的超声波车位探测，其特征在于：所述状态机模块包括初始状态、下降沿状态和上升沿状态，所述状态机模块包括第一状态机和第二状态机，所述第一状态机和第二状态机沿车辆车身长度方向设置，定义所述上升沿的起点为第一坐标点，所述下降沿的终点为第二坐标点，所述切换子策略具体为：
S1：初始化第一状态机和第二状态为初始状态；
S2：判断第一状态机是否检测到上升沿，若不是，则继续步骤S2，若是，则进入下一步；
S3：保存第一状态机上升沿起点的第一坐标点信息并以(x1,y1)保存坐标；
S4：激活第二状态机，判断第二状态机是否检测到下降沿，若不是，则继续步骤S4，若是，则进入下一步；
S5：保存第二状态机下降沿终点的第二坐标点信息并以(x2，y2)保存坐标；
S6：输出第一坐标点与第二坐标点之间的位置为车位信息。
6.根据权利要求5所述的基于有限状态机的超声波车位探测，其特征在于：所述状态机模块内还配置有第一空间阈值和第二空间阈值，所述切换子策略还包括：
S7：计算第一坐标点和第二坐标点之间的欧式距离；
S8：若所述欧式距离大于第一空间阈值时，所述车位信息表征垂直可泊车空间，若所述欧式距离大于第二空间阈值时，所述车位信息表征水平可泊车空间。
7.根据权利要求8所述的基于有限状态机的超声波车位探测，其特征在于：所述控制模块内还配置有泊车单元，所述切换子策略还包括：
所述泊车单元接收到泊车信号时，控制车辆进行泊车，并且调取状态机模块的超声波探测数据同时激活状态机模块；
所述泊车单元检测到车辆泊车至标记车位信息的空车位内并且车辆停止时生成结束信号，所述状态机模块接收到结束信号时停机休眠。
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