CN202764963U

CN202764963U - 一种基于图像的车辆自动倒库装置

Info

Publication number: CN202764963U
Application number: CN 201220336679
Authority: CN
Inventors: 黄莉莉; 李德龙; 徐宇; 谷昭斌
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2022-07-12

Abstract

本实用新型公开了基于图像的车辆自动倒库装置，包括车载电脑，雷达传感器系统，所述的雷达传感器系统由安装在车辆侧面的雷达传感器和车辆前后的测距传感器构成，其中：车辆侧面的雷达传感器安装在汽车前、后部两侧四个角上，用于测量可停车位及其距离，并在移库过程中用于检测汽车后部末端的侧向空位；测距传感器安装在汽车的前后保险杠上，用于测量汽车与附近障碍物的距离及停车控制距离；雷达传感器系统连接车载电脑，车载电脑和一个单片机相连接。该装置采用模糊控制将雷达传感器采集到的数据进行分析处理，通过CAN总线连接汽车的显示系统，实时的显示自动倒库系统工作过程中的信息，提醒驾驶员何时可以停车，使自动倒库装置开始工作。

Description

一种基于图像的车辆自动倒库装置

技术领域

本实用新型属于计算机应用领域，涉及计算机控制的视角导航，特别涉及一种基于图像的车辆自动倒库装置，该装置适用于安装在汽车上，可以自动使汽车准确停放在合适位置。

背景技术

随着世界汽车保有量的增加，使得公路、街道、停车场更为拥挤。新司机和非专业司机越来越多，造成倒库的时候，汽车不能停靠在适当的位置或停靠不规范，使汽车在停车位上停靠超前或超后，这些都会使汽车在倒库过程中增加困难，有的甚至会发生摩擦碰撞而引起不必要的麻烦。

因此，怎样才能适当的解决这种汽车数量迅速增加与停车位增加相对缓慢这种供需矛盾关系呢？通过充分利用现有的停车位，进行规范的停车而避免不必要的摩擦碰撞，是一种十分有效的手段，自动倒库系统也就应运而生了。

现行的自动倒库系统主要有两种，一种是倒车辅助系统，这种比较典型的代表是倒车雷达。它能以声音或者是更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除驾驶员倒车时前后左右探视所引起的困扰，并提高了驾驶的安全性。汽车雷达经过几代的发展已经继承了声、光和显示三位一体的提示方法便于驾驶员及时采取相应的措施，避免倒车事故。它是一种被动的防撞或消除视野盲区，倒车依然依赖于驾驶员的经验和驾驶技术。另一种是全自动的倒车系统，汽车模仿人来实现倒入探测到的车位内，可更加主动精确的完成倒车用。

随着倒车控制理论和模型的不断完善，极大地推动了自动倒车系统的发展。但在我国自动倒车系统的发展并不理想，车辆自动倒库系统的实物开发还处在起初阶段，大多数研究成果还处于实验模型阶段。为解决这一问题需要有关人士的共同努力，提出有关基于模糊控制理论的车辆自动倒库系统的研究观点，并希望能得到实际的应用。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种基于图像的车辆自动倒库装置，该装置可以再无人干涉的情况下，能自动的将汽车通过安全简短的路线停靠在停车位。

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种基于图像的车辆自动倒库装置，包括车载电脑，其特征在于，还包括有雷达传感器系统，所述的雷达传感器系统由安装在车辆侧面的雷达传感器和车辆前后的测距传感器构成，其中：

车辆侧面的雷达传感器安装在汽车前、后部两侧四个角上，用于测量可停车位及其距离，并在移库过程中用于检测汽车后部末端的侧向空位；

测距传感器安装在汽车的前后保险杠上，用于测量汽车与附近障碍物的距离及停车控制距离；

雷达传感器系统连接车载电脑，车载电脑和一个单片机相连接。

本实用新型的其它特点是：

所述的雷达传感器采用毫米波雷达测距传感器。

所述的测距传感器采用激光雷达测距传感器。

车载电脑中和汽车自身相关的数据包括车速、方向盘转角、车轮转角。

单片机内固化有模糊控制器的软件，该软件采用一种多维的模糊控制器取代了传统的二维控制器较好的解决了小车倒库控制问题的仿真研究。并且增加了一个输入量和一个输出量，从而提高了控制的能力和控制精度。从而达到降低事故发生可能性的概率。

利用模糊集合理论，把人的控制策略的自然语言转化为计算机能够接受的算法语言所描述的控制算法不仅能实现控制，而且能模拟人的思维方式对一些无法构造数学模型的被控对象进行有效地控制。利用Matlab的模糊逻辑控制工具箱设计模糊控制器，自动控制汽车的行驶方向，使其能顺利地到达最终地点，要求轨迹平滑，路径合理。最后利Simulink仿真工具进行仿真，验证结果，为实际倒库控制提供了依据。

本实用新型的基于图像的车辆自动倒库装置，采用雷达传感器与模糊控制相结合的方式，首先由传感器采集汽车周围及车载电脑中汽车自身的一些数据，并通过数据线传递给单片机，单片机将这些信息进行综合的处理，得出汽车的运动轨迹。在此过程中单片机所得信息都是实时的，且单片机可对汽车的下一时刻位置进行预判。从而使得汽车实际的倒库路线更安全简短。

附图说明

图1是本实用新型的基于图像的车辆自动倒库装置硬件结构示意图；

图2是本实用新型的基于图像的车辆自动倒库装置的流程图。

图3是车辆自动倒库流程图。

以下结合附图和实施例以及装置的工作过程，对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施方式

参见图1，本实施例给出一种基于图像的车辆自动倒库装置硬件结构示意图，包括车载电脑、雷达传感器系统和单片机，雷达传感器系统主要用于对车辆周围坏境的距离、角度等数据及汽车自身数据进行测量，然后再将数据传给车载电脑。

雷达传感器系统由安装在车辆侧面的雷达传感器和车辆前后的测距传感器构成，其中：

而车载电脑中和汽车自身相关的数据包括车速、方向盘转角、车轮转角。

本实施例中，雷达传感器采用毫米波雷达测距传感器，测距传感器采用激光雷达测距传感器，毫米波雷达测距传感器和激光雷达测距传感器均使用超声波发送和接收，车载电脑实时将接收到的超声波信号传递给单片机，单片机对信号和车载电脑中实时车速、方向盘转角、车轮转角的数据进行处理及对汽车运行路线的进行模糊控制。

采用本实用新型的基于图像的车辆自动倒库装置的流程如图2所示。

1.1数据的采集与处理

为实现车辆的自动定位，首先要感知环境信息。对自动倒库的车辆而言，则需要实时测量车辆与障碍物之间的距离。由各种传感器的性质可知，超声波主要用于短距离探测，红外线响应比较慢，激光测距对外界环境比较敏感，从目前来看，毫米波雷达测距和激光雷达测距方式是汽车避撞应用的最广泛形式，超声波测距目前主要应用于倒车雷达。因此主要应用以上两种传感器进行数据的输入。其工作过程如下：

1.2对车辆运行轨迹的模糊控制

利用Matlab模糊工具箱的图形界面可视化工具，可以方便直观地实现模糊推理系统的设计过程。Matlab模糊工具箱提供的图形化工具有隶属函数编辑器(mfedit)、模糊推理系统编辑器(fuzzy)、模糊规则编辑器(ruledit)、模糊推理输入输出曲面视图(surfvie)、模糊规则观察器(ruleview)等5类。这5个图形化工具操作简单，相互动态联系，可以同时用来快速构建用户设计的模糊系统。通过在Matlab中的模拟控制，得出相关的理论并应用到实际倒库过程中去。

在实际的倒车中，当驾驶员想把汽车倒入车库时，首先要估算一下车位的位置和车的相对位（如左前方，距离远近等），然后分析判断，确定一个行驶的路线进行倒车。当确认汽车完全进入车库后，倒车结束。当机控代替人控后，模糊控制汽车倒车的控制过程可以大体的看成如下过程。

单片机将雷达传感器采集到的数据进行分析处理，通过CAN总线连接汽车的显示系统，并得到汽车此时的状态信息，对数据进行实时、综合的分析处理之后，生成安全合理的倒车轨迹，并通过CAN总线来控制转向及连接原车的显示系统，实时的显示自动倒库装置工作过程中的信息。

车辆自动倒库的流程如图3所示：

（1）开始时先由侧面毫米波雷达测距和前后的激光雷达测距传感器测量可能的停车位，并提醒驾驶员何时可以停车，使自动倒库装置开始工作。

（2）将步骤（1）中的数据和汽车上车载电脑自身的一些数据综合到一起传到模糊控制系统，由模糊控制系统计算出汽车应有的转角。

（3）电动转向系统接收步骤（2）的信号，开始转动转向轮。是汽车做圆弧运动若汽车到达指定的车库则停止运动，并使车轮自动回正；否则继续执行步骤⑴、⑵、⑶直到汽车到达指定位置。

Claims

1.一种基于图像的车辆自动倒库装置，包括车载电脑，其特征在于，还包括有雷达传感器系统，所述的雷达传感器系统由安装在车辆侧面的雷达传感器和车辆前后的测距传感器构成，其中：

2.如权利要求1所述的基于图像的车辆自动倒库装置，其特征在于，所述的雷达传感器采用毫米波雷达测距传感器。

3.如权利要求1所述的基于图像的车辆自动倒库装置，其特征在于，所述的测距传感器采用激光雷达测距传感器。