CN208164973U - 一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统，包括摄像头、自动泊车控制器ECU、线控制动系统与线控转向系统，摄像头：与自动泊车控制器ECU相连，用于采集图像并经过分析得到停车位的信息和障碍物的信息；自动泊车控制器ECU与摄像头、线控制动系统和线控转向系统均相连，根据摄像头采集的信息进行路径规划，发出车速控制指令和转向控制指令；线控制动系统接收车速控制指令，产生制动液压力控制车速；线控转向系统接收转向控制指令，控制转向装置完成车辆的线控转向。本系统采用独立的泊车控制ECU，能完成复杂的路径规划、碰撞检测、转向控制以及车速控制功能，泊车过程不需要驾驶员的干预，实现了泊车过程完全自动化。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车自动驾驶技术领域，尤其涉及一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统。
背景技术
随着人们对汽车智能化的需求越来越高，近年来智能驾驶辅助技术快速发展，如自动泊车、自适应巡航、车道偏离预警等称为高级驾驶辅助技术的系统，已经在部分车型上配备。以自动泊车系统为例，现有的自动泊车系统硬件结构上主要是摄像头或雷达，摄像头、雷达不仅作为传感器感知车位信息和周围障碍物信息，其内部集成的芯片还完成路径规划和计算控制指令的任务；其执行机构受限于现有线控执行机构的发展约束，一般只具备线控转向的功能，车速的控制需要驾驶员干预，因而智能水平有待提高。
现有技术中汽车自动泊车系统存在以下缺点：
1、不具备独立的自动泊车控制器，依赖于传感器的硬件环境，能够实现的功能比较单一；
2、泊车过程需要驾驶员干预，无法同时完成转向和车速的配合控制，往往需要驾驶员参与车速控制才能完成自动泊车。
发明内容
本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统，其克服了现有自动泊车系统功能简单、智能化水平不高的问题，采用独立的泊车控制ECU，能完成复杂的路径规划、碰撞检测、转向控制以及车速控制功能，泊车过程不需要驾驶员的干预，实现了泊车过程完全自动化。
为解决现有技术中存在的问题，采用的具体技术方案是：
一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统，其包括摄像头、自动泊车控制器ECU、线控制动系统与线控转向系统，其中，
摄像头：与自动泊车控制器ECU相连，其作为传感器安装在车辆尾部，用于采集图像，并经过分析得到停车位的信息和障碍物的信息；
自动泊车控制器ECU：一端与摄像头相连，另一端与线控制动系统和线控转向系统均相连，其根据得到停车位的信息和障碍物的信息，进行路径规划并通过碰撞检查来保证规划路径的安全性，在此基础上，自动泊车控制器ECU计算自动泊车所需的车速控制指令和转向控制指令；
线控制动系统：与自动泊车控制器ECU相连，用于接收由自动泊车控制器ECU发出的车速控制指令，车速控制指令经由目标减速度换算得到的目标制动液压力，产生制动液压力控制车速；
线控转向系统：与自动泊车控制器ECU相连，用于接收由自动泊车控制器ECU发出的转向控制指令，并控制转向装置完成车辆的线控转向。
优选的方案，所述线控制动系统包括带行程传感器的制动踏板、踏板感觉模拟器、线控制动ECU、电机、齿条以及传统的液压制动系统，所述制动踏板和踏板感觉模拟器均与线控制动ECU相连，线控制动ECU还与电机、齿条以及传统的液压制动系统依次相连。所述传统的液压制动系统包括主缸、ESC/ABS和轮缸。
进一步优选的方案，所述线控转向系统包括依次连接的带转角传感器的转向盘、线控转向ECU、电机、减速机构、转向轴和齿轮齿条转向机构。
更进一步优选的方案，所述车速控制指令包括加速指令和制动指令，加速指令和制动指令通过CAN FD网络分别发送给发动机控制器和线控制动系统。所述转向控制指令通过CAN FD网络发送给线控转向系统，最终通过线控制动和转向操纵车辆，完成自动泊车任务。所述停车位的信息和障碍物的信息通过CAN FD网络传递给独立的自动泊车控制器ECU。
再进一步优选的方案，所述线控制动指令是经由目标减速度换算得到的目标制动液压力，线控制动ECU通过液压系统PV特性计算目标齿条位移，再通过控制电机转角推动齿条运动，进而推动主缸产生制动液压力。
另外，所述线控制动系统还保留了非自动泊车情况下的制动助力装置。驾驶员通过踩制动踏板向ECU发出制动请求，ECU根据预先标定的踏板行程-齿条行程关系控制电机运转产生制动液压力。
所述线控转向系统依然保留了非自动泊车情况下的转向助力装置。驾驶员转动转向盘时，转角传感器发给ECU的转角信号会被转换为电机的控制信号，控制齿轮齿条转向器完成转向任务。
通过采用上述方案，本实用新型的一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统与现有技术相比，其技术效果在于：
1. 本自动泊车系统采用独立的泊车控制ECU，能完成复杂的路径规划、碰撞检测、转向控制以及车速控制功能；
2. 本系统基于线控制动和线控转向系统，无需为自动泊车单独准备额外的执行系统，并且实现了车速的控制，完全避免了驾驶员的干预。
附图说明
图1为本实用新型一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统的整体系统架构图；
图2为本实用新型一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统的线控制动系统架构图；
图3为本实用新型一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统的线控转向系统架构图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实例并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
如图1所示，本发明所提出的自动泊车系统具体包括摄像头、自动泊车控制器、线控制动系统和线控转向系统。摄像头作为传感器安装在车辆尾部，采集图像经过分析得到停车位的信息和障碍物的信息，这些信息通过CAN FD网络传递给独立的自动泊车控制器ECU，自动泊车控制器ECU进行路径规划并通过碰撞检查来保证规划路径的安全性，在此基础上，自动泊车控制器ECU计算自动泊车所需的车速控制指令和转向控制指令，车速控制指令包括加速和制动，通过CAN FD网络分别发送给发动机控制器和线控制动系统，转向控制指令通过CAN FD网络发送给线控转向系统，最终通过线控制动和转向操纵车辆完成自动泊车任务。
如图2所示，线控制动系统包括带行程传感器的制动踏板、踏板感觉模拟器、线控制动ECU、电机、齿条以及传统的液压制动系统（主缸、ESC/ABS和轮缸）。线控制动ECU通过CAN FD网络可以接收自动泊车的线控制动指令，线控制动指令是经由目标减速度换算得到的目标制动液压力，线控制动ECU通过液压系统PV特性计算目标齿条位移，再通过控制电机转角推动齿条运动，进而推动主缸产生制动液压力。此外，线控制动系统还保留了非自动泊车情况下的制动助力能力，驾驶员通过踩制动踏板向线控制动ECU发出制动请求，线控制动ECU根据预先标定的踏板行程-齿条行程关系控制电机运转产生制动液压力。
如图3所示，线控转向系统包括了带转角传感器的转向盘、线控转向ECU、电机、减速机构、转向轴和齿轮齿条转向机构。线控转向ECU通过CAN FD网络接收线控转向指令，并控制电机运转，最终通过减速机构和转向轴推动齿轮齿条转向机构，完成线控转向功能。此外，线控转向系统依然保留了非自动泊车情况下的转向助力能力，驾驶员转动转向盘时，转角传感器发给线控转向ECU的转角信号会被转换为电机的控制信号，控制齿轮齿条转向器完成转向任务。
本发明的自动泊车系统工作原理如下：摄像头作为传感器安装在车辆尾部，采集图像经过分析得到停车位的信息和障碍物的信息，这些信息通过CAN FD网络传递给独立的自动泊车控制器ECU，自动泊车控制器ECU进行路径规划并通过碰撞检查来保证规划路径的安全性，在此基础上，自动泊车控制器ECU计算自动泊车所需的车速控制指令和转向控制指令，车速控制指令包括加速和制动，通过CAN FD网络分别发送给发动机控制器和线控制动系统，转向控制指令通过CAN FD网络发送给线控转向系统，最终通过线控制动和转向操纵车辆完成自动泊车任务。线控制动系统的线控制动ECU通过CAN FD网络可以接收自动泊车的线控制动指令，线控制动指令是经由目标减速度换算得到的目标制动液压力，线控制动ECU通过液压系统PV特性计算目标齿条位移，再通过控制电机转角推动齿条运动，进而推动主缸产生制动液压力。线控转向系统的线控转向ECU通过CAN FD网络接收线控转向指令，并控制电机运转，最终通过减速机构和转向轴推动齿轮齿条转向机构，完成线控转向功能。
采用上述方法，可以构建一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统，它的优势在于：用于独立的泊车控制ECU，能完成复杂的路径规划、碰撞检测、转向控制以及车速控制功能；基于线控制动和线控转向系统，无需为自动泊车单独准备额外的执行系统，并且实现了车速的控制，完全避免驾驶员的干预。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统，其特征在于，其包括摄像头、自动泊车控制器ECU、线控制动系统与线控转向系统，其中，
摄像头：与自动泊车控制器ECU相连，其作为传感器安装在车辆尾部，用于采集图像，并经过分析得到停车位的信息和障碍物的信息；
自动泊车控制器ECU：一端与摄像头相连，另一端与线控制动系统和线控转向系统均相连，其根据得到停车位的信息和障碍物的信息，进行路径规划并通过碰撞检查来保证规划路径的安全性，在此基础上，自动泊车控制器ECU计算自动泊车所需的车速控制指令和转向控制指令；
线控制动系统：与自动泊车控制器ECU相连，用于接收由自动泊车控制器ECU发出的车速控制指令，车速控制指令经由目标减速度换算得到的目标制动液压力，产生制动液压力控制车速；
线控转向系统：与自动泊车控制器ECU相连，用于接收由自动泊车控制器ECU发出的转向控制指令，并控制转向装置完成车辆的线控转向。
2.根据权利要求1所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统，其特征在于，所述线控制动系统包括带行程传感器的制动踏板、踏板感觉模拟器、线控制动ECU、电机、齿条以及传统的液压制动系统，所述制动踏板和踏板感觉模拟器均与线控制动ECU相连，线控制动ECU还与电机、齿条以及传统的液压制动系统依次相连。
3.根据权利要求1所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统，其特征在于，线控转向系统包括依次连接的带转角传感器的转向盘、线控转向ECU、电机、减速机构、转向轴和齿轮齿条转向机构。
4.根据权利要求2所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统，其特征在于，所述传统的液压制动系统包括主缸、ESC/ABS和轮缸。
5.根据权利要求1所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统，其特征在于，所述车速控制指令包括加速指令和制动指令，加速指令和制动指令通过CAN FD网络分别发送给发动机控制器和线控制动系统。
6.根据权利要求1所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统，其特征在于，所述转向控制指令通过CAN FD网络发送给线控转向系统，最终通过线控制动和转向操纵车辆，完成自动泊车任务。
7.根据权利要求1所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统，其特征在于，所述停车位的信息和障碍物的信息通过CAN FD网络传递给独立的自动泊车控制器ECU。
8.根据权利要求2所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统，其特征在于，所述液压制动系统是经由目标减速度换算得到的目标制动液压力，线控制动ECU通过液压系统PV特性计算目标齿条位移，再通过控制电机转角推动齿条运动，进而推动主缸产生制动液压力。
9.根据权利要求1所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统，其特征在于，所述线控制动系统还保留了非自动泊车情况下的制动助力装置。
10.根据权利要求1所述的一种基于摄像头和线控制动与转向的汽车自动泊车系统，其特征在于，所述线控转向系统依然保留了非自动泊车情况下的转向助力装置。
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