TW201111206A - Multiple-turn automatic parking device - Google Patents
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Description
201111206 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 特別是指一種多 本發明是有關於一種自動停車裝置 迴轉式自動停車裝置β 【先前技術】 你白沖的目動停車系統中,诵 器偵測與障礙物之間的距離,並顆超音㈣測 計障礙物的大小與位置。超音波估 特定範圍内是否有障礙物存在,卻無物出— 範圍内所在的精續位置及方位,使值=早礙物在該 開始進灯自動停車之前做出準確的判斷。 也 另外,在習知的自動停車系统中是利 法規劃出一 J動停車路徑,可是,當 …之演算 行路徑之規劃時,通常是以埶 1用該演算法進 作來估算,因此需要較大的^/人迴㈣可完成停車動 U此而要較大的停車空間。當使 動停車之停車空間較狹小時,因為無法僅執行^進行自 完成停車動作,使得系統會判斷 人^轉即 行自動停車,導致使用時的不便。間太小而無法進 【發明内容】 一〜 1 >风贤—種可m士皙 物之實際座標位置,且有效地減少料 停車空間的多迴轉式自動停車裝置。 ’車時所需 於是,本發明多迴轉式自動停車裝置, 障礙物之實際座標位置’並控制—車輛進行自動=异 201111206 裝置包含·一超音波定位模組及一中央控制單元。 該超音波定位模組會量測出一停車空間資料,並包括 多數超音波感測單元及一運算單元。每一感測單元感測出 一自身與該障礙物之間的距離值。該運算單元内建—空門 定位矩陣及一估測座標位置資料,並會依據該等距離值: 該估測座標位置資料及該空間^位矩陣估算出該障礙物之 實際座標位置。 .'丁 — u识井衣及一敢小停車 空間’並用於接收該障礙物之實際座標與該停車空間資料省 。當該停車空間不小於該最小停車空間時,該控制單元合 根據該障礙物之實際座標位置、該停車空間資料,及該; 車路徑演算法規劃出—至少迴轉兩次的停車路徑,並控= 該車輛沿該停車路徑進行停車動作,最後利用該車輛之橫 向移動距離判斷該車辆是否已完全停入該停車空間·杂該 停車空間小於該最小停車空間時,該控制單元不動作。… 本發月之力效在於.利用該超音波定位模組估算該障 =之實際座標並量測出該停車空間資料,使得該裝置能赠 夠在進行自動停車之前精確地判斷出該障礙物之空間座桿 該障礙物之空間座標以及該停車空間資料規劃 車路徑’並採用多次迴轉的方式,能夠有效地減少 進仃自動停車時所需的停車空間。 【實施方式】
有關本發明之前述及I 以下…者… 技術内谷、特點與功效,在 〜考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中,將可 201111206 清楚的呈現。 如圖1所千 , …本發明多迴轉式自動停車襄£ 5之較佳 實施例是適用於估1_ —障礙物(圖未示)之實際座標位置,並 控制車輔(圖未不)進行自動停車,該裝置$包含:一超立 波定位模組51、—中央控制單元52、一車體感測單元^ 一影像擷取單元54、 、—影像顯示單元55及一調整啟閉單元 56 0 如圖2、3所+ '、’該超音波定位模組51會 物之實際座標且量 會估昇該障礙 波感測單元3, 停車空間資料’並包括多數超音 及α判早兀3及一運算單元4。 ’母感測單元3感測出一自身盘該障礙铷 值。該運算單元 自身…心礙物之間的距離 置資料4m 間定位矩陣41及一估測座標位 及該空間定位二依據該:距離值、該估測座標位置資料42 以 卩41估算出該障礙物之實際座標位置。 (夕一乃)(z~z,) 該空間定位矩陣41為 ~jr ~χ~ (y-y2) (f-2,) (y-y„) (f」z) ϋ A — —
Pn Pn P„ 上述條件式中符號說明如下: (毛jU):該障礙物之估測座標位置,· (W】):第-個感測單元3之座標位置; 第二個感測單元3之座標位置; 201111206 0»’凡’·0 ·第η個感測單元3之座標位置; A 個感測單元3與該估測座標位置之估算距離 心弟二個感測單元3與該估測座標位置之估算距離 Λ» •第η個感測單元3與該估測座標位置之估算距離 其中, ^ 該障礙物之實際座.標位置是利用下列條件式求得 (i-x,) CP-少 l) σ-ζ,)' A - Pi λΑ A A Pi ~ Pi ίΞζΞά (•P—少 2) (2~ζλ) δχ • Pi Pl Pi Sy Pn ~Pn_ ϋζΛ) (y~yn) i^~Zn) δζ -Pn Pn Pn (1) (2) (3) Φ = (ΗΓΗ)~1Ητδρ X = X + dx,y = y + SyiZ:=^ + Sz 上述條件式中符號說明如下: A:第-個感測單元3與該實際座標位置之感測距離; 心第二個感測單元3與該實際座標位置之感測距離; :第η個感測單元3與該實際座標位置之感剛距離; 亥估測座標位置與該實際座標位置在X軸方向之誤差量 办··該估測座標位置與該實際座標位置在7軸方向之誤差量 該估測座標位置與該實際座標位置在2軸方向之誤差量 Φ :由汾、办及&組成之矩陣; β .該空間定位矩陣; 201111206 =由該等感測單元3與該實際座標位置之距離,及該等感 測早70 3與該估測座標位置之距離的差所組成之矩陣; X ··該實際座標位置之x座標; 少:該實際座標位置之y座標; z ••該實際座標位置之z座標。 因此,當每-感測單元3感測出一自身與該障礙物之 間的距離值時U、…..·、ρ”),會將該等距離值以、巧、 …、/〇傳送至該運算單元4,而該運算單元4會將該等距 (1 A…p”)、預没的障礙物之估測座標位置g夕幻 二=等感測單元之座標位置(―一、('讀 位由式⑺之反矩陣運算,即可求得該估測座標 位置與該貫際座標位置在x、y、z三轴之誤編十& ,最後再將該等誤差量&、办、 實際座標位置㈣。 代入式⑺中,即可求得該 值j寻注意的是’利用上述條件式估算該實際座標位置 ㈣時通常會經過多次疊代運算,即對該實際座標位置 欠估測,而該等誤差量f、&在每—次疊 代運4姐巾會越來越小,直m — 止疊代運算。藉此,即可精 便中 標位w p了精確地估算出該障礙物之實際座 利用1夕L在本實際例中’為了減少進行疊代的次數,在 二用2條件式開始估算該障礙物之實際座標位置〜)之 I匕表=取其中兩次的量測進行輸入模构化,即利用樓糊 订推异’得到一比例化的κ值。然後利用所得到 201111206 的κ值代入下列條件式中解模糊化, Γ_Σγ^Κ . 再利用所得到的結果進行權重推算,以得到初始化的 猜測位置,如下列條件式所述: (尤,少)=(1 - q · (w2. sin Μ + ρ2 · cos Θ) + 尤,.(X, + A . sina + A . c〇s 上述條件式中符號說明如下: Θ.車體移動後之轉向角度。 最後再將初始化的猜測位置代入式⑴中開始進行疊代鲁 運算,即可有效地減少進行疊代的次數。 如圖1、4、5所示,該中央控制單元52内建一停車路 控演算法521及—最小停車空間522,並用於接收該障礙物 之實際座標與該停車空間資料。當該停車空間不小於該最 小知車空間522時,該控制單元52會根據該障礙物之實際 座標位置、忒停車空間資料,及該停車路徑演算法1規 劃出一至少迴轉兩次的停車路徑,並控制該車輛沿該停車 路控進行停車動作’最後利用該車輛之橫向移動距離判斷籲 '•亥車輛是否已完全停入該停車空間;當該停車空間小於該 最小停車空間522時’該控制單元52不動作。 如圖4、6所示’該停車路徑演算法521是滿足下列條 件式:
Hcr=H + 2b〇 H=z4^2+ -(D- b,)2 201111206 2 W c + — 2 / = x cot-1- (H + n + b0)2 -2R^_out{m +D-bx)-(m +D-bxf 2{m + D-bx) l
Sx = Rsxa = Rsx sin' ’ H + n + b0、 ^min out + Rs ~ ^mia_out X a φ 其中,判斷該車體是否已完全停入該停車空間是利用 下述條件式 W + i?)x[l-cos ⑷] D2 = {Ru^n_ 〇ut-W)x[co^{a-p)-cosfi] DY+D2>W + :最小平行停車長度; 丹:所需停車格長度; 6。:前後裕度; • Ζ:車長; :該車輛内側後輪之迴轉半徑; :停車格寬度; ό,.左右衫度, / :方向盤轉角; :最終減速比; η:起始位置與該障礙物之前後間距;. m :起始位置與該障礙物之左右間距; c:該車輛後輪軸至該車輛末端之距離; 201111206 s'抵達反轉點前該車輛之移動長度; «•起始位置至反轉點之夾角; & ·反轉點後該車輛之移動長度。 如圖1、4、5所示,該車體感測單元53是用於感測車 並包括一用於感測該車编是否處於倒車檔的倒車 感應單元53卜及一用於感測該車輕之位移的位移感測單元 532。 該影像掏取單元54是用於操取該車輛後方影像。 該影像顯^單元55是用於將_出的停車路徑與該車 輛後方影像疊合。 該調整啟閉單元56是用於接受一使用者(圖未示)之設 定調整與校正控制’並用於控制該系统5之啟動或關閉。 在本實施例中,該影像顯示單元55與該調整啟閉單元% 是利用-觸控式螢幕實現,可直接供該使用者調整校正。 因此,本發明多_式自動停車裝置5之運作流程如 下: ▲光將該車贿驶至適#位置,利㈣調整啟閉單元 將Γ裝置5開啟’並藉由該超音波定位模經51與該影像 取單元54建構出停車環境地圖。 自動煞車並指示該使用者切人倒車擋,並於該影像顯 不早疋55顯示預定之停車位置’並將其疊合於真實的停車 壤境影像上。整啟閉單元56崎停輕置之校正 與確認^時該控制單元52會根據輯礙物之實際座標位 置、該停車空間資料,及該停車路#演算法521規劃出— 10 201111206 至少迴轉兩次的停車路徑。其中,該停車路徑中的迴轉次 數與該停車空間之大小有關。該停車空間越小,該停車路 徑中的迴轉次數就越多。由上述可知,起始位置至反轉點 之夾角《是由該停車路徑演算法決定。而該車輛在第一次迴 轉之後的#車過程中’只要該車辅與前後障礙物之距 於該前後裕度〜,就會進行下—次迴轉。心是說,在第一 次迴轉之後的每-次迴轉中,其迴轉半徑均由該車輛與前 後障礙物之距離決定。 取後’該中央控制單元52會控制該車輛之轉向裝置、 :門、煞車等機構進行停車動作,並於行進中持續_該 使用者是否有介入轉向袭置、油門、煞車之控制,或是否 有臨時出現之障礙物。若有,則該裝置5會立刻停止動作 並將主控權交還給該使用者。待該使用者再次利用該調整 啟閉早疋對該停車路徑進行確認時,則該裝置5重新起動 ,直到停車動作完成為止。 一 π上所述’利用該超音波定位模組Η估算該障礙物之 貝際座‘並董測出該停車空間資料,使得該裝置$能夠在 進行自動停車之前精確地判斷出該障礙物之空間座標,進 而根據該障礙物之空間座標以及該停車空間資料規劃出該 停車^徑’並採用多次迴轉的方式,能夠有效地減少進行 車%所而的停車空間’故4實能達成本發明之目的 〇 ^准又上所述者’僅為本發明之較佳實施例而已,當不 乂此限疋本發明實施之範圍,即大凡依本發明申請專利 201111206 乾圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 >飾,皆仍 【圖式簡單說明】 本發明多迴轉式自動停車裝置之 波二-一,一 圖3是該較㈣施例的另—以配置圖,運算 早凡之架構; ”是該較佳實施例的另—系統配置圖,㈣一中央 控制早7L之架構; 該較佳實施例的另—系统配置圖,說明一車體 感測單元之架構;及 圖6是該較佳實施例的一自動停車軌跡圖。 12 201111206 【主要元件符號說明】 3 •… •…·超音波感測單元 4…… .....運异早70 41_··. •…空間定位矩陣 42… …··估測座標位置資 料 5…… …·多迴轉式自動停 車裝置 51•.… •…超音波定位模組 52•.… •…中央控制單元 521… •…停車路徑演算法 522… •…最小停車空間 53…·. •…車體感測單元 531… …·倒車感應單元 532… …·位移感測單元 54…… •…影像擷取單元 55…… …·影像顯不單元 56…… …調整啟閉單元
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Claims (1)
- 201111206 201111206 申請專利範圍 七 r H迴轉式自動停車裝置,適心 際座標位置,並控制物貫 . 早稀進仃自動停車,該裝置包含 括少救^ 9波&位模組’量測出—停車空間資料,並包 ^數,音波感測單元及一運算單元,每一感測單元感 ::- “與該障礙物之間的距離值,該運算單元内建 二門疋位矩陣及—估測座標位置資料,並會依據該等 、該估測座標位置資料及該空間^位矩陣估算出 該障礙物之實際座標位置;及 一中央控制單元,内建―停車路徑演算法及一最小 τ車空間’並用於接收該障礙物之實際座標與該停車空 間資料’當該停車空間不小於該最小停車空間時,該控 制單元會根據該障礙物之實際座標位置、該停車空間資 料尸及&τ車路㈣算法規劃出—至少迴轉兩次的停車 路徑’並控制該車輔沿該停車路徑進行停車動作,最後 利用該車輕之橫向移動距離判斷該車輔是否已完全停入 u停車二間’當該停車空間小於該最小停車空間時,該 控制單元不動作。 2.依據中請專利範圍第丨項所述之多迴轉式自動停車裝置 ,其中,該停車路徑演算法是滿足下列條件式: Hcr^H + 2b〇 H ~ + out (-〇 - 6,) - (D - 6, ) 2 14 201111206 (H + n + bQ)2 -2R^_0Ut{m + Ώ-^)-(ιη +D-bx)2 C2 + W Ί,{ιη D — b·^) 2 Ns x cot" H + n-\-bQ ^min out Sx = Rsxa = Rs xsin" s2 =R^_〇u,^a 其中,判斷該車體是否已完全停入該停車空間是利用下 述條件式 D, =(^ + 7?)χ[1-ο〇8(«)] D2 = (^min_〇«r ~W)X [COS(a - ^)- COS Dx-l· D2 >W -\-m-\-by :最小平行停車長度; 好:所需停車格長度; %:前後裕度; Ζ:車長; 及—灿:該車輛内側後輪之迴轉半徑; 〇:停車格寬度; 、:左右裕度; / :方向盤轉角; 乂:最終減速比; «:起始位置與該障礙物之前後間距; m :起始位置與該障礙物之左右間距; c:該車輛後輪軸至該車輛末端之距離; 15 201111206 s' 抵達反轉點前該車輛之移動長度; «:起始位置至反轉點之夾角; &:反轉點後該車輛之移動長度。 3.依據巾請專利範圍第2項所述之多迴轉式自動停車裝置 ,其中,該停車路徑令的迴轉次數與該停車空間之^ ,關,該停車空間越小,該停車路徑中的迴轉次數就^ (依據flf專3項所述之多迴轉式自動停車裝置 ,該裝置更包含—用於感測車體狀態的車體感測單^、 一用於擷取該車輛後方影像的影像擷取單元, =劃出的停車路徑與該車輛後方影像叠合的影像= 5.依=請專利範圍第4項所述之多迴轉式 於其中,該車«測單元包括—用於感測 ^ 車檔的倒車感應單元,及一用於感 = 的位移感測單元。 午釉之位移 6,依據申請專利範圍第 ,更包ml 多轉式自動停車裝置 用於接受一使用者之設定調整盘 調整啟閉單元。 ,、校正控制的 7·依據申請專利範圍第 ,其中,Μη〜 八轉式自動停車裝置 °亥二間疋位矩陣是滿足下列條件式: itzL) A A ---IL ,«户1 Λ A ρλ iiZii) (έ-ζ.) P·}.今 ~~K~ fcisl iZzi〇 (z~z) A 了 f 16 201111206 (无ϋ).該障礙物之估測座標位置; .弟一個感測單元之座標位置; ·弟二個感測單元之座標位置; ·第η個感測單元之座標位置; A:第一個感測單元與該估測座標位置之估測距離; A:第二個感測單元與該估測座標位置之估測距離; A .第η個感測單元與該估測座標位置之估測距離; 其中, 鲁該障礙物之實際座標位置是利用下列條件式求得 (夕一 Pi-Pi A A A Pi -Pi (i-x,) (y-yi) &c \ A Pl Λ Sy Pn-Pn. (y-yn) δζ -Pn Pn Pn φ = (ΗΓΗ)~ιΗτδρ X = X Sc, y = y Sy9 z = i + & A :第一個感測單元與該實際座標位置之感測距離; A .第一個感測單元與該實際座標位置之感測距離; A> :第η個感測單元與該實際座標位置之感測距離; <&.該估測座標位置與該實際座標位置在χ軸方向之講 差量; ' 办:該估測座標位置與該實際座標位置在^軸方向之誤 差量; 17 201111206 & :該估測座標位置與該實際座標位置在z軸方向之誤 差量; φ:由&、办及&組成之矩陣; 好.該空間定位矩陣; φ :由該等感測單元與該實際座標位置之距離,及該等 感測單元與該估測座標位置之距離的差所組成之矩陣; X :該實際座標位置之X座標; 少··該實際座標位置之y座標;z:該實際座標位置之Z座標。 8.依據申請專利範圍第7項所述之多迴轉式自動停車U ’其:’ Μ過多次疊代運算後即可精確地估算出該障礙 物之實際座標位置。 18
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