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CN106553645B - 自动泊车控制系统及基于该系统的控制方法 - Google Patents

自动泊车控制系统及基于该系统的控制方法 Download PDF

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CN106553645B CN201611094194.1A CN201611094194A CN106553645B CN 106553645 B CN106553645 B CN 106553645B CN 201611094194 A CN201611094194 A CN 201611094194A CN 106553645 B CN106553645 B CN 106553645B
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Abstract

一种自动泊车控制系统，包括功能开关、检测单元、控制单元及执行单元；功能开关控制泊车功能的开启，并控制检测单元开始进行信息检测；检测单元检测停车位的位置、障碍物的位置及自车的状态信息，并将信息传递至控制单元；控制单元内设有泊车最大车速及泊车加速度，控制单元根据停车的位置、障碍物的位置得出自车相对于停车位及障碍物的位置，并计算出泊车的最佳路径，继而根据泊车的最佳路径、泊车最大车速及泊车加速度计算泊车时的倒车路径、前进路径、汽车在倒车及前进路径上的转弯角度，以及开始制动的时间，并将该信息传递至执行单元；执行单元按照预定的转弯角度、制动开始的时间及泊车最大车速进行前进或倒车，将汽车泊入或泊出停车位。

Description

自动泊车控制系统及基于该系统的控制方法
技术领域
本发明涉及汽车自动控制技术领域，尤其是一种自动泊车控制系统及基于该自动泊车控制系统的控制方法。
背景技术
随着科技的发展，汽车也越来越多的进入我们的生活，随着汽车的增多，汽车的停车问题也给人们带来了越来越多的烦恼。半自动泊车技术是目前车辆上应用的较为普遍的一种利于人们停车的控制技术，它通过遍布正在车身周围的雷达探测车辆与周围障碍物的距离和角度，然后通过控制系统计算出泊入/泊出停车位所需的行驶轨迹，汽车需要经过多次向前及向后行驶，最后完成泊入/泊出停车位的作业，在每一次的前进或后退的过程中，汽车均需要经过正常行驶阶段及减速阶段。在该系统中车辆可以实时监测周围障碍物的信息，当车辆和障碍物存在碰撞风险的时候，系统能够通过声音和图像报警来告知驾驶员周边障碍物信息，以提醒驾驶员踩踏制动踏板，使车辆减速至停止，但不会对车辆采取任何制动措施。当障碍物距离较近时，如果驾驶员采取制动较晚或没有采取制动措施，车将就存在与周边障碍物刮擦或碰撞的潜在危险；进一步地，为了保证泊车安全，半自动泊车是有车速限制的，正在泊车过程中，如果速度过快，半自动泊车系统会自动退出，从而导致泊车失败，例如，泊车车速一般低于车辆发动机的怠速车速，即使驾驶员在泊车过程中不踩踏油门踏板，仍然会出现车速过高，导致泊车中断或失败，这就要求驾驶员在泊车过程中，不断踩踏制动踏板进行制动，以保证泊车顺利完成。在汽车前进或后退的过程中，驾驶员很难把握在何时进行减速，因此并不能很好的进行泊车作业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动泊车控制系统及基于该自动泊车控制系统的控制方法，该系统能够自动对泊车路径进行分析，且能够自动计算泊车时正常行驶阶段及减速阶段的时间，在停车时不需要人为操控，提高了停车时驾驶员的舒适度。
本发明提供一种自动泊车控制系统，其特征在于：包括功能开关、检测单元、控制单元及执行单元；
所述功能开关控制泊车功能的开启，并控制所述检测单元开始进行信息检测；
所述检测单元检测停车位的位置、障碍物的位置及自车的状态信息，并将信息传递至所述控制单元；
所述控制单元内设有泊车最大车速及泊车加速度，所述控制单元根据停车的位置、障碍物的位置得出自车相对于停车位及障碍物的位置，并计算出泊车的最佳路径，继而根据泊车的最佳路径、所述泊车最大车速及所述泊车加速度计算泊车时的倒车路径、前进路径、汽车在倒车及前进路径上的转弯角度，以及开始制动的时间，并将该信息传递至所述执行单元；
所述执行单元按照所述控制单元计算出的在倒车及前进路径上的转弯角度、制动开始的时间及泊车最大车速进行前进或倒车，将汽车泊入或泊出停车位。
进一步地，泊车功能处于启动状态，当汽车完整地经过一个可用的停车位时，所述检测单元通过摄像头记录停车位的位置，并通过雷达检测障碍物的位置。
进一步地，所述检测单元包括车速传感器及电机控制器，所述控制单元包括整车控制器，所述执行单元包括内燃机、发电机、离合器、驱动电机、主减差速器及驱动轮，所述内燃机、所述发动机、所述离合器及所述驱动电机依次相连，所述驱动电机通过所述主减差速器与所述驱动轮相连，所述动力电池通过所述电机控制器分别与所述发电机及所述驱动电机电性相连。
进一步地，所述汽车的自车状态包括汽车的转弯状态及车速状态，所述检测单元通过横摆角传感器、转角传感器及轮速传感器检测所述汽车的转弯状态及所述车速信息。
进一步地，所述检测单元在泊车的工程中还需不断地对所述停车位的位置、所述障碍物的位置及所述自车的状态信息进行检测。
进一步地，所述泊车最大速度小于发动机怠机时的车速，所述执行单元包括车身电子稳定系统，所述车身电子稳定系统通过向制动油缸加压使汽车以泊车最大速度行驶。
进一步地，所述车身稳定系统逐渐对制动油缸加压，使汽车的车速以所述泊车加速度从所述泊车最大速度降至静止。
进一步地，在所述控制单元进行路径分析时，汽车前进路径及倒车路径运动到的极限位置小于停车位在车辆长度方向的最大距离。
一种自动泊车的控制方法，该控制方法基于本发明提供的的自动泊车控制系统，并包括如下步骤：
所述功能开关控制所述检测单元开始进行信息检测；
所述检测单元检测停车位的位置、障碍物车的位置及自车的状态信息，并将该信息传递至所述控制单元；
所述控制单元内设有泊车最大车速及泊车加速度，所述控制单元根据停车的位置、障碍物的位置得出自车相对于停车位及障碍物的位置，并计算出泊车的最佳路径，继而根据泊车的最佳路径、所述泊车最大车速及所述泊车加速度计算泊车时的倒车路径、前进路径、汽车在倒车及前进路径上的转弯角度，以及开始制动的时间，并将该信息传递至所述执行单元；
所述执行单元按照所述控制单元计算出的汽车在倒车及前进路径上的转弯角度、制动开始时间及泊车最大车速进行前进或倒车，将汽车泊入或泊出停车位。
进一步地，当所述功能开关开启，且汽车完全经过一个可用的停车位时，所述检测开关检测到停车位的位置，并开始进行泊车作业。
进一步地，在进行泊车作业时，所述检测单元不断对所述停车位的位置、所述障碍物的位置进行检测。
综上所述，本发明提供的自动泊车控制系统通过在行进过程中泊车最大车速的控制及制动时间的控制，车辆可以平稳地进行泊车作业，防止因汽车制动距离过短而不能完全停止或因停车过快而降低驾驶的舒适度。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明实施例提供的自动泊车控制系统的结构示意图。
图2为通过本发明实施例提供的自动泊车控制系统进行泊车时车辆行车路线的示意图。
图3为本发明实施例提供的自动泊车控制系统的控制方法示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如下。
本发明的目的在于提供一种自动泊车控制系统及基于该自动泊车控制系统的控制方法，该系统能够自动对泊车路径进行分析，且能够自动计算泊车时正常行驶阶段及减速阶段的时间，在停车时不需要人为操控，提高了停车时驾驶员的舒适度。
图1为本发明实施例提供的自动泊车控制系统的结构示意图，如图1所示，本发明实施例提供的自动泊车控制系统包括功能开关10、检测单元20、控制单元30及执行单元40。所述功能开关10控制泊车功能的开启，并控制所述检测单元20开始进行信息检测；检测单元20检测停车位的位置、障碍物的位置及自车的状态信息，并将信息传递至控制单元30；控制单元30内设有泊车最大车速及泊车加速度，控制单元30根据停车的位置、障碍物的位置得出自车相对于停车位及障碍物的位置，并计算出泊车的最佳路径，继而根据泊车的最佳路径、泊车最大车速及泊车加速度计算泊车时的倒车路径、前进路径、汽车在倒车及前进路径上的转弯角度，以及开始制动的时间，并将该信息传递至执行单元40；执行单元40按照预定的转弯角度、制动开始的时间及泊车最大车速进行前进或倒车，将汽车泊入或泊出停车位。
图2为通过本发明实施例提供的自动泊车控制系统进行泊车时车辆行车路线的示意图，图3为本发明实施例提供的自动泊车控制系统的控制方法示意图，如图2及图3所示，以汽车泊入停车位为例，在本发明中，泊车功能启动时，检测单元20检测停车位的位置、障碍物的位置及自车的状态，控制单元30根据上述信息规划泊车路径，控制单元30控制汽车自动挂入倒档(如R档)，并提醒驾驶员释放刹车踏板、油门踏板及方向盘，以泊车最大车速向后倒车，并在规定的时间点上进行制动，使汽车停留至倒车阶段的预定位置，然后控制汽车自动挂入前进挡(如D档)，汽车以泊车最大车速向前行驶，并在规定的时间点上进行制动，以使汽车停留至前进阶段的预定位置，检测单元20重新检测停车位及障碍物位置，然后不断重复倒车及前进的过程，直至车辆泊入停车位。在本发明中，通过在行进过程中泊车最大车速的控制及制动时间的控制，车辆可以平稳地进行泊车作业，防止因汽车制动距离过短而不能完全停止或因停车过快而降低驾驶的舒适度。
具体地，在本实施例中，泊车功能处于启动状态，且当汽车完整地经过一个可用的停车位时，检测单元20通过摄像头记录该停车位的位置。通过雷达检测障碍物的位置。汽车的自车状态信息包括汽车的转弯状态及车速状态，通过横摆角传感器、转角传感器及轮速传感器以检测汽车的转弯状态及车速信息。在汽车进行泊车的过程中，检测单元20还需要不断地检测停车位相对于自车的位置、障碍物相对于自车的位置及自车的状态以对修正汽车的泊车路径。
在本实施例中，泊车最大速度小于发动机怠机时的车速，执行单元40包括车身电子稳定系统(Electronic Stability Program，简称ESP)，车身电子稳定系统通过向制动油缸加压使汽车以泊车最大速度行驶。
泊车加速度可以根据汽车的自身性能及环境而设定，优选地，泊车加速度小于2m/s2。通过车身稳定系统逐渐对制动油缸加压，使汽车的车速以预定的加速度从泊车最大速度降至静止。
进一步地，为了避免碰撞，在控制单元进行路径分析时，汽车前进路径及倒车路径能运动到的极限位置应小于停车位在车辆长度方向的最大距离。即如图2所示，停车位在车辆长度方向的最大距离为A1-A2，而控制单元所采纳的极限位置为B1-B2。
本发明还提供了一种基于该自动泊车控制系统的控制方法，该方法包括如下步骤：
功能开关10控制检测单元20开始进行信息检测；
检测单元20检测停车位的位置、障碍物车的位置及自车的状态信息，并将该信息传递至控制单元30；
控制单元30内设有泊车最大车速及泊车加速度，控制单元30根据停车的位置、障碍物的位置得出自车相对于停车位及障碍物的位置，并计算出泊车的最佳路径，继而根据泊车的最佳路径、泊车最大车速及泊车加速度计算泊车时的倒车路径、前进路径、汽车在倒车及前进路径上的转弯角度，以及开始制动的时间，并将该信息传递至执行单元40；
执行单元40按照预定的转弯角度、制动开始时间及泊车最大车速进行前进或倒车，将汽车泊入或泊出停车位。
进一步地，当功能开关10开启，且汽车完全经过一个可用的停车位时，检测单元20检测到停车位的位置，并开始进行泊车作业。
进一步地，在进行泊车作业过程中，检测单元20还需要不断对停车位及障碍物的位置进行检测，以修正自车相对于停车位及障碍物的位置，防止车辆发生碰撞。
综上所述，本发明提供的自动泊车控制系统通过在行进过程中泊车最大车速的控制及制动时间的控制，车辆可以平稳地进行泊车作业，防止因汽车制动距离过短而不能完全停止或因停车过快而降低驾驶的舒适度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种自动泊车控制系统，其特征在于：包括功能开关(10)、检测单元(20)、控制单元(30)及执行单元(40)；
所述功能开关(10)控制泊车功能的开启，并控制所述检测单元(20)开始进行信息检测；
所述检测单元(20)检测停车位的位置、障碍物的位置及自车的状态信息，并将信息传递至所述控制单元(30)；
所述控制单元(30)内设有泊车最大车速及泊车加速度，所述控制单元(30)根据停车的位置、障碍物的位置得出自车相对于停车位及障碍物的位置，并计算出泊车的最佳路径，继而根据泊车的最佳路径、所述泊车最大车速及所述泊车加速度计算泊车时的倒车路径、前进路径、汽车在倒车及前进路径上的转弯角度，以及开始制动的时间，并将该信息传递至所述执行单元(40)；
所述执行单元(40)按照所述控制单元计算出的在倒车及前进路径上的转弯角度、制动开始的时间及泊车最大车速进行前进或倒车，将汽车泊入或泊出停车位。
2.根据权利要求1所述的自动泊车控制系统，其特征在于：泊车功能处于启动状态，当汽车完整地经过一个可用的停车位时，所述检测单元(20)通过摄像头记录停车位的位置，并通过雷达检测障碍物的位置。
3.根据权利要求1所述的自动泊车控制系统，其特征在于：所述汽车的自车状态包括汽车的转弯状态及车速状态，所述检测单元(20)通过横摆角传感器、转角传感器及轮速传感器检测所述汽车的转弯状态及所述车速信息。
4.根据权利要求1所述的自动泊车控制系统，其特征在于：所述检测单元(20)在泊车的过程中不断地对所述停车位的位置、所述障碍物的位置及所述自车的状态信息进行检测。
5.根据权利要求1所述的自动泊车控制系统，其特征在于：所述泊车最大速度小于发动机怠机时的车速，所述执行单元(40)包括车身电子稳定系统，所述车身电子稳定系统通过向制动油缸加压使汽车以泊车最大速度行驶。
6.根据权利要求5所述的自动泊车控制系统，其特征在于：所述车身稳定系统逐渐对制动油缸加压，使汽车的车速以所述泊车加速度从所述泊车最大速度降至静止。
7.根据权利要求1所述的自动泊车控制系统，其特征在于：在所述控制单元(40)进行路径分析时，汽车前进路径及倒车路径运动到的极限位置小于停车位在车辆长度方向的最大距离。
8.一种自动泊车的控制方法，其特征在于，该控制方法基于权利要求1至权利要求7中任意一项所述的自动泊车控制系统，并包括如下步骤：
所述功能开关(10)控制所述检测单元(20)开始进行信息检测；
所述检测单元(20)检测停车位的位置、障碍物车的位置及自车的状态信息，并将该信息传递至所述控制单元(30)；
所述控制单元(30)内设有泊车最大车速及泊车加速度，所述控制单元(30)根据停车的位置、障碍物的位置得出自车相对于停车位及障碍物的位置，并计算出泊车的最佳路径，继而根据泊车的最佳路径、所述泊车最大车速及所述泊车加速度计算泊车时的倒车路径、前进路径、汽车在倒车及前进路径上的转弯角度，以及开始制动的时间，并将该信息传递至所述执行单元(40)；
所述执行单元(40)按照所述控制单元计算出的汽车在倒车及前进路径上的转弯角度、制动开始时间及泊车最大车速进行前进或倒车，将汽车泊入或泊出停车位。
9.根据权利要求8所述的自动泊车的控制方法，其特征在于：当所述功能开关(10)开启，且汽车完全经过一个可用的停车位时，所述检测开关检测到停车位的位置，并开始进行泊车作业。
10.根据权利要求8所述的自动泊车的控制方法，其特征在于：在进行泊车作业时，所述检测单元(20)不断对所述停车位的位置、所述障碍物的位置进行检测。
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